memoria curso

Memoria descriptiva descriptiva

ÍNDICE

Memoria descriptiva

M.1. Objeto........................................................................................................................................1

M.2. Antecedentes......................................................................................................................... 1

M.3. Justificación............................................................................................................................ 2

M.4. Viabilidad del proyecto.....................................................................................................3

M.4.1. Viabilidad tecnológica...............................................................................................3

M.4.2. Localización...................................................................................................................6

M.4.2.1. Elección del país..................................................................................................6

M.4.2.2. Elección de la zona.............................................................................................6

M.4.2.3. Ubicación concreta.............................................................................................7

M.4.3. Viabilidad económica................................................................................................9

M.4.3.1. Estudio de mercado...........................................................................................9

M.4.3.2. Tamaño de proyecto.......................................................................................10

M.4.4. Viabilidad legal y laboral.......................................................................................11

M.5. Descripción general del proceso................................................................................11

M.5.1. Captación de agua de mar.....................................................................................12

M.5.2. Línea de conducción de agua bruta a planta de tratamiento................12

M.5.3. Tratamiento químico..............................................................................................13

M.5.3.1. Desinfección.......................................................................................................13

M.5.3.2. Regulación de pH.............................................................................................13

M.5.3.3. Coagulación........................................................................................................14

M.5.3.4. Reducción de oxidantes................................................................................15

M.5.3.5. Antiincrustantes...............................................................................................15

M.5.4. Tratamiento físico....................................................................................................16

M.5.4.1. Filtración de malla autolimpiante............................................................16

M.5.4.2. Ultrafiltración....................................................................................................17

M.5.4.3. Tanque de regulación.....................................................................................18

M.5.4.4. Filtración de cartuchos..................................................................................19

M.5.5. Proceso de ósmosis inversa.................................................................................19

M.5.5.1. Bombeo de alta presión y recuperación de energía.........................20

M.5.5.2. Bastidores de ósmosis inversa...................................................................20

Universidad de Salamanca Alba Bermudo Merino

Planta desaladora de agua de mar con tratamiento de ultrafiltración

M.5.5.3. Limpieza de membranas..............................................................................22

M.5.6. Post-tratamiento.......................................................................................................23

M.5.6.1. Dosificación de Ca (OH)2 e inyección de CO2.......................................23

M.5.6.2. Desinfección del agua producto................................................................24

M.5.7. Almacenamiento del agua producto................................................................24

M.5.8. Conducción de agua producto a la red de abastecimiento.....................24

M.5.9. Vertidos generados..................................................................................................24

M.5.9.1. Salmuera de rechazo......................................................................................25

M.5.9.2. Agua de lavado, vertidos de limpieza y otros......................................25

M.5.10. Instrumentación y control.................................................................................25

M.5.11. Diagrama de flujo...................................................................................................26

M.6. Documentación ambiental............................................................................................27

M.7. Gestión de la instalación................................................................................................28

M.7.1. Régimen de fabricación.........................................................................................28

M.7.1.1. Régimen funcional...........................................................................................28

M.7.1.2. Régimen laboral...............................................................................................28

M.7.2. Distribución en planta............................................................................................28

M.7.2.1. Edificio principal, secundario y aparcamientos.................................29

M.7.2.2. Implantación de proceso..............................................................................29

M.8. Evaluación económica y estudio de rentabilidad...............................................30

M.9. Resumen............................................................................................................................... 32


Memoria descriptiva

Índice de tablas

Tabla M - 1. Procesos de desalación...........................................................................................3

Tabla M - 2. Comparación de tecnologías................................................................................5

Tabla M - 3. Balance hídrico........................................................................................................10

Tabla M - 4. Condiciones del agua de captación y de alimentación...........................21

Tabla M - 5. Análisis de las membranas en el primer y segundo año.......................22

Tabla M - 6. Evaluación económica resumen para la IDAM..........................................31

Índice de ilustraciones

Ilustración M - 1. Localización general.....................................................................................7

Ilustración M - 2. Ubicación concreta de la instalación.....................................................9

Ilustración M - 3. Diagrama de flujo........................................................................................26


M-2 Planta desaladora de agua de mar con tratamiento de ultrafiltración


M-1Memoria descriptiva

Memoria descriptiva

M.1. Objeto

El objeto de este proyecto es el diseño, dimensionamiento e implantación de una planta desaladora de agua de mar con una capacidad de producción de 100.000 m3/día, para la obtención de agua de consumo humano.

La planta se situará en la wilaya de El Tarf, perteneciente al país argelino, por ubicarse ésta en un lugar estratégico tanto para la captación de agua como para su posterior abastecimiento.

La desalación se llevará a cabo mediante un proceso de ósmosis inversa con pretratamiento de ultrafiltración, obteniéndose un agua de características y calidad adecuadas.

El proyecto se ceñirá en todo momento al cumplimiento de los requisitos exigidos en el Decreto Ejecutivo nº11-125 de la legislación argelina, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua del consumo humano.

M.2. Antecedentes

Las necesidades de agua se están incrementando rápidamente y los recursos hídricos actuales puede que no cumplan todos los requisitos para abastecer a toda la población mundial en un futuro no muy lejano. En muchos lugares el agua ya no puede ser considerada como un recurso natural renovable, barato y fácilmente accesible. Muchos años de sequía en muchos lugares, seguido de la desertificación han producido efectos negativos tanto sociales como económicos (aparte de los ambientales). La desalación de agua de mar (en algunos casos también agua salobre) se viene practicando desde hace unos 60 años, y es considerada en muchos países como un importante recurso de suministro de agua.

El potencial que la desalación ofrecía fue reconocido después de la Segunda Guerra Mundial, y fue a partir de ahí cuando se empezó a trabajar sobre ello en muchos países. En la década de los 60 se producían unos 8.000 m3 de agua desalada en el mundo, mediante procesos térmicos.

Fue a partir de los años 70, con la comercialización de los procesos de membrana tales como electrodiálisis y ósmosis inversa, cuando la desalación empezó a crecer de forma exponencial.

Durante los años 80 las tecnologías de desalación tuvieron un importante empuje comercial. La tecnología se benefició de la experiencia alcanzada con las plantas que habían sido construidas y operadas en las décadas anteriores.

En los 90 la tecnología de desalación se convirtió en un recurso común en el abastecimiento de agua.



Respecto a la cantidad de agua desalada producida por países, cabe señalar que los mayores porcentajes los presentan aquellos países que cuentan con un gran déficit hídrico, a excepción de Estados Unidos que si posee grandes reservas hídricas.

M.3. Justificación

En Argelia, los recursos hídricos además de ser escasos, cuentan con una mala distribución.

En los últimos 25 años, el país ha vivido una sequía severa, caracterizada por un importante déficit de precipitaciones. Esto ha supuesto una reducción considerable de los niveles de embalses y presas, provocando un impacto negativo en actividades sociales y económicas.

Por otra parte, el crecimiento demográfico y el desarrollo económico y social han incrementado las necesidades de agua potable, agrícola e industrial.

Para hacer frente a esta situación, se presentan las siguientes soluciones:

Construcción de nuevas presas, mediante la movilización de recursos en las aguas superficiales.

Racionalización de la explotación de acuíferos en el norte y mejora de los conocimientos sobre los recursos de aguas subterráneas en las zonas áridas y en el Sahara.

Reutilización de aguas residuales depuradas para mejorar la disponibilidad de agua para la industria y la agricultura.

Desarrollo de las capacidades de desmineralización de las aguas salobres y la desalinización del agua de mar en zonas costeras.

Es necesario por lo tanto, recurrir al aporte de recursos externos de naturaleza no convencional, cuando se dan este tipo de condiciones con una frecuencia elevada.

Uno de los procesos externos más utilizados, y de los mencionados anteriormente, es la desalación, que mejora de una manera eficiente la garantía de suministro y de la calidad del agua independientemente de los períodos cíclicos de sequía de la climatología y pluviometría.

La selección de este proceso para obtener el agua potable que se precisa en algunos países como es el caso de Argelia, se ve reforzada por dos factores bastante importantes:

Fiabilidad de la fuente de suministro. Proximidad existente entre el coste del m3 de agua desalada con el de

agua convencional.



Para concretar la justificación, se realizará un estudio de los recursos y necesidades hídricas de la zona donde se ubicará la planta, así como de distintos aspectos a cerca de la viabilidad de este proyecto.

