RESUMEN. - rodin.uca.esrodin.uca.es/xmlui/bitstream/handle/10498/15169/b36205515.pdf · Se ha llevado a cabo un análisis cualitativo para determinar qué tecnología de las existentes

Francisco Manuel Pérez García. Proyecto fin de carrera. Universidad de Cádiz. 2012

RESUMEN.

El presente proyecto consiste en el diseño de una planta de depuración de una

corriente de 500 m3/h de aire contaminado con acetona y estireno a unas

concentraciones de 50 y 250 mg/m3, respectivamente. Estos contaminantes se

incluyen dentro del grupo de los denominados "compuestos orgánicos volátiles",

según el "Real Decreto 117/2003, de 31 de enero, sobre limitación de emisiones de

compuestos orgánicos volátiles debidas al uso de disolventes en determinadas

actividades".

La planta propuesta se compone de un biofiltro percolador, una columna de

adsorción por carbón activado, depósitos auxiliares, equipos de impulsión e

instrumentos relacionados con la medición y control automático. El proceso está

diseñado de tal manera de que sea el biofiltro percolador el equipo encargado del

tratamiento de la corriente de aire en su totalidad, siendo la columna de adsorción

utilizada exclusivamente en casos excepcionales en los que el biofiltro no alcanzase el

rendimiento esperado. En ese caso se desviaría la mitad de la corriente de aire a la

columna de adsorción.

Se ha llevado a cabo un análisis cualitativo para determinar qué tecnología de

las existentes es la más adecuada para tratar la corriente de aire citada. En dicho

análisis se determinó que las tecnologías biológicas (biofiltración) son más adecuadas

que las físico-químicas o tradicionales (absorción, combustión, etc.), puesto que

suponen un menor costo, son más respetuosas con el medio ambiente y las

concentraciones de contaminantes a tratar satisfacen el rango para el cual las

tecnologías biológicas son efectivas. Dentro de las tecnologías biológicas de

tratamiento de emisiones gaseosas, se ha optado por el biofiltro percolador como el

equipo más adecuado frente a los otros dos posibles (biofiltro y biolavador). Su

disposición en vertical hace posible que no sea necesaria un gran área disponible para

su instalación. Además, es el equipo en el que el control de las variables se realiza

fácilmente gracias al líquido de recirculación que fluye a su través.

El biofiltro percolador es muy similar a una columna de absorción de relleno. El

aire fluye hacia arriba a través del lecho de partículas en las cuales se han inoculado los

microorganismos responsables de la degradación de los contaminantes (Sporothrix

variecibatus). Al mismo tiempo, existe una corriente líquida siendo recirculada

constantemente a través del lecho que contiene los nutrientes y sustancias necesarias

para el desarrollo del cultivo microbiano.

Es el biofiltro percolador el único equipo de la planta propuesta que se ha

diseñado íntegramente en su totalidad, de forma que se detalla el material de


construcción, dimensiones y componentes del mismo. El diseño se ha llevado a cabo

mediante la aplicación del modelo matemático de Ottengraf para biofiltración

(Ottengraf, 1986). Las ecuaciones del modelo requieren unas constantes cinéticas que

han sido obtenidas de una publicación científica (Gerrad et al. 2010) en la que se

describe la modelización de un biofiltro percolador de laboratorio tratando acetona y

estireno a concentraciones de 50 y 250 mg/m3, respectivamente. Se ha mantenido

una semejanza geométrica con el equipo descrito en la publicación.

Se ha estimado la capacidad necesaria de los equipos de impulsión, depósitos

auxiliares y columna de adsorción, procediéndose posteriormente a su elección

comercial. De la misma forma, se ha diseñado el sistema de control automático de la

planta, identificando aquellas posibles situaciones que puedan darse en el

funcionamiento normal de la misma. Para ello ha sido necesario determinar las

características necesarias de la instrumentación para su posterior elección en

catálogos de proveedores.


ÍNDICE GENERAL

DOCUMENTO 1. MEMORIA ............................................................................... 0

Memoria descriptiva ........................................................................................................... 1

Anexos a la memoria ......................................................................................................... 82

DOCUMENTO 2. PLANOS ................................................................................. 138

DOCUMENTO 3. PLIEGO DE CONDICIONES ......................... 141

DOCUMENTO 4. PRESUPUESTO ........................................................... 175

Memoria descriptiva 0

DOCUMENTO 1

MEMORIa

memoria

descriptiva

Francisco Manuel Pérez García. Proyecto fin de carrera. Universidad de Cádiz

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ÍNDICE DE LA MEMORIA DESCRIPTIVA.

Capítulo 1. Objeto del proyecto ....................................................................................... 4

Capítulo 2. Justificación del proyecto .............................................................................. 4

2.1.-Efecto de los COVs sobre el medio ambiente. Smog fotoquímico ......................... 4

2.2.-Efecto de los COVs sobre la salud humana ............................................................ 4

Capítulo 3. Alcance del proyecto y localización ............................................................... 5

Capítulo 4. Antecedentes ................................................................................................. 6

4.1.-Tecnologías físico-químicas para el tratamiento de gases ..................................... 6

4.1.1.-Absorción ......................................................................................................... 6

4.1.2.-Adsorción con carbón activo ........................................................................... 7

4.1.3.-Incineración ..................................................................................................... 8

4.1.4.-Combustión catalítica ...................................................................................... 8

4.1.5.-Reducción catalítica ......................................................................................... 8

4.2.-Tratamientos biológicos ......................................................................................... 8

4.2.1.-Biofiltro .......................................................................................................... 13

4.2.2.-Biofiltro percolador ........................................................................................ 14

4.2.3.-Biolavador ...................................................................................................... 15

4.3.-Ventajas de los tratamientos biológicos frente a las tecnologías tradicionales ..16

4.3.1.-Criterios económicos ..................................................................................... 16

4.3.2.-Criterios medioambientales .......................................................................... 17

Capítulo 5. Valoración de alternativas dentro de los tratamientos biológicos ............ 18

Capítulo 6. Biofiltros percoladores para tratamiento de emisiones gaseosas ............. 21

6.1.-Principios de funcionamiento del biofiltro percolador ........................................21

6.2.-Factores que afectan a la eficacia del proceso ....................................................23

6.3.-Control del crecimiento de la biomasa .................................................................24

Capítulo 7. Descripción del proceso propuesto ............................................................. 27

Capítulo 8. Contaminantes ............................................................................................. 29

8.1.-Acetona ................................................................................................................. 29

8.1.1.-Propiedades ................................................................................................... 29


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8.1.2.-Usos y aplicaciones ........................................................................................ 30

8.1.3.-Fuentes .......................................................................................................... 30

8.1.4.-Procesos que sufre a la entrada al medio ambiente ..................................... 30

8.1.5.-Fuentes de exposición ................................................................................... 30

8.1.6.-Efectos sobre la salud .................................................................................... 31

8.2.-Estireno ................................................................................................................. 32

8.2.1.-Propiedades ................................................................................................... 32

8.2.2.-Usos y aplicaciones ........................................................................................ 33

8.2.3.-Fuentes .......................................................................................................... 33

8.2.4.-Procesos que sufre a la entrada al medio ambiente ..................................... 34

8.2.5.-Fuentes de exposición ................................................................................... 34

8.2.6.-Efectos sobre la salud .................................................................................... 34

Capítulo 9. Materias primas ........................................................................................... 36

9.1.-Características del aire a tratar............................................................................. 36

9.2.-Material de relleno ............................................................................................... 36

9.3.-Inóculo .................................................................................................................. 37

9.4.-Medio de cultivo ................................................................................................... 37

Capítulo 10. Equipos, red de tuberías y accesorios ....................................................... 38

10.1.-Biofiltro percolador ............................................................................................ 38

10.2.-Soplante .............................................................................................................. 38

10.3.-Bombas. .............................................................................................................. 39

10.4.-Columna de adsorción por carbón activado....................................................... 41

10.5.-Depósitos auxiliares ............................................................................................ 42

10.6.-Tuberías y accesorios. ......................................................................................... 43

10.7.-Válvulas. .............................................................................................................. 44

Capítulo 11. Sistema de control y dispositivos de medición ......................................... 46

11.1.-Variables en el proceso y estrategia de control ................................................. 46

11.2.-Variables a controlar de forma automática ....................................................... 47

11.2.1.-Control del pH .............................................................................................. 47

11.2.2.-Control del nivel de líquido en el fondo de la columna ............................... 48

11.2.3.-Control de la concentración de contaminantes a la salida ......................... 49


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11.3.-Variables a controlar de forma manual .............................................................. 50

11.4.-Medición de caudales ......................................................................................... 50

11.4.1.-Medición del caudal de aire......................................................................... 50

11.4.2.-Medición de caudal de medio de cultivo..................................................... 51

11.5.-Variador de frecuencia para la soplante.. .......................................................... 52

11.6.-Elección del PLC .................................................................................................. 53

11.7.-Casuística de control de la planta ....................................................................... 55

Capítulo 12. Seguridad e higiene en planta. .................................................................. 58

12.1.-Disposiciones generales de seguridad ................................................................ 58

12.2.-Riesgos específicos ............................................................................................. 60

12.2.1.-Riesgo relacionados con la exposición a agentes biológicos ....................... 60

12.2.2.- Riesgo relacionados con la exposición a agentes químicos ....................... 61

12.2.3.- Riesgo eléctrico.................. ......................................................................... 62

12.2.4.- Riesgo de incendio.............................................................................. ....... 63

12.2.5.- Riesgo relacionados con la exposición al ruido..........................................63

12.3.-Fichas internacionales de seguridad química ..................................................... 63

Capítulo 13. Vertidos acuosos ........................................................................................ 77

Capítulo 14. Distribución en planta ................................................................................ 78

Capítulo 15. Marco legal ................................................................................................. 79

15.1.-Legislación en materia de seguridad e higiene industrial................... ............... 79

15.2.-Legislación en materia de medio ambiente................... .................................... 79

15.3.-Normas y códigos técnicos................... .............................................................. 79

Capítulo 16. Bibliografía ................................................................................................. 80

16.1.-Bibliografía técnica................... .......................................................................... 80

16.2.-Publicaciones científicas................... .................................................................. 80

16.3.-Organizaciones oficiales................... .................................................................. 81

16.4.-Proveedores........................................................................................................ 81


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CAPÍTULO 1. OBJETO DEL PROYECTO

El objeto del presente proyecto es el diseño de un proceso biológico para el

tratamiento de una corriente de aire cuyos contaminantes son estireno y acetona a

unas concentraciones de 250 y 50 mg/m3, respectivamente. Estos dos compuestos son

usualmente producidos en fábricas dedicadas a la manufactura de equipos de poliéster

reforzado con fibra de vidrio (PRFV). Se realizará única y exclusivamente el diseño de la

planta (equipos, red de tuberías, control e instrumentación), no incluyéndose el diseño

de la cimentación y resto de obra civil necesaria.

