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  • 1. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERIA (ICAI) INGENIERO TÉCNICO MECÁNICO DISEÑO DE UN SISTEMA INDUSTRIAL DE ENFRIAMIENTO CON AGUA DE REFRIGERACIÓN PARA UN COMPLEJO INDUSTRIAL EN LIMA, PERÚ FRANCISCO JAVIER CALZADA DIFFOR JOSE LUIS MARTINEZ DEL POZO Madrid agosto de 2012
  • 2. ESTE PROYECTO CONTIENE LOS SIGUIENTES DOCUMENTOS RESUMEN (ESPAÑOL) ABSTRACT (RESUMEN INGLES) DOCUMENTO Nº1, MEMORIA 1.1 Memoria………………………………………………………………….Págs. 7 a 50 1.2 Cálculos…………………………………………………………………Págs. 51 a 78 1.3 Estudio económico……………………………………………………..Págs. 79 a 80 1.4 Impacto ambiental…………………………………………………….Págs. 81 a 104 1.5 Anejos………………………………………………………………...Págs. 105 a 147 DOCUMENTO Nº2, PLANOS 2.1 Lista de planos………………………………………………………………….Pág. 2 2.2 Planos……………………………………………………………………...Págs. 3 a 6 DOCUMENTO Nº3, PLIEGO DE CONDICIONES 3.1 Generales y económicas…………………………………………………...Págs. 3 a 6 3.2 Técnicas y particulares…………………………………………………….Págs. 7 a 8 DOCUMENTO Nº4, PRESUPUESTO 4.1 Estimación de la inversión……………………………………………………..Pág. 3 4.2 Metodología de Williams de estimación; método de Williams…………..Págs. 3 a 4 4.3 Precios unitarios…………………………………………………………..Págs. 5 a 9 4.4 Presupuesto total………………………………………………………………Pág. 10
  • 3. RESUMEN Una refinería de petróleo (Refinería La Pampilla) ubicada en Lima (Perú) va a incrementar su capacidad de producir combustibles y para ello va a instalar varias unidades de proceso. Estas unidades de proceso presentan unos consumos de servicios auxiliares, que deben ser cubiertos por nuevas instalaciones. El objetivo del proyecto es especificar un sistema de agua de refrigeración que cubra estas nuevas necesidades, como se explica mas adelante. La idea de partida es que el tipo de sistema de refrigeración será con agua de refrigeración en circuito cerrado con torre de tipo evaporativo, aunque la discusión y defensa de esta selección se realizara durante la ingeniería conceptual. En primer lugar se define una torre de refrigeración, así como sus partes más importantes, elaborando una clasificación con las diversas torres que se podrían implantar. Una vez elaborado esto, se hace de vital importancia el estudio de los pros y los contras de las distintas torres para poder seleccionar la torre mas adecuada para este caso, escogiendo una torre de refrigeración mecánica de tiro inducido y de flujo a contracorriente. A continuación se realizan el diagrama de bloques y el plano de implantación con su respectiva lista de equipo, partiendo de los datos de partida de las unidades nuevas que se quieren instalar en la refinería, así ya sabremos los equipos que habrá que implantar para la torre que se quiere diseñar. Una vez hecho esto hacemos los diversos cálculos, necesarios para saber las características de cada equipo, así como las de la torre de refrigeración y sus dimensiones. Pudiendo realizar así los planos de implantación y esquemático de la torre. Entre estos cálculos de encuentran los caudales, el balance de agua, líneas, bombas,…. Una vez acabados dichos cálculos se rellenan las hojas de datos de cada elemento para organizarlos y que sean de fácil acceso.
  • 4. También se hace obligado el estudio de impacto medioambiental, para respetar todas las normas, flora, fauna, etc… Para ello se realizara un estudio tanto de la zona de la refinería como de los alrededores. Por ultimo, se realiza el estudio económico, elaborando tanto el presupuesto unitario como el presupuesto general. Este estudio se ha realizado utilizando el método de Williams de estimación de costes, al considerarlo el más adecuado para este caso que se presenta. Para poder llevar a cabo la relación de este proyecto se han utilizado diversas herramientas de ofimática básica (Word, Excel…), así como, programas específicos de ingeniería (AutoCAD, flowserve…); además de diversos catálogos proporcionados por Esindus S.A. y Repsol YPF. Este proyecto se ha planteado a imagen y semejanza de como se realiza un proyecto real. Hemos avanzado desde conceptos más básicos, y diseños más generales hasta llegar al diseño más en detalle.
  • 5. ABSTRACT An oil refinery (Refinery Pampilla) located in Lima (Peru) will increase its capacity to produce fuels and for that you are installing multiple process units. These units have a consumption process of auxiliary services to be covered by new facilities. The project aims to specify a cooling water system that meets these new requirements, as explained below. The initial idea is that the type of cooling system with cooling water will be in closed circuit evaporative tower type, though discussion and defense of this selection will be made during the conceptual engineering. First we define a cooling tower and main parts, developed a classification with the various towers that could be implemented. After building this, it is of vital importance to study the pros and cons of different towers in order to select the most suitable tower for this case, choosing a cooling tower and mechanical induced draft counter flow. Here are made the block diagram and the implementation plan with their respective equipment list, starting from the raw data of the new units that are to be installed at the refinery, so we'll know which teams will deploy to the tower that you design. Once done do the various calculations necessary to know the characteristics of each team, and the cooling tower and its dimensions. Thus being able to perform the implantation and schematic drawings of the tower. These calculations include the flow rates of water balance, lines, pumps, .... Once these calculations are filled finishes data sheets of each element to organize and easily accessible. Is also required environmental impact study, to observe any of the flora, fauna, etc ... This will involve a study of both the refinery area and surrounding.
  • 6. Finally, the economic study done by developing both the budget and the budget unit. This study was carried out using the method of cost estimation Williams, to consider the most appropriate for this case presented. To carry out the relationship of this project have used a variety of basic office tools (Word, Excel ...), as well as specific engineering programs (AutoCAD, Flowserve ...), in addition to various catalogs provided by Esindus SA and Repsol YPF. This project has raised the image and likeness of such a project is made real. We have moved from basic concepts and general designs until the design in more detail.
  • 7. INDICE DOCUMENTO Nº1, MEMORIA Capitulo 1. Memoria descriptiva.…………………..……………………………………7 1. Introducción………………………………………………………………………….8 2. Objetivos……………………………………………………………………………..9 3. Bases de diseño…………………………………………………………………..…10 4. Metodología/Solución desarrollada………………………………………………...12 5. Torres de refrigeración……………………………………………………………..13 5.1 Definición………………………………………………………………………13 5.2 Clasificación de las torres………………………………………………………15 5.2.1 Tiro mecánico…………………………………………………………….15 5.2.1.1 Torre mecánica de tiro forzado…………………………………16 5.2.1.2 Torre mecánica de tiro inducido………………………………..17 5.2.2 Tiro natural……………………………………………………………….18 5.3 Partes de una torre……………………………………………………………...19 5.3.1 Ventilador………………………………………………………………...20 5.3.2 Relleno……………………………………………………………………20 5.3.2.1 Relleno por película o laminar………………………………….21 5.3.2.2 Relleno por goteo o salpicadura………………………………...22 5.3.3 Separadores de gota………………………………………………………23 5.3.4 Sistema de distribución de agua………………………………………….24 5.3.5 Pulverizadores………………………………………………………….…26 5.3.6 Bandeja o balsa…………………………………………………………...27 5.3.7 Sistema de agua de aporte………………………………………………...27 5.3.8 Chimenea o virola………………………………………………………...28 5.4 Selección del tipo de torre……………………………………………………...28 5.5 Descripción del proceso………………………………………………………..28 5.6 Lista de equipos………………………………………………………………..30 5.6.1 Torre de refrigeración…………………………………………………….31 5.6.2 Bombas de agua…………………………………………………………..31 5.6.3 Filtro de riñón…………………………………………………………….31 5.6.4 Sistema de inhibidor de corrosión………………………………………..31 5.6.5 Sistema de inyección de dispersante……………………………………...32 5.6.6 Sistema de inyección de biocida………………………………………….32
  • 8. 5.6.7 Sistema de hipoclorito de sodio………………………………………..…32 5.6.7 Sistema de inyección de acido clorhídrico……………………………….32 5.7 Hojas de datos de equipos……………………………………………………...33 5.7.1 Hojas de datos de torre de refrigeración………………………………….47 6. Recursos y herramientas utilizados………………………………………………...50 Capitulo 2. Cálculos……………………………………………………………………51 1. Selección del tipo de torre………………………………………………………….52 2. Intercambio de materia……………………………………………………………..53 3. Balance de agua…………………………………………………………………….59 3.1 Ciclos de concentración………………………………………………………...59 3.2 Caudal de recirculación, Q……………………………………………………..60 3.3 Caudal perdido por arrastre, A…………………………………………………60 3.4 Caudal perdido por evaporación, E…………………………………………….61 3.5 Caudal de agua de aporte o reposición…………………………………………61 3.6 Caudal de agua de purga………………………………………………………..62 3.7 Esindus S.A…………………………………………………………………….63 4. Calculo de líneas…………………………………………………………………..64 5. Calculo y dimensionamiento de la torre……………………………………………66 6. Calculo de bombas………………………………………………………………….73 6.1 Caudales……………………………………………………………………...…73 6.2 Presión de descarga…………………………………………………………….74 6.3 Presión de descarga…………………………………………………………….75 6.4 Potencia consumida…………………………………………………………….75 6.5 Selección de la bomba………………………………………………………….76 7. Bibliografía…………………………………………………………………………78
  • 9. Capitulo 3. Estudio económico…………………………………………………………79 1. Estudio económico…………………………………………………………………80 Capitulo 4. Impacto ambiental………………………………………………………….81 1. Objetivo del EIA……………………………………………………………………82 2. Descripción del proceso…………………………………………………………….83 3. Entorno geográfico, medio natural y socioeconómico : descripción……………….83 3.1. Ubicación………………………………………………………………………84 3.2. Descripción del entorno………………………………………………………..85 3.2.1. Clima……………………………………………………………………85 3.2.2. Geología………………………………………………………………...86 3.2.3. Flora…………………………………………………………………….87 3.2.4. Fauna……………………………………………………………………88 3.2.5. Ríos y lagos……………………………………………………………..88 3.2.6. Costas…………………………………………………………………...89 3.2.7. Zonas protegidas medioambientalmente………………………………..89 3.2.8. Zonas protegidas del SINANPE………………………………………..90 3.2.9. Categorías……………………………………………………………….90 3.2.10. Zonas reservadas………………………………………………………..93 3.2.11. Programa de vigilancia medioambiental………………………………..93 3.3. Fases de construcción………………………………………………………….94 3.3.1. Actuaciones de carácter general………………………………………...94 3.3.2. Supervisión del terreno al finalizar las obras…………………………..95 3.3.3. Elección de equipos y maquinaria……………………………………...96 3.3.4. Operaciones de mantenimiento en lugares específicos…………………96 3.3.5. Medidas destinadas a evitar la producción de polvo……………………97 3.3.6. Gestión de tierra vegetal retirada……………………………………….97 3.3.7. Medidas destinadas a evitar vertidos a cauces, suelos y otros lugares…98 3.3.8. Gestión de residuos de obra y materiales sobrantes…………………….98 3.3.9. Información a trabajadores de normas y recomendaciones…………….99 3.3.10. Estacionalidad de los trabajos y permeabilidad del territorio…………100 3.4. Cumplimiento de las medidas de protección contra incendios………………101 3.5. Cumplimiento de las condiciones de protección del patrimonio arqueológico101 3.6. Informes………………………………………………………………………102
  • 10. 3.7. Fases de funcionamiento……………………………………………………..102 3.8. Control y seguimiento del impacto ambiental producido por las torres de refrigeración………………………………………………………………….103 Capitulo 5. Anejos…………………………………………………………………….105 1. Diagrama psicométrico……………………………………………………………105 1.1. Definición…………………………………………………………………….105 1.1.1. Términos y conceptos importantes……………………………………105 1.1.1.1. Aire húmedo…………………………………………………..105 1.1.1.2. Aire seco………………………………………………………105 1.1.1.3. Temperatura seca (Ts)…………………………………………105 1.1.1.4. Temperatura húmeda (Th)……………………………………..105 1.1.1.5. Temperatura de rocío (Tr)……………………………………..105 1.1.1.6. Volumen especifico (vas)……………………………………...106 1.1.1.7. Humedad especifica (w)……………………………………….106 1.1.1.8. Humedad relativa (f)…………………………………………..106 1.1.1.9. Entalpia (h)…………………………………………………….106 1.2. Interpretación del diagrama psicométrico……………………………………106 1.3. Proceso psicométrico básicos………………………………………………...108 1.3.1. Procesos sensibles……………………………………………………..108 1.3.2. Procesos de humectación……………………………………………...108 1.3.2.1. Humectación con spray de agua……………………………….108 1.3.2.2. Humectación con vapor……………………………………….109 1.3.2.3. Enfriamiento con deshumidificación………………………….110 2. Agua………………………………………………………………………………111 2.1. Introducción………………………………………………………………….111 2.2. Definiciones y terminología………………………………………………….112 2.2.1. Turbiedad……………………………………………………………...112 2.2.2. Índice de ensuciamiento (Fouling índex)……………………………..112 2.2.3. Solidos en suspensión…………………………………………………112 2.2.4. Color…………………………………………………………………..112 2.2.5. Concentración en volumen……………………………………………112 2.2.6. Equivalente gramo…………………………………………………….112 2.2.7. Normalidad (N)………………………………………………………..113
  • 11. 2.2.8. Miliequivalente por litro………………………………………………113 2.2.9. Grado francés………………………………………………………….113 2.2.10. Sales de acido fuerte (SSA)…………………………………………..113 2.2.11. Salinidad………………………………………………………………113 2.2.12. Valor permanganato…………………………………………………..113 2.2.13. Demanda química de oxigeno DQO………………………………….113 2.2.14. Demanda biológica de oxigeno DBO………………………………...114 2.2.15. Carbono orgánico total………………………………………………..114 2.2.16. Nitrógeno Kjeldahl (TKN)……………………………………………114 2.2.17. Nitrógeno total TN……………………………………………………114 2.2.18. Dureza………………………………………………………………...114 2.2.19. Alcalinidad P y Alcalinidad M………………………………………..115 2.2.20. Conductividad………………………………………………………...116 2.3. Problemas que puede causar el agua…………………………………………116 2.3.1. Corrosión……………………………………………………………..116 2.3.1.1. Tipos…………………………………………………………..117 2.3.1.2. Clasificación…………………………………………………..118 2.3.1.3. Inhibidores organicos………………………………………….118 2.3.2. Incrustaciones…………………………………………………………118 2.3.3. Materia orgánica………………………………………………………122 2.3.4. Fangos…………………………………………………………………122 2.4. Agua de reposición…………………………………………………………...123 2.5. Propiedades termodinámicas del agua de reposición pura…………………...125 2.6. Propiedades termodinámicas del agua de reposición salada…………………126 3. Aire………………………………………………………………………………..127 3.1. El aire. Psicometría…………………………………………………………...127 3.2. Términos Psicométricos……………………………………………………...128 3.2.1. Aire seco………………………………………………………………128 3.2.2. Aire saturado…………………………………………………………..128 3.2.3. Punto de rocío…………………………………………………………128 3.2.4. Presión parcial…………………………………………………………128 3.2.5. Tensión de vapor………………………………………………………128 3.2.6. Tensión máxima de vapor……………………………………………..128 3.2.7. Humedad absoluta……………………………………………………..128
  • 12. 3.2.8. Humedad relativa……………………………………………………...129 3.2.9. Temperatura seca……………………………………………………...129 3.2.10. Temperatura húmeda o temperatura de bulbo húmedo……………….129 3.2.11. Temperatura de saturación adiabática…………………………………129 3.2.12. Entalpia o calor total…………………………………………………..129 3.2.13. Calor latente de vaporización………………………………………….131 3.3. Relaciones entre variables psicométricas…………………………………….131 3.3.1. Humedad relativa……………………………………………………...131 3.3.2. Relación de humedad………………………………………………….132 3.4. Entalpia del aire húmedo……………………………………………………..133 3.5. Calculo de HA………………………………………………………………………………………………..134 3.6. Calculo de HV………………………………………………………………………………………………..135 4. Fundamentos termodinámicos…………………………………………………….136 4.1. Física del proceso…………………………………………………………….136 4.2. Ecuación de Merkel…………………………………………………………..138 4.3. Resolución grafica……………………………………………………………145 4.4. Influencia del viento en una torre de refrigeración…………………………..146 4.4.1. Tiro natural…………………………………………………………….146 4.4.2. Tiro mecánico o con ventilador……………………………………….146 4.5. Recirculación…………………………………………………………………147 5. Datasheet………………………………………………………………………….147
  • 13. CAPITULO 1. MEMORIA DESCRIPTIVA
  • 14. 1.INTRODUCCIÓN El objetivo de este proyecto es establecer el diseño de un sistema de refrigeración mediante agua del tipo del recirculación o ciclo cerrado. Dicho sistema de refrigeración será para una refinería de petróleo ubicada en Lima (Perú). Esta refinería va a incrementar su capacidad de producir combustibles y para ello va a instalar varias unidades de proceso. Estas unidades de proceso presentan unos consumos de servicios auxiliares, que deben ser cubiertos por nuevas instalaciones.
  • 15. 2.OBJETIVOS Los objetivos del proyecto serán los siguientes: - Selección del tipo de sistema de refrigeración más adecuado entre los disponibles. - Selección, discusión y establecimiento de los parámetros más relevantes para el diseño del sistema de agua de refrigeración. - Diseño de la torre de refrigeración: especificación de los elementos más importantes de la misma. - Especificación y selección del equipo de bombeo. - Estimación de la inversión y costes operativos asociados al sistema diseñado. - Programa del proyecto.
  • 16. 3.BASES DE DISEÑO Los datos de partida del proyecto serán: Unidad Potencia térmica Mkcal/h U-100 Unidad viscorreduccion 11,3 U-200 Unidad destilación a vacío 22,5 U-300 Unidad HDS gasolinas 4,5 U-400 Unidad HDS gasóleos 5,9 U-500 Unidad de aminas 0,9 Total 45,0
  • 17. Otros datos necesarios para el proyecto son: VARIABLE UNIDADES VALOR Presión de Aporte (en el suelo) kg/cm2 g 4,5 Presión de Retorno (en el suelo) kg/cm2 g 2,0 kg/cm2 0,7 Presión de Diseño del sistema kg/cm2 g 6,0 Temperatura de Diseño del sistema ºC 120 Máxima Tª Aporte a Intercambiadores ºC 29 Max. Tª Retorno de Intercambiadores ºC 40 Coeficiente de ensuciamiento h·m2·ºC / kcal 0,0004 Alcalinidad total (TA) como CaCO3 ppm p Sólidos disueltos (TDS) como CaCO3 ppm p 600 Cloruros ppm p 100 Dureza Total como CaCO3 ppm p pH 8,3-8,7
  • 18. 4.METODOLOGIA/SOLUCION DESARROLLADA Este proyecto de fin de carrera será realizado de forma similar al procedimiento de desarrollo de un proyecto real, esto es: Ingeniería conceptual: - Selección y discusión del tipo de sistema más adecuado - Establecimiento de bases de diseño: capacidades, casos de diseño, criterios de diseño. - Consumo de servicios auxiliares (aproximación) Ingeniería Básica: - Balances de materia y Energía - Diagrama de flujo de procesos. - Especificación de proceso de equipos principales Ingeniería de detalle: - Planos de tuberías e instrumentos (PIDs) - Especificación de detalles de los equipos principales. - Selección de equipos en base a catálogo de vendedores - Establecimiento de cronograma
  • 19. 5.TORRES DE REFRIGERACIÓN 5.1.DEFINICION Las torres de refrigeración son estructuras que sirven para refrigerar agua y otros medios a temperaturas muy altas. El uso principal de las torres de refrigeración es el de rebajar la temperatura del agua utilizada en plantas de energía, refinerías de petróleo, plantas petroquímicas, plantas de procesamiento de gas natural y otras instalaciones industriales. En definitiva podemos definir las torres de refrigeración como intercambiadores de calor, que aprovechando el principio de evaporación, por contacto directo entre el agua y el aire, se consigue reducir la temperatura del agua desde la entrada de la torre a la salida de la misma. El agua entraría por la parte superior de la torre y se distribuye uniformemente sobre el relleno utilizando pulverizadores, de esta forma conseguimos un buen contacto entre el agua y el aire. El relleno sirve para aumentar el tiempo y la superficie de contacto entre el agua y el aire. Una vez establecido el contacto se produce una cesión de calor del agua al aire.
  • 20. El calor del agua se transfiere al aire de tres formas: radiación, conducción (del 30 al 10%) y evaporación (proceso más importante, del 70 al 90%). Hay diversos tipos de torre de refrigeración. Según la forma en que se mueve el aire pueden ser de tiro mecánico, las cuales utilizan ventiladores para mover el aire; o también pueden ser de tiro natural, que dependen de las condiciones climatológicas. También se pueden clasificar atendiendo a la dirección del aire con respecto al agua, así pues, pueden ser: flujo cruzado o flujo contracorriente.
  • 21. 5.2.CLASIFICACION DE LAS TORRES Generalmente las torres de refrigeración se clasifican según se mueva el aire en el interior de éstas. 5.2.1.Tiro mecanico Las torres de tiro mecánico proporcionan un control total sobre el caudal de aire suministrado. En este tipo de torre se puede controlar de forma precisa la temperatura de salida del agua, consiguiendo valores de acercamiento muy pequeños. Según donde este situado el ventilador estas torres se pueden clasificar en tiro forzado, el ventilador esta situado en la entrada de aire, o tiro inducido, cuando está situado en la zona de descarga del aire.