M.4. Viabilidad del proyecto

M.4.1. Viabilidad tecnológica

La desalación de agua de mar puede ser llevada a cabo mediante diferentes técnicas que requieren de un aporte energético determinado. Es precisamente, el tipo de aporte, el que permite realizar la clasificación de los diferentes procesos de separación de las sales del agua de mar.

Tan sólo existen unos pocos procesos tecnológicamente viables actualmente a escala industrial, y se muestran a continuación:

Tipo de aporte energético Tipo de separación

Vapor

Evaporación súbita por efecto flash (MSF)

Destilación múltiple efecto (MED)

Compresión de vapor mecánica y térmica (TVC-CV)

Presión Ósmosis inversa

Energía eléctrica Electrodiálisis

Tabla M - 1. Procesos de desalación

Destilación súbita multietapa (MSF)

Proceso de desalación por destilación, en el cual la utilización de una cámara flash permite una evaporación súbita previa a su posterior condensación. La recuperación de calor necesario para la evaporación se obtiene gracias a la unión sucesiva de etapas en cascada a diferente presión.

Cada etapa consecutiva se encuentra a una presión inferior a la anterior, de manera que el concentrado a una determinada temperatura, al pasar a la siguiente etapa sufre una evaporación instantánea de parte de este. El producto se forma al condensar el vapor generado en cada una de las etapas, al entrar en contacto con los tubos de refrigeración por donde circula el agua de mar fría en su proceso de precalentamiento.



Destilación multiefecto (MED)

En la destilación por múltiple efecto, la evaporación se produce de forma natural en una cara de los tubos de un intercambiador, aprovechando el calor latente desprendido por la condensación del vapor en la otra cara del mismo. Una planta MED tiene varias etapas conectadas en serie a diferentes presiones de operación. Dichos efectos sucesivos consisten en sistemas evaporador-condensador dispuestos en serie, los cuales tienen cada vez un punto de ebullición más bajo, por el efecto de la presión de operación.

El agua salada, no evaporada en un efecto, se transfiere luego al efecto siguiente para sufrir una evaporación y el ciclo se repite. El vapor generado en cada efecto se emplea para ebullir la disolución en el efecto siguiente. Esto permite que el agua de alimentación experimente múltiples ebulliciones, en los sucesivos efectos, sin necesidad de recurrir a calor adicional a partir del primer efecto.

Compresión de vapor (TVC-CV)

Obtiene el agua destilada con el mismo proceso que una destilación por múltiple efecto (MED), pero utiliza una fuente de energía térmica diferente, esta proviene de la compresión suministrada a un vapor. Se utilizan dos métodos habitualmente para la compresión del vapor: Compresión térmica (TVC) y Compresión mecánica (CV).

El vapor generado por ambas variantes será un vapor de alta presión que extrae el vapor de agua del recipiente creando un vacío en él. La mezcla extraída será comprimida y condensará en el interior de los tubos, de manera que servirá de aporte térmico para la evaporación del agua de mar pulverizada sobre dichos tubos en los sucesivos efectos.

Ósmosis inversa (OI)

Se fundamenta en la inversión del proceso natural conocido como ósmosis. Aplicando una presión externa que sea mayor a la presión osmótica de una disolución respecto de otra. El proceso de ósmosis se puede invertir haciendo circular agua de la disolución más concentrada y purificando la zona con menor concentración, obteniendo finalmente un agua de pureza admisible, aunque inferior a la de procesos de destilación. El proceso de ósmosis inversa es tan simple que a priori solo son necesarias las membranas que filtren el contenido salino y el equipo presurizador.

Electrodiálisis (ED)

Este proceso permite la desmineralización de aguas salobres haciendo que los iones de diferente signo se muevan hacia zonas diferentes aplicando campos eléctricos con diferencias de aplicados sobre electrodos, y utilizando membranas



selectivas que permitan sólo el paso de los iones en una solución electrolítica como es el agua salada.

Son varios los criterios considerados a la hora de seleccionar el proceso adecuado. En este caso se realiza una comparación teniendo en cuenta los más relevantes:

MSF MED-TVC CV OI ED

Consumo Energético Primario (kJ/kg)

Alto (>200)Alto-Medio (150-200)

Medio (100-150)

Bajo (< 80) Bajo (< 30)

Coste de Instalaciones

Alto Alto/Medio Alto Medio Medio

Capacidad Producción (m3/día)

Alta (>50.000)

Media (<20.000)

Baja (>5.000)

Alta (>50.000)

Media (>30.000)

Posibilidad Ampliación

Difícil Difícil Difícil Fácil Fácil

Fiabilidad de Operación

Alta Media Baja Alta Alta

Desalación de Agua de Mar

Sí Sí Sí Sí No

Superficie de Terreno Requerida

Mucha Media Poca Poca Poca

Tabla M - 2. Comparación de tecnologías

Una alta capacidad de producción, un consumo energético bajo, así como un coste medio de las instalaciones permiten seleccionar el proceso de OI como el proceso más adecuado para la planta desaladora de agua de mar en cuestión.

Las ventajas de esta técnica no se pueden obviar:

La energía única necesaria para operar en ósmosis inversa es la presión que puede ser producida por bombas con motores eléctricos o de combustible.

No son necesarios altos potenciales eléctricos como los usados en la electrodiálisis.

Con la excepción de bombas no hay partes móviles en el sistema de ósmosis inversa.

Las membranas pueden ser diseñadas para separar diferentes porcentajes de iones distintos y orgánicos diferentes.

No hay que suministrarle calor al sistema y no es necesario un cambio de fases para efectuar la separación.

La energía requerida en este proceso es inferior que la necesaria en otros métodos, haciendo al proceso más competitivo económicamente. Las técnicas de recuperación energética, las cuales son cada vez más



eficientes, suponen una inestimable ayuda en la reducción de dicho gasto.

La calidad del agua producto se adecúa a la mayoría de las posibles aplicaciones, y reúne las características necesarias y/o requeridas por los sectores demandantes de agua.

Además, las desventajas con las que cuentan el resto de las técnicas hacen que el uso de la ósmosis inversa sea aún más factible y viable.

M.4.2. Localización

La instalación se va a localizar en el norte del país argelino, concretamente en la provincia de El Kala, perteneciente a la wilaya de El Tarf, ubicación bañada por las aguas del Mar Mediterráneo, y perteneciente a la Cuenca Hidrográfica de Constantinois - Seybouse – Mellegue.

M.4.2.1. Elección del país

Argelia, es un país que siempre ha contado un déficit hídrico bastante acusado. La mala distribución de los diferentes recursos hace que existan zonas en las que la política del agua se ha convertido en una absoluta prioridad, recibiendo grandes inversiones en los distintos planes de desarrollo económicos.

A pesar de que la zona norte del país argelino cuenta con dos tercios del potencial hídrico disponible, no es aprovechado de la mejor manera posible. A esto, hay que añadir la mala gestión del sistema hidrológico, que provoca unas pérdidas considerables debido al mal estado del sistema de canalización y conducción del agua.

Por lo tanto, se trata de un país que además de tener un déficit de agua bastante alto requiere de nuevos proyectos de infraestructura hidráulica. Es por ello, que la planta se situará en una región costera, intentando paliar la ausencia de agua y mejorando la distribución de la misma.

M.4.2.2. Elección de la zona

El sector mediterráneo está constituido por cuencas pequeñas vertientes al mar, con una irregularidad pluviométrica y una superficie desértica bastante grandes.

La escasez e irregularidad de los recursos no se compensa con las aportaciones fluviales, al tratarse de cuencas reducidas con régimen torrencial, carentes de grandes núcleos orográficos productores de agua.

La cuenca hidrógráfica de Constantinois - Seybouse – Mellegue , a la que pertenece la wilaya de El Tarf, es una de las más ricas, debido a una regularidad de precipitaciones un poco superior, pero a su vez es la cuenca con los recursos hídricos menos aprovechados de todo el país.



La escasez natural de agua se incrementa hacia el sur-este, alcanzando sus niveles máximos en las regiones del Sahara. Adquieren gran importancia en este ámbito los recursos subterráneos, aunque la desmedida utilización de estos los está llevando a estados de sobreexplotación.

La necesidad de situar la planta en una zona costera hace que las regiones del sur, sean descartadas, intentando aprovechar al máximo los recursos naturales provenientes del mar.