CAPÍTULO 2. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

La acetona y el estireno son sustancias que se incluyen dentro del grupo de los

denominados compuestos orgánicos volátiles (COVs) según el "Real Decreto 117/2003,

de 31 de enero, sobre limitación de emisiones de compuestos orgánicos volátiles

debidas al uso de disolventes en determinadas actividades". En particular, se definen

los compuestos orgánicos volátiles como:

"Todo compuesto orgánico que tenga a 293,15 K una presión de vapor de 0,01 kPa o

más, o que tenga una volatilidad equivalente en las condiciones particulares de uso".

La característica principal de este tipo de compuestos es, pues, su alta

volatilidad, la cual los hace extremadamente susceptibles de ser emitidos a la

atmósfera con gran facilidad. Una vez presentes en la atmósfera, está demostrado que

éstos compuestos son dañinos para el medio ambiente y la salud humana y animal.

2.1.-Efectos de los COVs sobre el medio ambiente: Smog fotoquímico.

Los COVs reaccionan con óxidos de nitrógeno en presencia de luz solar

provocando el denominado smog fotoquímico. Éste es un fenómeno de contaminación

atmosférica que consiste en la acumulación de ozono en la troposfera como resultado

de una serie de reacciones químicas en las que intervienen los COVs. Es fácilmente

reconocible en grandes núcleos industriales por la presencia de una atmósfera de color

marrón rojizo.

El ozono es una de las sustancias más oxidantes que existen y es tóxico para los

humanos, provocando problemas respiratorios serios.

2.2.-Efectos de los COVs sobre la salud humana.

Los COVs son todos liposolubles, de forma que se acumulan en los tejidos

grasos. Los efectos dañinos de los COVs dependen del tipo de compuesto en cuestión y


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de la concentración y tiempo de exposición al mismo. En la siguiente tabla se citan

algunos de los efectos nocivos más importantes que producen los COVs.

EXPOSICIONES A CORTO PLAZO EXPOSICIONES A LARGO PLAZO

Irritación de mucosas, ojos y garganta

Daños en el sistema nervioso

Fatiga Problemas renales Mareos Lesiones hepáticas

Reacciones alérgicas Cáncer Náuseas

Dolor de cabeza

Tabla 2.1. Efectos de los COVs sobre la salud

De esta forma, se propone una solución que permita la eliminación de

emisiones de estos compuestos, o al menos la reducción hasta valores que no

entrañen peligro alguno para la salud humana y medioambiental.

CAPÍTULO 3. ALCANCE DEL PROYECTO Y LOCALIZACIÓN

El proceso propuesto es válido para tratar un caudal de aire de 500 m3/h cuyas

concentraciones de contaminantes son de hasta 250 mg/m3 de estireno y 50 mg/m3 de

acetona. Serán fábricas dedicadas a la producción de equipos de poliéster reforzado

con fibra de vidrio las que encuentren en este proceso grandes beneficios a la hora de

eliminar estos contaminantes que continuamente producen.


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CAPÍTULO 4. ANTECEDENTES

Las tecnologías aplicadas para el tratamiento de emisiones gaseosas

contaminadas se clasifican en físico-químicas y biológicas. La conveniencia de la

aplicación de unos métodos u otros vendrá determinada en gran medida por el caudal

de gas a tratar y la concentración de las sustancias contaminantes. De esta forma, la

siguiente figura muestra los distintos rangos de concentración de contaminantes y

flujo de aire a tratar en los cuales los distintos métodos son aplicables.

Figura 4.1. Aplicación de las distintas tecnologías de tratamiento de emisiones gaseosas.

4.1.-Tecnologías físico-químicas para el tratamiento de gases.

A continuación se describen brevemente algunos de los procesos más utilizados

en la depuración de contaminantes gaseosos a lo largo de la historia industrial.

4.1.1.-Absorción.

Es un proceso de separación controlado por la transferencia de materia en el

cual un líquido y un gas se ponen en contacto (normalmente en contracorriente) de

forma que el líquido disuelve determinados componentes del gas y éste queda libre de

los mismos. En la gran mayoría de los casos el líquido absorbente es agua de procesos.


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La siguiente figura esquematiza un posible montaje de ésta tecnología, en el cual

líquido y gas fluyen a contracorriente a través de un lecho inerte:

Figura 4.2. Esquema de funcionamiento de una columna de absorción.

Puesto que la etapa limitante de este proceso es la disolución de los

contaminantes gaseosos en el seno del líquido, es evidente que la aplicación de esta

tecnología sólo será factible para aquellas corrientes gaseosas cuyos contaminantes

presenten una alta solubilidad en agua.

4.1.2.-Adsorción con carbón activo.

En este proceso se utiliza una columna cuyo relleno consiste en carbón

activado, de forma que la corriente a depurar fluye a través del lecho y los

contaminantes se adsorben en las moléculas de carbón. El carbón activado se fabrica a

partir de diversas sustancias carbonosas de origen animal, vegetal o mineral como por

ejemplo antracita, coque, turba y madera. Presenta una gran superficie específica (700

- 1500 m2/g) y tiene capacidad para absorber una gran cantidad de compuestos

orgánicos. Actualmente se utiliza impregnado por compuestos tales como NaHCO3,

Na2CO3, NaOH, KOH, KI y KMnO4. La adsorción que tiene lugar es de tipo físico, es

decir, reversible, de forma que cada cierto tiempo el lecho se irá saturando de

compuestos orgánicos adsorbidos y será necesaria la regeneración del mismo

mediante su combustión en hornos de pirólisis.


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4.1.3.-Incineración.

Consiste en la combustión completa de los gases a depurar, de forma que se

produce la oxidación de toda la materia orgánica presente para dar CO2, H2O y en

ocasiones SOx y NOx, en función de la composición de la corriente a depurar.

En este proceso se alcanzan temperaturas entre 750 - 950ºC, con lo cual el

gasto energético implicado es importante. Otro inconveniente es la emisión de CO2 a la

atmósfera.

4.1.4.-Combustión catalítica.

El proceso es idéntico a la incineración, solo que en este caso se lleva a cabo en

una columna cuyo relleno es un catalizador (óxidos de metales de transición y metales

nobles). El catalizador produce el efecto de disminución de la energía de activación de

las reacciones de oxidación, con lo cual las temperaturas a someter las corrientes son

sustancialmente menores (200 - 400ºC). De esta forma, el coste energético de la

operación disminuye.

4.1.5.-Reducción catalítica.

Esta técnica se utiliza cuando los contaminantes se encuentran en su máximo

estado de oxidación. Consiste en hacer reaccionar estos compuestos con agentes

reductores (columnas de relleno) de forma que queden convertidos en sustancias no

tóxicas. La aplicación más típica es la eliminación de NOx y SO2 para dar N2 y S.

4.2.-Tratamientos biológicos.

Los tratamientos biológicos consisten en la eliminación de contaminantes

mediante la degradación de los mismos por parte de microorganismos, los cuales los

usan como sustratos (alimento) para su propia supervivencia. El concepto es simple,

pero su llevada a la práctica no lo es tanto.

Los equipos donde se llevan a cabo los procesos de descontaminación de

corrientes gaseosas mediante microorganismos se denominan biofiltros. Estos

dispositivos se caracterizan de forma general por un lecho inerte u orgánico en el cual

existe una población de microorganismos inmovilizada en el mismo. Al hacer pasar la

corriente a depurar a través del lecho, los microorganismos entran en contacto con los

contaminantes y los consumen, generando CO2, agua, biomasa y otros productos

intermedios (metabolitos).


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El mecanismo de degradación de la materia orgánica a nivel microscópico se

explica por la formación de una biopelícula adherida al material del lecho. Una

biopelícula es un ecosistema microbiano organizado, conformado por uno o varios

microorganismos asociados a una superficie viva o inerte, con características

funcionales y estructuras complejas. El agua que entra al sistema forma a su vez una

capa alrededor de la biopelícula tal como muestra la siguiente figura.

Figura 4.3. Mecanismo de la biofiltración.

Los contaminantes gaseosos que atraviesan el sistema se absorben en la película de

agua, y difunden hasta los microorganismos, donde son consumidos.

El ciclo de vida de los microorganismos es bastante sencillo, de forma que se

diferencian cuatro fases en cultivos discontinuos (cultivos con cantidad de sustrato

constante):

1. Fase de latencia: Período que el microorganismo necesita para adaptarse a las

condiciones ambientales del medio en que ha sido inoculado. En esta fase el

microorganismo crea las enzimas necesarias para la degradación de los

sustratos. Es posible que se produzca muerte de células por metabolismo

endógeno. La velocidad de crecimiento en esta fase es prácticamente nula.

2. Fase exponencial: Una vez el microorganismo está aclimatado, utiliza el

sustrato para fines de crecimiento. En esta fase la velocidad de crecimiento

sigue una curva exponencial.