  • 22. 5.2.1.1.Tiro forzado En este tipo de torres se hace entrar al aire por la base, donde esta montado el ventilador, y se expulsa por la parte superior a baja velocidad. Tiene la ventaja de que la inspección, mantenimiento y reparación del ventilador y motor es fácil ya que se encuentran montados fuera de la torre. Este tipo de torre esta sujeta a una recirculación grande del aire debido a la baja velocidad con la que sale de la torre. Son, casi siempre, de flujo a contracorriente. TIRO FORZADO Y CONTRACORRIENTE
  • 23. 5.2.1.2.Tiro inducido Las torres de tiro inducido pueden ser de flujo a contracorriente o de flujo cruzado. El flujo a contracorriente significa que el aire se mueve verticalmente a través del relleno, de manera que los flujos de agua y de aire tienen la misma dirección pero sentido opuesto. Y en las de flujo cruzado el aire circula en dirección perpendicular al agua. TIRO INDUCIDO Y CONTRACORRIENTE TIRO INDUCIDO Y CRUZADO
  • 24. 5.2.2.Tiro natural Las torres de tiro natural son en las que el aire es inducido por una gran chimenea situada sobre el relleno. Los motivos por los el aire es inducido dentro de la torre son: - la diferencia de densidades entre el aire húmedo caliente y el aire de fuera de la torre - La diferencia de velocidades entre el viento a nivel del suelo y el viento que circula por la parte superior de la chimenea. Las torres de tiro natural han de ser altas y, además, deben tener una sección transversal grande para facilitar el movimiento del aire ascendente. Estas torres tienen bajos costos de mantenimiento y son muy indicadas para enfriar grandes caudales de agua.
  • 25. 5.3.PARTES DE UNA TORRE Explicaremos las diferentes partes de una torre de tiro mecánico, ya que son las mas frecuentes y además que nuestra torre será de este tipo. A continuación podemos observar un esquema de este tipo de torre con sus diferentes partes:
  • 26. 5.3.1.Ventilador Es el encargado de crear el flujo de aire. El equipo completo se compone de motor, transmisión y aspas. Estos equipos trabajan en condiciones complicadas, ya que están en continuo funcionamiento, en un ambiente de elevada humedad y temperatura. Los motores de la torre deben estar protegidos. Las aspas juegan un papel importante, suelen ser de aluminio o plástico debido a su ligereza y resistencia a la corrosión. El número de aspas influye en la presión que se ejerce sobre ellas, a cuanto mayor número de aspas menor es la presión ejercida sobre ellas. Igualmente, un número mayor de aspas supone facilidades para un óptimo equilibrado. El ventilador será determinado por las siguientes magnitudes: - Caudal de aire. - Presión estática a vencer. - Nivel sonoro. 5.3.2.Relleno El relleno es la parte más importante en el proceso de intercambio de calor. El tamaño y volumen de la torre dependerán del relleno utilizado, así como su coste. El relleno tiene dos funciones principales, proporcionar una superficie de contacto lo mas grande posible entre el agua y el aire; y aumentar el tiempo de intercambio de calor entre el agua y el aire. Se debe realizar de un material de bajo coste, ya que se utiliza mucho material, y resistente a las condiciones en las que debe trabajar. La superficie del relleno debe ser lo mayor posible en relación a su volumen, y su diseño debe permitir que el aire y el agua pasen fácilmente, consiguiendo así una menos resistencia y pérdida de carga, y también una distribución uniforme del aire y del agua. La distribución del agua a través del relleno se puede hacer de tres maneras: salpicadura o goteo, película o laminares y de tipo mixto.
  • 27. Para la elección de que tipo utilizar se atiende a las características de uso y diseño de la torre, ya que cada tipo tiene sus ventajas e inconvenientes. 5.3.2.1.Relleno por película o laminar Son los más usados. Este tipo de relleno distribuye el agua en una fina película que fluye por la superficie, consiguiendo así una gran superficie de agua en contacto con la del aire. Ésta película debe ser muy delgada y cubrir la mayor superficie posible, procurándose que el agua descienda adherida a la superficie del relleno, evitando que el aire pueda separar el agua del relleno. Para conseguir estos objetivos se realiza grupos de láminas onduladas de PVC o PP colocadas de forma paralela y a cierta distancia formando cubos para favorecer su apilado. Desventajas: - Acumula residuos y suciedad, por lo que se necesitara un mantenimiento con mayor frecuencia. - Es muy sensible a las variaciones de caudal de agua y de aire, así como a la distribución de la película. Ventajas: - La compacidad en este tipo de rellenos es mayor, consiguiendo una torre de menor volumen, y por lo tanto más económica. - En este tipo de relleno no existen gotas, por lo tanto la velocidad del aire puede ser muy elevada, disminuyendo así la altura del relleno.
  • 28. 5.3.2.2.Relleno por goteo o salpicadura En los relleno por salpicadura o goteo, el agua cae en listones o rejillas, que están superpuestos en diversos pisos. El aire se mueve de manera vertical u horizontal, mientras el que agua se va fraccionando en gotas cada vez más pequeñas, al ir chocando con los diversos listones o rejillas. La superficie de estas gotas constituirá el área de intercambio de calor. Desventajas: - El agua de arrastre es mayor, por lo que habría que utilizar separadores de gotas de alto rendimiento. - En este tipo de rellenos la superficie de intercambio por unidad de volumen es menor que los rellenos laminares o de película, por lo tanto, la altura de relleno será mayor, manteniendo el mismo área transversal. Ventajas: - Menor pérdida de carga.
  • 29. - No se obstruyen con la suciedad o con las incrustaciones. - Se consigue mayores saltos térmicos. 5.3.3.Separadores de gotas La finalidad de los separadores de gotas es la de detener las gotas arrastradas por la corriente del aire a la salida de la torre. Esto se consigue variando de manera brusca la dirección del aire a la salida, la más efectiva es a 60 grados. Esta variación provoca que el agua arrastrada se deposite en la superficie del separador, cayendo posteriormente al relleno. Los separadores de gotas reducen las perdidas de carga, limitan la formación de neblinas y evita daños en el entorno de la torre (sobre todo si es agua salada).
  • 30. 5.3.4.Sistema de distribución de agua Es un sistema de tuberías y conductos que su finalidad es la de repartir uniformemente el agua por encima del relleno. Existen dos métodos de reparto: por gravedad o por presión. El funcionamiento del primer reparto consiste en llevar el agua caliente hasta una balsa situada encima del relleno, y una vez allí, ésta es distribuida a través de unos canales, el agua cae por su propio peso sobre unas piezas en forma de herradura, las cuales sirven de enlace entre los canales y el relleno. En el segundo, la tubería contiene al agua con cierta presión (suministrada por las bombas de impulsión del circuito de refrigeración). El agua es conducida por tuberías hasta unos aspersores, que rocían el relleno con pequeñas gotas de ésta.
  • 31. POR GRAVEDAD: POR PRESIÓN:
  • 32. 5.3.5.Pulverizadores Su misión es la de dividir lo más finamente posible el tamaño de la gota, compatible con los arrastres de aire, con el objetivo de aumentar la superficie y repartir homogéneamente el caudal de agua sobre el relleno. Son de dos tipos: - Platos de salpicadura: estos son característicos de los sistemas por gravedad, con canales o balsillas. - Boquillas de baja presión: estos son utilizados en los colectores cerrados de baja presión, pudiendo colocarse en la parte inferior del tubo (down-spray) o bien en la parte alta (up-spray) parta facilitar su limpieza y conservación y cuando la separación con el relleno sea pequeña. TIPO UP-SPRAY:
  • 33. TIPO DOWN-SPRAY: 5.3.6.Bandeja o balsa Suelen ser de hormigón y sirven como cimentación de la torre, así como de depósito de agua fría. 5.3.7.Sistema de agua de aporte La evaporación de agua en la torre provoca una disminución del volumen de agua de ésta. Por otro lado, la concentración de sales en el agua se controla con un régimen adecuado de purgas. La evaporación y las purgas hacen que sea necesario el aporte constante de agua.
  • 34. 5.3.8.Chimenea o virola Está situada en la parte superior de la torre y sirven para reducir la potencia absorbida, así como el riesgo de recirculación; también sirven para proteger a los equipos mecánicos de golpes e interferencia y a los operadores. 5.4.SELECCIÓN TIPO DE TORRE Se escoge una torre mecánica de tiro inducido y flujo a contracorriente. El por qué de esta elección se encuentra en el apartado de cálculos. 5.5.DESCRIPCIÓN DEL PROCESO La torre de refrigeración será instalada en un refinería de petróleo ubicada en Lima (Perú), servirá para cubrir las necesidades de las unidades de proceso que se van a instalar. Fijándonos en el diagrama de flujos podemos observar que el agua viene desde la refinería (línea 8) a una temperatura de 40°C, este caudal es medido por un caudalímetro (MC-A), y dirigido hacia la torre de refrigeración, en la cual se dividirá de manera uniforme en dos celdas, estos dos caudales se medirán con 2 caudalimetros (MC-E/F).
  • 35. Una vez enfriada el agua hasta los 29°C, caerá a la balsa de la torre, situada debajo de ella, la cual tiene un medidor de nivel (MN-A). En esta balsa se le añaden los siguientes productos químicos: biocida (línea 1), dispersante (línea 2), inhibidor de corrosión (línea 3), ácido clorhídrico (línea 4) e hipoclorito (línea 5). Estos productos son impulsados cada uno por su propia bomba, y están ubicados cada uno en su propio tanque, los cuales están dotados de medidores de nivel (MN-B/C/D/E/F) para saber cuando hay que rellenar los tanques. Además en la balsa se añade el agua de aporte (línea 9), ya que el volumen de agua por evaporación y purga va disminuyendo. Dicho caudal es medido por un caudalímetro (MC-B). Esta agua es recogida del mar y es introducida a la balsa a temperatura ambiente. También llega a la balsa el agua que proviene del filtro (F01),dicho caudal también es controlado por un caudalímetro (MC-D). Dos bombas (B01- A/B), las cuales una estará en reserva, serán las encargadas de tomar el agua de la balsa, la temperatura de esta será controlada por un medidor de temperatura (MT) y tendrá que ser 29°C, y llevarla al filtro. El agua que no es filtrada se lleva a la refinería de petróleo (línea 7), caudal controlado por otro cuadalímetro (MC- C), para su posterior utilización.
  • 36. 5.6.LISTA DE EQUIPOS Los principales equipos en nuestro sistema de refrigeración son: - Torre de refrigeración ( T01 A/B) - Bombas de agua (B01 A/B/C) (B02 A/B) - Filtro de riñon (F01) - Sistema de inyección inhibidor de corrosión (P01) - Sistema de inyección de biocida (P02) - Sistema de inyección de dispersante (P03) - Sistema de inyección de hipoclorito (P04) - Sistema de inyección de acido clorhídrico (P05) - Motor (M01) - Balsa (B) - Medidor de caudal (MC A/B/C/D/E/F) - Medidor de temperatura (MT) - Medidor de presión (MP) - Medidor de nivel (MN A/B/C/D/E/F)
  • 37. 5.6.1.TORRE DE REFRIGERACIÓN Hay 1 torre de refrigeración con 2 celdas, las cuales son del mismo tamaño y características. A ellas llega un caudal de 1600 /h a una temperatura de 29°C y lo refrigeran hasta los 40°C. Cada celda esta dispuesta de su ventilador y equipo mecánico. Cada ventilador puede ser controlado para que el agua mas o menos de lo que se necesita, pudiendo así evitar un gasto innecesario de energía. 5.6.2.BOMBAS DE AGUA Hay 2 conjuntos de bombas, uno de ellos el B01 A/B/C que consta de dos bombas en operación y una en reserva, que se encargan de impulsar el agua (1600 /h cada una) ya refrigerada hacia el filtro y hacia las unidades de control que lo necesiten. Y el otro conjunto es el B02 A/B que consta de una bomba en funcionamiento y otra en reserva, instaladas en el sistema de aporte. Son bombas de gran tamaño y serán diseñadas para un caudal de un 10% superior de lo necesario. 5.6.3.FILTRO DE RIÑON En nuestra planta de refrigeración contamos con un sistema de filtración para eliminar los solidos en suspensión de nuestro agua de refrigeración. El filtro es diseñado con una porosidad para filtrar estos solidos, que son lo suficientemente grandes para ser retenidos. Este sistema esta formado por dos filtros a presión sobre capa de arena o de tipo cartucho, de tipo autolimpiante. Por el sistema de filtración pasara un caudal de 160 /h. 5.6.4.SISTEMA DE INHIBIDOR DE CORROSION Este sistema se encarga de inyectar inhibidor de corrosión al agua de la balsa. Este inhibidor sirve para disminuir la capacidad que tiene el agua para corroer los metales. Este sistema esta compuesto por tanque, bombas, tuberías y válvulas. Dicho sistema es suministrado por el proveedor.
  • 38. 5.6.5.SISTEMA DE INYECCION DE DISPERSANTE Este sistema es el encargado de inyectar dispersante al agua de la balsa. Se utiliza para minimizar la deposición de solidos en suspensión y también las incrustaciones en el equipo, estas deposiciones o incrustaciones se dan especialmente donde la velocidad del agua es lenta. Este sistema esta compuesto por tanque, bombas, tuberías y válvulas. Dicho sistema es suministrado por el proveedor. 5.6.7.SISTEMA DE INYECCION DE BIOCIDA Este sistema es el encargado de inyectar biocida al agua de la balsa. Este biocida sirve para minimizar la aparición de hongos, bacterias, algas,….en el agua. Este sistema esta compuesto por tanque, bombas, tuberías y válvulas. Dicho sistema es suministrado por el proveedor. 5.6.8.SISTEMA DE INYECCION DE HIPOCLORITO DE SODIO Este sistema se ocupa de inyectar hipoclorito sódico al agua de la balsa, evitando las incrustaciones de material contaminante en tuberías y equipo. Este sistema esta compuesto por tanque, bombas, tuberías y válvulas. Dicho sistema es suministrado por el proveedor. 5.6.9.SISTEMA DE INYECCION DE ACIDO CLORHIDRICO Este sistema se ocupa de inyectar acido clorhídrico en el agua de la balsa para mantener los niveles de PH constantes. Este sistema esta compuesto por tanque, bombas, tuberías y válvulas. Dicho sistema es suministrado por el proveedor.
  • 39. 5.7HOJAS DE DATOS DE EQUIPOS
  • 40. Pág.1de1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041(1) 42(2) 4344(3) 4546(4) 47(5) 48(6) 49505152535455565758Impulsor / Cierre (5) Equipo nº RevBOMBAS UNIDAD : PROYECTO : SERVICIO CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO Equipo Nº Operación / ReservarefrigeracionCASO DE DISEÑOoperacióncentrifugaFuncionamiento ( continuo / discontinuo ; serie / paralelo)continua/paraleloTipo de Bomba ( centrífuga / volumétrica alternativa / volumétrica rotativa) 21Número de Bombas Requeridas Operación / ReservaCARACTERÍSTICAS DEL FLUIDONaturaleza del Fluido aguaComponentes Corrosivos / TóxicosNoNoTemperatura de Auto Inflamación / InflamaciónºCNANASólidos en Suspensión ( Cantidad / Diámetro Equivalente) NANAPunto de Fuidez (Pour Point)ºCNATemperatura de Bombeo ºC29Densidad @ T bombeokg/m3996CARACTERÍSTICAS DEL DISEÑO DE LA BOMBACaudal de Diseño Q (rated) (1)m3/h1848Viscosidad @ T bombeocSt0,818Presión de Vapor @ T bombeokg/cm2 a0,4-0,5 a 30°CCaudal Mínimo de Proceso (2)m3/h840Caudal Normalm3/h1680Presión de Impulsión @ Q ratedkg/cm2 g4,5Presión de Aspiración @ Q ratedkg/cm2 g0Presión Diferencial @ Q ratedkg/cm2 4,5Altura Diferencial @ Q rated (1)m61NPSH Disponible @ Q rated (3)m20Máxima DP a Impulsión Cerrada (4)kg/cm2 Presión Máxima Aspiraciónkg/cm2 gPresión Máxima Impulsión kg/cm2 gCONDICIONES DE DISEÑO MECANICOTemperatura Diseño MecánicoºC120Diámetro Tubería Aspiración / ImpulsiónPulgadas2828Traceado / Aislamiento / Flushing (6) Tipo Operación / ReservaPresión Diseño Mecánicokg/cm2 g6CARACTERÍSTICAS DEL ACCIONAMIENTOConsumo de Vapor Estimado a Caudal de DiseñoKg/hConsumo Eléctrico Estimado a Caudal de DiseñokWh/h Para materiales véase la hoja de selección de materiales. Este valor no puede ser excedido por la bomba con dens., viscos. normales y velocidad de operación continua máx. NOTAS : El punto de garantía debe ser para el caudal de diseño (rated) y la altura diferencial indicada. Caudal de proceso en condiciones de "turn-down", puesta en marcha u otras operaciones. La I. de detalle / vendedor debe especificar el caudal mínimo requerido por la bomba y el sistema de protección / recirculación en su caso. En la brida de aspiración de la bomba. Excluye cargas de aceleración para bombas volumétricas alternativas. Excluye contingencias / margen para todo tipo de bombas. Rev.PorFechaAprobadoEspecificar traceado, aislamiento, flushing si existen requerimientos de proceso. Especificar tipo / particularidades del impulsor / cierre, si existen requerimientos de proceso.
  • 41. Pág.1de1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041(1) 42(2) 4344(3) 4546(4) 47(5) 48(6) 49505152535455565758Impulsor / Cierre (5) Equipo nº RevBOMBAS UNIDAD : PROYECTO : SERVICIO CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO Equipo Nº Operación / ReservarefrigeracionCASO DE DISEÑOoperacióncentrifugaFuncionamiento ( continuo / discontinuo ; serie / paralelo)continua/paraleloTipo de Bomba ( centrífuga / volumétrica alternativa / volumétrica rotativa) 11Número de Bombas Requeridas Operación / ReservaCARACTERÍSTICAS DEL FLUIDONaturaleza del Fluido aguaComponentes Corrosivos / TóxicosNoNoTemperatura de Auto Inflamación / InflamaciónºCNANASólidos en Suspensión ( Cantidad / Diámetro Equivalente) NANAPunto de Fuidez (Pour Point)ºCNATemperatura de Bombeo ºC20Densidad @ T bombeokg/m3998CARACTERÍSTICAS DEL DISEÑO DE LA BOMBACaudal de Diseño Q (rated) (1)m3/h96,61Viscosidad @ T bombeocSt0,1Presión de Vapor @ T bombeokg/cm2 a0,4-0,5 a 30°CCaudal Mínimo de Proceso (2)m3/h43,91Caudal Normalm3/h87,8265Presión de Impulsión @ Q ratedkg/cm2 g4,5Presión de Aspiración @ Q ratedkg/cm2 g0Presión Diferencial @ Q ratedkg/cm2 4,5Altura Diferencial @ Q rated (1)mNPSH Disponible @ Q rated (3)mMáxima DP a Impulsión Cerrada (4)kg/cm2 Presión Máxima Aspiraciónkg/cm2 gPresión Máxima Impulsión kg/cm2 gCONDICIONES DE DISEÑO MECANICOTemperatura Diseño MecánicoºC120Diámetro Tubería Aspiración / ImpulsiónPulgadas66Traceado / Aislamiento / Flushing (6) Tipo Operación / ReservaPresión Diseño Mecánicokg/cm2 g6CARACTERÍSTICAS DEL ACCIONAMIENTOConsumo de Vapor Estimado a Caudal de DiseñoKg/hConsumo Eléctrico Estimado a Caudal de DiseñokWh/h Para materiales véase la hoja de selección de materiales. Este valor no puede ser excedido por la bomba con dens., viscos. normales y velocidad de operación continua máx. NOTAS : El punto de garantía debe ser para el caudal de diseño (rated) y la altura diferencial indicada. Caudal de proceso en condiciones de "turn-down", puesta en marcha u otras operaciones. La I. de detalle / vendedor debe especificar el caudal mínimo requerido por la bomba y el sistema de protección / recirculación en su caso. En la brida de aspiración de la bomba. Excluye cargas de aceleración para bombas volumétricas alternativas. Excluye contingencias / margen para todo tipo de bombas. Rev.PorFechaAprobadoEspecificar traceado, aislamiento, flushing si existen requerimientos de proceso. Especificar tipo / particularidades del impulsor / cierre, si existen requerimientos de proceso.