Será, por ello, la región noroeste del país y en concreto la wilaya de El Tarr, zona gestionada por la cuenca hidrográfica de Constantinois - Seybouse – Mellegue, la considerada como ubicación óptima para la instalación desaladora de agua de mar (IDAM) en proyecto.

Ilustración M - 1. Localización general

M.4.2.3. Ubicación concreta

La wilaya de El Tarf, está, a su vez, dividida en distintas provincias de las que tan sólo cinco, son zonas costeras.

La región seleccionada ha sido la de El kala, ya que esta provincia constituye una ubicación idónea para la planta desaladora por diversos factores:

1. Situada en una zona cercana al mar, lo cual significa un aprovisionamiento seguro de la materia prima principal.

2. La cercanía de El Kala, al resto de provincias y a la capital de la wilaya, implica un buen entramado de carreteras y transportes a disposición.

3. La escasez del agua supone una barrera en el crecimiento de algunos sectores económicos como el turístico.



4. Las necesidades hídricas de la zona son obvias, ya que todo el país, está inmerso en una sequía considerable. Su potencial hídrico es de 1.200m3/hab/año, mientras que la media mundial es de 9.000m3/hab/año.

5. No hay problemas de mano de obra en la zona, y la implantación de la desaladora no generará una situación de rechazo en la población como pudiera generar otra industria química. Puesto que la instalación de la planta supondrá beneficios para toda la población, ya que se trata de un bien necesario, es posible suponer que no existirán muchos problemas de aceptación social.

6. La seguridad de la zona frente a incendios y terremotos es superior a la del resto de la wilaya debido a la existencia del Parque Nacional de El Kala, que se encuentra lo suficientemente alejado de la instalación desaladora, evitando ruidos, olores o cualquier tipo de impacto visual.

7. Como punto negativo cabe señalar la frecuencia de inundaciones en esta zona, aunque esto no será un impedimento ya que la región cuenta con proyectos recientes de canales y presas para proteger esta zona de las inundaciones.

A pesar de que ninguna instalación industrial está libre de riesgos, es posible seleccionar esta zona como segura para llevar a cabo las correspondientes obras, ya que la necesidad de abastecer a la población está por encima de los índices de riesgo que se manejan en los apartados anteriores.

La desaladora se situará en suelo clasificado en las normas subsidiarias como agrícola no urbanizable, próxima a una estación depuradora de agua de mar, por lo que es posible contar con un suministro eléctrico adecuado.



Ilustración M - 2. Ubicación concreta de la instalación

M.4.3. Viabilidad económica

El diseño de una instalación de este tamaño supone una elevada inversión de capital, ya que cuenta con un coste elevado de equipos y un consumo considerable de energía.

La rentabilidad de una industria de estas características dependerá del precio del agua desalada. Como es de esperar, este valor es superior al del abastecimiento urbano tradicional, pero llevando a cabo técnicas de recuperación de energía y contando con las subvenciones otorgadas por el gobierno argelino por realizar la contratación de mano de obra local y por tratarse de un bien de consumo, es posible reducir costes y lograr la máxima rentabilidad de dicha instalación. Por otro lado, el precio de venta del m3 de agua desalada, es determinado y fijado por la l’Algérienne des eaux (ADE). Será la diferencia existente entre este valor y el coste de producción unitario lo que permita determinar los beneficios generados por la planta desaladora.

El precio del agua en Argelia es muy bajo y en definitiva, la medida adoptada supondrá una subida en el mismo, que a pesar de todo, puede ser asumida por la población.

M.4.3.1. Estudio de mercado

La realización de un balance que permita conocer todos los aportes hídricos de la ubicación seleccionada para la IDAM, permite conocer si la producción de 100.000m3/día de agua potable satisface el déficit existente, y si se podrían llevar a cabo la ampliación o construcción de plantas desaladoras u otras infraestructuras hidráulicas semejantes.



Se tendrá en cuenta la cantidad aportada por cada uno de los recursos existentes y las demandas de los diferentes sectores de la población para llevar a cabo dicho balance hídrico.

Recursos(106 m3/año)

Recursos superficiales 55,0

Recursos subterráneos 16,0

Reutilización de aguas residuales depuradas

7,0

Desalación 16,7

Embalses y Trasvases 19,6

Total (106 m3/año) 114,3

Demandas(106 m3/año)

Urbana 8,46

Agrícola 187,00

Industrial 3,45

Total (106 m3/año) 198,91

Déficit Hídrico(106 m3/año)

Recursos disponibles 114,3

Demanda total 198,91

Total (106 m3/año) -84,61

Tabla M - 3. Balance hídrico

De acuerdo con lo calculado con anterioridad, se obtiene un déficit hídrico de 84,6 millones de m3, lo que permite afirmar que sería viable cualquier tipo de instalación que cubriera parcial o totalmente dicha demanda insatisfecha.

M.4.3.2. Tamaño de proyecto

La planta tendrá una producción anual adecuada para satisfacer el 40% del déficit hídrico total. Esta cantidad será destinada a cubrir la totalidad de la demanda urbana e industrial y parte de la agrícola. Es por ello que la instalación se sobredimensionará pudiendo, así facilitar, el suministro de agua a localidades próximas. Se producirá un total de 33,4 millones de m3 anuales de agua potable.

Existe una capacidad mínima de producción que garantiza la recuperación del capital invertido así como la generación de beneficios. Es posible conocer este valor mínimo, denominado, punto de nivelación, gracias al precio de venta del m3

de agua potable establecido por la ADE, que será de 0,792€/m3 y al conocimiento



del valor de los costes fijos, que son gastos generados por la instalación independientemente de si la planta está en funcionamiento o no. En el caso de la desaladora de El Tarf, ascienden a 3,56 millones de € anuales.

La relación que existe entre estos costes fijos y los beneficios generados por la venta del agua potable (26,6 millones de € anuales), permiten determinar el mencionado punto de nivelación, que se sitúa en 32.517,09 m3/día. Cualquier capacidad de producción situada por encima de ese valor mínimo garantiza la obtención de beneficios y por lo tanto la viabilidad de la planta en proyecto.

M.4.4. Viabilidad legal y laboral

La planta desaladora de agua de mar se regirá, tanto en su construcción como durante su funcionamiento por la legislación vigente tanto en el ámbito nacional, como de la propia wilaya del Tarf.

Las leyes aplicables serán aquellas relacionadas con la calidad del agua para consumo humano, medio ambiente, generación y transporte de vertidos, e infraestructuras y actividades económicas.

El cumplimiento de esta normativa así como de otra de carácter más general (aunque no sea presentada en este documento) referida tanto a la industria química, como de carácter global, implicará la validación legal de la instalación.

Respecto a la mano de obra, se estima que no existirá ningún tipo de problemas, dado que existe una tasa de desempleo elevada que genera la mano de obra necesaria para abastecer a la instalación.

M.5. Descripción general del proceso

La línea de tratamiento característica del proceso consta de las siguientes operaciones y/o procesos unitarios:

Captación directa de agua de mar mediante torre de toma. Línea de conducción de agua bruta a cántara de captación. Bombeo a planta desde cántara de captación. Línea de conducción de agua bruta a planta. Pretratamiento químico. Pretratamiento físico. Proceso de ultrafiltración Proceso de ósmosis inversa. Postratamiento. Conducción de agua tratada a la red de abastecimiento. Evacuación de la salmuera de rechazo. Medición y control.

La descripción en detalle de cada uno de los procesos unitarios se realiza a continuación.



M.5.1. Captación de agua de mar

La captación se realizará mediante una torre de toma la cual se situará a una profundidad de 20 m y a una distancia de la costa de 1.140 m.

Se dispondrá de unas rejas para impedir que entren grandes sólidos al inmisario. La torre se ha diseñado de forma que las líneas de corriente de agua captada sean horizontales y de esta manera evitar la inmovilización y reducir el arrastre de peces. El agua de mar que es aspirada por la torre proviene del entorno de la misma, a la distancia de varias decenas de metros.

Desde uno de los laterales de la torre de toma saldrá un inmisario submarino construido en polietileno de alta densidad (PEAD) para evitar la corrosión. Tendrá un diámetro de 1,90 m y una longitud de 600 m, y llegará hasta la cámara de aspiración del edificio de captación, que cuenta con un diámetro de 87m y una altura de 10m garantizando la sedimentación de los sólidos contenidos en el agua, permaneciendo en ella un tiempo mínimo de 6 horas.