3. Fase estacionaria: En esta fase las reservas de sustrato empiezan a agotarse y

se produce la muerte de algunos microorganismos. La velocidad de muerte de

células es aproximadamente igual a la velocidad de crecimiento, de forma que


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4. el número de microorganismos se mantiene esencialmente constante durante

este período.

5. Fase de muerte: El sustrato se agota, de forma que los microorganismos

mueren hasta que su población se reduce a cero.

Figura 4.4. Fases vitales de microorganismos en cultivos discontinuos.

Como cualquier ser vivo, la actividad vital de los microorganismos se ve

fuertemente afectada por los factores ambientales. De esta forma, para garantizar la

eficacia óptima del proceso de eliminación de contaminantes es necesario conocer

cuáles son las variables que afectan a la actividad microbiana. Éstas son:

1.-Temperatura: La actividad microbiana se ve fuertemente afectada por la

temperatura. Cada tipo de microorganismo presenta su particular rango óptimo de

temperaturas dentro del cual su actividad vital es óptima. De esta forma, se pueden

clasificar los microorganismos en función de su rango de temperatura óptimo:


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Tª mínima (ºC) Tª óptima (ºC) Tª máxima (ºC)

RANGO CRIOFÍLICO (-5) - 5 15 - 18 19 - 22

RANGO MESOFÍLICO 10 - 15 25 - 35 35 - 45

RANGO TERMOFÍLICO 40 - 45 55 - 75 60 - 80

RANGO HIPERTERMOFÍLICO

65 - 90 85 - 100 85 - 105

Tabla 4.1. Clasificación de los microorganismos en función de la temperatura.

2.-Acidez del medio: La actividad microbiana también depende del pH, de forma que

cada tipo de microorganismo presenta un rango óptimo de pH y son clasificados en

función del mismo:

pH

Acidófilos < 2

Neutrófilos 6 - 8

Alcalófilos > 10

Tabla 4.2. Clasificación de los microorganismos en función del pH.

La tabla anterior muestra que existen microorganismos que pueden desarrollarse a

valores de pH extremos en el ambiente. No obstante, el valor del pH en el interior de la

célula debe estar cercano a 7.

3.-Actividad del agua: Los microorganismos, al igual que cualquier otro ser vivo en la

Tierra, necesitan agua para llevar a cabo su actividad vital. El agua es el medio en el

que tienen lugar todas las reacciones bioquímicas y enzimáticas. El agua crea la

película que absorbe los contaminantes gaseosos y los hace asimilables para los

microorganismos. La disponibilidad del agua no sólo depende de la cantidad absoluta

de la misma en el medio determinado, sino que también es una función de la

concentración de solutos tales como sales, azúcares u otras sustancias disueltas. Éstas

sustancias tienen una afinidad por el agua, lo que hace que ésta esté más asociada a

los solutos que disponible para los microorganismos.

La disponibilidad del agua se expresa en términos físicos mediante el concepto

de actividad del agua (aw), que se define como la razón de la presión de vapor del aire

en equilibrio con una sustancia o solución y la presión de vapor del agua pura. Si los

microorganismos se encuentran en un medio cuya concentración de sales es mayor

que aquella existente en el citoplasma celular, se producirá la deshidratación de los

mismos mediante osmosis. La mayoría de microorganismos sólo se desarrollan en un

medio cuya actividad de agua sea elevada (baja concentración de sales). Según esto, se

puede realiza otra clasificación de microorganismos:

Microorganismos halófilos: aquellos que requieren la presencia de una gran

cantidad de sales.


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Microorganismos osmófilos: aquellos que viven en presencia de altos valores

de concentración de azúcares.

Xerófilos: aquellos que viven en medios bastante secos.

4.-Contenido de oxígeno: Puesto que los microorganismos predominantes utilizados

en biofiltración son aerobios, es fundamental asegurar un aporte de oxígeno adecuado

para permitir la biodegradación de los contaminantes por parte de los mismos. No

existe un dispositivo utilizado para la inyección de oxígeno en el sistema, sino que éste

proviene de la propia corriente de aire contaminada que se alimenta al sistema.

5.-Aporte de nutrientes: Aparte de los contaminantes como recurso principal

energético, los microorganismos también necesitan otros compuestos. Es

especialmente importante para el crecimiento el nitrógeno, ya que los

microorganismos lo usan para construir nuevas paredes celulares. Además, es un

componente mayoritario de proteínas y ácidos nucleicos. También necesitan fuentes

de fósforo, potasio, azufre, magnesio, calcio, sodio y hierro.

De esta forma, en el funcionamiento de cualquier proceso de tratamiento

biológico las variables a tener en cuenta son la temperatura, el pH, el grado de

humedad, el contenido en oxígeno y la composición del medio. Para establecer las

condiciones de operación adecuadas (rangos de operación) es necesario conocer los

distintos tipos de microorganismos que conforman la biomasa. De esta forma, se

puede conocer el rango óptimo de valores a los que hay que mantener cada variable.

Temperaturas excesivamente altas provocan la muerte de los microorganismos,

mientras que temperaturas muy bajas hacen que éstos dejen de desarrollar su

actividad metabólica. Si la temperatura de la corriente de entrada al biorreactor es

demasiado elevada será necesario una operación previa de humidificación a fin de

enfriar la corriente lo necesario. Igualmente, si la corriente de entrada está demasiado

fría será necesario un precalentamiento de la misma antes de su entrada al

biorreactor. El rango de temperaturas recomendado para la biofiltración es entre 15 y

40ºC (Leson y Winter 1991; Bohn 1992).

Los valores de pH en el biorreactor pueden verse afectados en determinados

procesos en los cuales la descomposición de los contaminantes genera productos

ácidos (biofiltración de SH2). Estos compuestos ácidos provocan la disminución del pH

con el tiempo, lo cual causará la muerte de los microorganismos. De esta forma, debe

desarrollarse un plan para neutralizar esos compuestos ácidos, en el caso de que éstos

se generen. El método más sencillo para el control del pH es la adición de sustancias

básicas cuando éste comience a disminuir.

La humedad se garantiza normalmente mediante la humidificación de la

corriente gaseosa antes de su entrada en el biorreactor. Como regla general es


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preferible trabajar con humidificadores en vez de inundar la columna, ya que esto

provocaría mayores pérdidas de carga. No obstante, la humidificación se realiza de

distintas formas para cada modalidad de biorreactor.

El contenido en oxígeno debe ser medido constantemente en algunos casos a

fin de comprobar que se mantiene en los niveles adecuados.

La composición del medio de cultivo debe ser revisada cada cierto tiempo

mediante la toma de muestras y análisis en laboratorio, a fin de verificar que existan

los compuestos necesarios para la supervivencia de los microorganismos en las

cantidades adecuadas.

Dentro de las tecnologías de tratamiento de corrientes gaseosas contaminadas

se distinguen tres tipos de equipos: el biofiltro, biofiltro percolador y biolavador.

4.2.1.-Biofiltro.

Es el montaje más típico dentro de la tecnología de tratamientos biológicos. Los

microorganismos se encuentran inmovilizados en un lecho que normalmente es de

tipo orgánico (turba, serrín, compost, etc.), aunque también puede ser material inerte

con mezcla de orgánico. El aire a depurar se hace pasar en primer lugar por una

cámara de humidificación con el objetivo de proporcionar la humedad necesaria para

la óptima biodegradación. Se hace pasar el gas por el lecho de microorganismos de

forma que se obtiene una corriente de aire depurada a la salida del biofiltro.

Será necesario el riego periódico del lecho con líquido de cultivo, a fin de cubrir

las necesidades de los microorganismos en cuanto a nutrientes.

La siguiente figura esquematiza el modo de funcionamiento de estos equipos:


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Figura 4.5. Esquema del proceso de biofiltración.

Puesto que no existe una fase líquida móvil, esta tecnología es factible para el

tratamiento de contaminantes poco solubles en agua, en concreto, para aquellos

contaminantes con una constante de Henry de hasta 1.

4.2.2.-Biofiltro percolador.

En esta modalidad de biofiltro se tiene una columna de relleno en el cual

existen microorganismos inmovilizados y a través del cual se ponen en contacto el gas

a depurar y un líquido que gotea desde la parte superior. El contacto puede ser bien a

contracorriente o en paralelo. El líquido consiste en una solución que contiene todos

los componentes y nutrientes necesarios para que los microorganismos desarrollen su

óptima actividad. La siguiente figura esquematiza el funcionamiento del sistema:


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Figura 4.5. Esquema de funcionamiento del biofiltro percolador.

La principal innovación de este montaje es la recirculación del medio de cultivo

a través de la columna. El líquido es tomado de la parte inferior de la columna y

almacenado en un tanque, desde el cual es recirculado de nuevo a la columna. La

recirculación presenta varias ventajas tales como la eliminación de productos

intermedios de reacción (lavado del relleno) y una mayor facilidad para el control de

variables tales como el pH o la composición del medio.

El principal inconveniente de este sistema es que no es factible de ser aplicado

para la eliminación de aquellos contaminantes cuya solubilidad en agua sea baja, ya

que la etapa limitante del proceso es la absorción del gas en el líquido. De esta forma,

en la literatura se encuentra que este montaje es aplicable para aquellos

contaminantes con una constante de Henry no mayor que 0,1.

4.2.3.-Biolavador.

El biolavador consiste en dos equipos: una columna de absorción y un reactor

de lodos activos. El aire contaminado se hace pasar en primer lugar por la columna de

absorción en contracorriente con el agua descendiente en la cual los contaminantes se

disuelven. De esta forma, de la columna de absorción salen dos corrientes: la corriente

de gas depurada y una corriente de agua que contiene los contaminantes. La corriente

de agua pasa al reactor de lodos activos donde los contaminantes son degradados. Del

reactor sale una corriente de lodos que requerirá ser tratada posteriormente.

La siguiente figura esquematiza el funcionamiento del sistema.


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Figura 4.6. Esquema de funcionamiento del biolavador.