  • 42. Pág.de12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758 ºC296Flushing / Steam OutOperación ( continuo / discontinuo) ºC / kg/cm2 gContralavado (si / no) Fluido de ContralavadoPresión de Diseño Mecánicokg/cm2 gkg/cm2 gmmsiTemperatura Destino Fluido Contralavadoagua4,5Temperatura Disponible Fluido Contralavado4,5 ºC29CONDICIONES DE FILTRACIÓNCONDICIONES DE DISEÑO MECÁNICOTemperatura de Diseño MecánicoºC120Presión Destino Fluido ContralavadoPara materiales véase la hoja de selección de materiales. ºC / kg/cm2 g NOTAS : Presión Disponible Fluido Contralavadokg/cm2 gArenaComponentes Corrosivos / Tóxicos10Sobrediseño HidráulicoViscosidad @ P, T DATOS GENERALES DE OPERACIÓNNaturaleza del Fluidoagua4,5Kg/cm^2g815 E-6Nº Requerido Operación / Reserva1--1Tipo de Filtro NASólidos: cantidad %p / distrib. tamaño particula % - diám. eq. Presión de OperaciónCaudalTemperatura de Operaciónkg/cm2 Densidad @ P, T kg/m3Pérdida de Carga Permitida% cSt PROYECTO : 996 ºC29SERVICIOfiltracion agua de la torre de refrigeracionEquipo nº UNIDAD : continuoEquipo Nº Operación / Reserva1--1RevFILTROSCARACTERÍSTICAS DEL EQUIPOCASO DE DISEÑO filtro torre refrigeracionm^3/h160Tamaño Mínimo de Partícula a EliminarFechaAprobadoRev.Por
  • 43. Pág. de 12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758TIPO DE EQUIPOtanque de acido clorhidricocontinuoNAFechaAprobado Rev.Por RevMISCELANEOSCARACTERÍSTICAS DEL EQUIPOTemperatura de Diseño MecánicoºC120DATOS GENERALES DE OPERACIÓNFuncionamiento ( continuo / discontinuo ; serie / paralelo) CONDICIONES DE DISEÑO MECÁNICO PROYECTO : Equipo nº UNIDAD : acido clorhidricosi--siSólidos en Suspensión ( Cantidad / Tamaño Partícula) Naturaleza del Fluido Componentes Corrosivos / TóxicosCASO DE DISEÑOoperaciónEquipo Nº Operación / Reserva1--1SERVICIOtratamiento aguaPara materiales véase la hoja de selección de materiales. Nº Requerido Operación / Reserva1--1 ºC / kg/cm2 gPresión de Diseño MecánicoESQUEMAFlushing / Steam Out NOTAS : kg/cm2 g
  • 44. Pág. de 12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758TIPO DE EQUIPOtanque hipocloritocontinuoNAFechaAprobado Rev.Por RevMISCELANEOSCARACTERÍSTICAS DEL EQUIPOTemperatura de Diseño MecánicoºC120DATOS GENERALES DE OPERACIÓNFuncionamiento ( continuo / discontinuo ; serie / paralelo) CONDICIONES DE DISEÑO MECÁNICO PROYECTO : Equipo nº UNIDAD : hipoclorito de sodiosi--siSólidos en Suspensión ( Cantidad / Tamaño Partícula) Naturaleza del Fluido Componentes Corrosivos / TóxicosCASO DE DISEÑOoperaciónEquipo Nº Operación / Reserva1--1SERVICIOtratamiento aguaPara materiales véase la hoja de selección de materiales. Nº Requerido Operación / Reserva1--1 ºC / kg/cm2 gPresión de Diseño MecánicoESQUEMAFlushing / Steam Out NOTAS : kg/cm2 g
  • 45. Pág. de 12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758TIPO DE EQUIPOtanque biocidacontinuoNAFechaAprobado Rev.Por RevMISCELANEOSCARACTERÍSTICAS DEL EQUIPOTemperatura de Diseño MecánicoºC120DATOS GENERALES DE OPERACIÓNFuncionamiento ( continuo / discontinuo ; serie / paralelo) CONDICIONES DE DISEÑO MECÁNICO PROYECTO : Equipo nº UNIDAD : biocidasi--siSólidos en Suspensión ( Cantidad / Tamaño Partícula) Naturaleza del Fluido Componentes Corrosivos / TóxicosCASO DE DISEÑOoperaciónEquipo Nº Operación / Reserva1--1SERVICIOtratamiento aguaPara materiales véase la hoja de selección de materiales. Nº Requerido Operación / Reserva1--1 ºC / kg/cm2 gPresión de Diseño MecánicoESQUEMAFlushing / Steam Out NOTAS : kg/cm2 g
  • 46. Pág. de 12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758TIPO DE EQUIPOtanque dispersantecontinuoNAFechaAprobado Rev.Por RevMISCELANEOSCARACTERÍSTICAS DEL EQUIPOTemperatura de Diseño MecánicoºC120DATOS GENERALES DE OPERACIÓNFuncionamiento ( continuo / discontinuo ; serie / paralelo) CONDICIONES DE DISEÑO MECÁNICO PROYECTO : Equipo nº UNIDAD : dispersantesi--siSólidos en Suspensión ( Cantidad / Tamaño Partícula) Naturaleza del Fluido Componentes Corrosivos / TóxicosCASO DE DISEÑOoperaciónEquipo Nº Operación / Reserva1--1SERVICIOtratamiento aguaPara materiales véase la hoja de selección de materiales. Nº Requerido Operación / Reserva1--1 ºC / kg/cm2 gPresión de Diseño MecánicoESQUEMAFlushing / Steam Out NOTAS : kg/cm2 g
  • 47. Pág. de 12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758TIPO DE EQUIPOtanque inhibidor de corrosioncontinuoNAFechaAprobado Rev.Por RevMISCELANEOSCARACTERÍSTICAS DEL EQUIPOTemperatura de Diseño MecánicoºC120DATOS GENERALES DE OPERACIÓNFuncionamiento ( continuo / discontinuo ; serie / paralelo) CONDICIONES DE DISEÑO MECÁNICO PROYECTO : Equipo nº UNIDAD : inhibidor de corrosionsi--siSólidos en Suspensión ( Cantidad / Tamaño Partícula) Naturaleza del Fluido Componentes Corrosivos / TóxicosCASO DE DISEÑOoperaciónEquipo Nº Operación / Reserva1--1SERVICIOtratamiento aguaPara materiales véase la hoja de selección de materiales. Nº Requerido Operación / Reserva1--1 ºC / kg/cm2 gPresión de Diseño MecánicoESQUEMAFlushing / Steam Out NOTAS : kg/cm2 g
  • 48. Pág.de12345678910liq.NAliq.NAliq.NAliq.NAliq.NAliq / NAliq.NAliq.NAliq.NA1112131415NAvendedorNAvendedorNAvendedorNAvendedorNAvendedorNA / 1000NA1000NA1000NA100016NAvendedorNAvendedorNAvendedorNAvendedorNAvendedorNA / 1 a 20°CNA1 a 20°CNA1 a 20°CNA1 a 20°C171819291202912029120291202912029 / 120291202912029120204,56,54,56,54,56,54,56,54,56,54,5 / 6,54,56,54,56,54,56,52122232411111111111111111251,51,51,51,51,51,51,51,51,51,52,52,52,52,52,52,52,5262728(1) 29(2) 30(3) 31(4) 323334353637Solo para corrientes 100% líquido y presión de vapor mayores de 1,5 kg/cm2a. NANANANAcP (G) / cSt (L) NANAP&ID Nº aguabalsabiocidabalsafiltroNANAnoFechaPorAprobadoTemperatura Operación / DiseñoPresión Operación / DiseñoRev. Densidad Gas / Líquido @ P, TFase (1) / Vaporizado (% peso) NA5,746,74NANAsi--si4,74NANaturaleza del Fludiosi--siNAsi--sihipocloritoNAnonoaguaNAViscosidad Gas / Líquido @ P, Ta.clorhidricosi--siNAkg/m3 filtro/suministro1603200DATOS TUBERÍA Peso Molecular GasCaudal Volumétrico Vapor @ P, TCaudal Volumétrico Líquido @ P, Tm3/hm3/hPROPIEDADES9balsacolector8balsapurgaunidades67 PROYECTO : LÍNEAS DE PROCESOLíneas de Proceso UNIDAD : 4NANANAvendedorPulgadas ºCvendedorSi se requiere especificar, P : Protección Personal, H : Conservación de Calor, C : Conservación frío, ST : Traceado con vapor, ET : Traceado eléctrico, SJ : Encamisado con vapor, etc. balsaLÍNEA Nº DEA2Revbalsa15balsat.inhibidor de corrosion t.dispersantet. acido clorhidricot. biocida3t. hipocloritobalsai. corrosionsi--siNA2,74DP Calculada / Permitida (3) Para materiales véase la hoja de selección de materiales. 3200Especificar si es vapor (V), líquido (L), o fase mixta (M). Indicar Dp y velocidad máxima permitida sólo si son un requerimiento de proceso, corrosión-erosión, sólidos, fluidos especiales, etc. NOTAS: Aislamiento, Traceado (4) kg/cm2/ kmm/sVelocidad Calculada / Permitida (3) Diámetro Nominal 25,28NATURALEZA, FASE Y CAUDALaguanoNAaguaCompuestos Corrosivos / Tóxicos ( % peso / ppm p) 3,74dispersante11316282811NACONDICIONES DE OPERACIÓN / DISEÑOPunto de Fluidez (Pour Point)vendedorvendedorºCvendedorkg/cm2 gPresión de vapor del líquido a Tª de operac. (2)Kg/cm2 g
  • 49. Pág.de12345678910liq.NA1112131415Navendedor16NA1 a 20°C171819amb120204,56,52122232411252,53,5262728(1) 29(2) 30(3) 31(4) 323334353637Solo para corrientes 100% líquido y presión de vapor mayores de 1,5 kg/cm2a. cP (G) / cSt (L) P&ID Nº FechaPorAprobadoTemperatura Operación / DiseñoPresión Operación / DiseñoRev. Densidad Gas / Líquido @ P, TFase (1) / Vaporizado (% peso) NANaturaleza del FludioViscosidad Gas / Líquido @ P, Tkg/m3 DATOS TUBERÍA Peso Molecular GasCaudal Volumétrico Vapor @ P, TCaudal Volumétrico Líquido @ P, Tm3/hm3/hPROPIEDADES PROYECTO : LÍNEAS DE PROCESOLíneas de Proceso UNIDAD : Pulgadas ºCSi se requiere especificar, P : Protección Personal, H : Conservación de Calor, C : Conservación frío, ST : Traceado con vapor, ET : Traceado eléctrico, SJ : Encamisado con vapor, etc. LÍNEA Nº DEARevbalsa10aporteaguaNoNA76,8DP Calculada / Permitida (3) Para materiales véase la hoja de selección de materiales. Especificar si es vapor (V), líquido (L), o fase mixta (M). Indicar Dp y velocidad máxima permitida sólo si son un requerimiento de proceso, corrosión-erosión, sólidos, fluidos especiales, etc. NOTAS: Aislamiento, Traceado (4) kg/cm2/ kmm/sVelocidad Calculada / Permitida (3) Diámetro Nominal NATURALEZA, FASE Y CAUDALCompuestos Corrosivos / Tóxicos ( % peso / ppm p) 6CONDICIONES DE OPERACIÓN / DISEÑOPunto de Fluidez (Pour Point)ºCNAkg/cm2 gPresión de vapor del líquido a Tª de operac. (2)Kg/cm2 g
  • 50. Pág.de123456789101112131415161718192021(1) 22(2) 23(3) 242526NOTAS : kg/m3Sp. Gr. Peso Molecular GasDensidad Líquido @ 15,4 ºCPour Point del LíquidoºCDensidad @ P, TINSTRUMENTO Nº SERVICIOCaso de DiseñoNm3/hkg/h% ºCNatualeza del FluidoCompuestos Corrosivos / Tóxicos ( % peso / ppm p) Intrumentos de caudalMC CMC DFase (1) CAUDAL NORMAL : Líquido @ 15,4 ºCm3/h Gas @ 0ºC y 1 atm. Por Vapor de AguaCaudal Mínimo / MáximoTemperatura de EntradaPresión de Entradaagua de refrig. operaciónoperación PROYECTO : UNIDAD : operaciónoperaciónINSTRUMENTOS DE CAUDALRevDATOS GENERALES DE OPERACIÓNagua de refrig.agua de refrig. MC AMC B1 a 20°Cagua 4,5liquidoagua de refrig. agua 1 a 20°C4,54,51 a 20°C1 a 20°CcP (G) / cSt (L)Viscosidad @ T1000100010001000PROPIEDADES DEL FLUIDO4,5kg/cm2 g10%10% 40amb292910%10% 320076,83200160liquidoliquido1000100010001000NANANAliquidoagua agua Rev. FechaAprobadoNANANANANAEspecificar si es gas (G), líquido (L) o vapor de agua (V). Indicar si el instrumento es local (L), panel (P) o panel local (PL). Indicar en los casos donde la caída de presión este limitada a valores menores a los 2500 mm ca
  • 51. Pág.de12345678910111213141516171819202122232425(1) 26(2) 27(3) 28293031323334vendedorkg/m31000vendedorvendedorvendedorvendedorDensidad Fase Superior @ P, TViscosidad Fase Superior @ TcP (G) / cSt (L)161616Traceado / Diafragma / Flushingmm / % Indicar el nivel normal en mm sobre LT o % intervalo medida y los puntos de consigna de alarmas y enclavamientos en las mismas unidades NOTAS : Especificar si es líquido - líquido (L-L) o líquido - vapor (L-V) Indicar si el instrumento es local (L), panel (P) o panel local (PL) cP (G) / cSt (L) Tipo Elemento PrimarioLocalizado en RecipientePUNTOS CONSIGNA. Nivel Normal : (3) Alarma Alta / Muy AltaAlarma Baja / Muy BajaEnclavamiento Alto / Bajomm / % vap/liq. 29vap/liq. Viscosidad Fase Inferior @ TSituación (2) 161616Densidad Fase Inferior @ P, Taire/biocidanoSERVICIOCaso de DiseñoNaturaleza del Fluido Superior / InferiorCompuestos Corosivos / Tóxicos ( % peso / ppm p) aire/i.corrosionaire/hipocloritosi--siaire/dispersante2929CARACTERÍSTICAS DEL INSTRUMENTO1,2vendedorTemperaturaPresiónPROPIEDADES DEL FLUIDOvendedorvendedorTipo de Interfase (1) vap/liq.vap/liq.vap/liq.vap/liq. vendedorvendedorRev. FechaAprobadoPorsi--si14,529aire/ac.clor.aire/aguasi--sisi--sisi--si291,21,2294,54,54,54,51,21,21,2 ºCkg/cm2 gmm / % kg/m31 a 20°CRevDATOS GENERALES DE OPERACIÓNMN Fnivel tanq. Biocidaoperaciónoperaciónnivel piscinanivel tanq. i.corrosionoperaciónoperación PROYECTO : UNIDAD : INSTRUMENTOS DE NIVELMN DINSTRUMENTO NºMN aMN BMN CIntrumentos de nivelMN Eoperaciónnivel tanq. Disper.nivel tanq. Ac.clor. operaciónnivel tanq. Hipoclorito
  • 52. Pág.de1234MÍNNORM.MAX.PALPALLPAHPAHHBAJOALTO5liq.294,56,5NANANANANANA6789101112131415161718192021222324252627(1) 28(2) 29(3) 30(4) 31323334Rev.PorFechaAprobadoSe especifican condiciones de operación. Para condiciones de diseño mecánico referirse a las condiciones de la línea o equipo asociado. Intrumentos de presiónPRES. (kg/cm2 g) PUNTOS CONSIGNA (kg/cm2 g) ENCLAV. LOCALIZADO EN LÍNEA / RECIPIENTECARACTERÍSTICAS INSTRUMENTOSERVICIOdpfiltrooperaciónaguanoCASO DE DISEÑODATOS GENERALES DE OPERACIÓN (2) TEMP. (ºC) FASE (1) PROYECTO : UNIDAD : INSTRUMENTOS DE PRESIÓNINSTRUMENT NºALARMASTRAC. (si /no) (4) RevLinea 6NATURALEZA FLUIDOCOMPUEST CORROSIVOS O TÓXICOSSITUAC (3) NOTAS : Especificar si es gas (G), líquido (L), vapor de agua (V) o mixta (M). Indicar si el instrumento es local (L), panel (P) o panel local (PL). Indicar Traceado / Diafragma / Flushing
  • 53. 5.7.1.HOJAS DE LA TORRE DE REFRIGERACION
  • 54. DATOS DE PROCESOTORRE DE REFRIGERACIONEdiciónDE TIRO INDUCIDOFechaHoja1de2PROYECTO Nº :SITUACIÓN :CLIENTE: SERVICIO :Torre de refrigeraciónITEM : NRNº UNIDADES :1FABRICANTE :TIPO :Flujo en contracorrienteUESUMINISTRADO POR :MONTADO POR : MV124Caudal de agua en circulación (nor./dis)(1) m3/hNumero de celdas(1) (9) 34Temperatura agua caliente (entrada)ºCDimensiones nominales de una celdam4Temperatura agua fría (salida)ºCDimensiones totales de la torrem54Temperatura bulbo húmedo (entrada)ºCAltura de borde de balsa a cubiertam6Humedad relativa del ambiente%Altura de difusoresm7Altitud sobre nivel de marmAltura totalm8Dirección predominante del vientoDimens. interiores de la balsa NOTA 4m9Velocidad de diseño del vientokm/hNº de ventiladores por celda10Coeficiente sísmicoDiámetro de los ventiladoresm11Resistencia del terrenokg/cm2Caudal de aire por ventiladorNm3/s12Espacio disponibleSección transversal de la celdam2134Calor transferido (nor./dis)(1)MMkcal/hVolumen del rellenom314Superficie total de contactom215DP del circuitokg/cm2Caudal especifico de aguam3/h m2164Tipo de bombasValor de L/G174Nº de bombasNº de entradas de agua por celda18Voltaje/ Fases/Ciclos < 150 kWDiámetro nominal entradas de aguamm19> 150 kWAltura entrada sobre borde de balsamm20Pasarela de acceso a grupo mecánicoDP sistema de distribuciónkg/cm221Accesos a la cubierta (esclaera y escala)Perdidas por evaporación% 22Nivel de ruido admisible en el sueloPerdidas por arrastre%0,00123Normas para pruebas de recepciónCaudal agua de aportem3/h24Nº de ciclos de concentración25Calidad del agua de aportePeso de embarquekg26Peso en operaciónkg272829304EstructuraTipo relleno31CerramientoMaterial rellenoPVC32Particiones interioresSoporte del rellenoVIGA PREFABRICADA33CubiertaSeparador de gotasPVC34Difusoresaltos (14 ft) Distanciadores/SoportesVIGA PREFABRICADA35Balsa de agua fría36Accesorios de la balsaDistribución de agua/Tipo37 Ataguías ConductosPVC38 Rejillasdobles Rociadores/BoquillasPOLIPROPILENO39 Drenaje SoportesVIGA PREFABRICADA40 RebosaderoPasarela acceso grupos mecanicos41 Válvula de aporte42 Cubeto aspiración bombas43Soportes de ventiladores44Anclajes45Tornillos/Espárragos46Escaleras/Barandillas4748Puente móvil/Pescante49505152NOTAS531.- Además de estas condiciones que corresponden a las condiciones normal y de diseño, la torre debe ser capaz de cubrir las siguientes operaciones: 54Caudal circulante, m3/h554 A. Máxima temperatura de retornotodas (2 celdas)(nota 7) 564 B. Mantenimiento320057 C. Fallo eléctrico. Ventiladores parados: el suministrador definirá la capacidad residual. 58EDICIONFECHADESCRIPCION DE LA EDICIONVERIFICADOAPROBADONAHORMIGONHORMIGON O BLOQUESHORMIGON (4) HORMIGONACERO GALVANIZADO+EPOXYHORMIGON7ACERO GALVANIZADONOSS316COND OPER Y DISEÑO ( NOTA 1 )DISEÑO (POR FABRICANTE) MATERIALES DE CONSTRUCCION (POR EL FABRICANTE) 0.1 máx380 V / 3 F / 50 Hz3 (NOTA 8) 2VERTICALES320038,5/64,218x820,18x8x9,77,509,7288201,57415,545262,68x7,5noreste1370,476,83 (NOTAS 2 Y 7) 6004880,6/0,86000 V / 3 F / 50 Hz402922,572,213,99LAMINARHORMIGONSíSí80 dB a 1m29POR GRAVEDAD / CERRADOREJILLA GALVANIZADATemp retorno, ºCNOTA 2 HORMIGONPOLIESTERCeldas en operación402940todas menos una ( 1 en reserva) Temp fría, ºC
  • 55. DATOS DE PROCESOTORRE DE REFRIGERACIONEdiciónDE TIRO INDUCIDOFechaHoja2de2PROYECTO Nº :SITUACIÓN :CLIENTE: SERVICIO :Torre de refrigeraciónITEM : NENº UNIDADES :1FABRICANTE :TIPO :Flujo en contracorrienteUDSUMINISTRADO POR :MONTADO POR : M123CantidadCantidad4Tipo / ModeloTipo5FabricanteModelo6DiámetromFabricante7Nº de palasRelación de reducción8Velocidad del ventiladorR.P.M.Potencia mecánica s/ AGMAkW9Velocidad periféricam/sFactor de servicio10Potencia absor. por ventilador (salida del motor) kW11Nº de reducciones12Material de las palasPesokg13Material del cuboEficiencia14Presión totalmmH2O15Presión de velocidadmmH2O16Aire suministrado por ventiladorNm3/s17Eficiencia estática18Pesokg19Momento de inerciakg/m2202122EJE MOTRIZMOTOR23CantidadCantidad24TipoClase25ModeloTipo26FabricanteFabricante27Potencia absorbidakWVelocidad a plena cargaR.P.M. 28Material del ejeVoltaje/ Fases/Ciclos29Material del acoplamientoPotenciakW3031323334NOTAS3542.- Calidad de agua de aporte : Se utilizará agua de recuperación terciaria y /o una mezcla de agua de recuperación terciaria con agua bruta clarificada y 364 filtrada o mezclada con agua bruta, el suministrador recomendará la mezcla adecuada para operar con los ciclos de concentración especificados. 374 AGUA DE RECUPERACION TERCIARIA: 38pH: 6 / 7,5Dureza cálcica:100 / 200394Temperatura :Ambiente ( 38ºC /23ºC / 0.4ºC)Cloruros (ppm): 300 / 2000404Conductividad: 500 / 4000 microS/cmCloro libre (ppm): 0,2 / 0,4414Alcalinidad (M) : 120 / 300 ppm CaCO3DQO:50 / 20042Sólidos en suspensión5,0 / 16,0434 AGUA BRUTA CLARIFICADA Y FILTRADA: 444pH: 6,5 / 8,3Dureza temporal : 60 / 140 ppm CaCO3454Temperatura :Ambiente ( 38ºC /23ºC / 0.4ºC)Cloruros (ppm): 40 / 60464Conductividad: 250 / 500 microS/cmTurbidez (NTU):< 2474Dureza total : 95 / 200 ppm CaCO3Sólidos en suspensión (mg/l):< 148494 AGUA BRUTA: 504Tiene las caracteristicas del agua bruta clarificada y filtrada, excepto lo siguiente: 514Turbidez (NUF):5 / 1400Materia orgánica:10 / 40 ppm MnO4K525343.- Foso de bombas para instalar 3 bombas verticales y una futura. 545544.- La balsa de la torre de refrigeración estará dividida en compartimentos separados para cada celda, para poder aislar completamente una celda 564 mientras las otras permanecen en funcionamiento. A la salida de cada celda poner doble rejilla, diseñando la primera de las rejillas con un cajón 57 recogedor de suciedad. Estará dimensionada para permitir diez minutos de residencia entre el nivel normal y mínimo de bombeo. Estará equipada 58 con un rebosadero, un drenaje por cada celda y pantallas para eliminar los sólidos. Se configurará para permitir la instalación de un polipasto para 59 remover las rejillas y las bombas verticales del foso. 60615.- El alcance incluye un detector de hidrocarburos y detectores de explosividad en la zona superior de cada celda. 62636.- Los ventiladores de la torre podrán accionarse con botonera para poder trabajar al 100% y al 50%. Como alternativa ofertar variador de frecuencia64657.- A confirmar por suministrador. 666748.- 3 bombas centrífugas de 2700 m3/h c.u.. dos accionadas con motor eléctrico y una con turbina. 686949.- Las celdas serán iguales. Se diseñarán para que puedan trabajar independientemente unas de otras. Tres (3) celdas de 2700 m3/h c.u., dos (2) en 704 servicio y una (1) en mantenimiento. Existirá un único pozo de bombas. Se prevee la instalación de una cuarta celda en el futuro. 71727374259,7869,245262,669,1AXIAL/ENFEQUIPO MECANICO (POR EL FABRICANTE) VENTILADORES (6)REDUCTOR DE VELOCIDAD (6) 25,5456208,1278,9582150097HOWDENPOLIESTERacero gal.+epoxy60,42LRF48KTRCOMPOSITEACERO INOXIDABLEEJES PERPENDICULARESQVRB2HANSEN7.12(6) FLOTANTE290380 V / 3 F / 50 HzF/BTEFCABB
  • 56. 6. RECURSOS Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS Para la utilización del proyecto se han utilizado: - Programas de diseño asistido CAD. - Sistema de hojas de cálculos (Excel). - Herramientas ofimáticas básicas (Word). - Software de selección de bomba “flowselex” del proveedor Flowserve. - Software especifico para el diseño de las torres de refrigeración a partir de otros parámetros calculados (Herramienta del proveedor Esindus S.A.). Se ha tenido en cuenta además: - La consulta de documentación técnica especifica.