Esta cámara, actuará también como depósito de almacenamiento para poder abastecer de agua bruta a la planta en el caso de que existiera algún tipo de problema en la captación. Será construida de hormigón armado, y el bombeo a planta se realizará mediante la impulsión de 5 bombas centrífugas de aspiración positiva (4+R) situadas en una cámara seca contigua.

Esta cámara seca, cuenta con unas dimensiones de 4m de ancho y 13,5 m de largo.

Cada una de estas bombas será capaz de impulsar 2.800m3/h y una altura manométrica de 80m.

Las bombas contarán con un manómetro, en la impulsión de la bomba, un presostato en la aspiración, así como con una válvula de compuerta y un medidor de temperatura.

En la cámara de aspiración se dispondrá de un medidor de caudal para controlar el nivel.

M.5.2. Línea de conducción de agua bruta a planta de tratamiento

Las 5 impulsiones de las bombas de captación, construidas en poliéster reforzado con fibra de vidrio (GRP), se conectan a un colector que se prolonga hasta la planta de tratamiento, línea sobre la que se realizará el pretratamiento químico correspondiente.

El trazado de este colector tiene una longitud de 540 m, en conducción enterrada, construido en GRP y con un diámetro nominal de 1,20 m.

Esta línea conduce el agua al sistema de pretratamiento químico sin necesidad de disponer de un depósito de almacenamiento previo.



M.5.3. Tratamiento químico

Antes de llevar el agua hasta los tratamientos de membranas, tanto de ultrafiltración como de ósmosis inversa, ésta debe ser sometida a una serie de pretratamientos químicos con objeto de proteger las membranas, garantizar la mejor calidad posible del agua de aporte, prevenir futuros problemas durante la explotación de la planta, disminuir los lavados y consecuentes paradas de la instalación y obtener una agua producto de las características deseadas.

Para el diseño de estos tratamientos es necesario conocer las características físicoquímicas del agua, la variabilidad en el tiempo y la conversión que se requiere en el proceso.

M.5.3.1. Desinfección

El agua se someterá a un tratamiento de desinfección por cloración, proceso que tiene como finalidad eliminar o reducir la carga biológica del agua mediante la dosificación de hipoclorito sódico (NaClO), disminuyendo así los riesgos derivados de la presencia de micro-organismos que pueden generar ensuciamientos en las membranas, y como consecuencia de ello una pérdida de rendimiento de la instalación.

Dosificación y equipos de hipoclorito sódico:

Dosis máxima: 5 ppm (mg/L). Carga dosificadora: 1.111,11 kg/día. Dosificación comercial (12,5%):6,9 m3/día. kg de producto comercial: 1.113,38 kg/día. Depósito: 94,5m3. Tanque cilíndrico vertical construido en poliéster

reforzado con fibra de vidrio (GRP). Equipo dosificador: Bomba peristáltica. Número de unidades: 2 + 1 en reserva. Capacidad máxima unitaria (m3/h): 1,15. Presión de descarga (bar): 10. Material: PVC, vidrio, FKM.

M.5.3.2. Regulación de pH

La corrección del pH tiene como principal objetivo evitar la precipitación de carbonato cálcico en las membranas. Si bien no se estima que existan problemas a este respecto, debe diseñarse un sistema de dosificación de ácido sulfúrico en previsión de posibles problemas o cambios bruscos en la composición del agua de aporte.

El agua marina se acidificará con una solución de ácido sulfúrico al 98%.



El pH de salida después de este proceso se situará en 6 unidades aproximadamente. Los dispositivos empleados en este pretratamiento son similares a los utilizados en la desinfección del agua. En este caso se deben tener especiales precauciones con esta dosificación debido a los calentamientos que tienen lugar al disolverse el reactivo en agua. Por ello se emplean dispositivos mezcladores construidos en materiales resistentes como el teflón.

Dosificación y equipos de ácido sulfúrico:

Dosis máxima: 114 ppm (mg/L). Carga dosificadora: 25.488,88 kg/día. Dosificación comercial (98%): 14,16 m3/día. Kg de producto comercial: 26.009 kg/día. Depósito: 176,75m3. Tanque cilíndrico vertical construido en acero

inoxidable AISI 316, montado sobre estructura de hormigón. Equipo dosificador: Bomba peristáltica. Número de unidades: 4 + 1 en reserva. Capacidad máxima unitaria (m3/h): 0,375. Presión de descarga (bar): 10. Material: Polipropileno, cerámicos y EPDM.

M.5.3.3. Coagulación

El proceso de coagulación consiste básicamente en la adición de cargas positivas a los coloides, que los desestabilicen eléctricamente y se creen unas fuerzas de atracción mayores a las de repulsión, de forma que se reagrupen y se genere una aglomeración de partículas de más fácil separación.

El coagulante a utilizar en la planta es el Cloruro Férrico (FeCl3), basándose el funcionamiento de este producto en la formación del correspondiente hidróxido de hierro y la generación de una cierta acidez.

La disolución empleada será preparada “in situ” y la concentración será al 40% en peso.

Dosificación y equipos de cloruro férrico:

Dosis máxima: 2 ppm (mg/L). Carga dosificadora: 444,40 Kg/día. Dosificación comercial (40%): 0,782 m3/día. kg de producto comercial: 1.111,11 kg/día. Depósito: 1,05m3. Tanque cilíndrico horizontal construido en GRP. Se

tendrán dos depósitos idénticos. Equipo dosificador: Bomba peristáltica Número de unidades: 2 + 1 en reserva Capacidad máxima unitaria (m3/h): 0,60



Presión de descarga (bar): 10 Material: PVC, fibra de vidrio, FKM

M.5.3.4. Reducción de oxidantes

La presencia de oxidantes, como por ejemplo el cloro libre residual proveniente de la desinfección, pueden dañar irreversiblemente las membranas de poliamida utilizadas en el proceso de ósmosis inversa.

Por esta razón es necesario prever la reducción total de estas sustancias oxidantes mediante la dosificación de productos químicos reductores, en este caso metabisulfito sódico (Na2S2O5).

Se empleará una disolución con riqueza del 99%.

Dosificación y equipos de metabisulfito sódico:

Dosis máxima: 2 ppm (mg/L). Carga dosificadora: 595,55 kg/día. Dosificación comercial (99%): 0,406 m3/día. kg de producto comercial: 601,57 kg/día. Depósito: 1,05m3. Tanque cilíndrico horizontal construido en GRP. Se

tendrán dos depósitos idénticos. Equipo dosificador: Bomba peristáltica. Número de unidades: 2 + 1 en reserva. Capacidad máxima unitaria (m3/h): 0,375. Presión de descarga (bar): 10. Material bomba: Polipropileno, cerámicos y EPDM.

M.5.3.5. Antiincrustantes

Los antiincrustantes son muy efectivos en la prevención del ensuciamiento de membranas de ósmosis inversa debido a la formación de incrustaciones. Usados en pequeñas dosis detienen el proceso de precipitación al inhibir el crecimiento de cristales de sal.

En este caso concreto se empleará una disolución acuosa de ácido hidroxietilen difosfónico, HEDP. La disolución comercial empleada será del 60% en peso.

Dosificación y equipos de HEDP:

Dosis máxima: 3 ppm (mg/L). Carga dosificadora: 666,67 kg/día. Dosificación comercial (60%): 0,756 m3/día. kg de producto comercial: 1.111,11 kg/h. Depósito: 1,05m3. Tanque cilíndrico horizontal construido en GRP. Se

tendrán dos depósitos idénticos. Equipo dosificador: Bomba peristáltica.



Número de unidades: 2 + 1 en reserva. Capacidad máxima unitaria (m3/h): 0,60. Presión de descarga (bar): 10. Material: PVC, vidrio, FKM.

M.5.4. Tratamiento físico

El agua que entra a la planta perteneciente al bombeo de la misma desde la cántara de captación, contiene un valor medio en sólidos en suspensión, ya que la toma de agua es abierta por emisario submarino. Aunque la balsa de captación está proyectada para una sedimentación de las partículas de arrastre, es necesario la realización de una filtración previa a los bastidores de ósmosis inversa que cuenta con dos etapas.

M.5.4.1. Filtración de malla autolimpiante

En esta etapa, el agua sin procesar ingresa desde la entrada del filtro a través de una malla gruesa que protege al mecanismo de limpieza contra desechos de gran tamaño.