Este montaje supone una mejora de los biofiltros percoladores en dos aspectos:

1.-Mejora de la absorción de los contaminantes en el líquido al existir una etapa

dedicada a ello.

2.-Aumenta el tiempo que los microorganismos tienen para biodegradar los

contaminantes en el tanque.

Las principales desventaja de este sistema son, por una parte, el mayor costo

asociado debido a la presencia de dos equipos en vez de uno y, por otra parte, el

hecho de que sólo es aplicable para contaminantes muy solubles en agua (constante

de Henry no mayor que 0,01).

4.3.-Ventajas de los tratamientos biológicos frente a las

tecnologías tradicionales.

Los tratamientos biológicos han demostrado ser la mejor opción para el

tratamiento de grandes volúmenes de aire contaminados con bajas concentraciones

de COVs. Esto se justifica de forma tanto económica como medioambiental.

4.3.1.-Criterios económicos.

Inmovilizado: El coste de inmovilizado de un sistema de biofiltración es mucho

menor que el de cualquier tecnología tradicional debido a la sencillez del

diseño.


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Costes de operación: los sistemas de biofiltración consumen cantidades de

energía mucho menores que los sistemas tradicionales tales como la

incineración, que requiere la utilización de combustibles fósiles.

4.3.2.-Criterios medioambientales.

Los procesos tradicionales purifican la corriente contaminada pero no eliminan

la contaminación completamente. En el caso de las operaciones de combustión, se

generan otros contaminantes igual o más peligrosos que los iniciales, tales como NOx,

SO2 y CO. En el caso de procesos de absorción y adsorción, el contaminante no es

eliminado, sino que es traspasado a otra fase (acuosa en absorción, sólida en

adsorción) que requerirá ser tratada posteriormente.

Los tratamientos biológicos generalmente no generan ningún producto

peligroso ni corrientes secundarias contaminadas, solamente CO2 y agua, si bien es

cierto que en biodegradaciones de ciertos contaminantes se generan metabolitos en el

agua de recirculación que no pueden ser vertidos directamente. De esta forma son las

tecnologías más limpias y respetuosas con el medio ambiente que existen actualmente

a la hora del tratamiento de gases.


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CAPÍTULO 5. VALORACIÓN DE ALTERNATIVAS DENTRO

DE LOS TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS.

Según lo expuesto en el apartado 4.3. se toma la decisión de utilizar

tratamientos biológicos en vez de tecnologías físico-químicas debido a las ventajas

descritas y puesto que las concentraciones de contaminantes a tratar se encuentran

dentro del rango adecuado. Una vez justificada la conveniencia de utilizar tratamientos

biológicos habrá que determinar cuál de las tres tecnologías (biofiltro, biofiltro

percolador, biolavador) es la más adecuada para el problema planteado. De esta

forma, la siguiente tabla muestra las ventajas y desventajas de cada sistema particular.

TIPO DE BIOFILTRO VENTAJAS DESVENTAJAS

Biofiltro - Diseño simple y flexible. - Bajos costos de inmovilizado y operación. - No genera agua residual. - Bajo consumo energético. - Altas superficies de contacto gas-líquido. - Conveniente para operación intermitente.

- Dificultad para el control de las variables - Ocupan gran espacio. - Baja adaptación a altas fluctuaciones en el flujo de gas. - Necesidad de remplazar el lecho cada pocos años. - No aplicable para el tratamiento de contaminantes cuyos subproductos son compuestos ácidos. - Necesidad de humidificación previa del aire a tratar.

Biofiltro percolador - Diseño simple y flexible. - Baja pérdida de carga. - Facilidad de control de variables gracias a la existencia de la fase líquida móvil. - Sólo un equipo. - Ocupan poco espacio. - Adecuados para tratar un amplio rango de

- No resiste operación intermitente - Aparición de fenómenos indeseables (caminos preferenciales y taponamiento). - Tecnología relativamente joven aún en fase de desarrollo. - Menor superficie de


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contaminantes, ya que los metabolitos y demás productos generados pueden ser fácilmente purgados fuera del sistema. - Longevidad del lecho, el cual puede durar hasta 10 años. - Alta transferencia de materia.

contacto gas-líquido que el biofiltro.

Biolavador - Mejor control de la reacción. - Baja caída de presión. - Posibilidad de evitar acumulación de subproductos generados. - Mayores tiempos de contacto microorganismo-contaminante.

- Sólo aplicable para contaminantes extremadamente solubles en agua. - Altos costes de inmovilizado y operación. - Genera lodos. - Dos equipos. - No soporta periodos sin alimentación.

Tabla 5.1. Ventajas y desventajas de cada sistema de biofiltración.

El biofiltro es el sistema más sencillo de montar y presenta grandes porcentajes

de eliminación, pero presenta la gran desventaja de la imposibilidad de control de las

variables (pH, concentración de nutrientes, temperatura...). Por otra parte, la

humidificación previa de la corriente de aire a tratar es imprescindible, lo cual implica

mayores costos de inversión debido a la necesidad de instalar una torre de

humidificación. Además, es necesario el riego periódico del lecho con medio de cultivo,

lo cual significa la instalación de un depósito extra que lo albergue.

El biolavador presenta la desventaja del alto costo debido a que son necesarios

dos equipos: la columna de absorción y el reactor de lodos activos. La eficacia de

eliminación del proceso depende crucialmente de la eficacia de la columna de

absorción, lo cual es un problema a la hora de tratar aquellos compuestos poco

solubles en agua. Además, la generación de lodos residuales implica mayores costos

debido a la necesidad de tratamiento de los mismos.

El biofiltro percolador es un sistema cuyo montaje es simple y flexible y

necesita menor área para su instalación que el biofiltro. Consiste sólo en un equipo a

diferencia de los otros dos modelos. El hecho de que exista una fase líquida móvil que


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continuamente es recirculada a lo largo del lecho significa que la humedad no es un

parámetro a tener en cuenta en este montaje. Aparte de proporcionar agua y los

nutrientes necesarios para la actividad de los microorganismos, la corriente líquida

goteante proporciona un medio para el control de las variables de operación tales

como el pH, concentración de nutrientes y temperatura. Además, en su descenso a lo

largo de la columna, el líquido arrastra consigo biomasa no viable, metabolitos y

productos de oxidación generados en la biodegradación, los cuales abandonan el

sistema mediante la purga.

De esta forma, teniendo en cuenta las ventajas e inconvenientes de cada uno

de los tres sistemas, se concluye que el biofiltro percolador es el sistema más

conveniente para resolver el problema propuesto. El hecho de que sea un sólo equipo

que ocupe poco espacio junto con la facilidad de control de las variables lo convierten

en la mejor opción frente a los otros dos sistemas. Además, las constantes de Henry de

los compuestos a tratar están dentro del rango recomendado para el tratamiento

mediante biofiltro percolador (tablas 8.1. y 8.2.).


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CAPÍTULO 6. BIOFILTROS PERCOLADORES PARA EL

TRATAMIENTO DE EMISIONES GASEOSAS.

En el capítulo 4 se explicó brevemente el principio de funcionamiento del

biofiltro percolador. En el capítulo 5 se describieron las ventajas de este montaje

frente al biofiltro y al biolavador, justificándose la elección del biofiltro percolador

como la tecnología más conveniente para el tratamiento de la corriente de aire

problema. En este capítulo se profundiza en el biofiltro percolador, explicando el

principio de funcionamiento a nivel microbiológico, factores que afectan a la operación

del mismo y problemas que pueden aparecer y afectar al funcionamiento óptimo del

equipo.

6.1.-Principios de funcionamiento del biofiltro percolador.

El esquema de funcionamiento del biofiltro percolador ya se explicó en el

apartado 4.2.2. El proceso consiste en hacer pasar la corriente de aire contaminada a

través de la columna, ya sea en paralelo o en contracorriente, de forma que los

contaminantes entran en contacto con los microorganismos inmovilizados en el

material de relleno y son consumidos, de forma que se obtiene una corriente de aire

tratada y un residuo líquido (purga) que contiene algo de biomasa resultado del

crecimiento microbiano consecuencia de la biodegradación y metabolitos derivados.

Figura 6.1. Esquema de funcionamiento de un biofiltro percolador en corrientes paralelas.

Un estudio más profundo de los procesos implicados revela que la eliminación

del contaminante es el resultado de una combinación de fenómenos físico-químicos y


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biológicos. Es vital el conocimiento y la comprensión de estos fenómenos para

conseguir el despliegue óptimo de esta tecnología.

Figura 6.2. Mecanismo de biodegradación en biofiltros percoladores

El material de relleno proporciona el área necesaria para la fijación de la

biopelícula y el contacto líquido-gas. Durante el tratamiento, la fase acuosa es

reciclada de arriba abajo a través de la columna. Proporciona humedad, nutrientes

minerales para el proceso y un medio para el control del pH y otros parámetros.

En general, la mayor parte del contaminante es degradado en la biopelícula, si

bien es cierto que parte del mismo puede degradarse en el líquido recirculado a partir

de los microorganismos presentes en suspensión. Es posible que algunos metabolitos

resultantes del proceso de biodegradación abandonen el sistema mediante el líquido

de purga junto con pequeñas cantidades de biomasa. Normalmente, menos del 10%

del carbono contaminante que entra en el sistema sale con la purga.

Los biofiltros percoladores funcionan gracias a la acción de de microorganismos

aerobios heterótrofos que usan el contaminante como fuente de carbono y energía.

No obstante, el biofiltro alberga una amplia variedad de microorganismos, similares a

los que se encontrarían en operaciones de tratamiento de aguas residuales. Los

microorganismos encargados de la biodegradación en los biofiltros percoladores son

fundamentalmente aerobios puesto que este tipo de equipos son sistemas bien

aireados. Sin embargo, las partes más profundas del equipo, donde probablemente


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prevalezcan condiciones anaerobias, podrían ser utilizadas para biodegradaciones

anaerobias. No obstante, operaciones anaerobias en biofiltros percoladores es un

campo aún en investigación.