  • 57. CAPITULO 2. CALCULOS
  • 58. 1.Selección del tipo de torre La primera elección que tenemos que realizar es si escogemos una torre de tiro natural o una torre de tiro mecánico. Tomamos la decisión de escoger la torre de tiro mecánico por varios factores: - Se puede controlar de forma precisa la temperatura de salida de agua. - Proporcionan un control total sobre el caudal de aire suministrado. - Las torres de tiro natural son de mayor tamaño, se necesitaría una mayor superficie para instalarlas. La siguiente elección que debemos realizar es si la torre será de tiro inducido o tiro forzado. Decidimos que la mejor opción es la de tiro inducido, tomamos dicha decisión basándonos en varios aspectos: - La torre de tiro forzado está sujeta a una recirculación excesiva, debida a la baja velocidad de salida del aire. Por lo cual obtendríamos un rendimiento menor. - La torre de tiro forzado tiene la ventaja de ubicar el motor y el ventilador fuera de la torre, esto hace que tenga un mantenimiento, inspección y reparación más fácil. - Menor rendimiento en la de tiro forzado ya que la temperatura de bulbo húmedo de salida es mayor que la del aire circundante, esto se nota en el incremento de temperatura del agua fría. Finalmente nos queda decidir si el flujo de la torre de tiro inducido será a contracorriente o cruzado.
  • 59. Observemos las diferencias que hay entre un flujo y otro en la siguiente tabla: Contracorriente tiro inducido Contracorriente tiro forzado Flujo cruzado tiro inducido Mantenimiento Fácil Fácil Difícil Equipo mecánico Sencillo Medio Complicado Distribución Difícil Fácil Facil Condición invierno Buenas Malas Malas Recirculación no No Si Ruido 100% 120% 90% Coste 100% 120% 115% Tamaño 100% 110% 130% Aguas corrosivas no Si No Finalmente se escoge una TORRE DE TIRO MECÁNICO INDUCIDO Y FLUJO A CONTRACORRIENTE.
  • 60. 2.INTERCAMBIO DE MATERIA La temperatura de entrada de agua es 29°C y la de salida es 40°C. Un incremento de temperatura de 11°C. Utilizamos las propiedades del agua a la temperatura de 34.5°C, que es la media aritmética de la temperatura de entrada y de la de salida. Usamos esta temperatura para saber las propiedades del agua, debido a que sabemos que éstas no variaran mucho en nuestro incremento de temperatura. Según las tablas de propiedades del agua a 34.5°C : Presion de saturación de vapor 0.054665 bar Volumen especifico Vf* =1.006 Vg=26.335 Densidad del fluido Ƿf=994 kg/ Ƿg=0.0386 kg/ Entalpia de vaporización hfg= 2420 KJ/Kg Calor especifico cpf= 4.178 KJ/Kg-K cpg= 1.8795 KJ/Kg-K Viscosidad del fluido μf* =732 Ns/ μg* =9.39 Ns/ Conductividad térmica kf* =624 W/m-K kg* =20.25 W/m- K Numero de Prandtl Prf=4.91 Prg=0.869 Tensión superficial f* = 70.45N/m Coeficiente de expansion f* = 341.25 Una vez halladas las propiedades del agua y sabidas las potencias térmicas de cada unidad, las cuales son datos de partida, hallamos el caudal de agua necesario para satisfacer los consumos. Para ello hallaremos primero el gasto másico a través de la siguiente fórmula: ̇ : potencia térmica [J/s] ̇ : gasto másico [Kg/s] : calor específico [J/KgK]
  • 61. : incremento de temperatura [=11°C] El calor específico se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius. En nuestro caso el calor específico vale 4178 J/KgK. Antes de utilizar la formula debemos convertir las unidades de la potencia térmica ya que las tenemos en Mkcal/h. Unidad Potencia térmica Mkcal/h U-100 Unidad viscorreduccion 11,3 U-200 Unidad destilación a vacío 22,5 U-300 Unidad HDS gasolinas 4,5 U-400 Unidad HDS gasóleos 5,9 U-500 Unidad de aminas 0,9 Total 45,0 Unidad Potencia térmica J/s U-100 Unidad viscorreduccion 1314190 U-200 Unidad destilación a vacío 26167500 U-300 Unidad HDS gasolinas 5233500 U-400 Unidad HDS gasóleos 6861700
  • 62. U-500 Unidad de aminas 1046700 Total 40623590 Utilizando la fórmula obtenemos los siguientes gastos másicos: Unidad Gasto másico Kg/s U-100 Unidad viscorreduccion 28.582 U-200 Unidad destilación a vacío 569.106 U-300 Unidad HDS gasolinas 113.82 U-400 Unidad HDS gasóleos 149.23 U-500 Unidad de aminas 22.76 Total 883.498 Una vez hallados éstos podemos hallar los caudales con la siguiente fórmula: ̇ : caudal [ /s] ̇: gasto másico [Kg/s] : densidad [=994 Kg/ en el agua a 34.5°C]
  • 63. Con lo que obtenemos los siguientes datos: Unidad Caudal /s U-100 Unidad viscorreduccion 0.02875 U-200 Unidad destilación a vacío 0.5725 U-300 Unidad HDS gasolinas 0.1145 U-400 Unidad HDS gasóleos 0.1501 U-500 Unidad de aminas 0.0229 Total 0.88875 Aunque en la tabla anterior damos los caudales en las unidades del SI, debemos pasarlos a /h, que es la unidad utilizada en el ámbito de la refrigeración. Unidad Caudal /h U-100 Unidad viscorreduccion 103.5 U-200 Unidad destilación a vacío 2061 U-300 Unidad HDS gasolinas 412.2 U-400 Unidad HDS gasóleos 540.36 U-500 Unidad de aminas 82.44 Total 3199.5
  • 64. La siguientes tablas las incorporamos a modo resumen de lo calculado anteriormente de cada unidad: U-100 Unidad de viscorreduccion Potencia térmica MKcal/h 11.3 Potencia térmica J/s 1314190 Gasto masico Kg/s 28.582 Caudal /s 0.02875 Caudal /h 103.5 U-200 Unidad destilación al vacio Potencia térmica MKcal/h 22.5 Potencia térmica J/s 26167500 Gasto masico Kg/s 569.106 Caudal /s 0.5725 Caudal /h 2061 U-300 Unidad HDS gasolinas Potencia térmica MKcal/h 4.5 Potencia térmica J/s 5233500 Gasto masico Kg/s 113.82 Caudal /s 0.1145 Caudal /h 412.2 U-400 Unidad HDS gasóleos Potencia térmica MKcal/h 5.9
  • 65. Potencia térmica J/s 6861700 Gasto masico Kg/s 149.23 Caudal /s 0.1501 Caudal /h 540.36 U-500 Unidad de aminas Potencia térmica MKcal/h 0.9 Potencia térmica J/s 1046700 Gasto masico Kg/s 22.76 Caudal /s 0.0229 Caudal /h 82.44 3.BALANCE DE AGUA 3.1.CICLOS DE CONCENTRACION En los circuitos de refrigeración se producen perdidas de agua por diferentes motivos: - Evaporación de la torre (E) - Arrastre del aire (A) - Fugas en el sistema. Esto hace que el agua se vaya concentrando paulatinamente en impurezas, por lo que resulta imprescindible mantener su concentración por debajo de unos parámetros aceptables. Por tanto es necesario limitar el numero de veces que se debe recircular el agua y para ello se define el “número de concentraciones N” : El número de ciclos del agua suele estar entre 3 y 8, así que tomamos una N=3, debido a los consejos del proveedor. Tres ciclos de concentración indican que la cantidad de sólido disuelto en el agua que recircula es tres veces mayor que en el agua del depósito. Para evitar sobrepasar los límites de solubilidad para las especies disueltas, los ciclos de concentración deben ser
  • 66. controlados mediante la purga de parte del agua de refrigeración. Aumentando la purga se disminuyen los ciclos de concentración. La optimización del funcionamiento de la torre consiste en hallar el número óptimo de ciclos de concentración donde se establezca un equilibrio entre estas dos variables: - Calidad del agua, la cual aumenta al disminuir el número de ciclos. - Costes económicos, se reducen al aumentar el número de ciclos. Para el establecimiento del valor normal se tendrá que valorar la concentración máxima admisible de sales en relación con los costes de aditivación y los costes de la reposición y del vertido de la purga. 3.2.CAUDAL DE RECIRCULACION, Q Con los datos obtenidos anteriormente de los caudales, vemos que nuestro caudal de recirculación necesario para cubrir las peticiones es 3200 /h. 3.3.CAUDAL PERDIDO POR ARRASTRE, A En función del diseño varia entre 0,05 y 0,2 % del caudal que circula por la torre, asique tomaremos un valor valor intermedio, de 0,125%. En diseños especiales se puede reducir a costa de aumentar la pérdida de carga. /h 3.4.CAUDAL PERDIDO POR EVAPORACION, E El calor necesario para evaporar el agua es el que se utiliza para disminuir la temperatura. El balance de calor queda:
  • 67. Como aproximación se puede utilizar: /h 3.5.CAUDAL DE AGUA DE APORTE O REPOSICIÓN Es la cantidad de agua que habría que reponer hasta alcanzar el agua necesaria para comenzar un nuevo ciclo. Con el balance de agua: Y el balance salino: Se obtiene: Sabiendo que /h 3.6.CAUDAL DE AGUA DE PURGA Es el caudal de agua que se extrae para mantener la concentración de sales en nuestro sistema de refrigeración. Este caudal será repuesto por el agua de reposición o aporte. /h
  • 68. Todos los cálculos hechos anteriormente se puede comprobar que son correctos con el balance de agua: /h En esta ecuación vemos que el caudal de agua purgada más el que se evapora más las perdidas por arrastre será sustituida por el caudal de agua de reposición. Consiguiendo así que el caudal deseado sea constante 3199.5 /h .
  • 69. 3.7.ESINDUS S.A. En nuestro caso el vendedor de la torre (ESINDUS) nos proporcionó los datos sobre purga, evaporación, arrastres y aportes: A pesar de ello, se calcularon anteriormente pero se usaron los dados del proveedor, ya que nuestros cálculos fueron obtenidos mediante un método general, por tanto no son tan precisos como los dados por ESINDUS, ya que el proveedor tiene mas experiencia y posibles coeficientes obtenidas de ésta. BALANCE DE AGUA CICLOS DE CONCENTRACION 3 EVAPORACION 51,20 m3/h ARRASTRES 0,32 m3/h 14,2 l/s CAUDAL 3200 m3/h PURGA 25,28 m3/h 7,0 l/s APORTE 76,80 m3/h 21,3 l/s
  • 70. 4.CALCULO DE LINEAS A continuación, se define el proceso para el dimensionado de las diferentes líneas del sistema. Cabe destacar que en el sistema de refrigeración que se va a diseñar, hay que distinguir principalmente entre dos tipos de líneas. Estas son: las líneas por donde circula el agua de refrigeración, ya sea para el suministro a la refinería como al sistema de filtración; y las líneas que aportan productos químicos en la balsa de agua para mantener los valores del agua estables. Se han tenido en cuenta la hora de realizar los cálculos del dimensionado de las tuberías, las siguientes premisas: - Temperatura de diseño: 120°C; no se considera para el dimensionado de la línea, pero si a la hora de seleccionar el material de las tuberías. - Presión de diseño: se considera como medida de seguridad que la presión de diseño es igual presión de operación +2bar. - Velocidad media línea: 2.5 m/s, esta es la velocidad de diseño que se ha establecido. Con la ecuación de la mecánica de fluidos que relaciona el caudal con el área de la sección y la velocidad del fluido en su interior: También teniendo en cuenta que los diámetros de las tuberías están normalizados con diámetros de: ¾”, 1”, 1 ½”, 2”, 3”, 4”, 6”, 8”, 10” , 12”, 14”, 16”, 18”, 20”, 24”, 26”, 28”, 30”, 32”, 34”, 36”, 40”, 42”,44”, 48”. Se tomara como diámetro válido aquel que sobrepase el valor obtenido en los cálculos: Linea 1 2 3 4 Caudal /h 2.74 2.74 2.74 2.74
  • 71. V m/s 1.5 1.5 1.5 1.5 V m/h 5400 5400 5400 5400 Area 0.001 0.001 0.001 0.001 Diámetro m 0.0356 0.0356 0.0356 0.0356 Diámetro “ 1.4 1.4 1.4 1.4 Se toma 1.5 1.5 1.5 1.5 Linea 5 6 7 8 Caudal /h 2.74 160 3200 3200 V m/s 1.5 2.5 2.5 2.5 V m/h 5400 9000 9000 9000 Area 0.001 0.0177 0.355 0.355 Diámetro m 0.0356 0.14966 0.6723 0.6723 Diámetro “ 1.4 5.89 26.468 26.468 Se toma 1.5 6 28 28 Linea 9 10 Caudal /h 25.28 76.80 V m/s 2.5 1.5 V m/h 9000 5400 Area 0.0028 0.01422 Diámetro m 0.0596 0.13416 Diámetro “ 2.3464 5.2818 Se toma 3 6 5.CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LA TORRE A continuación se describirán los cálculos realizados para el dimensionado de cada una de las celdas que componen la torre del sistema de refrigeración. Para ello, se deberá tomar en cuenta los datos de partida contenidos tanto en las bases de diseño como en los cálculos ya realizados.
  • 72. Los datos necesarios para comenzar el dimensionado son los siguientes: Caudal /h 3200 Presión atmosférica (atm) 0.998 Relación aire agua (L/G) (Kgagua/kgaire) 1.574 Humedad relativa (%) 72.2 Temperatura bulbo seco °(C) 26.33 Temperatura bulbo húmedo (°C) 22.5 Elevación terreno (m) 13.99 Velocidad aire de entrada (m/s) 3 Numero de celdas 2 Antes de empezar con la explicación del calculo, hay que destacar un parámetro fundamental, el parámetro L/G. Éste representa la relación entre el caudal másico de agua de refrigeración y el caudal másico de aire. Conociendo el balance de energía: Hipotesis para el cálculo: - Todo el calor intercambiado entre el agua y el aire se hace en el relleno. - No hay perdidas de calor hacia el exterior. - Los fluidos están en contracorriente pura. - Se desprecia la cantidad de agua arrastrada por el aire, pero no el calor intercambiado en el arrastre. q: Calor i:ntercambiado L Cpw dt: Calor cedido por agua
  • 73. G dh: Calor absorbido por el aire Por la ley de Fourier: ( ) d qconducción: Calor de conducción hc: Coeficiente de película (kcal/h m2 ºC) a: Superficie de contacto por aire – agua por unidad de volumen V: Volumen de relleno T’: Temperatura de la interfase aire-agua T: Temperatura del aire Por otra parte: ( ) dqevaporación: Calor de evaporación k: Coeficiente de transferencia de masa, cantidas de masa que se transfiere entre el agua y el aire por unidad de superficie y unidad de diferencia de humedades especificas. a: Superficie de contacto por aire – agua por unidad de volumen. xs: Humedad especifica de la interfase aire – agua x: Humedad especifica del aire λ: Calor latente de vaporización las unidades de k son: ⁄
  • 74. Sustituyendo en la ecuación del balance: ( ) ( ) Por su parte k es aproximadamente hc/Cpw,por tanto, hc=k Cpw ( ) ( ) Agrupando se obtiene: ( ) ( ) Por otro lado la entalpia del aire es: Al sustituir se tiene: ( ) Al igualar dos a dos se obtiene: ( ) ( ) ( ) Estas son las ecuaciones de Merkel que se integraran a lo largo de todo el relleno. ∫ ( ) ∫ Integrando: ∫ ( ) Como V (volumen del relleno) es el área por la altura de relleno (V=A l) se puede calcular la altura de relleno como:
  • 75. ∫ ( ) Si hacemos: ∫ ( ) Se obtiene que g = g (a,A)una función exclusiva de la geometría del relleno y p = p (h, h) una función exclusiva del estado termodinamico. En los libros profesionales g se conoce como la altura de transferencia y p como el número de transferencia. Por tanto: g = HTU = altura de transferencia (m) p = NTU = número de transferencia (adimensional) Por otra parte se sabe que el calor absorbido por el aire es igual al calor cedido por el agua: ( ) ( ) Al agrupar: ( ) Que es la ecuación de una recta con pendiente y ordenada en el origen . El termino L/G depende directamente del caudal de aire (G), esta variable esta directamente ligada a las prestaciones del ventilador, por lo tanto a mayor G mayor gasto de adquisición y consumo por parte del ventilador. A su vez esta relación esta directamente relacionada con el dimensionamiento de la torre por diseño. Si se escoge una relación L/G baja se da prioridad a un ventilador muy potente de poco consumo en
  • 76. una torre de bajas dimensiones; si por el contrario se elige una relación L/G alta, se optaría por una torre de grandes dimensiones con un ventilador pequeño. L/G DIMENSIONES TORRE VENTILADOR Baja (0,2-1,4) Bajas Grande y potente Media (1,4-1,8) Medias Medio Alta (1,8-2,2) Altas Pequeño y poco potente L/G es obtenido a partir de tablas del proveedor de la torre que ha obtenido a partir de la experimentación y forman parte de su “know how”, por lo que no es revelada la procedencia empírica del mismo. Con esto, comenzamos los cálculos: Al conocer el caudal de agua, se halla el de aire: Esta relación es valida para flujos másicos, L/G tiene como unidades Kg agua/Kg aire, pero para el dimensionado se necesita que el caudal de aire este expresado en /h. Para ello, se hace necesario el cálculo de la densidad del aire: Siendo:
  • 77. R, constante de aire seco P=0.998 atm T=26.33°C=299.33 °K Con esto se obtiene: Sabiendo ya la densidad del aire se puede hallar el caudal de aire: Al haber tomado que las celdas tienen dos entradas de aire, se puede hallar la cantidad de aire que entra por cada una de estas entradas: Con estos datos se halla el tamaño de la celda: Siendo: b, base de la entrada=10 m V aire, velocidad del aire= 3m/s NOTA: la velocidad del aire a través de la torre se supone constante. Con esto hallamos la altura de entrada del aire (h aire):
  • 78. Analizando los datos obtenidos, la torre de refrigeración será de 8m de ancho por 10 m de largo. 6.CALCULO DE BOMBAS Para escoger un equipo de bombas que garantice que puede satisfacer las demandas de caudal y que tiene un TDH (diferencia de presiones entre la descarga y la aspiración) superior a la suma de la diferencia de cotas entre el nivel más bajo de todo el circuito de refrigeración y la balsa de las torres de refrigeración, y la suma de las pérdidas de carga continuas y locales que se producen en la tubería de impulsión. 6.1.CAUDALES En primer lugar, antes de la elección de la bomba, se deben calcular ciertos parámetros que faciliten la elección de la bomba, y así asegurar que las demandas del sistema de refrigeración queden cubiertas en todo momento. El sistema de refrigeración consta de dos conjuntos de bombas. El B01 A/B/C que consta de 3 bombas, de las cuales dos de ellas son principales y otra de reserva, las tres tendrán las mismas características para que den el mismo resultado operativo. La de reserva estará lista para entrar en funcionamiento cuando cualquiera de las otras dos esté en mantenimiento o dejen de funcionar por algún tipo de fallo. El segundo conjunto es el B02 A/B, en el sistema de aporte, en el que se tiene una bomba en operación y otra en reserva. Viendo el caudal necesario que deben suministrar las bombas al circuito de refrigeración, se observa:
  • 79. - El caudal total de refrigeración es 3200 /h - Hacia el sistema de filtrado van 160 /h, lo cual es equivalente al 5% del caudal total. - Caudal de aporte 88 /h. Viendo esto se puede afirmar que las bombas deben poder empujar la suma de ambas, por lo tanto las bombas tendrán una capacidad de como mínimo 3360 /h. al tener dos bombas en funcionamiento quedaran unas bombas de 1680 /h. A parte de esto se nos recomienda un sobredimensionamiento de un 10% para evitar problemas de funcionamiento próximamente, de esta forma pediremos al proveedor unas bombas con una capacidad de 1848 /h y para el aporte unas bombas de 96.61 /h. 6.2.PRESION DE DESCARGA Como punto de partida, se calcula la altura efectiva de la bomba que se va a utilizar, con ayuda de la ecuación de Bernouilli entre el comienzo y el final del recorrido del fluido. La instalación se ha diseñado asumiendo una diferencia de presiones de 6 bares en el caso del conjunto B01 A/B/C y de 4 bares en el caso del conjunto B02 A/B. La presión de 6 bar es la que se requerirá a la entrada de cada unidad a refrigerar en el circuito de refrigeración. Aplicando la ecuación de Bernouilli: En esta ecuación, los términos de velocidades se desprecian al ser igual a cero, ya que el proceso empieza y acaba en la balsa, cuya velocidad es 0 m/s. Por esta misma razón la diferencia de alturas es 0m. Teniendo en cuenta esto, se obtiene:
  • 80. El cálculo del NPSH es crucial ya que expresa la diferencia en el circuito, entre la presión en cualquier punto y la presión de vapor del líquido en ese punto. Este valor siempre tiene que estar por encima de 0, ya que de lo contrario se podría dar un fenómeno parecido a la ebullición y provocar cavitación. Aplicando la formula: Se determina que la presión de vapor esté entorno a los 4 bares en el circuito y la ambiente en el aporte. Por tanto: 6.3.PRESION DE DESCARGA Por condiciones de trabajo, se requiere una presión determinada a un punto de destino ubicado a 1Km de distancia. Se toma una DP de 2 bar para el dimensionamiento de la tubería. Como consecuencia: 6.4.POTENCIA CONSUMIDA A continuación, se procederá al cálculo de la potencia consumida, y la potencia generada por la bomba.