A continuación, pasa por una malla fina, quedando atrapadas las partículas de suciedad y obteniendo un agua limpia, lista para someterse a la siguiente etapa de filtración.

La acumulación gradual de suciedad en la superficie interna de la malla forma una torta de filtración que causa un aumento en la diferencia de presión de la malla. Esta diferencia de presión es medida, y cuando alcanza el valor predefinido por el fabricante (0,3 bar) comienza el proceso de limpieza.

La limpieza del filtro se realiza mediante un escáner de succión que se desplaza por la malla. Una válvula de drenaje abierta crea una corriente de gran caudal en contracorriente hasta eliminar la torta de filtración. El proceso finaliza cuando se alcanza un valor nulo del gradiente de presión. Durante el proceso de limpieza que dura unos 25 segundos, el agua filtrada continúa circulando corriente abajo.

Se colocan, así, 8 filtros de malla autolimpiante, uno por cada línea de proceso, del modelo FMA 9014, diseñados, prácticamente en su totalidad, en acero inoxidable AISI 316.

Trabajan con un rendimiento del 70% y cada uno de ellos filtra un caudal total de 1.245,35m3/h, teniendo en cuenta el caudal de lavado.

Cada filtro, con dimensiones de 3,3m de altura y 0,608m de diámetro, cuenta con varias mallas de 2,13 m2 de superficie filtrante y un tamaño máximo de 100 µm de partícula filtrada.



M.5.4.2. Ultrafiltración

El agua procedente de la cántara de captación, tras ser tratada en los filtros de malla, pasará a las membranas de ultrafiltración, donde será filtrada de nuevo para conseguir las condiciones que requieren las membranas de ósmosis.

Mediante la ultrafiltración se consigue la eliminación selectiva de materia en suspensión, partículas, macromoléculas de gran tamaño, materia coloidal y microorganismos, pero no se eliminan iones o materia disuelta como ocurre en el caso de la ósmosis inversa.

Se ha optado por este tipo de pretratamiento puesto que presenta una serie de ventajas respecto a los métodos convencionales. Los sistemas de ultrafiltración presentan un menor consumo químico, mayor eficiencia de eliminación de contaminantes, mejor y más consistente calidad del filtrado, mayor compacidad y automatización más sencilla.

Las membranas que constituyen el sistema de ultrafiltración son de fibra hueca debido a su alta compacidad y a la capacidad de ser lavadas hidráulicamente en sentido contrario al de filtración. El modelo empleado de membrana es SeaGuard 55, que cuentan con una superficie de filtración de 55m2. Estas se introducen en tubos de PVC, de 0,303m de diámetro y 1,63m de longitud, permitiendo un tamaño de corte de 0,03µm, que asegura un correcto funcionamiento del sistema de ósmosis inversa.

Trabajarán de fuera hacia dentro, es decir, el agua se recogerá en el interior de las fibras mientras que la suciedad quedará retenida en el exterior. Este sistema impedirá la obstrucción de las fibras por los contaminantes que pueda contener la corriente de alimentación y permitirá una mayor carga contaminante de entrada.

De acuerdo con el caudal medio unitario, 9.760,6 m3/h, se dispondrá de 11 bastidores con 48 módulos cada uno, colocados en vertical, que a su vez cuentan con 4 membranas de fibra hueca.

Por otro lado, para el mantenimiento de las membranas de ultrafiltración será necesario realizar una serie de limpiezas con aire y agua, tanto a contracorriente como por el exterior de éstas. Para el contralavado se dispondrá de una bomba con una capacidad de bombeo de 2.460 m3/h que tomará el agua del tanque de regulación. Además de estos tratamientos el sistema de ultrafiltración llevará asociado un tipo de lavado más exhaustivo, denominado CEB ( Chemical Enhanced Backflush).

El sistema CEB consistirá en una serie de limpiezas químicas que se aplicarán a cada bastidor una vez al día. En la corriente de contralavado inyectarán 200 ppm de NaOCl al 12,5%, cuya finalidad es la desinfección de las membranas, 770 ppm de H2SO4 al 96% para eliminar todo tipo de residuos orgánicos e incrustaciones, y



110 ppm de NaOH al 25% para la eliminación de biopelículas que pueden formarse en las membranas.

Los caudales que han de impulsar las bombas de reactivos serán de 1,72 m3/h, 0,565 m3/h y 0,45 m3/h para el NaOCl, H2SO4 y NaOH respectivamente.

Para el almacenamiento de estos químicos se dispondrá de tres tanques con las siguientes características:

Tanque de NaOCl

Capacidad: 479,81 m3. Depósito cilíndrico vertical. Dimensiones: 9,14 m de diámetro, 7,31 m de altura y un espesor de

4,76·10-3 m. Material de construcción: estará construido en poliéster reforzado con

fibra de vidrio, GRP, montado sobre una estructura de hormigón.

Tanque de H2SO4


4,76·10-3 m. Material de construcción: acero inoxidable AISI 316, construido sobre

una estructura de hormigón.

Tanque de NaOH


4,76·10-3 m. Material de construcción: acero inoxidable AISI 304, construido sobre

una estructura de hormigón.

M.5.4.3. Tanque de regulación

A este depósito llegará el agua bombeada desde la cántara de toma tras pasar por los filtros de malla autolimpiantes y la ultrafiltración. Su función principal es la de amortiguar los procesos de limpieza de los bastidores de UF y de los filtros de malla autolimpiantes evitando así que se trabaje con toda la línea.

Se trata de un tanque cilíndrico vertical con una capacidad de 1.203,67 m3 y se construirá en hormigón armado con un recubrimiento de GRP para impermeabilizarlo.

A continuación el agua es bombeada hacia la siguiente etapa de filtración por un grupo de 8 bombas centrífugas de baja presión con una capacidad máxima de 1.200m3/h y una altura manométrica de 48 m.



M.5.4.4. Filtración de cartuchos

En un principio tras la ultrafiltración el agua debería estar en condiciones adecuadas para ser bombeada directamente a los bastidores de ósmosis pero debido a la existencia de un tanque de regulación intermedio, existe la posibilidad de que lleguen al agua pequeñas partículas que podrían dañar seriamente las membranas.

Por ello, el agua es filtrada nuevamente mediante ocho filtros de cartucho. Se construyen con cuerpos metálicos cilíndricos, concretamente acero inoxidable AISI 316, en cuyo interior se aloja el haz de cartuchos. Los cartuchos a su vez también son estructuras plásticas con forma cilíndrica recubiertos con el material filtrante, en este caso una tela de polipropileno y poliestersulfona de selectividad nominal 4,5 m. Cada filtro, de dimensiones de carcasa 0,91 m de diámetro y 3.26 m deμ longitud está equipado con 19 cartuchos filtrantes de 0,154m de diámetro y 1,524 m de longitud. El caudal unitario será de 79,8 m3/h ya que trabajarán al 70% de su rendimiento.

Se tendrá en reserva un 10% de los cartuchos activos para reposiciones en los distintos equipos cuando así se requiera, de modo que el deterioro de alguno/s de los tubos no implique la inhabilitación del equipo completo.

Cabe destacar que en esta planta, debido a la existencia de un pretratamiento mediante ultrafiltración, el ensuciamiento de los filtros de cartuchos será menor que en otras instalaciones, ya que simplemente constituirán una barrera de seguridad.

M.5.5. Proceso de ósmosis inversa

El proceso de ósmosis inversa consiste, a grandes rasgos, en impulsar agua de mar bruta por medio de una bomba de alta presión, para forzar el paso del agua pura a través de una membrana selectiva, dejando las sales en una corriente de concentrado.

Se diferencian pues, tres tipos de corrientes:

1. Aporte. Solución que llega a las membranas de ósmosis inversa. Está en contacto con el lado de alta presión de la membrana.

2. Permeado. Solución desalada que se obtiene al otro lado de la membrana (lado de baja presión), después de atravesarla. También se le llama “Producto”.

3. Rechazo. Solución que no puede atravesar la membrana y está más concentrada sales que el aporte y el permeado.

M.5.5.1. Bombeo de alta presión y recuperación de energía

El agua, después de haber sito pretratada correctamente se aspira mediante 8 bombas de alta presión que bombearán 530 m3/h cada una, con una presión



máxima de diseño de 67,8 bar, presión que se debe superar en las membranas cuando estas alcanzan los 5 años de vida, considerados como el máximo envejecimiento de las mismas.