La microbiología del proceso de degradación del contaminante viene

representada por las siguientes reacciones:

Tal como muestra la figura 6.2, una parte de la biopelícula se vuelve inactiva a

medida que la biomasa crece debido a limitaciones en la transferencia de materia. En

esta situación, los degradantes (microorganismos) primarios constituyen una minoría

en la población total de la biopelícula. Degradantes secundarios alimentándose de

metabolitos, biopolímeros, o predadores consumiendo degradantes primarios incluyen

bacterias, fungi y organismos superiores tales como protozoos, rotíferos, larvas y

gusanos. Los organismos superiores juegan un papel importante en el proceso,

reduciendo la tasa de acumulación de biomasa y reciclando nutrientes inorgánicos

esenciales.

6.2.-Factores que afectan a la eficacia del proceso.

Al ser un proceso que combina microorganismos y procesos de transferencia de

materia, son muchos los factores que pueden influir en la eficacia de operación. A

continuación se describen algunos de estos factores.


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Biodegradabilidad del contaminante: contaminantes cuya biodegradabilidad

sea baja provocan bajas eficacias de eliminación y mayores períodos de

adaptación por parte de los microorganismos.

Accesibilidad del contaminante al microorganismo: para que el

microorganismo lleve a cabo la degradación del contaminante, éste debe

llegar a él. De esta forma, el contaminante debe:

1) Difundir desde el gas al líquido.

2) Difundir del líquido a la biopelícula.

La facilidad del contaminante para difundir en el líquido viene descrita por la

constante de Henry, parámetro que se incluye en la ecuación conocida como

la ley de Henry, la cual viene dada por:

donde p es la presión parcial del contaminante en la fase gas (Pa), CW es la

concentración de equilibrio del contaminante en la fase líquida (mol/L) y H es

la constante de Henry (Pa·L/mol). En general, la eficacia de eliminación de un

biofiltro disminuye a medida que aumenta la constante de Henry, ya que altas

constantes de Henry indican poca solubilidad del contaminante en el líquido.

Limitaciones en la transferencia de masa como éstas llevan a una biopelícula

no completamente saturada de contaminante, de forma que los valores de

concentración están por debajo de aquellos requeridos para obtener una

máxima actividad microbiológica.

Material de relleno: muchos tipos diferentes de relleno han sido utilizados en

biofiltros percoladores y es ésta un área aún en investigación. El relleno ideal

debería combinar una gran porosidad para minimizar la pérdida de carga a lo

largo del reactor con una alta superficie específica para maximizar la fijación

de la biopelícula y la transferencia de contaminante.

Condiciones de reacción: el pH, concentración de nutrientes y metabolitos

afectan a la actividad microbiana. Estos parámetros pueden ser fácilmente

controlados directamente en el líquido recirculado.

6.3.-Control del crecimiento de la biomasa.

El crecimiento de la biomasa puede provocar la colmatación del lecho, lo cual

resulta en un incremento en la pérdida de carga. Además, conforme se disminuye la


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superficie específica el contacto gas-líquido es más pobre, con lo cual el proceso global

pierde eficacia. El crecimiento de la biomasa ha sido estudiado en cultivos discontinuos

y en cultivos continuos con una sola especie de microorganismo. La situación es mucho

más complicada en biofiltros percoladores, donde se desarrollan complejos

ecosistemas. Este es uno de los mayores problemas del biofiltro percolador y es aún

tema de investigación.

La tasa de crecimiento de biomasa en el biofiltro percolador, despreciando las

heterogeneidades del sistema y los efectos de transferencia de materia, puede

expresarse mediante la siguiente ecuación:

donde:

μi: velocidad específica de crecimiento.

di: muerte y lisis celular.

Xi: biomasa activa.

Teniendo en cuenta la anterior expresión se deducen posibles métodos para el control

del crecimiento de la biomasa. Algunos de estos métodos se describen brevemente.

Reducir la velocidad específica de crecimiento (μi): para ello puede limitarse el

aporte de nutrientes esenciales para el crecimiento (N y K), el uso de nitrato en

vez de amonio como fuente de nitrógeno, la adición de compuestos tales como

NaCl en concentraciones inhibitorias del crecimiento microbiano, etc. Estas

estrategias resultan en una reducción de la actividad microbiana, con lo cual

provocan también una reducción en la eficacia del proceso. Otra opción

interesante es el uso de microorganismos con valores más bajos de velocidades

de crecimiento.

Estimular la predación: consiste en estimular el crecimiento de organismos

superiores tales como protozoos, larvas u otros organismos depredadores de

biomasa. Esta estrategia no implica reducción en la eficacia del proceso. El

mayor problema es la dificultad para el control de estos organismos superiores.

Eliminación del exceso de biomasa: esto puede hacerse de forma física o

química. De forma física puede realizarse mediante el lavado del reactor, de

forma que la propia fuerza del agua arrastre consigo biomasa, o también

mediante el agitado del lecho de forma periódica. La estrategia química

consiste en reciclar una solución química a lo largo del lecho durante un tiempo

determinado, de forma que ésta mate a los microorganismos.


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La tabla 6.1 resume las posibles técnicas para la eliminación de biomasa en

exceso en biofiltros percoladores.

Tabla 6.1. Estrategias para la eliminación de biomasa en exceso.

OPCIÓN VENTAJAS DESVENTAJAS

Fluidización del lecho. Tratamiento suave.

Provoca la redistribución del lecho, evitando así la formación de caminos preferenciales.

Requiere un lecho que pueda ser fluidizado.

Requiere grandes reactores ara llevar a cabo la fluidización.

Agitación periódica. Bajo coste de operación.

Fácil de automatizar.

Requiere un diseño de reactor más complejo.

Alto coste de inmovilizado.

No es viable para cualquier lecho.

Lavado químico Eliminación de biomasa efectiva.

No requiere la modificación del reactor.

Tóxico para los microorganismos.

Se genera un residuo líquido secundario.

Es importante destacar que todas las estrategias de control de la biomasa han

sido investigadas en el laboratorio y no existen datos a escala industrial. Esto es debido

a que la mayoría de biofiltros percoladores han sido diseñados para aplicaciones con

bajo potencial de colmatación. En el futuro, el diseño y operación de biofiltros

percoladores necesitará encontrar el óptimo entre la operación de grandes reactores

de baja eficacia que no requieren eliminación de biomasa y pequeños pero efectivos

reactores con alto potencial de colmatación. La tendencia actual sugiere que la última

opción será normalmente la elegida.


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CAPÍTULO 7. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PROPUESTO.

La corriente de aire contaminado se impulsa a un caudal volumétrico de 500

m3/h. En funcionamiento normal toda la corriente irá dirigida al biofiltro percolador y

será alimentada en la parte inferior del mismo. Al mismo tiempo, el medio es

alimentado a la columna en su parte superior donde, mediante un distribuidor de

líquido, desciende a lo largo de la misma. Este líquido se recoge en la parte inferior de

la columna debajo del relleno y es recirculado de nuevo a la parte superior de la misma

mediante una bomba. El aire tratado sale por la parte superior de la torre.

Durante el funcionamiento del biofiltro, existe un cierto nivel de líquido en el

fondo de la columna, el cual se recircula de nuevo a la misma. A lo largo de la

operación, el nivel irá descendiendo debido a pérdidas por evaporación hasta que no

quede nada que recircular. Antes de llegar a esta situación indeseable será necesario

alimentar medio de cultivo de nuevo a la columna, el cual se tomará desde un depósito

instalado para tal fin. El punto de inyección será en la propia tubería de recirculación.

Se instalará un sensor-transmisor de concentración de COVs a la salida del

biofiltro para comprobar que se está bajo los límites de emisión que la legislación

impone (TLV-TWA, ver tablas 8.1. y 8.2.). En el caso en que los que los niveles de

concentración de contaminantes a la salida estén por encima de los límites exigidos, lo

cual podría ocurrir en casos donde las concentraciones de contaminantes a la entrada

fuesen mucho más grandes que aquellas para las cuales el biofiltro ha sido diseñado

(picos de concentración en períodos de tiempo determinados), se enviará la mitad de

la alimentación a la columna de adsorción de carbón activado para así aumentar el

tiempo de residencia del aire en el biofiltro y aumentar su eficacia de nuevo.

Habrá un depósito de NaOH para alimentación al agua de recirculación del

biofiltro para cuando el pH disminuya a 5,8. También se instalará una tubería de

drenaje en la columna para casos en los que sea necesario deshacerse de líquido de

recirculación. Esto podría ser necesario en casos en los que el nivel de líquido en el

fondo de la columna superase su máximo establecido.


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Figura 7.1. Esquema general de la planta.


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CAPÍTULO 8. CONTAMINANTES.

8.1.-Acetona.

8.1.1.-Propiedades.

La acetona es una sustancia química que se encuentra naturalmente en el

medio ambiente y que también es producida en forma industrial. Se encuentra

normalmente en el cuerpo humano a bajas concentraciones como consecuencia de la

degradación de las grasas; el cuerpo la utiliza en procesos que crean azúcar y grasas.

Figura 7.1. Molécula de acetona

La siguiente tabla recoge algunas de las propiedades más importantes de la acetona.