  • 81. La potencia consumida por la bomba es la potencia mecánica, correspondiente a la potencia suministrada por el eje de la bomba. Esta potencia se rige por las siguientes expresiones: Para calcular la potencia eléctrica, se utiliza un rendimiento del 70%. Ya que esta situado dentro de los valores de funcionamiento típicos de una bomba de similares características- Pe=438.828Kw Pe=15.043Kw 6.5.SELECCIÓN DE LA BOMBA Las bombas de este proyecto han de tener una fiabilidad y una efectividad demostradas, ya que comprenderán una parte muy considerable del coste económico final del proyecto. Por ello se cuenta con la empresa FLOWSERVE, un líder mundial reconocido en el área del suministro de bombas, válvulas, automatización de sellos, y servicios a las industrias de energía , petróleo, gas y química, entre otras, se ha seleccionado la bomba mas adecuada para cubrir las necesidades de este proyecto. Los parámetros introducidos para la selección de bombas de suministro B01 A/B/C son las siguientes: - Caudal: 1848 m3/h - NPSH: 20m
  • 82. Por otro lado para la selección de las bombas de agua de aporte B02 A/B son: - Caudal: 96,91 m3/h - NPSH: 16m Entre las bombas que te permite elegir el software de selección FlowSelex, se ha decidido optar por bombas 500LNGT800 para las bombas de agua de suministro, ya que son las que mejor eficiencia y BEP tienen (93,1% BEP y 87,4% de eficiencia); y para las bombas de agua de aporte se han elegido bombas 4HPX8A, por las mismas razones (108,8% BEP y 79,1% de eficiencia).
  • 83. 7.BIBLIOGRAFIA - Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas, Claudio Mataix, Editorial Dossat. - Teoria y practica de torres de refrigeración, Gregorio Torres Triviño, Editorial Dossat. - Protocolos de prácticas de laboratorio de Mecánica de Fluidos, 2ºITIM ICAI. - Protocolos de prácticas de laboratorio de Transmisión de Calor, 3ºITIM ICAI. - Protocolo de prácticas de laboratorio de Turbomáquinas Térmicas e Hidráulicas, 3ºITIM ICAI. - Fundamentos de termodinámica técnica, José Ignacio Linares, ICAI - Aplicaciones de termodinámica técnica, José Ignacio Linares, ICAI - Seminarios sobre torres de refrigeración, Repsol YPF. - Información Torres de refrigeración, ESINDUS S.A.
  • 84. CAPITULO 3. ESTUDIO ECONÓMICO 1.ESTUDIO ECONÓMICO
  • 85. El objetivo del proyecto es la instalación de un sistema de refrigeración en una refinería, situada en Lima (Perú), para abastecer las nuevas unidades que se quieren instalar, ya que sin este sistema la refinería no seria capaz de abastecerlas. Debido a la importancia de esta ampliación de la refinería, se hace innecesaria la elaboración de un estudio económico para certificar la rentabilidad de la instalación de este nuevo sistema, ya que sin él los resultados de la empresa se verían comprometidos.
  • 86. CAPITULO 4. IMPACTO AMBIENTAL 1.OBJETIVO DEL EIA El principal objetivo del presente Estudio de Impacto Ambiental es proporcionar los datos necesarios que permitan seleccionar la mejor alternativa a adoptar y realizar los análisis necesarios para la correcta evaluación de las consecuencias ambientales que la construcción, el posterior funcionamiento y desmantelamiento de la Ampliación de la
  • 87. Refinería de Lima puede generar sobre los medio físico, biológico y socioeconómico, así como sobre el paisaje. Asimismo, el Estudio de Impacto Ambiental permitirá, una vez valorados los efectos, establecer las medidas protectoras y correctoras necesarias para evitar y/o minimizar los efectos generados por la actuación. Son objetivos concretos del Estudio: - Evitar o, cuando ello no sea posible, reducir y controlar la contaminación de la atmósfera, del agua y del suelo, mediante el establecimiento de un sistema de prevención y control integrados de la contaminación con el fin de alcanzar una elevada protección del medio ambiente en su conjunto. - Cumplir con la normativa medioambiental vigente. - Enriquecer el proyecto mediante la incorporación de la perspectiva medioambiental al mismo. - Proporcionar los datos necesarios que permitan seleccionar la mejor alternativa para el proyecto. - Definir, analizar y valorar, desde el punto de vista ambiental, el entorno del proyecto, entendiéndose el mismo como el espacio físico, biológico y socioeconómico en el que se insertan las obras proyectadas y que es susceptible de sufrir alguna alteración. - Identificar, caracterizar y valorar la naturaleza y magnitud de los efectos originados por la construcción del proyecto, su puesta en funcionamiento y su desmantelamiento. - Establecer las medidas protectoras y correctoras que permitan evitar o minimizar los impactos ambientales negativos generados. - Diseñar un Programa de Vigilancia Ambiental que permita realizar un seguimiento y control de la componente medioambiental. 2.DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO Se trata de una refinería de petróleo ubicada en Lima (Perú) que va a incrementar su capacidad de producir combustibles y para ello va a instalar varias unidades de proceso. Estas unidades de proceso presentan unos consumos de servicios auxiliares, que deben ser cubiertos por nuevas instalaciones. Después de un estudio de los diferentes tipos de sistemas que se pueden implantar se decide optar por un sistema de refrigeración cerrado y que la torre tenga un sistema de
  • 88. tipo mecánico o con ventilador de tiro inducido en la que el flujo de agua sea a contracorriente. Para cubrir las nuevas demandas de agua de refrigeración, el proyecto incorpora también el sistema completo de tuberías de agua de aporte a la torre y el sistema de dosificación química, así como todo el sistema de bombeo necesario para hacer circular el fluido por el circuito. 3.ENTORNO GEOGRÁFICO Y MEDIO NATURAL Y SOCIOECONÓMICO: DESCRIPCIÓN Seguidamente se presenta un reducido estudio sobre la situación geográfica del sistema de refrigeración desarrollado en este proyecto. 3.1UBICACIÓN El sistema de refrigeración será situado en la ciudad de Lima (Perú), siendo una ampliación de la refinería ubicada en La Pampilla, distrito de Ventanilla, provincia del Callao.
  • 89. La Refinería de La Pampilla, inició sus operaciones hace más de 40 años. En 1996 gracias al proceso de apertura económica y promoción de la inversión privada, la compañía pasó a formar parte del grupo Repsol YPF Perú. Desde entonces el nivel tecnológico de los procesos y la calidad de sus productos han ido en constante aumento, gracias al intensivo programa de inversiones que se han orientado a la optimización de procesos, mejorar la capacidad de producción y contar con nuevas unidades que garantizan un proceso más seguro, confiable y cuidadoso con el medio ambiente. Repsol YPF Perú ha montado en la Pampilla nuevas instalaciones, tales como el laboratorio de análisis de hidrocarburos más moderno de esta parte del continente, una planta de Cogeneración para el autoabastecimiento de energía eléctrica única en el país, una nueva planta de Vacío y unidad de Visbreaking para la producción de destilados medios como el Diesel, entre otros proyectos de gran envergadura que la ha convertido en la refinería de petróleo más importante y moderna del país. Por otro lado, el abastecimiento de la refinería se realiza principalmente con crudos importados, especialmente de Ecuador, Venezuela, Colombia y Nigeria. Actualmente, la Refinería de La Pampilla tiene una capacidad de refinación de 102,000 barriles por día, lo que significa más de la mitad del volumen total de refino del país.
  • 90. Cabe mencionar también, que toda la producción se realiza y controla de forma automática desde la moderna Sala de Control Centralizada. Las ventas de la Refinería de La Pampilla en el mercado nacional suponen una cuota de mercado en torno al 50%. 3.2DESCRIPCIÓN DEL ENTORNO 3.2.1.CLIMA El clima de la ciudad resulta especialmente particular dada su situación. Combina una práctica ausencia de precipitaciones, con un altísimo nivel de humedad atmosférica y persistente cobertura nubosa. Así, sorprende por sus extrañas características a pesar de estar ubicada en una zona tropical a 12 grados latitud sur y casi al nivel del mar. La costa central peruana muestra una serie de microclimas atípicos debido a la influyente y fría corriente de Humboldt que se deriva de la Antártida, la cercanía de la cordillera y la ubicación tropical, dándole a Lima un clima subtropical, desértico y húmedo a la vez. Se puede decir que tiene un clima tibio sin excesivo calor tropical ni fríos extremos que requieran tener calefacción en casa, a excepción de muy pocos inviernos. La temperatura promedio anual es de 18,5 a 19 °C, con un máximo estival anual de unos 29 °C. Los veranos, de diciembre a abril, tienen temperaturas que oscilan entre los 29 y 21 °C. Solamente cuando ocurre el Fenómeno del Niño, la temperatura en la estación de verano puede superar los 31 °C. Los inviernos van de junio a mediados de septiembre con temperaturas que oscilan entre los 19 y 12 °C, siendo 8,8 °C la temperatura más baja comprobada históricamente. Los meses de primavera y otoño (septiembre, octubre y mayo) tienen temperaturas templadas que oscilan entre los 23 y 17 °C. Por otro lado, la humedad relativa es sumamente alta (hasta el 100%), produciendo neblina persistente de junio a diciembre hasta la entrada del verano cuando las nubes son menores. Es soleado, húmedo y caliente en los veranos (diciembre-abril), nuboso y templado en los inviernos (junio a septiembre). La lluvia es casi nula. El promedio anual es de 7 mm. reportado en el Aeropuerto Internacional Jorge Chávez, siendo la menor cantidad en un área metropolitana en el mundo.
  • 91. Lima tiene sólo 1284 horas de sol al año, valores excepcionalmente bajos para la latitud. La combinación de fenómenos climáticos se presentan así: La corriente fría de Humboldt que recorre la costa enfría sensiblemente la temperatura del agua. Esta es mucho más fría que lo que correspondería a la latitud tropical en la que se sitúa la ciudad. Así, las condiciones de frío a nivel del mar con una atmósfera superior más caliente por la acción solar genera una inversión térmica que impide el fenómeno de convección, por el cual el aire más cálido y menos denso asciende. Esto, unido a la cordillera andina circundante, hace que se presente una casi permanente capa de espesa nubosidad extremadamente baja (a menos de 500 m. del suelo) que impide el paso de la radiación solar directa. A su vez, el bloqueo por una capa de aire caliente superior evita la formación de nubes de desarrollo vertical cumulonimbus, lo que explica la ausencia de precipitaciones. Esta es la razón de la paradoja de tener un clima extremadamente nuboso y húmedo y, sin embargo, desértico. Las escasas precipitaciones (menos de 8 mm. anual) conocidas como garúa son producto de la condensación de la nubosidad baja que forma el sistema. 3.2.2.GEOLOGÍA Los Andes atraviesan en Perú de norte a sur, condicionando con su imponente presencia, el clima y la orografía del país. Aunque el abra de Porculla marque, a 2.145 msnm, su punto más bajo, la Cordillera Blanca y la Cordillera de Huayhuash albergan en el sector norte las cumbres más altas del Perú. A partir del nudo de Pasco, los Andes centrales se ensanchan y presenta mesetas entre las cordilleras y cimas como las del Coropuna, el Ampato o el Salcantay. La meseta del Collao, a 3.600 msnm y la cordillera Volcánica, con las cumbres Misti, Pichu Pichu, y Ubinas, componen el sector meridional de los Andes peruanos a partir del Nudo de Vilcanota. La cordillera Blanca es la cadena tropical más alta del mundo. Entre sus nevadas cumbres, que superan los 6.000 msnm, destaca el Huascarán, la montaña más alta del Perú. Además cabe destacar la presencia del Alpamayo, considerado la cumbre más bella del mundo y el Pastoruri, muy frecuentado por turistas. La cordillera Blanca tiene una longitud de 250 km y atraviesa el departamento de Ancash. El nevado de Pelagatos, al norte, y el nudo de Tuco, al sur, establecen sus límites. Junto con la cordillera Negra,
  • 92. de menor altitud y sin cumbres nevadas, forma el atractivo Callejón de Huaylas, por el que discurre el río Santa. En lima, predominan las pampas desérticas en la zona costera, enmarcadas por colinas, en muchos casos interrumpidas por oasis formados por ríos que llevan agua todo el año. Son los valles costaneros, donde están asentadas ciudades y prospera una agricultura. Los accidentes más importantes son las colinas aisladas o formando sistemas, las quebradas secas, terrazas fluviales y marinas, y relieves ondulados, así como los acantilados litorales. 3.2.3.FLORA La flora característica de la costa central, y por tanto de Lima, está constituida por una apreciable variedad de hierbas, plantas, arbustos y algunos árboles que crecen en las lomas y en los montes ribereños, e inclusive en las colinas y dunas desérticas. En los alrededores de la ciudad brotan abundantemente la totora, el carrizo, la sacuara, el junco, la caña brava, el sauce, el pájaro bobo, el faique, el chinamono, el mito, la tara y el huarango, y en las zonas desérticas las tillandsias y otras clases de cardos. En los valles existe todo tipo de sembríos. Se producen en gran escala muchas variedades de panllevar, frutales, flores y varios cultivos industriales como el algodón. 3.2.4.FAUNA La fauna autóctona de la costa central comprende especies marítimas y continentales. Esta última con especímenes terrestres y fluviales. La fauna marítima es sumamente rica y de extrema importancia para la economía de la región. Su variedad y abundancia se deben en gran parte al enfriamiento de la corriente de Humboldt. Este fenómeno provoca la existencia de un riquísimo plancton marino, cuya presencia convierte al mar en un "caldo de cultivo" de infinitos cardúmenes de peces, los que a su vez, en una especie de reacción en cadena, significan la posibilidad de vida de incontables aves e innumerables animales marinos .De este modo el mar peruano posee una variedad de peces que incluyen la apreciada corvina, el lenguado, el bonito, el atún, el pejerrey o la anchoveta, entre muchas otras especies. Además un grupo riquísimo de cetáceos como los delfines .En las playas los crustáceos se hallan al alcance de la mano. Se encuentran adheridos a las peñas o enterrados en la arena. No solo adornan y fortalecen la dieta humana, sino también enriquecen la dieta de las aves guaneras y las insaciables focas y lobos marinos .En cuanto a la fauna terrestre los reyes indiscutibles son las aves.
  • 93. Desde los humildes picaflores, gorriones y jilgueros, hasta los sofisticados gavilán acanelado, lechuza campanaria o la mosqueta silbadora. El grupo de los mamíferos lo integran los zorros y las mucas, y en las Lomas de Lachay vizcachas y venados. Y obviamente, abundantes insectos y algunos reptiles como víboras, culebras de agua y lagartijas. En algunos ríos de las partes altas de Lima aún es posible hallar lisas y bagres. Y en las alturas de Cañete y Yauyos, abundan camarones. 3.2.5.RÍOS Y LAGOS El Perú contiene el 4% del agua dulce del planeta. Este volumen se encuentra desigualmente distribuido en tres vertientes, la del Pacífico, la del Amazonas y la del Lago Titicaca, delimitadas por la cordillera de los Andes. En la segunda de estas cuencas nace también el gigante Amazonas que, con sus 6,872 km, es el río más largo y caudaloso del mundo. Su vertiente ocupa el 75% del territorio. El lago Titicaca es la vertiente más grande de Sudamérica, con 8.380 km². Este lago tectónico es compartido por Perú y Bolivia. En él vierten sus aguas 20 ríos; entre ellos, el Ramis y el Huancané, por el lado peruano. Registra olas y mareas; tiene 36 islas e influye en el clima de la meseta del Collao, por su temperatura media de 12Cº. El lago Titicaca formaba, junto a la laguna Arapa y el lago Poopó (Bolivia), el gran lago Ballivián del altiplano peruano. 3.2.6.COSTAS La costa central donde se ubica la capital, Lima, posee características climáticas de orden subtropical desértico: con escasez de lluvias durante todo el año. El clima es templado-cálido ausente de extremo frío pero también carente de extremo calor. Los inviernos de mayo a septiembre son templados y húmedos con muy baja radiación solar y brumas persistentes, la temperatura media oscila entre los 13°C y los 19°C. Cuando se presenta el fenómeno climático conocido como El Niño es decir cuando la temperatura del mar sobrepone los 27 °C durante los veranos el clima de toda la costa varía substancialmente presentándose inundaciones que ocasionan daños de diversa
  • 94. naturaleza y el clima se tropicaliza manifestándose no solo en la radiación solar que caracteriza a los veranos y primaveras sino en la vegetación como ocurre en los departamentos de Piura y Tumbes. 3.2.7.ZONAS PROTEGIDAS MEDIOAMBIENTALMENTE Las áreas protegidas del Perú pueden clasificarse de acuerdo a quien las administra en tres grupos: - Las ANP que pertenecen al «Sistema Nacional de Áreas Naturales Protegidas por el Estado» (SINANPE), administrada por el gobierno. - Las áreas de conservación regionales (ACR), administradas por los gobiernos regionales. - Las áreas de conservación privadas (ACP), administradas por personas particulares o empresas privadas en coordinación con el gobierno. 3.2.8.ÁREAS PROTEGIDAS DEL SINANPE El «Sistema Nacional de Áreas Naturales Protegidas por el Estado» (SINANPE) es el conjunto de las áreas naturales protegidas que están bajo administración directa del gobierno central. Orgánicamente, el sistema se encuentra bajo la jurisdicción del Servicio Nacional de Áreas Naturales Protegidas por el Estado (SERNANP), entidad bajo jurisdicción del Ministerio del Ambiente. Antes de la creación del Ministerio del Ambiente, se hallaba bajo jurisdicción del Ministerio de Agricultura, a través del Instituto Nacional de Recursos Naturales (INRENA), Al 27 de julio del 2011, el SINANPE estaba integrado por 74 áreas naturales protegidas (19 548 771,54 ha). Si se consideran las Áreas de Conservación Regional - ACR (15, con una superficie protegida de 2 405 558,82 ha) y las Áreas de Conservación Privada -
  • 95. ACP (39, con 175 105,45 ha) el territorio total protegido del país es de 22 129 435,81 ha, un 17,22% del total nacional. 3.2.9.CATEGORÍAS Existen diversas opciones de categorías de área natural protegida cuyos objetivos de protección varían gradualmente. Según su condición legal, finalidad y usos permitidos, existen áreas de uso directo y áreas de uso indirecto. ÁREAS DE USO INDIRECTO Las Áreas de uso indirecto son aquellas de protección intangible, en las que no se permite la extracción de recursos naturales y ningún tipo de modificación del ambiente natural. Estas áreas sólo permiten la investigación científica no manipulativa y actividades turísticas, recreativas, educativas y culturales bajo condiciones debidamente reguladas. Son áreas de uso indirecto: - Parques nacionales (PN): creados en áreas que constituyen muestras representativas de las grandes unidades ecológicas del país. En ellos se protege la integridad ecológica de uno o más ecosistemas, las asociaciones de flora y fauna silvestre, los procesos sucesionales y evolutivos, así como características paisajísticas y culturales. En ellos no se pueden desarrollar actividades cinegéticas, ganaderas, pastoriles, madereras o mineras, o en general todas aquéllas que supongan la explotación de los recursos naturales.