Una de las principales cualidades de esta planta desaladora, es la instalación de sistemas recuperadores de energía. Estos aprovechan la gran presión del agua de rechazo generada en la ósmosis para devolverla, en gran parte, al agua de entrada a las membranas y así disminuir la cantidad de energía a suministrar por las bombas para alcanzar las grandes presiones.

Están formados por un intercambiador de presión, que es el que recupera la alta presión de la corriente de rechazo, y una bomba de recirculación , frecuentemente denominada booster, que se encarga de incorporar la corriente que trata el intercambiador, a la línea proveniente de las bombas de alta presión.

Se instalarán 8 bombas booster con una capacidad máxima unitaria de 2.500 m3/h, que tienen asociados los correspondientes recuperadores de energía, denominados ERIS. De acuerdo con esto, se dispondrá de 80 ERI´s, 10 por cada línea de proceso, con un caudal unitario de 63,7 m3/h.

M.5.5.2. Bastidores de ósmosis inversa

Se dispondrá de 8 bastidores de osmosis inversa, uno para cada línea de tratamiento. Cada bastidor de membranas, cuya estructura metálica está construida en acero al carbono, consta de 110 tubos de presión en los que se dispone un total de 770 membranas, (7 por tubo) con una configuración de arrollamiento en espiral, fabricadas en poliamida aromática.

El modelo de membrana seleccionado será SCW5, de Hydranautics Corporation, con una superficie filtrante de 37,1m2, y un caudal específico de 18,2 L/m2h, que se dispondrá en tubos de 7 m de longitud y 0,2m de diámetro.

Cada uno de los bastidores contará con 10 tubos de presión situados en horizontal y 11 en la vertical, respetando las correspondientes restricciones de seguridad.

Algunas de los parámetros característicos de las membranas elegidas son:

Recuperación del 45%. De manera que el caudal de permeado obtenido total será de 100.000m3/día y 12.500 m3/día procesados en cada bastidor.

Factor de incremento de paso de sales del 10%. Factor de descenso de flujo del 7%. Rechazo de sales mínimo 99,8%.

Al igual que en el caso de los filtros de cartucho se dispondrá de un 10% de tubos de presión para posibles defectos o reemplazamientos.



Para unas condiciones de operación de las membranas de 20ºC y presiones de entre 58,7 y 64,3 bar, las características medias, tanto del agua osmotizada como de la salmuera para el primer y el último año de funcionamiento de las membranas se muestran a continuación:

IónCaptación

(mg/L)Alimentación

(mg/L)Ca 471 471Mg 1.355 1.355Na 11.177 11.232,40K 478 478NH4 0,10 0,10Ba 0,021 0,021Sr 8,100 8,100CO3 1,80 0,00HCO3 200 55,10SO4 2.500 2.621,0Cl 20.537 20.537F 13,00 13,00NO3 0,90 0,90B 4,45 4,45SiO2 0,30 0,30TDS 36.797,10 36.769,40pH 7,94 5,97LSI 1,10 -1,45ISD 0,10 -2,38F Iónica 0,73 0,73P Osmótica (bar)

26,5 26,4

Tabla M - 4. Condiciones del agua de captación y de alimentación



Ión

1º Año 5º Año

Permeado (mg/L)Salmuera

(mg/L)Permeado

(mg/L)Salmuera (mg/L)

Ca 0,452 856 0,607 855,90Mg 1,30 2.462,60 1,746 2.462,20Na 51,62 20.365,20 69,335 20.350,70K 2,747 866,88 3,689 866,10NH4 0,001 0,20 0,001 0,20Ba 0,00 0,00 0,000 0,00Sr 0,008 14,70 0,010 14,70CO3 0,00 0,40 0,000 0,40HCO3 0,406 99,80 0,545 99,70SO4 2,689 4.763,30 3,613 4.762,50Cl 84,221 37.272,60 113,125 37.248,90F 0,107 23,50 0,143 23,50NO3 0,027 1,60 0,037 1,60

B 0,806 7,43 1,063 7,22

SiO2 0,00 0,54 0,00 0,54CO2 109,30 109,30 109,30 109,30TDS 144,40 66.734,30 193,90 66.587,90pH 4,52 6,01 4,46 6,17LSI - -0,91 - -0,44ISD - -1,91 - -1,91F Iónica - 1,33 - 1,33P Osmótica (bar)

- 48,10 - 48,10

Tabla M - 5. Análisis de las membranas en el primer y segundo año

Es posible observar como a medida que aumenta el tiempo de vida de las membranas, se produce un incremente en la cantidad de sales presentes en el permeado.

M.5.5.3. Limpieza de membranas

Será necesario realizar un lavado periódico de las membranas de ósmosis inversa. Debido a que el agua de alimentación es de muy buena calidad, las necesidades de limpieza son bastante inferiores de lo que cabría esperar para una instalación de este tipo.

A modo de resumen puede decirse, como norma general, que es necesario realizar una limpieza de las membranas si ocurre cualquiera de las siguientes situaciones:

El paso de sales se incrementa en un 15%. La producción varía (aumenta o disminuye) en más de un 10%. El caudal de rechazo varía en más de un 10%. La pérdida de carga de los módulos se incrementa en más de un 10%.



La presión de alimentación se incrementa en más de un 10%. Ante largos períodos de parada (más de una semana).

Las membranas se limpiarán, al igual que las de ultrafiltración, mediante un sistema compuesto por un depósito cilíndrico vertical construido en GRP, de 7,31 m de diámetro y altura, lo que supone una capacidad de 306,7m3 para albergará la disolución de lavado, y cuatro bombas dosificadora con un caudal unitario de 1,75m3/h.

A la salida de este tanque se colocarán unos filtros para evitar la entrada de partículas contaminantes a los bastidores y contará con un agitador magnético de 15/84 hp/rpm y una resistencia eléctrica de 11,4·106 kJ, capaz de calentar la disolución hasta 35ºC si esto fuera necesario.

El caudal de diseño para la disolución de lavado en dichos procesos oscilará entre 5 y 9 m3/h y la composición de estas soluciones dependerá del tipo de ensuciamiento que haya tenido lugar en las membranas.

Los vertidos procedentes del lavado de membranas son recogidos y neutralizados mediante sosa cáustica y ácido sulfúrico. Una vez neutralizados, son bombeados hasta el colector de efluentes de lavado de los filtros.

M.5.6. Post-tratamiento

El agua que sale de la ósmosis no tiene más que algo de cloruro sódico disuelto, y en esas condiciones no es apta para el consumo humano ni para agricultura. Así pues, es necesario el aporte de sustancias como calcio, magnesio y bicarbonatos, ajustándose, de esta manera, su equilibrio calcio-carbónico.

El agua sometida a este proceso, sufre un conjunto de modificaciones que le permiten cumplir con las normas que se exigen para el abastecimiento de aguas. Las modificaciones más destacables son el incremento del pH de 6,5 hasta 7,8-8,1, la dureza de 5-20 mg Ca/L hasta 45-60 mg Ca/L, y la alcalinidad de 9 mg HCO3/L hasta 60-80 mg HCO3/L.

M.5.6.1. Dosificación de Ca (OH)2 e inyección de CO2

Se llevará a cabo la dosificación de lechada de cal para alcanzar los límites establecidos por la normativa acerca de la calidad de las aguas.

En primer lugar el Ca (OH)2 se almacenará en un silo con una capacidad de 99m3. Se construirá en acero al carbono, y tendrá un diámetro de 3,47m y 10,42m de altura. Debido a la baja solubilidad del Ca (OH)2, y con el fin de prevenir la formación de conglomerados en el agua producto, se realiza el diseño de una cuba cuadrada de 489m3 construida en GRP, en la que se almacenará la cal, procedente del silo con agua antes de realizar la adición definitiva.



Finalmente esta lechada pasará a un saturador cilíndrico horizontal de 75,6m3, cuya función es reducir la turbidez de la disolución.

La reacción entre el Ca (OH)2, el CO2 presente en el agua y el aportado por los sistemas dosificadores debido a la insuficiencia de este en el permeado, dan lugar a la reacción de remineralización, produciéndose un aumento de pH y un incremento de la dureza.