Tabla 8.1. Propiedades de la acetona

PROPIEDAD INFORMACIÓN REFERENCIA

Peso molecular 58,08 Riddick et al. 1986

Estado físico Líquido HSDB 1992

Punto de fusión -93,35 ºC HSDB 1992

Punto de ebullición (a 1 atm) 56,2 ºC HSDB 1992

Densidad (a 20 ºC) 0,78998 g/mL Riddick et al. 1986

Umbral de detección:

Agua

Aire

100% detección

20 ppm (w/v) 13-20 ppm (v/v) 100-140 ppm

Amoore and Hautala 1983 Amoore and Hautala 1983 Hellman and Small 1974

Solubilidad

Agua a 20ºC

Disolventes orgánicos

Completamente miscible Soluble en benceno y etanol

HSDB 1992 HSDB 1992

Presión de vapor (a 20 ºC) 181,72 mmHg Riddick et al. 1986

Constante de Henry ( a 25 ºC) 4,26·10-5 atm·m3/mol Rathbun and Tai 1987

Temperatura de autoignición 465 ºC HSDB 1992

Punto de inflamación -20 ºC HSDB 1992

Límites de explosividad 2,6 - 12,8% en aire (v/v) HSDB 1992

Límites de inflamabilidad (en aire a 25 ºC)

2,15 - 13%

HSDB 1992

Factor de conversión (en aire a 25 ºC)

1 ppm = 2,374 mg/m3

HSDB 1992

Límites de exposición TLV-TWA: 500 ppm

TLV-STEL: 750 ppm

INSHT


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8.1.2.-Usos y aplicaciones.

El principal uso de la acetona es el de disolvente. De hecho, prácticamente una

tercera parte de toda la acetona que se produce en el mundo va destinada a este uso.

En laboratorios se utiliza para limpiar material y como reactivo en determinadas

reacciones orgánicas. También presenta usos domésticos tales como removedor de

esmalte de uñas y pegamento. En la industria se utiliza como reactivo en la producción

de metil metacrilato y bisfenol A.

8.1.3.-Fuentes.

La acetona entra al aire, al agua y al suelo como resultado de procesos

naturales y de la actividad humana. Esta sustancia química ocurre naturalmente en las

plantas, los árboles, los gases volcánicos y los incendios forestales. Las personas y los

animales exhalan la acetona producida por la degradación natural de la grasa del

cuerpo. También se libera la acetona durante su producción y uso, a través del humo

del tabaco y de los gases de los tubos de escape de los automóviles, de los vertederos

de basura y de la incineración de cierta clase de materiales de desecho. En el suelo, los

niveles de acetona aumentan debido principalmente a los desechos que contienen

esta sustancia química y que se entierran en vertederos de basura.

8.1.4.-Procesos que sufre a la entrada al medio ambiente.

La acetona está presente como gas en el aire. Algunas cantidades de acetona

en el aire se pierden cuando reaccionan con la luz solar y otras sustancias químicas. La

lluvia y la nieve también eliminan cantidades pequeñas de acetona de la atmósfera y

durante este proceso, la depositan en la tierra y el agua. En cualquier momento,

aproximadamente la mitad de la acetona presente en condiciones atmosféricas típicas

habrá desaparecido en 22 días. Los microorganismos en el agua eliminan algunas

cantidades de acetona de la misma. Ciertas cantidades de la acetona presente en el

agua se evaporarán al aire. Aproximadamente la mitad de la acetona que hay en una

corriente de agua será eliminada del agua en menos de un día. Los peces no acumulan

en sus cuerpos la acetona que hay en el agua. Los microorganismos presentes en el

suelo eliminan parte de esta sustancia química de los suelos. Ciertas cantidades

desaparecen del suelo debido a la evaporación. El agua de lluvia y la nieve derretida

disuelven la acetona y la transportan más profundamente desde el suelo hacia las

aguas subterráneas.

8.1.5.-Fuentes de exposición.

La exposición a la acetona puede deberse a la respiración del aire, toma de

agua y consumo de alimentos que contengan esta sustancia. También puede estar

expuesto por entrar en contacto con sustancias químicas utilizadas en el hogar que


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contienen acetona. Varios productos para el consumidor contienen acetona. Entre

estos productos se incluyen algunos removedores de esmalte de uñas, láminas de

madera prensada (aglomerados), algunos removedores de pintura, muchas ceras o

esmaltes líquidos o en pasta y ciertos detergentes o limpiadores. El contacto con el

alcohol isopropílico es una fuente de exposición a la acetona, ya que el organismo la

produce a partir del mismo.

Los niveles de acetona en el aire y el agua son generalmente bajos. Las

cantidades de acetona presentes en el aire de las ciudades son, por lo general,

mayores que en las áreas remotas y rurales. El nivel de acetona en el aire interior de

las casas es por lo general levemente mayor que en el aire exterior. Esto es debido al

uso de sustancias químicas para el hogar al interior de las viviendas. La acetona

presente en el agua potable es tan baja que sus niveles no han sido detectados en

muchas muestras.

Las personas que trabajan en ciertas industrias que procesan y usan acetona

pueden estar expuestas a niveles más altos que la población general. Estas industrias

incluyen ciertas fábricas de pinturas, plásticos, fibras artificiales y zapatos. Los pintores

profesionales y los limpiadores comerciales y del hogar también tienen la probabilidad

de respirar o tocar concentraciones de acetona mucho más altas que la población

general.

Como miembro del público en general, la exposición de acetona es mayor para

personas fumadoras, aquellas que utilizan removedor de esmalte de uñas, personas

que viven cerca de vertederos, aquellas que viven cerca de calles congestionadas

(debido a que los gases de escape de los automóviles contienen acetona) u otras

instalaciones industriales tales como incineradores. La exposición proveniente de estas

fuentes se dará principalmente por respirar aire que contiene acetona o por entrar en

contacto con esta sustancia a través de la piel.

8.1.6.-Efectos sobre la salud.

El torrente sanguíneo absorbe la acetona rápida y completamente a través de

los pulmones y el estómago. El torrente sanguíneo también puede absorber la acetona

de la piel, pero en forma menos rápida que lo hace desde los pulmones y el estómago.

La sangre transporta la acetona a todos los órganos del cuerpo, pero no permanece ahí

durante mucho tiempo. El hígado degrada la acetona en sustancias químicas que no

son perjudiciales. El cuerpo utiliza estas sustancias químicas para producir glucosa

(azúcar) y grasas que generan energía para realizar las funciones normales del cuerpo.

No toda la acetona que entra al cuerpo proveniente de fuentes exteriores se

degrada. Las cantidades que no son degradadas salen del cuerpo principalmente en el

aire que se exhala. Solamente una pequeña cantidad de acetona que no se degrada


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sale del cuerpo a través de la orina. La acetona que no se utiliza para producir azúcar

sale del cuerpo en unos cuantos días a través de la orina y del aire exhalado. La

cantidad de acetona que entra y sale del cuerpo depende de la cantidad y duración de

la exposición. La acetona saldrá más lentamente del cuerpo entre mayor sea la

concentración de acetona y la duración de la exposición, pero casi toda la acetona

saldrá del cuerpo en un lapso de 3 días después de acabarse la exposición.

La mayor parte de la información sobre la forma en que la acetona afecta a la

salud humana proviene de exámenes médicos realizados a los trabajadores durante un

solo día laboral; de experimentos de laboratorio realizados en seres humanos

expuestos a la acetona en el aire durante unos cuantos días; y de los casos de personas

que han ingerido pegamento a base de acetona o removedor de esmalte de uñas. Los

resultados demuestran la peligrosidad que esta sustancia puede entrañar a la salud

humana a la hora de largas exposiciones a altas concentraciones. La siguiente tabla

recoge los efectos perjudiciales encontrados en personas expuestas a la acetona.

Tabla 8.2. Efectos de la acetona sobre la salud

A corto plazo A largo plazo

Irritación de mucosas, ojos y nariz.

Eritemas.

Lesiones transitorias de córnea.

Náuseas y vómitos.

Mareos.

Dolor de cabeza.

Opresión en el pecho.

Inquietud.

Pérdida de la conciencia

8.2.-Estireno.

8.2.1.-Propiedades.

El estireno es un líquido incoloro de olor dulce que se evapora fácilmente. A

menudo contiene otras sustancias químicas que le otorgan un olor penetrante

desagradable.

Figura 8.2. Molécula de estireno


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En la siguiente tabla se recogen las propiedades más importantes de esta sustancia.

Tabla 8.3. Propiedades del estireno

PROPIEDAD INFORMACIÓN REFERENCIA

Peso molecular 104,15 HSDB 1992

Estado físico Líquido HSDB 1992

Punto de fusión -31 ºC HSDB 1992

Punto de ebullición (a 1 atm) 145 HSDB 1992

Densidad (a 20 ºC) 0,9060 g/mL HSDB 1992

Olor Aromático HSDB 1992

Umbral de detección:

Agua

Aire

100% detección

0,73 ppm 0,047 ppm 0,15 - 25 ppm

HSDB 1992 HSDB 1992 HSDB 1992

Solubilidad

Agua a 25ºC

Disolventes orgánicos

310 mg/L Tolueno, etanol, n-heptano, tetracloruro de carbono...

HSDB 1992 HSDB 1992

Presión de vapor (a 20 ºC) 5 mmHg HSDB 1992

Constante de Henry ( a 25 ºC) 0,00275 atm·m3/mol HSDB 1992

Temperatura de autoignición 490 ºC HSDB 1992

Punto de inflamación 34,4 ºC HSDB 1992

Límites de explosividad 1,1 - 6,1% HSDB 1992

Límites de inflamabilidad (en aire a 25 ºC)

0,9 - 6,8%

HSDB 1992

Factor de conversión (en aire a 25 ºC)

1 ppm = 4,26 mg/m3

HSDB 1992

Límites de exposición TLV-TWA: 20 ppm

TLV-STEL: 40 ppm

INSHT

8.2.2.-Usos y aplicaciones.

El estireno se usa extensamente en la manufactura de plásticos y caucho. Entre

los productos que contienen estireno se incluyen material aislante, fibra de vidrio,

cañerías de plástico, partes de automóviles, zapatos, copas para beber y envases para

alimentos y el reverso de alfombras. La mayoría de estos productos contienen

moléculas de estireno unidas formando cadenas largas (poliestireno) como también

estireno sin formar cadenas.

8.2.3.-Fuentes.