  • 96. - Santuarios nacionales (SN): áreas donde se protege el hábitat de una especie o una comunidad de flora y fauna, así como formaciones naturales de interés científico y paisajístico y de importancia nacional. - Santuarios históricos (SH): áreas que además de proteger espacios que contienen valores naturales relevantes, constituyen el entorno de muestras del patrimonio monumental y arqueológico del país o son lugares donde se desarrollaron hechos sobresalientes de la historia nacional. ÁREAS DE USO DIRECTO Son aquellas que permiten el aprovechamiento de recursos naturales, prioritariamente por las poblaciones locales, bajo los lineamientos de un Plan de Manejo aprobado y supervisado por la autoridad nacional competente. Son áreas de uso directo: - Reservas Nacionales (RN): áreas destinadas a la conservación de la diversidad biológica y la utilización sostenible, incluso comercial, de los recursos de flora y fauna silvestre bajo planes de manejo, con excepción de las actividades de aprovechamiento forestal comercial con fines madereros. - Reservas Paisajísticas (RP): áreas donde se protege ambientes cuya integridad geográfica muestra una relación armoniosa entre el hombre y la naturaleza, albergando por ello importantes valores naturales, culturales y estéticos. Si la zonificación del área así lo prevé, pueden permitirse el uso tradicional de recursos naturales, los usos científicos y turísticos y los asentamientos humanos. Las actividades que signifiquen cambios notables en las características del paisaje y los valores del área están excluidas. - Bosques de Protección (BP): áreas que se establecen para proteger las cuencas altas o colectoras, las riberas de los ríos y de otros cursos de agua y, en general, para proteger contra la erosión a las tierras frágiles que así lo requieran. En ellos
  • 97. se permite el uso de recursos y el desarrollo de actividades que no afecten la cobertura vegetal, los suelos frágiles o cursos de agua. - Reservas Comunales (RC): áreas destinadas a la conservación de la flora y fauna silvestre en beneficio de las poblaciones rurales vecinas las cuales, por realizar un uso tradicional comprobado, tienen preferencia en el uso de los recursos del área. El uso y comercialización de recursos se hace bajo planes de manejo, aprobados y supervisados por la autoridad y conducidos por los mismos beneficiarios. - Cotos de Caza (CC): son áreas destinadas al aprovechamiento de la fauna silvestre a través de la práctica regulada de la caza deportiva. - Refugios de Vida Silvestre (RVS): áreas que requieren intervención activa para garantizar el mantenimiento y recuperación de hábitats y poblaciones de determinadas especies. Se excluyen el aprovechamiento comercial de recursos naturales que puedan provocar alteraciones significativas del hábitat. 3.2.10.ZONAS RESERVADAS (ZR) Además de las categorías mencionadas, las Zonas Reservadas se establecen de forma transitoria en aquellas áreas que, reuniendo las condiciones para ser consideradas como áreas naturales protegidas, requieren la realización de estudios complementarios para determinar, entre otras cosas, su extensión y categoría. Las Zonas Reservadas también forman parte del SINANPE. En lima cabe destacar: - La reserva paisajística Nor Yauyos-Cochas. - El Refugio de vida silvestre Pantanos de Villa. - La Zona reservada de Humedales de Puerto Viejo. - La Rserva nacional de Lachay. - El Bosque de protección aledaño a la Bocatoma del Canal Nuevo Imperial. 3.2.11.PROGRAMA DE VIGILANCIA AMBIENTAL El Programa de vigilancia Ambiental puede definirse como el proceso de control y seguimiento de los aspectos medioambientales del Proyecto. Su objetivo es establecer un sistema que garantice el cumplimiento de las medidas protectoras y correctoras
  • 98. contenidas en el Estudio de Impacto Ambiental. Además, el Programa debe permitir la valoración de los impactos que sean difícilmente cuantificables o detectables en la fase de Estudio pudiendo diseñar nuevas medidas correctoras en el caso de que las existentes no sean suficientes. La finalidad básica del seguimiento y control consistirá en evitar y subsanar en lo posible los principales problemas que puedan surgir durante la ejecución de las medidas protectoras y correctoras, en una primera fase previniendo los impactos y en una segunda controlan do los aspectos relacionados con la recuperación, en su caso, de las infraestructuras que hayan podido quedar dañadas y con la comprobación de la efectividad de las medidas aplicadas. Se llevarán a cabo una serie de procesos de control y seguimiento que se han agrupado en las fases de construcción y funcionamiento. De manera general, señalar que las nuevas instalaciones se incluirán en el alcance del Sistema de Gestión Medioambiental de acuerdo con la norma DIN1947, Draft EN14705 disponible actualmente en el C.I. de Lima. 3.3.FASE DE CONSTRUCCIÓN En general, durante la construcción del Proyecto se realizará un control permanente de la obra de manera que se garantice que ésta se realiza de acuerdo con lo indicado en el apartado correspondiente de medidas protectoras y correctoras en la construcción (apartado 9.1 del presente documento). A continuación se describen las actuaciones que se propone llevar a cabo para la vigilancia de las labores a realizar durante la construcción del Proyecto. 3.3.1.ACTUACIONES DE CARÁCTER GENERAL - Se incorporará al Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares de las obras, previamente al inicio de los trabajos, el conjunto de las medidas propuestas. El objetivo de esta medida es asegurar que la empresa licitante tenga conocimiento de todas ellas y quede obligada contractualmente a su aplicación.
  • 99. - Se contará con todos los permisos y autorizaciones de paso, ocupación, uso, vertido, etc, necesarios para el inicio de las obras, otorgados por las administraciones competentes en las distintas materias. - Será necesario establecer los cauces y pautas de información a las administraciones locales y a la opinión pública para garantizar la transparencia informativa. - Antes de su entrega definitiva,, se efectuará una revisión completa de las obras, a fin de tener de llevar a cabo, en su caso, las medidas adecuadas para la corrección de los impactos que no hubieran sido tratados durante los trabajos, y de determinar el estado en que quedan las superficies antes del inicio de la fase de explotación. - Para el seguimiento del control ambiental durante la fase de construcción se recomienda la presencia de una supervisión medioambiental encargada de asesorar a la Dirección de Obra sobre la materia. - Supervisión del terreno utilizado y respeto al balizamiento durante las obras. - El control de la supervisión del terreno utilizado y respeto al balizamiento se realizará mediante las siguientes actuaciones. - Instalación de un cerramiento con carteles indicativos de advertencia de prohibido el paso a personas ajenas a la obra tanto en las áreas de trabajo como en los accesos temporales que se construyan provisionalmente para obras. - Limpieza periódica y retirada del material acumulado dentro del perímetro de las obras, de los viales adyacentes a la obra y utilizados por la maquinaria que interviene en la construcción del Proyecto. - Se comunicará a la Jefatura de Obras el estado del terreno y el balizamiento y la eficacia de las medidas adoptadas, para en su caso, tomar las medidas adecuadas y proceder a subsanar las desviaciones encontradas. - Frecuencia: para comprobar el cumplimiento de estas medidas se realizarán semanalmente inspecciones visuales del estado de las diferentes áreas de trabajo, terreno ocupado, depósito y retirada de materiales de excavación. 3.3.2.SUPERVISIÓN DEL TERRENO AL FINALIZAR LAS OBRAS - Se controlará la correcta ejecución de las distintas etapas de la restauración paisajística: laboreos superficiales, corrección edáfica, ahoyado, siembras y plantaciones, instalación de tutores, riegos, etc. En concreto se revisarán los
  • 100. materiales a emplear para la reposición de la cubierta vegetal en las zonas a revegetar, incluyendo semillas o plantas, y se vigilará que efectúen las plantaciones y siembras en aquellos lugares donde sean necesarias, así como se realizan en el momento adecuado para lograr su supervivencia y correcto desarrollo. - Se vigilará la eliminación adecuada de los materiales sobrantes de las obras, una vez finalizadas éstas, y la restitución de caminos o cualquier tipo de infraestructura que haya podido resultar dañada. - Se comunicará a la Junta de Obras el estado del terreno y la eficacia de las medidas adoptadas, para en su caso, tomar las medidas adecuadas y proceder a subsanar las desviaciones encontradas. - Frecuencia: para comprobar el cumplimiento de estas medidas se realizarán semanalmente inspecciones visuales del estado de las diferentes áreas del trabajo durante la restauración del terreno. 3.3.3.ELECCIÓN DE EQUIPOS Y MAQUINARIA A UTILIZAR El control de la elección de los equipos y maquinaria a utilizar durante la fase de construcción se llevará a cabo con las siguientes actuaciones: - Siempre que se contrate maquinaria y equipos que se vayan a utilizar en la del Proyecto se verificará que los mismos disponen de todos los permisos y certificados de homologación CE, según con la normativa vigente que han superado las inspecciones técnicas de vehículos correspondientes y que disponen de los carteles, paneles y marcajes según la reglamentación vigente. - Se comunicará el estado de estos permisos, inspecciones, marcajes de la maquinaria y vehículos empleados, así como la detección de anomalías, en su caso, a la Jefatura de Obras para tomar las medidas adecuadas y proceder a subsanar las desviaciones encontradas. 3.3.4.OPERACIONES DE MANTENIMIENTO EN LUGARES ESPECÍFICOS El control de las operaciones de mantenimiento de los vehículos y maquinaria se llevará a cabo mediante las siguientes actuaciones: - Se comprobará que las labores de mantenimiento se realizan dentro de la zona específica y común habilitada para tal fin; y en su caso, de la autorizada
  • 101. motivadamente por la Jefatura de Obras por indisponibilidad de maquinaria y vehículos. - Así mismo se comprobará el estado del suelo y de su impermeabilización en estas áreas de recogida de efluentes. - Estos aspectos serán comunicados a la Jefatura de Obras para tomar las medidas adecuadas y proceder a subsanar las desviaciones encontradas; así como de las zonas autorizadas motivadamente por dicha Jefatura. - Frecuencia: Después de realizar las tareas de mantenimiento que puntualmente pudieran darse. 3.3.5.MEDIDAS DESTINADAS A EVITAR LA PRODUCCIÓN DE POLVO El control de las medidas destinadas a evitar la producción de polvo se llevará a cabo con las siguientes actuaciones: - Siempre que se lleven a cabo operaciones de excavación, carga y descarga de materiales susceptibles de producir polvo; y siempre que éstas sean necesarias, se verificará que se realizan de acuerdo a la planificación prevista por la Jefatura de Obras. - Así mismo, se comprobará que la maquinaria y vehículos siguen los recorridos previstos por los viales existentes y que se efectúa el riesgo y humectación de materiales convenientemente. - Se comunicará el cumplimiento de estas medidas y su eficacia a la Jefatura de Obras. 3.3.6.GESTIÓN DE LA TIERRA VEGETAL RETIRADA El control de la gestión de la tierra vegetal retirada se llevará a cabo con las siguientes actuaciones: - Siempre que se vaya a efectuar la limpieza de cualquier zona donde se vaya a efectuar trabajos por primera vez se comprobará la correcta retirada y colocación de tierra vegetal separadamente del resto de materiales excavados en lugares definidos. - Se comprobará el estado de la tierra vegetal, y el riego de la misma para mantener las condiciones adecuadas de humedad.
  • 102. - Se verificará la reutilización de la tierra vegetal siempre que sea posible en las infraestructuras asociadas al Proyecto UC-46. Se comunicará a la Jefatura de Obras la gestión de la tierra vegetal retirada. 3.3.7.MEDIDAS DESTINADAS A EVITAR VERTIDOS A CAUCES, SUELOS Y OTROS LUGARES El control de los vertidos, suelos u otros lugares no destinados a tal fin se llevará a cabo con las siguientes actuaciones: - Comprobación y seguimiento de que el lavado de maquinaria, mantenimiento y reportaje de la misma se efectúan en las zonas habilitadas para tal fin y autorizadas en su caso. - Verificación de que las instalaciones existentes en la obra para la recogida y tratamiento de las aguas sanitarias del personal que trabaja en la misma son mantenidas y utilizadas adecuadamente. - Verificación de que las zonas de acopio y almacenamiento de residuos se encuentran situadas en las áreas definidas, fuera de zonas de escorrentía y de la red de recogida de aguas pluviales. - Se verificará la canalización de las aguas pluviales a un a balsa de decantación, para evitar la afección al cauce de la Rambla de Gorguel. - Se inspeccionará visualmente el terreno para comprobar que no se realiza ningún vertido. - Comunicación del estado de la red de pluviales y sistema de recogida de aguas sanitarias a la Jefatura de Obras para tomar las medidas adecuadas y proceder a subsanar las desviaciones encontradas. - Frecuencia: Semanal o quincenal en caso de no detectar anomalías. 3.3.8.GESTIÓN DE RESIDUOS DE OBRA Y MATERIALES SOBRANTES El control de la gestión de residuos de obra y materiales sobrantes se llevará a cabo con las siguientes actuaciones: Inspecciones visuales periódicas para examinar las zonas de acopio y almacenamiento de los distintos residuos producidos en las obras, estado de
  • 103. - Limpieza y medida de seguridad en dichas zonas; y que no se han habilitado otras zonas diferentes a las planificadas para el depósito de los distintos residuos y materiales generados durante esta etapa de construcción. - Revisión de que los recipientes/envases de residuos están convenientemente etiquetados; y que ha sido eliminada cualquier otra etiqueta en caso de reutilización de envases. - Examen de que los distintos envases/recipientes y en su caso sus cierres se encuentran en perfecto estado. - Comprobación de que se cumplimentan y archivan todos los documentos necesarios, de acuerdo a la legislación vigente, sobre gestión de residuos. - Verificación de que todos los residuos y materiales sobrantes se entregan a transportistas y gestores autorizados. - Comprobación de que los materiales sobrantes, de excavaciones, desbroces, y residuos de obras considerados no peligrosos se depositan en vertederos específicamente autorizados por la autoridad competente. - Se comunicará a la Jefatura de Obras el estado de la gestión de residuos en la obra, para que en su caso se adopten las medidas necesarias. - Frecuencia: Semanalmente para comprobar que la gestión de los residuos (manipulación, acopio) se realiza adecuadamente y siempre que sea necesario se llevaran a cabo las anotaciones y comprobaciones documentales sobre la gestión de los distintos residuos, de acuerdo a los documentos en vigor. 3.3.10.INFORMACIÓN A LOS TRABAJADORES DE NORMAS Y RECOMENDACIONES El control de la información a los trabajadores de las normas y recomendaciones para el manejo de materiales y sustancias potencialmente contaminadoras se llevará a cabo con las siguientes actuaciones: - Se controlará el cumplimiento de la programación y planificación de los cursos. - Se llevará a cabo el examen periódico de la documentación que integra el curso de formación (prevención de riesgos, calidad y medio ambiente) y actualización de la misma, en caso necesario.
  • 104. - Se verificará que la relación de personas que forman parte de los trabajos de construcción han recibido los cursos programados. - Se comprobará que los carteles indicativos sobre medidas de seguridad y protección al medio ambiente se encuentran en los lugares especificados. - Se llevará a cabo el archivo y registro de la asistencia a los cursos de formación y entrega de documentación a todo el personal. - Se llevará a cabo el archivo y registro de fichas de seguridad de materiales y sustancias potencialmente contaminadoras. - Se comunicará a la Jefatura de Obras de que todo el personal ha recibido la formación pertinente; y en caso de nuevas incorporaciones, o renovación del curso indicar fechas previstas a la realización del mismo de manera programada. - Frecuencia: Anual y siempre que se incorpore una nueva persona a los trabajos relacionados con la construcción del Proyecto UC-46; y exista la necesidad motivada, de impartirlo de nuevo a todo el personal, por cambios normativos, o incorporación de materiales y sustancias potencialmente contaminadoras no previstas. 3.3.11.ESTACIONALIDAD DE LOS TRABAJOS Y PERMEABILIDAD DEL TERRITORIO La vigilancia del cumplimiento de las condiciones sobre estacionalidad de los trabajos y permeabilidad del territorio se llevará a cabo con las siguientes actuaciones: - Diariamente siempre que se realicen obras para la construcción de las infraestructuras asociadas al Proyecto C10 se comprobará visualmente el estado de las pistas de trabajo y que no existen interrupciones ni obstáculos en los servicios existentes, así como que estos funcionan durante los trabajos de construcción. 3.4.CUMPLIMIENTO DE LAS MEDIDAS DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS La vigilancia del cumplimiento de las medidas de protección contra incendios se llevará a cabo con las siguientes actuaciones:
  • 105. - Se comprobará semanalmente que los equipos y carteles contra incendios están operativos y se encuentran en las zonas previstas. - Asimismo, se verificará que las zonas con potencial riesgo de incendio están exentas de materiales, distintos a los originariamente previstos, que puedan originar una potencial combustión. - Se visualizarán las distintas zonas de trabajo para comprobar que no se encienden fuegos en lugares no acondicionados para tal fin. 3.5.CUMPLIMIENTO DE LAS CONDICIONES DE PROTECCIÓN DEL PATRIMONIO ARQUEOLÓGICO La vigilancia del cumplimiento de las condiciones de protección del patrimonio arqueológico se llevará a cabo con las siguientes actuaciones: - Al inicio de las obras, y durante la ejecución de las mismas siempre que existieran indicios de presencia de restos arqueológicos, se llevará a cabo el control arqueológico de los movimientos de tierra que se realicen, de acuerdo a lo que establezca la autoridad competente de la CARM. - Se examinarán las excavaciones y se comunicará a la Jefatura de Obras en caso de que se observen indicios de restos arqueológicos; para que sean tomadas las medidas oportunas. - Se registrarán y archivarán las comunicaciones mantenidas con las autoridades competentes y las actuaciones realizadas. 3.6.INFORMES Semestralmente se elaborará un informe sobre el Programa de vigilancia Ambiental del Proyecto. En situaciones especiales, cuando se presentan circunstancias o sucesos excepcionales que impliquen deterioros ambientales o situaciones de riesgo, se emitirá un informe especial que recoja el alcance, las actuaciones cometidas, el seguimiento de dichas
  • 106. actuaciones, y el control del suceso de riesgo ambiental que potencialmente pueda darse hasta volver a la situación de operación normal de la construcción del Proyecto. 3.7.FASE DE FUNCIONAMIENTO El Programa de Vigilancia Ambiental propuesto para el funcionamiento de las instalaciones del Proyecto UC-46 está íntimamente ligado a la vigilancia ambiental que se lleva a cabo actualmente en la Refinería y comprende el control y seguimiento de los aspectos medioambientales más importantes asociados al funcionamiento de las instalaciones: - Contaminación atmosférica. - Impacto por funcionamiento de torres de refrigeración. - Impacto por generación de olores. - Contaminación acústica. - Contaminación de las aguas superficiales por el vertido. - Contaminación del suelo y las aguas subterráneas. - Gestión de residuos. 3.8.CONTROL Y SEGUIMIENTO DEL IMPACTO AMBIENTAL PRODUCIDO POR LAS TORRES DE REFRIGERACIÓN El objeto de este programa de control es comprobar los efectos ambientales producidos por las torres de refrigeración de la instalación. Para ello se llevarán las siguientes actuaciones: - Verificación de la altura y extensión de los penachos de vapor. - Determinación de la deposición de sales en el entorno de las torres de refrigeración.
  • 107. El programa se desarrollará anualmente, mediante cuatro campañas de medida, una en cada estación del año. a) Verificación de la altura y extensión de los penachos de vapor: La verificación de la altura y extensión de los penachos se llevará a cabo mediante fotografías que permitan determinar sus dimensiones y dinámica de la formación; para ello se registrarán las condiciones meteorológicas durante cada una de las campañas y los parámetros de operación de las torres de refrigeración. b) Determinación de la deposición de sales en el entorno de las torres de refrigeración. La vigilancia de la deposición de sales producida por las torres de refrigeración de la instalación se llevará a cabo mediante un programa de toma de muestras mediante captadores de partículas sedimentables en un radio de 300 a 500 m en torno a las torres de refrigeración. Dicho programa se realizará durante el primer año posterior a la entrada en funcionamiento del Proyecto.
  • 108. CAPITULO 5. ANEJOS 1.DIAGRAMA PSICOMÉTRICO 1.1 DEFINICIÓN La capacidad de calor absorbida por este fenómeno, se determina a través del diagrama de aire húmedo (carta psicométrica), previo a este diagrama se precisa dar unas nociones o definiciones para comprender el proceso de evaporación. 1.1.1 Términos y conceptos importantes A continuación, se definen los principales términos o magnitudes que se estudian, justifican, o aparecen en el proceso térmico: 1.1.1.1 Aire húmedo Es el que incluye la fracción de vapor de agua presente en el aire ambiente.