M.5.6.2. Desinfección del agua producto

Se empleará NaOCl para realizar una desinfección del permeado antes de que este se dirija hasta el sistema de almacenamiento. En este caso, tan sólo se dispondrá de bombas dosificadoras para remineralización, ya que la disolución de NaOCl empleada será la misma que la del pre-tratamiento químico, aprovechando el tanque de almacenamiento diseñado para este fin. Las características del equipo de bombeo de dosificación se muestran a continuación:

Bombas dosificadoras:

Nº de bombas: 3, realizando la adición en puntos contiguos de la línea. Capacidad máxima unitaria: 0,375 m3/h. Materiales: Polipropileno, cerámicos y EPDM.

M.5.7. Almacenamiento del agua producto

El agua producto, después de todo el postratamiento, preparada para para el abastecimiento urbano y consecuentemente para el consumo humano, se almacenará temporalmente (máximo 1,3h) en unos depósitos en planta antes de ser enviada a los depósitos municipales y red de abastecimiento.

Se tendrán dos depósitos cilíndricos verticales, de 15,2 m de diámetro y 14,6m de altura, pudiendo albergar hasta 2.083,4m3. Estos se construirán en hormigón armado con recubrimiento interior de GRP para impermeabilizarlos.

M.5.8. Conducción de agua producto a la red de abastecimiento

Anexo a los depósitos de almacenamiento de agua producto se ubicará un edificio de bombeo de agua producto, habilitado con 8 bombas centrífugas monobloques con un caudal unitario de 530 m3/h y una altura manométrica de 14 m.

El agua será bombeada a través de una conducción de acero al carbono con 0,8 m de diámetro y 800 m de longitud.

M.5.9. Vertidos generados

Los vertidos generados se resumen en:

Salmuera o rechazo de la ósmosis inversa. Vertidos de limpieza de membranas y drenajes de suelos. Otros vertidos de menor relevancia.



M.5.9.1. Salmuera de rechazo

La conducción de evacuación del rechazo de la desaladora hasta la línea de costa, estará constituido por una tubería circular de hormigón de 0,95 m de diámetro y 400 m de longitud. Una vez en la línea de costa la descarga de salmuera se realizará mediante emisario submarino fabricado en polietileno de alta densidad, con una longitud de 300 m y un diámetro de 1 m. En el punto de descarga se instalarán eductores separados 10 m entre sí permitiendo que la salmuera sea esparcida y correctamente diluida.

M.5.9.2. Agua de lavado, vertidos de limpieza y otros

Todos los vertidos generados en la planta pueden desembocar en el emisario de la salmuera de rechazo siempre y cuando su naturaleza así lo permita, o bien unirse en un colector que los lleva a la Estación Depuradora adyacente a la planta desaladora.

Por tanto, y dependiendo del tipo de reactivos utilizados bien para la limpieza química de las membranas o bien para la conservación de estas, el flujo será enviado a la EDAR si el análisis de aguas así lo indica. Mientras que el agua de limpieza de filtros o cuando el análisis del agua de lavado de membranas señale que puede ser vertido al mar, serán enviados al colector de salmuera y desalojados a través de los eductores submarinos.

M.5.10. Instrumentación y control

Se precisa de un sistema de medición y control capacitado para el análisis de los siguientes parámetros: caudal, conductividad, pH, presión, potencial redox, temperatura y consumo energético. El correcto funcionamiento de estos dispositivos con sus correspondientes medidas indicará un correcto funcionamiento de la planta, en cuanto a especificaciones de caudal y condiciones de operación se refiere.



M.5.11. Diagrama de flujo

Ilustración M - 3. Diagrama de flujo


M - 27Memoria descriptiva descriptiva

M.6. Documentación ambiental

Mediante la realización de un Estudio de Impacto Ambiental, será posible prevenir posibles alteraciones que las obras previstas puedan producir en el entorno donde se desarrollen. Se evaluarán, por tanto, como afecta la construcción de la planta desaladora en la localización seleccionada, El Tarf.

La Alternativa “CERO”, consiste en no llevar a cabo la construcción de la planta, lo que supondría el mantenimiento del déficit hídrico, provocando grandes consecuencias, tanto para el medio socioeconómico como para el medio natural (sobreexplotación de acuíferos), puesto que no habría suficiente agua para abastecer a la agricultura y las poblaciones.

Por otro lado, la construcción de la planta desaladora de agua de mar generará impactos sobre el medio, tanto en su fase de construcción como de explotación, impactos que se generan cuando se crean interacciones entre las acciones del proyecto y los aspectos del medio, y que es necesario identificar, caracterizar y valorar.

La metodología empleada se ajusta a lo especificado en la Ley nº 83-03 del 5 de febrero de 1.983, referida a la protección total de todo el medio ambiente.

Entre los principales impactos se pueden destacar: la afección al medio marino (tanto la geomorfología como la hidrología y la biocenosis) y al terreno (cambio morfología, deterioro de la vegetación, destrucción de ecosistemas…), sin olvidar los impactos positivos a la agricultura y a la población.

Cada uno de los impactos, se caracterizan cualitativamente para saber el signo (positivo o negativo), extensión, duración, reversibilidad, carácter y recuperabilidad obteniendo la denominada matriz de identificación de impactos. Una vez hecho esto, se evalúan y cuantifican numéricamente para calcular el impacto global del proyecto.

Esta cuantificación se lleva a cabo mediante una escala de 0 a -75, siendo positivos los impactos con valores superiores a cero.

De acuerdo con los factores de ponderación que otorgan una mayor o menos importancia a los impactos se calcula el valor de cada uno de los impactos y finalmente se obtiene el valor del IG. En este caso se define el IG como COMPATIBLE-MODERADO, con una valor de -26,95.

Además, en un estudio de impacto ambiental, es necesario incluir un programa de medidas preventivas y correctoras, para minimizar los impactos. Las medidas se implantarán tanto en la fase de construcción como en la de explotación, y se distinguirán para cada aspecto del medio. Además para el correcto cumplimiento de las medidas, y para cerciorarse de su eficacia, se plantea un Programa de



Vigilancia Ambiental. Asimismo, el PVA sirve para analizar el grado de ajuste entre el impacto que teóricamente generará la actuación, y el impacto real producido durante la ejecución de la obra o durante la fase de funcionamiento. Las acciones del PVA se llevarán a cabo tanto en la fase de construcción como en la fase de explotación.

M.7. Gestión de la instalación

M.7.1. Régimen de fabricación

M.7.1.1. Régimen funcional

La planta estará en funcionamiento de forma continua, trabajando 24 horas al día los siete días de la semana durante 334 días, realizando una parada de un mes para posibles operaciones de mantenimiento, revisión de equipos y materiales, así como limpiezas requeridas.

M.7.1.2. Régimen laboral

En la planta trabajarán un total de 71 empleados entre personal directivo, especializado, técnico, operarios y demás trabajadores. A continuación se recogen las características de la plantilla y de la estructura de operación y gestión de la planta:

1. De lunes a viernes en horario de 8h de 8:30 de la mañana a 17:30 de la tarde con una hora para comer entre las 14:00 y las 15:00 que cumplirá todo el personal de la planta, excepto técnicos de control, operarios y mantenimiento.

2. Durante los siete días de la semana en horario de 24h dividido en tres turnos comprendidos entre las 7:00-15:00h, 15:00-23:00h y 23:00-7:00h. Las personas que se adapten a este horario trabajarán cinco días y descansarán dos, cambiando su turno al inmediatamente superior cada quince días naturales. Cumplirán este horario mantenimiento, capataces, operarios, guardias de seguridad y técnicos de instrumentación y control.

3. De lunes a viernes en horario de 3h para el personal de limpieza, comprendidas entre las 18:00 y las 21:00.

Todo el personal de la planta contará con 30 días naturales de vacaciones.

M.7.2. Distribución en planta

Las dimensiones de la parcela seleccionada para la ubicación de la instalación son de 409m de largo por 246m de ancho, mientras que la superficie ocupada por la instalación no alcanza las 5 has.



La entrada de la parcela se encuentra en el lado menor de esta y da acceso a la zona de báscula para el pesaje de los distintos camiones, así como a la caseta de seguridad para el control de la entrada de personal, visitas, clientes…

Será una planta con 5 edificios (Véase plano 4, Implantación general):

Edificio de OI, dónde se alojarán los bastidores, el bombeo de alta presión, recuperación de energía y los filtros de cartucho. Cuenta con una zona ocupada por la limpieza de la ósmosis inversa.

Edificio de UF, que albergará los racks de ultrafiltración, los filtros de malla autolimpiantes así como el sistema CEB de lavado.

Edificio principal, donde se encuentra la sala de control, los despachos, sala de juntas, sala multiuso, laboratorio y botiquín.