Aparte del estireno producido industrialmente, también se encuentran

cantidades pequeñas de estireno en forma natural en una variedad de alimentos tales

como frutas, hortalizas, nueces, bebidas y carnes. Además, cantidades pequeñas de

estireno pueden ser transferidas a los alimentos desde material para empacar

fabricado en base a esta sustancia.


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8.2.4.-Procesos que sufre a la entrada al medio ambiente.

El estireno se puede encontrar en el aire, el agua y el suelo luego de ser

liberado durante la manufactura, uso y disposición de productos que lo contienen. En

el aire, es degradado rápidamente, generalmente en 1 ó 2 días. Se evapora desde

suelos poco profundos y desde agua de superficie. El estireno que permanece en el

suelo o el agua puede ser degradado por bacterias u otros microorganismos.

8.2.5.-Fuentes de exposición.

La exposición al estireno puede darse mediante cualquiera de las siguientes

situaciones:

Respirando aire puertas adentro contaminado con vapores de estireno

que provienen de materiales de construcción, humo de cigarrillo o del

uso de máquinas fotocopiadoras.

Respirando gases del tubo de escape de automóviles.

Respirando aire contaminado en el trabajo o a través de contacto de la

piel con estireno líquido y resinas.

Tomando agua contaminada o bañándose en ella

Viviendo cerca de industrias o de sitios de desechos peligrosos.

Fumando cigarrillos o comiendo alimentos empacados en envases de

poliestireno

8.2.6.-Efectos sobre la salud.

Respirar niveles altos de estireno (más de 1000 veces más altos que los que se

encuentran normalmente en el ambiente), puede afectar el sistema nervioso y causar

alteraciones tales como fatiga, sensación de embriaguez, reacciones lentas, dificultad

para concentrarse y alteraciones del equilibrio y de la visión de color.

En animales expuestos a niveles muy altos de estireno se ha observado pérdida

de la audición. En animales expuestos a niveles altos de estireno también se han

observado alteraciones en el interior de la nariz y daño del hígado; sin embargo, los

animales parecen ser más sensibles a estos efectos que los seres humanos.

La tabla 8.4. recoge los efectos que esta sustancia tiene sobre la salud de las

personas.


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Tabla 8.4. Efectos del estireno sobre la salud.

A corto plazo A largo plazo

Irritación de mucosas y ojos.

Desórdenes gastrointestinales.

Debilidad.

Dolor de cabeza.

Depresión.

Pérdida de capacidad auditiva.

Patologías neurológicas crónicas.

Problemas respiratorios.


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CAPÍTULO 9. MATERIAS PRIMAS.

9.1.-Características del aire a tratar.

Las características del aire contaminado a tratar son las siguientes:

Caudal volumétrico (a 20ºC y 1 atm): 500 m3/h.

Concentración de acetona: 50 mg/m3 aire.

Concentración de estireno: 250 mg/m3 aire.

Temperatura media: 20ºC

Presión: 1 atm.

Densidad: 1,2 kg/m3.

Humedad relativa media: 60%.

Viscosidad: 1,8·10-5 kg·m-1·s-1.

Peso molecular promedio: 29 g/mol.

9.2.-Material de relleno.

El material de relleno que se utilizará es el anillo Pall de polipropileno de

tamaño 5 cm. Se ha elegido este tipo de relleno puesto que fue el utilizado en la

experiencia en la cual el diseño del biofiltro se basa (Gerrard et al. 2010).

Figura 9.1 Anillos Pall de polipropileno.

Este material, ampliamente utilizado en procesos de absorción, elimina los

defectos de los anillos Rasching en cuanto a eficacia gracias a su forma y geometría.

Además, el polipropileno es resistente a las soluciones acuosas de sales inorgánicas, así

como a casi todas las bases y ácidos inorgánicos, incluso a altas concentraciones y

temperaturas superiores a los 60ºC.


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9.3.-Inóculo.

El microorganismo que lleva a cabo la biodegradación es el hongo Sporothrix

variecibatus. La eficacia de este microorganismo en la degradación de acetona y

estireno ha sido probada (Rene et al. 2010).

Figura 9.2. Micrografía de Sporothrix variecibatus adherido a un soporte de perlita.

La cepa se obtendrá de un biofiltro de laboratorio.

9.4.-Medio de cultivo.

La composición del medio de cultivo necesaria para el desarrollo del Sporothrix

variecibatus es la siguiente (Rene et al. 2010):

Tabla 9.1. Composición del medio de cultivo.

COMPUESTO CONCENTRACIÓN (g·L-1) CONCENTRACIÓN (mol·L-1)

KH2PO4 4,5 3,30·10-2

K2HPO4 0,5 2,87·10-3

NH4Cl 2 3,37·10-2

MgSO4·7H2O 0,1 4,06·10-4

El pH de esta solución es de 5,9 y debe mantenerse en ese valor.


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CAPÍTULO 10. EQUIPOS, RED DE TUBERÍAS Y

ACCESORIOS.

10.1.-Biofiltro percolador.

El biofiltro percolador es el corazón de la planta, ya que es el equipo que realiza

el tratamiento de la corriente de aire contaminado. En el Anexo III se encuentran los

cálculos y consideraciones realizadas en el diseño del mismo.

El material de construcción es el poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV).

Consiste en una torre cilíndrica de 5 mm de espesor con fondo plano y techo

toriesférico. Dispone de las siguientes bridas en la carcasa:

Dos bocas de hombre de DN 400 mm para introducción y descarga del material

de relleno.

Una brida de conexión de DN 5'' para conexión con la tubería de aire

contaminado.

Tres bridas de DN 1,25'' para conexión con tuberías de recirculación y drenaje.

Una brida de DN 3/4'' para la inserción del transmisor de pH.

Tres bridas de DN 1'' para la inserción de los transmisores de nivel.

Una brida de DN 3/8'' para conexión con la tubería de NaOH.

En el interior existe un plato de soporte para el lecho de partículas, un

distribuidor de líquido para el medio de cultivo entrante y un separador de gota. En los

planos 1 y 2 se aprecia el aspecto de la columna, detallándose todas las medidas

necesarias para la construcción.

10.2.-Soplante.

Es el equipo encargado de impulsar el aire al biofiltro y, en su caso, al equipo de

adsorción. Los cálculos realizados para su elección se encuentran en el Anexo VIII. El

equipo elegido tiene las siguientes características.


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Figura 10.1. Soplante.

Empresa proveedora Air control industries

Modelo Multistage MS11/168

Tipo de motor Inducción

Presión estática máxima 5900 Pa

Caudal volumétrico máximo 730 m3/h

Potencia 0,5 CV

Peso 15 kg.

10.3.-Bombas.

Se dispondrán dos bombas centrífugas para la impulsión de medio de

recirculación y auxiliar. Para la inyección de NaOH para regulación del pH se utilizará

una bomba dosificadora electromecánica de pistón. Los cálculos realizados para la

elección de las mismas se encuentran en el Anexo IX. Algunas de las características de

las bombas elegidas son las siguientes.

BOMBA DE MEDIO DE CULTIVO AUXILIAR

Empresa proveedora Salvador Escoda S.A.

Modelo EB 20 144 CEA 210/3

Material Acero INOX

Presión máxima de trabajo 8 bar

Temperatura de trabajo -10 a 80ºC

Caudal máximo 18 m3/h

Altura máxima de impulsión 21,5 m

Potencia 1,5 CV


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Figura 10.2. Bomba centrífuga para el medio de cultivo auxiliar.

BOMBA DE RECIRCULACIÓN

Empresa proveedora Salvador Escoda S.A.

Modelo EB 10 002 MS 07

Material Acero INOX

Máxima aspiración 7 m.c.a.

Temperatura de trabajo -10 a 80ºC

Caudal máximo 4,8 m3/h

Potencia 0,7 CV

Figura 10.3. Bomba para recirculación de medio de cultivo.

BOMBA DOSIFICADORA DE NaOH

Empresa proveedora DOSIM

Modelo BM

Tipo de bomba Bomba electromecánica de pistón

Carrera 10

Pistón 10

Material PVC

Caudal máximo 2,8 L/h

Conexiones PVC Brida 3/8"


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Figura 10.4. Bomba dosificadora de NaOH.

10.4.-Columna de adsorción por carbón activado.

En el anexo V se encuentra la estimación de la cantidad de carbón y

dimensiones necesarias de la columna de adsorción para una operación

ininterrumpida durante dos meses. Las principales características del modelo elegido

(figura 10.5.) se encuentran en la siguiente tabla.

Modelo G-6

Empresa Carbtrol®

Equipo Adsorbedor de vapores por carbón activo

Flujo máximo permitido 1020 m3/h

Cantidad de carbón 906 kg

Diámetro 1,156 m

Altura 2,235 m

Material de construcción Acero suave con recubrimiento hepóxico

Peso 1214 kg


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Figura 10.5. Sistema de adsorción por carbón activado.

10.5.-Depósitos auxiliares.

En la planta se instalarán dos depósitos auxiliares para el almacenamiento de

medio de cultivo auxiliar para el control de nivel y NaOH para el control del pH en el

biofiltro. Se ha elegido un modelo de depósito de la empresa AIQSA (figura 10.6.).

Figura 10.6. Depósitos auxiliares.


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Se pedirán dos depósitos con las características especificadas en la siguiente tabla:

CARACTERÍSTICAS DEPÓSITO DE MEDIO DE CULTIVO

DEPÓSITO DE NaOH

Modelo Depósitos tipo A-PP

Material Polipropileno PPH

Capacidad 1000 L 140 L

Altura 1500 mm 750 mm

Diámetro 955 mm 488 mm

Elementos opcionales Brida para unión con la tubería de succión (DN = 2").

Brida para la inserción del sensor de nivel (DN 1").

Agitador mecánico.

Brida para unión con la tubería de succión (DN = 1/2").

Brida para la inserción del sensor de nivel (DN 1").

10.6.-Tuberías y accesorios.

En la planta existen cuatro redes de tuberías (Figura 10.7.).