  • 109. 1.1.1.2 Aire seco La fracción seca del aire húmedo. No se considera el vapor de agua. 1.1.1.3 Temperatura seca (Ts) Es la que resulta de la medida de la temperatura del aire con un termómetro ordinario. 1.1.1.4 Temperatura húmeda (Th) Es la medida con el termómetro húmedo, cuyo bulbo está envuelto en un paño o algodón empapado en agua y expuesto a una corriente de aire. Esta temperatura resulta ser menor que la temperatura seca, siendo la diferencia entre ambas tanto mayor cuanto más reducida es la humedad relativa f. Esto es, una diferencia Ts-Th pequeña indica una humedad relativa elevada y, por contra, una diferencia significativa da idea de una humedad relativa baja. 1.1.1.5 Temperatura de rocío (Tr) Es la temperatura que se alcanza cuando el aire húmedo se satura de vapor al someterlo a un proceso de enfriamiento manteniendo constante la presión. 1.1.1.6 Volumen específico (vas) Corresponde al volumen ocupado por 1kg de aire seco. [ ] 1.1.1.7 Humedad específica (w) Es igual al cociente entre la masa de vapor (mv) contenida en un volumen de un aire húmedo y la masa de aire seco (mas) de dicho volumen. [ ] 1.1.1.8 Humedad relativa (f) Es igual al cociente entre la presión parcial de vapor de agua (pv) contenida en un aire húmedo y la presión de saturación (pvs) a la temperatura del aire:
  • 110. La sensación de humedad-sequedad ambiente está directamente ligada a la humedad relativa. 1.1.1.9 Entalpía (h) Es el contenido energético (térmico y de presión) de un aire húmedo. Teóricamente se considera el estado cero de entalpía el correspondiente al punto triple del agua, esto es 1 bar y 0,01ºC; en la práctica se toma 1 bar y 0ºC. ( ) 1.2 INTERPRETACIÓN DEL DIAGRAMA PSICOMÉTRICO El diagrama psicométrico recoge, de forma gráfica, las diferentes propiedades del aire húmedo a una presión total pt (suma de las presiones parciales del aire seco pas y del vapor de agua pv, pt=pas+pv) determinada. El eje de abscisas representa las temperaturas (seca, húmeda o de rocío) y el de ordenadas (normalmente a la derecha) la humedad específica, w. Superiormente el diagrama está limitado por la curva de humedad relativa 100%. Según esto, el resto de curvas de f=constante, o de cualquier otro tipo, están por debajo de ésta. También hay que distinguir las líneas de entalpía h constante, temperatura húmeda Th constante y las de volumen específico vas de aire seco constante. Como puede apreciarse, éstas son rectas, y sus pendientes son crecientes en el orden mencionado. Indicar finalmente que las líneas de Th=constante sólo tienen una ligera mayor pendiente que las de h=constante, de forma que incluso algunos diagramas psicométricos omiten las primeras. En tales casos pueden utilizarse la líneas de h=constante para la determinación de la temperatura húmeda. Th está dada por la temperatura a la que tiene lugar la intersección de la línea Th= constante (o en su defecto con la de h= constante) que pasa por el punto
  • 111. en cuestión, con la curva f=100%. La temperatura de rocío Tr se determina por la intersección de la líneas w= constante con la de f=100%. 1.3 PROCESOS PSICOMÉTRICOS BÁSICOS A continuación, se detallan los diferentes procesos posibles. 1.3.1 Procesos sensibles Son aquellos en los que la humedad específica no varía. Pueden ser de calentamiento o de enfriamiento. En la corriente se intercala un serpentín atravesado por agua caliente (o fría), que aporta (o sustrae) calor a la corriente de aire. En caso de calentamiento, puede realizarse también con una resistencia eléctrica, un quemador. Para enfriar el aire se hace pasar por el interior del serpentín agua fría o bien un fluido frigorífico.
  • 112. 1.3.2 Procesos de humectación El objetivo de este proceso es elevar la humedad específica del aire. Puede realizarse de dos maneras: 1.3.2.1 Humectación con spray de agua Consiste en hacer pasar el aire por una cortina de agua pulverizada, de modo que parte de la misma se evapora e incorpora al aire. En este proceso se entiende que se utiliza agua fría (de red), considerándose como tal la que está a temperatura inferior o próxima a la del aire. Así, el proceso resulta isentálpico (h=constante).
  • 113. 1.3.2.2 Humectación con vapor Se utiliza un chorro de vapor, normalmente vapor saturado a la presión ambiente (100ºC para pt= 1bar), aunque también puede tener lugar adición de vapor sobrecalentado. Con relación a la humectación con cortina de agua fría, la humectación con vapor saturado radica en que ahora la entalpía del vapor es mucho mayor que la del agua líquida, por lo que el proceso tiene lugar con aumento de la entalpía. Esto mismo podría conseguirse rociando o pulverizando con agua caliente. El punto 3 es el máximo alcanzable, en temperatura, humedad y entalpía. 1.3.2.3 Enfriamiento con deshumidifación En este proceso, se hace pasar el aire por una batería fría, entendida como un intercambiador por cuyo interior circula un fluido (típicamente agua o un fluido refrigerante) a una temperatura por debajo de la de rocío del aire.
  • 114. T1 representa la temperatura del aire a la entrada de la batería y T3 la temperatura de la pared de la batería, siendo ésta la temperatura mínima alcanzable por el aire a su paso por batería. T3 se denomina temperatura de rocío de la batería que, despreciando la diferencia de temperatura en la pared de la batería, coincide con la temperatura del fluido que circula por su interior. A continuación se incluye el digrama psicométrico particularizado a las temperaturas y presiones que corresponden en la elaboración del proyecto. 1.3.2.3 Enfriamiento con deshumidifación En este proceso, se hace pasar el aire por una batería fría, entendida como un intercambiador por cuyo interior circula un fluido (típicamente agua o un fluido refrigerante) a una temperatura por debajo de la de rocío del aire. T1 representa la temperatura del aire a la entrada de la batería y T3 la temperatura de la pared de la batería, siendo ésta la temperatura mínima alcanzable por el aire a su paso por batería. T3 se denomina temperatura de rocío de la batería que, despreciando la diferencia de temperatura en la pared de la batería, coincide con la temperatura del fluido que circula por su interior.
  • 115. A continuación se incluye el digrama psicométrico particularizado a las temperaturas y presiones que corresponden en la elaboración del proyecto. 2.AGUA 2.1 INTRODUCCIÓN El agua se utiliza en refrigeración no sólo porque es un excelente medio para refrigerar, sino también por su relativa abundancia. Por otra parte el agua es un disolvente, de ahí que todas las aguas naturales contengan en mayor o menor proporción sólidos y gases disueltos o en suspensión y cuya presencia es causa de graves problemas para la industria, tales como incrustaciones o la corrosión. Por otra parte, el agua es un medio óptimo para la proliferación de materia orgánica de tipo biológico, que pueden contaminar fuertemente los circuitos. De esto se deduce que resulta necesario un tratamiento químico del agua, para controlar todas las variables que intervienen el los procesos antes citados. 2.2 DEFINICIONES Y TERMINOLOGÍA A continuación, se procederá a la explicación y el análisis de los términos y parámetros mas relevantes del agua. 2.2.1 Turbiedad Es una indicación inicial de la concentración de materia coloidal tanto orgánica como inorgánica. Se mide bien por comparación con una solución de referencia o bien midiendo el límite de visibilidad respecto de un objeto bien definido. 2.2.2 Índice de ensuciamiento (Fouling index) Es una medida del potencial ensuciamiento del agua. Está relacionado con los sólidos en suspensión y se usa en el tratamiento de aguas con membranas.
  • 116. 2.2.3 Sólidos en suspensión (SS) Mide toda la materia suspendida en el agua que es suficientemente grande para ser retenida en un filtro con una porosidad dada. 2.2.4 Color El color verdadero después de la filtración se debe a la presencia de materia orgánica disuelta o en forma coloidal. No existe relación entre la cantidad de materia y el color. Se mide por comparación con una solución patrón. 2.2.5 Concentración (en volumen) Es una medida de la cantidad de materia disuelta o dispersa en un volumen de agua dado. 2.2.6 Equivalente gramo Un equivalente gramo es igual a peso molecular de una substancia dividido por el número de cargas del mismo signo que tienen los iones liberados por la molécula de la substancia en una solución acuosa. Un equivalente gramo del ácido ortofosfórico (H3PO4) es su peso molecular 98 g/mol dividido entre 3 (ion PO4 3-). 2.2.7 Normalidad (N) Una solución normal es aquella que contiene un gramo equivalente de una substancia por litro. 2.2.8 Miliequivalente por litro Es la unidad usada en la práctica. Un miliequivalente litro (meq/l) es igual a N/1000. 2.2.9 Grado Francés Es la unidad usada en la práctica del tratamiento de aguas y corresponde a una concentración igual a N/5000. 1 (meq/l) = 5 grados Franceses 2.2.10 Sales de ácido fuertes (SSA)
  • 117. Las aguas naturales no contienen ácidos fuertes libres (free mineral acidity FMA). El SSA expresa la cantidad total de sulfatos y cloratos de calcio, magnesio y sodio, que son sales de ácidos fuertes. 2.2.11 Salinidad La salinidad total del agua es el número total de cationes y aniones presentes. Se expresa en mg/l. 2.2.12 Valor permanganato Agrupados bajo este título están todas las substancias susceptibles de oxidarse bajo la acción del permanganato potásico (KMnO4). 2.2.13 Demanda Química de Oxígeno DQO En inglés, chemical oxygen demand COD, corresponde al contenido de materias orgánicas total (biodegradable o no). Se expresa por la cantidad de oxígeno en mg/l suministrados por dicromato potásico, que es necesario para la oxidación de las materias orgánicas (proteínas, glúcidos, lípidos, etc.), presentes en las aguas. 2.2.14 Demanda Biológica de Oxígeno DBO En inglés, Biochemical oxygen demand BOD, se refiere a la materia orgánica biodegradable bajo la acción de microorganismos. Se expresa por la cantidad de oxígeno en mg/l para la oxidación, durante un periodo de tiempo dado a 20 ºC, por vía biológica, de las materias orgánicas contaminantes. Por convención se usa la DBO5, en este caso el tiempo es de cinco días. 2.2.15 Carbono orgánico total En inglés, Total organic carbon TOC, indica el contenido de carbono como materia orgánica, midiendo el CO2 después de una oxidación completa. 2.2.16 Nitrógeno Kjeldahl (TKN) Corresponde a grupos de nitrógeno orgánico con nitrógeno amoniacal. 2.2.17 Nitrógeno Total (TN)
  • 118. Se aplica a todas las formas de nitrógeno en el agua, como nitrógeno orgánico, nitrógeno amoniacal nitratos y nitritos. 2.2.18 Dureza En inglés, Titration for hardness (TH), este parámetro indica la concentración de iones alcalinoterreos en el agua. Existen varios tipos. (A) Dureza total: Es el contenido de Ca y Mg. (B) Dureza cálcica: Es el contenido en Ca. (C) Dureza carbonatada (Carbonate Hardness): Contenido de bicarbonatos (HCO3-) y carbonatos (CO3 2-) de Ca y Mg. (D) Dureza permanente (Noncarbonate hardness): Indica el contenido de Ca y Mg correspondiente a aniones fuertes. Es igual a la diferencia entre la dureza total y la dureza carbonatada. 2.2.19 Alcalinidad P y Alcalinidad M En inglés corresponden a Phenophthalein alkalinity y Methyl orange alkalinity; estos valores relativos de Alcalinidad P y Alcalinidad M indican la cantidad de hidróxidos, carbonatos o bicarbonatos de alcalinos o alcalinoterreos en el agua. - Alcalinidad P (TA) incluye todos los hidróxidos y la mitad de los carbonatos. - Alcalinidad M (TAC) incluye el contenido en bicarbonatos. A continuación se incluye una tabla con ejemplos de la alcalinidad del agua. Sales disueltas mg/l por grado Valores respectivos de los grados TA y TAC Si TA = 0 Si TA < TAC / 2 Si TA = TAC / 2 Si TA > TAC / 2 Si TA = TAC OH 3,4 0 0 0 2TA - TAC TAC CaO 5,6 Ca(OH)2 7,4 MgO 4 Mg(OH)2 5,8
  • 119. NaOH 8 CO3 6 0 2TA TAC 2 (TAC – TA) 0 CaCO3 10 MgCO3 8,4 Na2CO3 10,6 HCO3 12,2 TAC TAC – 2TA 0 0 0 HCO3 16,2 HCO3 14,6 HCO3 16,8 Ejemplo, si tenemos TA = 2 y TAC = 3. La concentración de OH será 3,4 x (2 x 2 – 3) = 3,4 La concentración de CaO Será 5,6 x (2 x 2 – 3) = 5.6 La concentración de CO3 Será 6 x 2 x (3 – 2) = 12 La concentración de HCO3 Será 12,2 x 0 = 0 Más adelante, se incluye una tabla con las propiedades termodinámicas del agua, así como unos factores de corrección para el calculo de las propiedades del agua salada. 2.2.20 Conductividad Toda agua es más o menos conductora de la corriente eléctrica y está ligada a la presencia de iones y a la temperatura. Se mide en microsiemens/cm (μS/cm) o microohmios/cm. La inversa de la conductividad es la resistividad y se mide en Megaohmios por cm (ohm x cm). 2.3 PROBLEMAS QUE PUEDE CAUSAR EL AGUA El agua es un elemento que puede producir problemas tanto por su manera de afectar a los elementos metálicos como porque constituye un medio en el que pueden desarrollarse microorganismos o el transporte de la misma de elementos. Cabe destacar: - Corrosión.
  • 120. - Incrustaciones. - Microorganismos. - Fangos. 2.3.1 Corrosión Desde el punto de vista físico, los fenómenos que se producen en las áreas catódicas y anódicas pueden interpretarse como un proceso de transporte, determinado por un potencial electroquímico entre ambas regiones. Si las zonas activas se distribuyen homogéneamente la corrosión será continúa. Si, por el contrario, la corrosión aparece en puntos localizados, se debe a que las zonas activas se han concentrado en zonas limitadas, muy definidas. Las causas principales de corrosión son: - Bajos valores de pH. - Alto contenido en oxígeno. - Variación del contenido de oxígeno por efecto de la temperatura. - Contacto directo entre metales diferentes. - Características corrosivas del agua (LSI). Cuando en un punto del circuito se encuentran en contacto dos metales, el más electropositivo químicamente actúa como ánodo, con lo que se inician o aceleran las reacciones de corrosión; también son fuente de potencial galvánico en una torre: - Las incrustaciones. - Los depósitos de fangos. - Las diferencias de temperaturas. - Las diferencias de velocidad de flujo de agua. - Las diferencias de concentración. - Las diferencias de estructura cristalina en un mismo material. El control de la corrosión se puede hacer bloqueando de alguna manera las superficies eléctricamente activas, evitando la formación del dipolo electrolítico, sin más que añadir un compuesto químico adecuado que se comporta como inhibidor de la corrosión. 2.3.1.1 Tipos
  • 121. - Inhibidores catódicos. Forman una capa protectora que evita el contacto del oxígeno con el material. - Inhibidores anódicos. Forman una capa protectora, a nivel molecular con el propio material, que evita el transporte del material al agua. 2.3.1.2 Clasificación Metálicos: - Zinc, de acción catódica. - Cromatos, de acción anódica. - Compuestos de molibdeno, acción anódica. No metálicos: - Fosfatos acción dual en función de la concentración. - Polifosfatos acción catanódica. - Silicatos acción catanódica. - nitritos acción anódica. 2.3.1.3 Inhibidores orgánicos Se usan en el caso de aleaciones amarillas (cobre, latón, ect.) son azoles que actúan por filmación. 2.3.2 Incrustaciones La principal causa son los bicarbonatos de calcio y magnesio, que por acción del calor dan lugar a sus respectivos carbonatos, que por ser muy poco solubles producen depósitos en el interior de los tubos. También los inhibidores de corrosión a base de polifosfatos, por efecto del calor o a pH bajo se descomponen dando lugar a sales de calcio o magnesio insolubles. El control de las incrustaciones se puede hacer mediante un control del pH, adición de fosfonatos y polímeros dispersantes, que mantienen en suspensión las partículas sólidas. Para conocer la tendencia incrustante o corrosiva del agua, Langelier propuso la utilización de un índice llamado de saturación, de acuerdo con la fórmula:
  • 122. Donde: IL: Indice de Langelier o de saturación pHA: Valor del pH medido pHS: Valor del pH en la saturación, o sea el agua en equilibrio con CO3Ca en estado solido. Cuando IL es cero el agua se encuentra en equilibrio con el CO3Ca, a esa temperatura. Si IL > 0, el agua se encuentra sobresaturada de CO3Ca, y puede producirse incrustación. Si IL < 0, el agua puede disolver más CO3Ca, siendo entonces corrosiva. Posteriormente Ryznar propuso modificar el índice de saturación por la siguiente expresión: Donde: I R: Índice de estabilidad, que resulta siempre positivo. Si IR > 6,5 el agua tiene tendencia corrosiva. Si IR < 6,0 el agua tiene tendencia fuertemente incrustante. El cálculo del pH de saturación se hace según: ( ) ( ) Siendo: n1: Factor de solidos totales disueltos (ppm)
  • 123. n2: Factor de temperatura n3: Dureza cálcica (ppm de CO3Ca) n4: Alcalinidad (ppm de CO3Ca) Solidos totales (ppm) n1 85-425 0,1 425-1000 0,2 Temperatura ºC n2 Dureza Cálcica ppm de CO3Ca n3 Alcalinidad ppm de CO3Ca n4 0 - 1,5 2,6 10 – 11,5 0,6 10 – 11,5 1 1,5 – 6 2,5 11,5 – 13,5 0,7 11,5 – 13,5 1,1 6 – 9,5 2,4 13,5 – 17,5 0,8 13,5 – 17,5 1,2 9,5 – 14 2,3 17,5 – 22,5 0,9 17,5 – 22,5 1,3 14 – 17 2,2 22,5 – 27,5 1 22,5 – 27,5 1,4 17 – 21,5 2,1 27,5 – 34,5 1,1 27,5 – 35,5 1,5 21,5 – 27 2 34,5 – 43,5 1,2 35,5 – 44,5 1,6 27 – 31,5 1,9 43,5 – 55,5 1,3 44,5 – 54,5 1,7 31,5 – 37 1,8 55,5 – 69,5 1,4 54,5 – 69,5 1,8 37 – 44 1,7 69,5 – 87,5 1,5 69,5 – 88,5 1,9 44 – 50,5 1,6 87,5 – 110,5 1,6 88,5 – 113 2 50,5 – 56,5 1,5 110,5 – 138,5 1,7 113 – 139,5 2,1 56,5 – 64 1,4 138,5 – 174,5 1,8 139,5 – 176,5 2,2 64 – 71,5 1,3 174,5 – 225 1,9 176,5 – 225 2,3 71,5 – 81,5 1,2 225 – 275 2 225 – 275 2,4 81,5 – 89,5 1,1 275 – 340,5 2,1 275 – 355 2,5 89,5 – 96 1 340,5 – 435 2,2 355 – 445 2,6 96 – 100 0.9 435 – 555 2,3 445 – 555 2,7 555 – 695 2,4 555 – 695 2,8 695 – 875 2,5 695 – 885 2,9
  • 124. 875 – 1000 2,6 885 – 1000 3 2.3.2.1 Ejemplo numérico Determinar el carácter del agua de un circuito de refrigeración cuyo análisis es: pH = 7,5 Sólidos totales = 900 ppm Temperatura = 38ºC Dureza total = 150 ppm de CO3Ca Dureza total = 260 ppm de CO3Ca De las tablas anteriores tenemos: n1: 0,2; n2: 1,7; n3: 1,8; n4: 2,4 Con lo que pHS = (9,3 + n1 + n2 ) – (n3 + n4) = (9,3 + 0,2 + 1,7) – (1,8 + 2,4) = 7,0 IL = pHA – pHS = 7,5 – 7,0 = 0,5 Tendencia incrustante IR = 2 pHS – pHA = 2 x 7,0 – 7,5 = 6,5 no tiene carácter definido En el caso de que el agua alcanzase 65 ºC (n3 = 1,3) con lo que pHS = 6,6 En este caso el agua sería fuertemente incrustante. Como puede verse estos índices tienen un valor limitado, y sirven únicamente como indicación preliminar que debe completarse con diferentes análisis.
  • 125. 2.3.3 Materia orgánica La proliferación incontrolada de materia orgánica es causa directa de la disminución en la eficiencia de las instalaciones al reducir las superficies de transferencia, por otra parte favorecen y aceleran los procesos de corrosión, por lo que se debe analizar periódicamente el agua para determinar el tipo y origen de la materia orgánica, así como las variables que favorecen su proliferación. La polución orgánica se debe: - Materia biológica: Comprende bacterias, algas, hongos y cualquier otro tipo de seres vivos. - Materiales nutritivos: Sirven de alimento a las colonias orgánicas, e incluyen fugas, aguas negras y cualquier otro producto que pueda ensuciar el agua. - Aire atmosférico: Aporta directamente materia orgánica a través de la torre. Para combatir la polución orgánica se añaden biocidas de los que puedevmencionarse: - El cloro y sus derivados minerales. - Los amonios cuaternarios. - Los derivados órgano – sulforados. Se debe evitar el fenómeno del hábito que provoca resistencia, por tanto se debe evitar tratamientos en continuo, y hacer tratamientos de choque, cuya frecuencia deberá ser estudiada. 2.3.4 Fangos Su origen se encuentra en todos los elementos extraños que pasan al circuito en forma de polvo, arena, barro, cenizas, etc. a través de las partes abiertas de la torre. Todos estos sólidos insolubles se van concentrando y se acumulan en las zonas en las que la velocidad del agua es menor. El control de fangos es difícil y el único método aplicable consiste en la limpieza mecánica combinada con la limpieza química. Las impurezas de mayor tamaño quedan retenidas en las rejillas dobles que se sitúan a la entrada del foso de bombas, mientras que para las impurezas de menor tamaño se utilizan los filtros de presión que deben ser limpiados periódicamente.
  • 126. 2.4 AGUA DE REPOSICIÓN En los circuitos de refrigeración se producen pérdidas de agua por diferentes motivos: - Evaporación en la torre (E). - Arrastre del aire (A). - Fugas en el sistema. Esto hace que el agua se vaya concentrando paulatinamente en impurezas, por lo que resulta imprescindible mantener su concentración por debajo de unos parámetros aceptables. Por tanto es necesario limitar el número de veces que se debe recircular el agua y para ello se define el “número de concentraciones N”: Vamos a calcular el agua de aporte: Q: Caudal de agua de recirculación. A: Caudal de agua perdido en el arrastre (varía entre 0,05 y el 0,2 % de Q). E: Caudal perdido por evaporación. P: Purga R: Caudal de reposición. C0: Concentración de sólidos en el agua de circulación. C1: Concentración de sólidos en el agua de reposición Balance de agua: R=A+E+P Balance salino: R C1 = A C0 + E 0 + P C0
  • 127. De este sistema de ecuaciones podemos obtener R y P: 0 1 0 C - C C R  E - A C - C C P E 0 1 1  En función del número de concentraciones 1 0 C C N  Tenemos: N - 1 N R  E - A N - 1 E P  Se deduce que al aumentar N la purga disminuye, en el caso límite que N fuese infinito (C1 = 0), el agua de reposición sería igual a la evaporación. 2.5 PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DEL AGUA DE REPOSICIÓN PURA En la tabla 1 se presentan las propiedades termodinámicas del agua en función de la temperatura y de la presión.