Edificio secundario, donde se tendrá un taller, los vestuarios y un área de almacenamiento.

Edificio de bombeo de agua producto, donde se alojan las bombas destinadas a este fin.

La construcción de los diferentes edificios se lleva a cabo con la intención de prevenir problemas de corrosión y reducir las operaciones de mantenimiento. El ambiente será salino, y los equipos, de elevado coste, pueden deteriorarse a corto plazo.

Finalmente, la línea de captación y el emisario de salmuera discurren paralelas hasta la costa, donde tras el recorrido de unos cuantos metros se bifurcan, lográndose la dilución de la corriente de vertido.

M.7.2.1. Edificio principal, secundario y aparcamientos

El edificio principal se ubicará en la parte central izquierda de la parcela, detrás del aparcamiento guardando las distancias estipuladas (mínimo de 30 m de las unidades de proceso). Tendrá unas dimensiones de 41m de largo, 18,5m de ancho y 4,30m de altura, que proporcionan una superficie útil de 545,92m2. Por otro lado, la superficie de las diferentes salas se ha calculado en función del número de operarios y los espacios estipulados para cada uno de ellos.

De acuerdo con el número de empleados coincidentes en la planta en los cambios de turno, o la existencia de visitas, se diseñará un aparcamiento con 60 plazas, 3 de ellas reservadas para personas con movilidad reducida. Ocupará en su totalidad una superficie de 1.480,64 m2

En cuanto al edificio secundario, contará con unas dimensiones de 12m de largo, 18,3m de ancho y 4,30m de altura, proporcionando una superficie útil de181,20m2.

La distribución del edificio principal y secundario de de esta instalación se recoge en el plano 8 y 9 respectivamente.



M.7.2.2. Implantación de proceso

El área de producción puede dividirse en cuatro zonas claramente diferenciadas:

La primera, correspondiente a la zona de dosificación de productos químicos, que será donde se encuentren los depósitos de almacenamiento de los aditivos químicos así como el sistema de bombeo de dosificación. El área ocupada es de 606 m2.

Una zona de producción donde se encuentra los edificios de UF y OI. Siendo la superficie de cada uno de 1.470m2 y 3.329m2 respectivamente.

La zona de remineralización, donde se ubican los tanques de lechada de cal y las bombas dosificadoras de NaOCl, ocupando una superficie de 579 m2.

Por últimos el área de almacenamiento, que contiene los dos depósitos de agua producto con sus correspondientes sistemas de bombeo en un edificio anexo a estos. La superficie ocupada es de 1.980m2.

Toda esta distribución puede observarse claramente en el Plano 03. Implantación General.

La distribución física de los equipos y los tanques de almacenamiento en la zona de producción (zonas de proceso, almacenamiento y dosificación) de esta instalación se recoge en los planos:

PL 03. Implantación general PL 04. Área de dosificación PL 05. Área de ultrafiltración PL 06. Área de ósmosis inversa PL 07. Área de almacenamiento PL 10. Área de remineralización

Donde se comprueba el cumplimiento de las distintas restricciones de seguridad para cada uno de los equipos diseñados, así como el área mínima que se debe reservar para cada uno de ellos.

De la misma forma se detallan las consideraciones, en cuanto a aparcamientos, distancias de seguridad de las calles, etc., tomadas en consideración en el proyecto, así como las restricciones generales de diseño referentes a la urbanización del suelo industrial.

M.8. Evaluación económica y estudio de rentabilidad

Uno de los principales parámetros que deben analizarse a la hora de proyectar una instalación semejante a esta desaladora es la rentabilidad de la misma, ya que es preciso asegurar una generación de beneficios a partir de la venta del producto.



En este caso concreto la inversión realizada asciende a 73.050.668,14 €, siendo el 15% subvencionado por parte del gobierno argelino debido a la contratación de mano de obra cualificada local. Del total, 69.691.850,09 € corresponden al capital inmovilizado y 3.358.818,05 € constituyen el capital circulante.

Por otro lado, se tienen unos costes de producción de 21.087.972,50 €/año, siendo 14.665.955,48€/año la parte correspondiente a los costes de fabricación y 6.422.017,02 referidos a costes de gestión. Durante los primeros 20 años, también habrá una parte subvencionada.

Se recogen cada una de las partidas mencionadas a continuación:

Capital total invertido (sin subv.) 73.050.668,14€/año

Capital invertido (con subv.) 62.093067,92€/año

Subvenciones (15% ) 10.957.600,22€/año

Costes totales de producción (sin subv.) 21.087.972,50€/año

Costes de producción (con subv.) 17.924.776,63€/año

Costes de fabricación 14.665.955,48€/año

Costes de gestión 6.422.017,02€/año

Subvenciones (15% ) 3.163.195,87€/año

Tabla M - 6. Evaluación económica resumen para la IDAM

La determinación de los beneficios de la planta, así como la rentabilidad de esta, son factores que dependen directamente del precio de venta del producto en cuestión. Las constantes fluctuaciones en el precio del agua hacen que la realización del estudio de rentabilidad para un precio determinado, sea algo meramente orientativo, por lo que se efectúa un análisis de la evolución económica de la planta para distintas situaciones en las que varía el precio de venta de agua desalada. Este análisis abarca un intervalo de precios que va desde los 0,537 €/m3 de agua o precio mínimo, para el cual se amortizan anualmente los costes de producción (no se recupera el capital invertido) con ayuda de la subvención otorgada, hasta un precio de 1,37 €/m3 o precio máximo registrado como previsión futura.

En la actualidad el precio de venta de agua desalada en Argelia está fijado en 0,796 €/m3, lo que garantiza una amortización de la inversión realizada en 10 años, con una tasa de inflación nula, y en 15 años para un valor del 3,6% de inflación.

Cuenta con especial interés realizar un estudio que demuestre el funcionamiento de la planta finalizados los años subvencionados. En este momento



el capital invertido ya habrá sido amortizado por lo que el precio del m3 de agua desalada dependerá únicamente de los costes de producción. Se obtiene así un valor de 0,631 €/m3, situándose este por debajo del precio de venta establecido. Cualquier precio por encima de este, reportaría beneficios económicos a la entidad.

M.9. Resumen

En este proyecto se diseñará una planta desaladora de agua de mar con tratamiento de ultrafiltración y con una producción de 100.000m3/día.

La planta se situará en una parcela de 100.600 m2, a las afueras del término municipal de El Kala perteneciente a la wilaya de El Tarf, Argelia, en un entorno idóneo para una actividad industrial de estas características ya que debe situarse en una zona próxima a la costa.

Se asegura un impacto ambiental catalogado como COMPATIBLE-MODERADO, siendo mayores las ventajas de la instalación de la planta ya que se reduce el déficit hídrico presente en la región de forma considerable.

La producción del agua desalada se llevará a cabo mediante el proceso de ósmosis inversa, garantizando un agua de calidad elevada para consumo humano, ya que se empelará un pretratamiento de ultrafiltración, proceso ventajoso debido a la reducción de contaminantes en el agua con una elevada eficiencia.

El porcentaje de recuperación del sistema de ósmosis inversa será del 45%, desalando así casi la mitad del agua captada mediante una torre de toma abierta.

Será necesario un pretratamiento químico exhaustivo para lograr la desinfección, regulación de pH, coagulación y antiincrustación del agua tratada, así como tres etapas de filtración previas a la ósmosis impidiendo el deterioro de las membranas.

Finalmente el agua se someterá a un proceso de remineralización para alcanzar los parámetros exigidos por la legislación para aguas de consumo humano.

La IDAM trabajará en régimen continuo durante 334 días al año realizando una parada de un mes para operaciones de mantenimiento. Será necesaria la contratación de 71 empleados para un buen funcionamiento de la planta cuyos turnos serán de ocho horas al día cinco días por semana.

Para llevar a cabo este proyecto será necesaria un inversión de 73.050.668,14 €, siendo el periodo de amortización de 10 años, para un precio de venta de 0,796€/m3.

Mediante los datos obtenidos se ha podido comprobar tanto la viabilidad económica actual y futura como tecnológica del proyecto. La implantación del mismo aseguraría tanto la reducción del déficit hídrico como la no explotación de acuíferos y recursos superficiales existentes y sobreexplotados en la actualidad



En Salamanca, a 27 de diciembre de 2013

Fdo: Alba Bermudo Merino


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