  • 128. El agua en el rango de presión y temperatura en el que nos vamos a trabajar mantiene sus propiedades constantes. 2.6 PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DEL AGUA DE REPOSICIÓN SALADA Como el agua salada contiene una cantidad notable de sal, sus propiedades físicas se modifican ligeramente en contra del intercambio térmico.
  • 129. Con la cantidad de sales varía la presión de vapor saturado, para soluciones de cloruro sódico (sal más abundante en el agua de mar) los térmicos correctores son en general una función aproximada de la concentración de sal. Tabla 2 Variación de las propiedades físicas del agua en fase líquida con la concentración de cloruro sódico. Magnitud Variación de la magnitud en función de la concentración Densidad ρ0 (1+7,26*10-3 X) Calor específico Cpo (1-0,01098 X) Presión de vapor saturado Pso exp(-(0,00749X+0,00014 X2)) Viscosidad μ0 (1+10-3 (14,2X+0,37X2 )) Conductividad térmica λ0 (1-0,002X) Nota el subíndice 0 se refiere a las características del agua pura X: Concentración de sal expresada en % en peso (X≤10%) 3.AIRE 3.1 EL AIRE. SICROMETRÍA El aire atmosférico es una mezcla de gases, en proporciones prácticamente constantes y de vapor de agua variable. La composición del aire seco permanece constante de un lugar a otro desde el nivel del mar hasta una altura entre los 20 y 40 km por encima de dicho nivel. Su composición aproximada es:
  • 130. Componente % (en volumen) % (en peso) Nitrógeno (N2) 78,20 70,30 Oxígeno (O2) 20,80 23,00 Dióxido de carbono (CO2) 0,03 0,04 Argón (Ar) 0,93 1,23 Hidrógeno (H2) 0,01 0,006 Gases nobles (He, Kr, Ne) trazas trazas El contenido en vapor de agua en la atmósfera varía considerablemente de las condiciones de presión y temperatura. Si la atmósfera estuviese en equilibrio, termodinámico, se establecería un estado de saturación que permanecería invariable, pero, al modificarse, la temperatura ambiente, se produce una agitación en las capas inferiores de la atmósfera que da lugar a todos los fenómenos meteorológicos conocidos; así, en el seno de una nube el aire se encuentra completamente saturado de vapor de agua, fuera de este caso la proporción de vapor es variable y siempre inferior al punto de saturación. 3.2 TÉRMINOS SICROMÉTRICOS 3.2.1 Aire seco Es el aire sin ningún contenido en vapor de agua, su composición viene dada por la tabla anterior. 3.2.2 Aire saturado Es aquel que a una temperatura determinada contiene la mayor cantidad de agua posible de vapor de agua, es decir, tal que si no aumenta la temperatura, no puede aumentar su
  • 131. contenido de vapor; naturalmente, si se produce un enfriamiento del aire saturado el exceso de vapor se condensa. 3.2.3 Punto de rocío Es la temperatura a la que una mezcla definida de aire y vapor de agua están en equilibrio; o sea, la temperatura a la que el aire no puede contener una mayor cantidad de vapor de agua porque este empezaría a condensarse. 3.2.4 Presión parcial En una mezcla de gases, es la presión que ejercería cada componente si, individualmente ocupara todo el volumen que ocupa la mezcla. En el aire, cada componente, ejerce una presión parcial sobre su contorno, directamente proporcional al contenido del componente (% en volumen o % molar) en el punto que se considera. 3.2.5 Tensión de vapor Es la presión parcial del vapor de agua, cuando el aire no está saturado. 3.2.6 Tensión máxima de vapor Es la tensión de vapor, cuando el aire está saturado. 3.2.7 Humedad absoluta Es la cantidad de vapor de agua contenida en la unidad de volumen de aire en unas condiciones dadas de presión y temperatura, se expresa en kg agua / kg aire seco. 3.2.8 Humedad relativa También se llama estado higrométrico y es la relación entre la cantidad de vapor de agua que contiene un volumen determinado de aire atmosférico y la que tendría si estuviera saturado, se expresa en tanto por ciento. 3.2.9 Temperatura seca Es la temperatura del aire ambiente, medida con un termómetro normal y expresada en grados centígrados (ºC). 3.2.10 Temperatura húmeda o temperatura de bulbo húmedo
  • 132. Es la temperatura de equilibrio que alcanza una superficie de agua cuando está expuesta a una corriente de aire. Se mide haciendo pasar una corriente de aire por un termómetro húmedo, que son termómetros cuyo bulbo está rodeado de un algodón o muselina empapado en agua. 3.2.11 Temperatura de saturación adiabática Es la temperatura correspondiente al equilibrio térmico agua – aire, sin canje de calor, producción de trabajo ni cambios de energía. La temperatura húmeda, sensiblemente coincide con la temperatura de saturación adiabática. Para que la temperatura húmeda coincida con la de saturación adiabática sería preciso que el aire en contacto con el algodón, llegara a un equilibrio total con el agua; en la práctica, se desprecia las pequeñas diferencias debidas a que no se alcanza este equilibrio, sino únicamente el de evaporación. 3.2.12 Entalpía o calor total Es una función de estado que define termodinámicamente la energía de un cierto sistema físico; se expresa mediante la ecuación: dh = du + d(p v) = du + p dv + v dp (1) h: Entalpía (J/kg) u: Energía interna (J/kg). p: Presión exterior (Pa). v: Volumen específico ocupado por el sistema (m3/kg). Según el primer principio de la termodinámica: du = dw + dq (2) w: Trabajo (J/kg) u: Energía interna (J/kg). q: calor (J/kg)
  • 133. dw = F ds  F = – P A Donde: F: Fuerza (Pa) s: superficie (m2) dw = – P dV du = – p dv + dq (3) Para una transformación a presión constante según la ecuación (1): dh = du + p dv (4) De las ecuaciones (3) y (4) se obtiene dh = – dq (4) Por tanto en una transformación isobara, el calor absorbido por un sistema se emplea íntegramente en aumentar su entalpía. Q1 – 2 = h2 – h1 3.2.13 Calor latente de vaporización Es la cantidad de calor necesaria para que un kilogramo de agua se vaporice a una temperatura constante, se mide en kJ/kg. 3.3 RELACIONES ENTRE VARIABLES SICROMÉTRICAS 3.3.1 Humedad relativa A temperaturas ordinarias, la presión parcial del vapor de agua es lo suficientemente baja como para poder asimilarle, en las aplicaciones practicas, a un gas perfecto, es
  • 134. decir cumpliendo la ecuación de estado de los gases perfectos y con un calor específico constante. En estas circunstancias, la tensión de vapor es proporcional a la masa de vapor de agua, contenido en la unidad de volumen y en consecuencia, la humedad relativa será la relación entre la presión parcial del vapor de agua en el aire (Pv) y la presión de saturación (Ps), a la misma temperatura. s v r s v r P P H (100%) 100 P P H   Si conocemos la masa (mv) de vapor contenido en un cierto volumen (V), la presión parcial, se puede calcular mediante la ecuación de estado de los gases perfectos: RT PM m p V  Donde: p: Presión parcial (Pa). V: Volumen (m3). m: Masa (kg). PM: Peso molecular (kg/kmol). R: Constante de los gases ideales (8.314 kJ / kmol °K) T: Temperatura absoluta en (°K) En este caso y para el agua utilizaremos el subíndice v (Peso molecular del agua: 18 kg/kmol): RT 18 R p V mv v  Para el caso del aire seco utilizaremos el subíndice A, la masa de aire seco mA contenida en el mismo volumen, está relacionada con su presión parcial mediante la siguiente ecuación (Peso molecular del aire: 28,96 kg/kmol).
  • 135. RT 28,96 R p V mA A  3.3.2 Relación de humedad Se define como la relación entre la masa de vapor de agua y la masa de aire seco, contenidas en un cierto volumen V, suponiendo que tanto el aire como el vapor de agua se comportan como gases perfectos, tenemos: A s r A v A s r A v A v A v P P 0,621 H PM PM P P H PM PM P P m m μ     de donde la relación de humedad es: v v A s r P - P P 0,621 P P μ  0,621 H  Donde: μ: Relación de humedad (kg de vapor de agua / kg de aire seco) P: Presión atmosférica (Pa) PA: Presión parcial del aire seco (Pa) Pv: Presión parcial del vapor de agua (Pa) P = PA + Pv De donde se deduce que la relación de humedad, es función exclusivamente de la humedad relativa “estado higrométrico” y de la presión de saturación; esto es, de la temperatura ambiente.
  • 136. 3.4 ENTALPÍA DEL AIRE HUMEDO La entalpía del aire húmedo es la suma de las entalpías del aire seco y de vapor de agua, tomados ambos a la temperatura de la mezcla y cada uno con su presión parcial, es decir: hAH = mA hA + mv hv v A v A v AH A h h μh m m h  h    v v v AH A h P - P P h  h  0,621 Donde: hAH: entalpía específica del aire húmedo (kJ/kg). hA: entalpía específica de la fase gaseosa (kJ/kg). hv: entalpía específica de la fase vapor (kJ/kg). 3.5 CÁLCULO DE El aire seco se puede considerar como un gas perfecto, de forma que si se toma como origen de entalpías el estado definido por t = 0 ºC y p = pi, (pi es cualquier presión, ya que el calor específico no depende de la presión al considerarse un gas perfecto). La entalpía en función de la temperatura viene dada por: hA = Cp A t Donde: Cp A: Calor específico del aire seco (kJ/kg ºC). t: Temperatura (ºC).
  • 137. Para realizar un cálculo fino del calor específico se puede aplicar: C1 = 0,2896 / 0,00001 C2 = 0,0939 / 0,00001 C3 = 3,012 / 0,001 C4 = 0,0758 / 0,00001 C5 = 1.484     1000 * 28,96 T cosenohip C5 T C5 C4* T senohip C3 T C3 C1 C2 * C 2 2 pA                        Donde T es la temperatura en Kelvin (K). Rango 100 - 2273 K, referencia Perry, tabla 2-198, página 2.182. 3.6. CÁLCULO DE Si la presión es suficientemente pequeña, hv solamente depende de la temperatura, o sea, es la misma que si se tratase de aire saturado a esa temperatura; atribuyendo el valor cero a la entalpía del agua a 0 ºC, la entalpía del vapor a otra temperatura, será la suma del calor necesario para elevar la temperatura del agua hasta esa temperatura y del calor latente de vaporización, así tenemos: hv = Cpw t + qe Donde: Cpw: Calor específico del agua (kJ/kg ºC). t: Temperatura (ºC). qe: Calor latente de vaporización a una temperatura de saturación t (kJ/kg). Ejemplo: Determinar la entalpía de un aire a 25 ºC y una humedad relativa de 50%
  • 138. Calor específico de aire seco a 25ºC: 0,24 kcal / kg aire seco hA = 0,24 x 25 = 6 kcal / kg aire seco Calor específico del agua a 25ºC: 1 kcal/kg agua Calor latente de vaporización a 25ºC: 583,33 kcal/kg agua hv = 1 x 25 + 583,33 = 608,33 kcal/kg agua Humedad absoluta (25ºC, HR 50%): 0,0099 kg agua /kg aire seco kg agua kcal 608,33 kg aire seco kg agua 0,0099 kg aire seco kcal h h μh 6 AH A v     hAH = 12 kcal / kg aire seco 4.FUNDAMENTOS TERMODINAMICOS 4.1 FÍSICA DEL PROCESO En el interior de la torre se produce un contacto íntimo entre el agua que desciende y aire que asciende. En la caída del agua, se arrastra una capa finísima de aire que desciende. En estas condiciones el calor del agua se transfiere al aire circundante de tres formas: 1. Por radiación (qR); a través de la superficie exterior de la gota, este cede calor a la interfase. Se considera despreciable por el bajo nivel térmico. 2. Por conducción (qC); la cantidad transferida depende de la diferencia de temperaturas entre las dos fases, llegando a ser como máximo un tercio del total. 3. Por evaporación (qev) de una cantidad de agua. Es el proceso más importante. Concretamente, la transmisión de calor entre el agua y el aire, se realiza a través de dos fenómenos:
  • 139. Transmisión de calor por convención y por absorción del calor latente de vaporización del agua que pasa a estado gaseoso, enfriando el resto del agua, se estima que entorno al 90% del calor evacuado es debido a la evaporación. A medida que aumenta la superficie de contacto entre aire-agua mejoran estos dos procesos, por lo que se utilizan los entramados denominados “relleno”, aumentando dicha superficie de contacto. En la transmisión de calor por convección, se produce un flujo de calor en dirección al aire que rodea el agua a causa de la diferencia de temperaturas entre ambos fluidos. Nota: no se ha considerado la transmisión por radiación. La tasa de enfriamiento por evaporación es de gran magnitud en las torres de enfriamiento; alrededor del 90 % es debida al fenómeno difusivo. Al entrar en contacto el aire con el agua se forma una fina película de aire húmedo saturado sobre la lámina de agua que desciende por el relleno. Esto es debido a que la presión parcial de vapor de agua en la película de aire es superior a la del aire húmedo que circula por la torre, produciéndose una cesión de vapor de agua (evaporación). Esta masa de agua evaporada extrae el calor latente de vaporización del propio líquido. Este calor latente es cedido al aire, obteniéndose un enfriamiento del agua y un aumento de la temperatura del aire. La diferencia de temperaturas del agua a la salida y la temperatura húmeda del aire se llama «acercamiento» o “aproximación”, ya que representa el límite termodinámico de enfriamiento al que puede llegar el agua. Esquema de proceso de transferencia en una gota:
  • 140. Esquema del proceso evaporativo FASE: gota interfase interfase Aire FENÓMENO: Evaporación Saturación Transmisión de calor Difusión PROCESO: Pérdida de calor y masa Absorción del vapor Cesión de una parte del vapor masa como energía Absorción del calor cedido Temperatura t T’ T’ T Humedad absoluta xs xs s Entalpía hs hs h 4.2 ECUACIÓN DE MERKEL Según el esquema tenemos:
  • 141. Denominamos: L: Caudal de agua de entrada kg/h tea: Temperatura entrada agua ºC tsa: Temperatura salida agua ºC W: Caudal de agua de reposición (igual al caudal de agua evaporada) kg/h tr: Temperatura agua reposición ºC G: Caudal de aire de entrada kg/h he: Entalpía del aire de entrada kcal/kg hs: Entalpía del aire de salida kcal/kg Cpw: Calor específico del agua kcal/kg ºC Balance de energía L Cpw tea + G he + W Cpw tr = L Cpw tsa + G hs Hipótesis para el cálculo: - Todo el calor intercambiado entre el agua y el aire se hace en el relleno.
  • 142. - No hay pérdidas de calor hacia el exterior. - Los fluidos están en contracorriente pura. - Se desprecia la cantidad de agua arrastrada por el aire, pero no el calor intercambiado en el arrastre. Si se hace el balance de energía en una superficie diferencial del relleno: d q = L Cpw dt = G d h = d q conducción + d q evaporación q: Calor intercambiado. L Cpw dt: Calor cedido por el agua. G d h: Calor absorbido por el aire Por la ley de Fourier: d q conducción = hc a dV (T’-T) d q conducción: Calor de conducción. hc: Coeficiente de película (kcal / h m2 ºC) a: Superficie de contacto por aire – agua por unidad de volumen. V: Volumen del relleno. T’: Temperatura de la interfase aire – agua. T: Temperatura del aire. Por otra parte: d q evaporación = k (xs – d q evaporación: Calor de evaporación. Donde: agua tea agua tsa aire he aire hs dV
  • 143. k: Coeficiente de transferencia de masa, cantidad de masa que se transfiere entre el agua y el aire por unidad de superficie y unidad de diferencia de humedades específicas. a: Superficie de contacto por aire – agua por unidad de volumen. V: Volumen del relleno. xs: Humedad específica de la interfase aire – agua. x: Humedad específica del aire. Calor latente de vaporización. Las unidades de k son: kg kg m2 kg / h aire seco vapor Sustituyendo en la ecuación del balance: d q = hc a dV (T’-T) + k (xs – x) a dV Por su parte k es aproximadamente hc / Cpw por tanto; hc = k Cpw d q k C a dV (T' - T) k (x - x) a dV λ pw s   Agrupando tenemos: d q k a dV (C T' - C T) k a dV (x λ - x λ) pw pw s   Por otra parte la entalpía del aire es: h = Cpw t + x Sustituyendo se tiene: d q k a dV (h - h) L C d t G d h s pw    (*)
  • 144. Igualando dos a dos se tiene: k a dV (h - h) d q s  dV L C k a (h - h) d t s pw  dV G k a (h - h) d h s  Estas son las ecuaciones de Merkel que se integraran a lo largo de todo el relleno. dV G k a (h - h) d h V s 0    hs he Integrando: (h - h) d h V G k a s   hs he Como V (volumen del relleno) es el área por la altura de relleno ( V = A l) podemos calcular la altura de relleno como: (h - h) d h k a A G l s   hs he Si hacemos: k a A G g  (h - h) d h p s   hs he
  • 145. Se obtiene que g = g (a, A) una función exclusiva de la geometría del relleno y p = p(h, h) una función exclusiva del estado termodinámico. En los libros especializados g se conoce como la altura de transferencia y p como el número de transferencia. Por tanto se obtiene: l =g p = HTU x NTU g = HTU = altura de transferencia (m). p = NTU = número de transferencia (adimensional). Por otra parte sabemos que el calor absorbido por el aire es igual al calor cedido por el agua: L Cpw (t - tsa) = G (h - he) Agrupando C t ) G L C t (h - G L h pw e pw sa   (**) Que es la ecuación de una recta con pendiente pw C G L y ordenada en el origen e pw sa C t G L h - .
  • 146. Previamente, se han las ecuaciones que definen el proceso, estas se pueden representar gráficamente según: Donde se observa que: La línea AB es la curva de variación de la entalpía de la fase líquida con la temperatura de acuerdo a la ecuación (*). La línea CD es la línea de operación de la fase gaseosa, según la ecuación (**) y su pendiente resulta ser. pw C G L tg α  Que depende de la relación agua – aire necesaria para que se verifique la evaporación y con ella el proceso de enfriamiento. Para cada valor de temperatura, la diferencia h’ – h es una indicación de la tensión entálpica “driving force” El área encerrada entre las dos líneas, representa por tanto la energía total disponible en el sistema agua y película de aire saturada de vapor.
  • 147. 4.3 RESOLUCIÓN GRÁFICA Par la resolución gráfica se va a aplicar el método de Tchebycheff: δ h 1 δ h 1 δ h 1 δ h 1 4 t - t (h - h) d t L k a V 1 2 3 4 1 2 s 1 2           t t Donde: δ h (h - h) θ t 0,1 Δ t 1 s θ1 1 2     δ h (h - h) θ t 0,4 Δ t 2 s θ2 2 2     δ h (h - h) θ t - 0,4 Δ t 3 s θ3 3 1    δ h (h - h) θ t - 0,1 Δ t 4 s θ4 4 1    Por otra parte: Δ t G L h h 1 2   Construimos la siguiente tabla: Temperatura Entalpía de saturación Entalpía del aire δ h 1 ºC kcal/kg kcal/kg
  • 148. t2 h’2 h2 – – t2 h’A Δ t G L h h 0,1 A 2   h’A – hA = 1 1 δ h 1 t2 h’B Δ t G L h h 0,4 B 2   h’B – hB = 2 2 δ h 1 t1 - h’C Δ t G L h h 0,4 C 1   h’C – hC = 3 3 δ h 1 t1 - h’D Δ t G L h h 0,1 D 1   h’D – hD = 4 4 δ h 1 t1 h’1 h1 – –  4 δ h 1 4.4 INFLUENCIA DEL VIENTO EN UNA TORRE DE REFRIGERACIÓN 4.4.1 Tiro natural El viento produce una disimetría en el reparto del aire en la entrada de aire que es negativa para el correcto funcionamiento de una torre. Además también produce una aspiración en la parte superior que tiende a compensar ese fenómeno. Como el segundo fenómeno no compensa al primero un viento fuerte produciría una reducción del caudal de aire que puede llegar a alcanzar el 15%. 4.4.2 Tiro mecánico o con ventilador En las torres de refrigeración de tiro mecánico la variación relativa del caudal de aire (definida como caudal real entre el caudal nominal de aire en m3/s) en función de la velocidad del viento es pequeña, y además la potencia consumida de ventilación varía poco, un 2% para una velocidad de viento de 12 m/s a un nivel de 81 m. 4.5 RECIRCULACIÓN En presencia de viento se puede producir un fenómeno de recirculación de aire caliente. El viento produce que el aire saturado de salida de la torre se dirija a las entradas de aire, ya sea de la propia torre o de torres adyacentes.
  • 149. Este fenómeno que produce un aumento de la temperatura de bulbo húmedo en la entrada de la torre se denomina recirculación. La recirculación es la diferencia entre la temperatura de bulbo húmedo en un punto alejado de la torre y el mismo valor medido según norma en la entrada de aire de la torre. Este fenómeno aparece sobre todo en torres de flujo cruzado y tiro mecánico. El CTI ha publicado la recirculación para este tipo de torres en función de la longitud de la torre (L en m). Esta recirculación es función de la velocidad del aire así como de su dirección por eso los valores que se muestran se corresponden con la recirculación máxima. 100 1 . 1 0,013. 0,24. L L RC   Esta recirculación para una longitud de 90 m tendría un valor máximo del 10%, produciendo un aumento de la entalpía de entrada y por lo tanto un comportamiento peor del esperado por el cliente aunque según curvas y normas el funcionamiento sería completamente correcto. 5.DATASHEET De ahora en adelante se adjuntan las hojas con las especificaciones de los equipos y componentes que se han utilizado (Datasheets). Los siguientes datos han sido suministrados por los proveedores o bien se han sacado de los correspondientes catalogos.