1. Tuberías para la conducción del aire.

2. Tuberías para la conducción del medio de cultivo de recirculación y auxiliar.

3. Tubería para la dosificación del NaOH.

4. Tubería para el drenaje.

Figura 10.7. Esquema de la red de tuberías.


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Las características de las tuberías de cada red vienen dadas en la siguiente tabla:

CARACTERÍSTICAS RED MEDIO DE CULTIVO RED AIRE

Material PVC PVC

Cédula 80 80

Diámetro nominal 1,25'' 5''

Accesorios Un codo PVC 45º de unión roscada (DN 1,25'').

Una té 90º PVC de unión roscada (DN 1,25'').

Una Té 90º PVC de unión roscada (DN 5'').

CARACTERÍSTICAS DOSIFICACIÓN DE NaOH DRENAJE

Material PVC PVC

Cédula 80 80

Diámetro nominal 3/8'' 1,25''

Figura 10.8. Codo de 45º y té de 90º.

10.7.-Válvulas.

En la tubería que conduce el medio auxiliar desde el depósito hasta su unión

con la tubería de recirculación se instalará una válvula antirretorno.

Figura 10.9. Válvula antirretorno.


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En las tuberías que conducen el aire a los equipos se instalarán dos válvulas de

mariposa motorizadas, una para la entrada del aire en el biofiltro y otra para la entrada

en la columna de adsorción.

Figura 10.10. Válvula de mariposa motorizada.

En la tubería de drenaje se instalará una válvula de solenoide normalmente

cerrada como la que se muestra en la figura 10.11.

Figura 10.11. Válvula de solenoide.

La siguiente tabla muestra algunas de las características de las válvulas elegidas.

CARACTERÍSTICAS TUBERÍA MEDIO DE CULTIVO

AUXILIAR

TUBERÍA DE AIRE TUBERÍA DE DRENAJE

Tipo de válvula Válvula antirretorno

Válvula de mariposa

motorizada

Válvula de solenoide

normalmente cerrada.

Empresa AIQSA Salvador Escoda AIQSA

Diámetro nominal 1,25'' 5'' 1,25"

Tipo de unión Roscada Brida Roscada

Material PVC Hierro PVC


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CAPÍTULO 11. SISTEMA DE CONTROL Y DISPOSITIVOS DE

MEDICIÓN.

11.1.-Variables en el proceso y estrategia de control.

En el proceso existen nueve variables a medir:

1. Caudal de aire a la entrada.

2. Caudal de aire dirigido a la columna de adsorción.

3. Caudal de recirculación.

4. Nivel de líquido en el biofiltro.

5. Nivel de líquido en el depósito auxiliar.

6. Nivel de líquido en el depósito de NaOH.

7. pH del líquido en el biofiltro.

8. Concentración de contaminantes a la entrada.

9. Concentración de contaminantes a la salida.

Las variables a controlar en el proceso son:

Nivel de líquido en el biofiltro.

pH en el líquido del biofiltro.

Concentración de contaminantes a la salida.

Nivel de líquido en el depósito auxiliar.

Nivel de líquido en el depósito de NaOH.

El control de las tres primeras variables citadas se realizará de forma

automática, de forma que en situación normal no tendrá que intervenir ningún

operario. Para ello se dispondrá de un PLC (controlador lógico programable, por sus

siglas en inglés) en la planta. El PLC es un ordenador que se utiliza para la

automatización de procesos electromecánicos en industrias. El funcionamiento es muy

sencillo. El PLC recibe las señales provenientes de los sensores-transmisores instalados

para medir las variables determinadas. El ordenador llevará programado unos

algoritmos determinados para cada entrada que reciba según los cuales emitirá

señales de salida proporcionales que llegarán a los actuadores para mantener la

variable controlada en el valor deseado.


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11.2.-Variables a controlar de forma automática.

11.2.1-Control del pH.

La biodegradación de acetona y estireno da productos que provocan el

descenso del pH en el agua de recirculación, principalmente HCl. El microorganismo

responsable de la biodegradación desarrolla su máxima actividad a un pH de 5,9 (valor

del pH del medio de cultivo). Se trabajará a pH constante en un rango de 5,8 a 6.

Para el control automático del pH en el medio de recirculación, se colocará un

transmisor de pH en el fondo del biofiltro. El PLC llevará programado un algoritmo de

control tal que si el pH desciende a 5,8 emitirá una señal eléctrica y provocará el

encendido de la bomba de NaOH. Cuando el pH vuelva a su valor de consigna (pH = 6)

el PLC provocará el apagado de la bomba. Si el pH subiera a más de 6, lo cual ocurriría

tras una adición de NaOH excesiva, se encendería la bomba de drenaje para eliminar

líquido, el cual sería remplazado con medio de cultivo del depósito auxiliar, con el

correspondiente descenso del pH en el líquido.

Algunas especificaciones del transmisor de pH elegido (figura 11.1.) son las

siguientes:

Modelo PHETX-610

Empresa OMEGA

Salida analógica 4 - 20 mA

Rango 0 a 14 pH

Sensibilidad 0,001 pH

Longitud de sonda 7/8'' a 5''

Máxima velocidad de líquido a medir 3 m/s

Rosca de conexión 3/4'' NPT

Figura 11.1. Transmisor de pH PHETX-610.


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11.2.2-Control del nivel de líquido en el fondo de la columna..

Se prevé que el nivel de líquido en el fondo de la columna descienda a

consecuencia de las pérdidas por evaporación. Será necesario, por tanto, una

reposición periódica de medio de cultivo para mantener el nivel en los valores

adecuados. Para la reposición se utilizará medio de cultivo del depósito auxiliar, el cual

se alimentará al sistema en la parte superior de la tubería de recirculación a un caudal

de 16,5 m3/h (sección A.4.3.).

Se instalará un sensor de nivel de flotador (figura 11.2.) en el fondo de la

columna. Se han establecido distintos niveles admisibles para el líquido.

1. Nivel mínimo: 25 cm sobre el fondo.

2. Nivel de trabajo.: 40 cm sobre el fondo.

3. Nivel máximo: 55 cm sobre el fondo.

Cuando el nivel de líquido llegue a 25 cm se encenderá la bomba de medio de

cultivo auxiliar para el rellenado del fondo. Se apagará la misma cuando se alcance el

nivel de trabajo de nuevo. Si el nivel subiera por hasta 55 cm se abriría el drenaje hasta

alcanzar de nuevo los 40 cm.

Algunas especificaciones del sensor elegido se citan a continuación:

Modelo NFA-150-150 Empresa Maikontrol

Tipo de sensor Sensor de nivel de flotador acodado Tensión 175 V DC / AC (pico) Potencia 20 W

Temperatura -20 a 130ºC Densidad 0,75 g/cm3 Material Aluminio

Conexión a proceso Brida DN 1''


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Figura 11.2. Sensor de nivel NFA-150-150.

11.2.3.-Control de la concentración de contaminantes a la salida.

La legislación vigente a la fecha de realización del presente proyecto establece

que los valores de emisión de acetona y estireno a la salida del proceso deben

mantenerse por debajo de 500 y 20 ppm, respectivamente.

Se situarán tres transmisores de concentración de compuestos orgánicos

volátiles (figura 11.3.): uno a la entrada del aire en el proceso para saber las

concentraciones que entran, y los otros dos en las tuberías de salida de cada equipo

para conocer cuánto contaminación se está emitiendo. Algunas especificaciones del

transmisor elegido se citan a continuación:

Modelo RAEGuard PID

Empresa Sensotran

Alimentación 9 - 36 VDC máx. 125 mA a 24 V


Tiempo de respuesta (t90) 40 segundos a 90% de lectura usando isobutileno

Temperatura -20 a 55ºC

Humedad 0 a 95% de humedad relativa (sin condensación).

Contacto seco Máx. 30 V, 2 A.

Tamaño 5'' L x 5'' An x 4,5'' Al.

Peso 2,5 kg.

Montaje 2 orificios de 5,25'' de centro a centro.


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Figura 11.3. Sensor de concentración de COVs.

En el funcionamiento normal de la planta, todo el caudal de aire contaminado

irá dirigido a la columna de biofiltración. No obstante, en el caso de que en algún

momento la concentración de contaminantes a la salida del biofiltro superase los

límites establecidos, el PLC provocará la apertura de la electroválvula de la tubería

dirigida a la columna de adsorción para dividir la alimentación entre los dos equipos.

11.3.-Variables a controlar de forma manual.

Los niveles de líquido en los depósitos de medio de cultivo y NaOH se

mantendrán en valores adecuados de forma manual. Se instalarán sensores de nivel en

cada depósito como el mostrado en la figura 11.2. Cuando el nivel de líquido en los

depósitos descienda a 20 cm, eso quedará registrado en el PLC y se verá reflejado en el

cuadro de control de la planta en forma de alarma. Los operarios de la planta se

encargarán entonces de recargar los depósitos.

11.4.-Medición de caudales.

En la planta existen tres medidores de caudales: dos para medir el caudal de

gas que entra en cada equipo y una para medir el caudal de recirculación.

11.4.1.-Medición de caudal de aire.

Para el caso de medición de caudales de gases, los caudalímetros más utilizados

en la industria son los térmicos. Algunas de las características del modelo elegido

(figura 11.4.) se citan a continuación:


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Modelo t-mass 65I

Empresa Endress + Hauser

Rango 29 a 2900 Nm3/h

Conexión Brida DN 5''

Fuente de alimentación 18 a 30 V


Figura 11.4. Medidor térmico del caudal de aire.

11.4.2.-Medición de caudal de medio de cultivo.

En este caso se ha elegido un medidor de presión diferencial. Algunas

especificaciones del caudalímetro (figura 11.5.) son:

Modelo DO65F40

Empresa Endress + Hauser

Presión máxima 420 bar

Conexión Brida DN 1,25''


Pérdida de presión Despreciable


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Figura 11.5. Medidor de caudal para el medio de cultivo.

11.5.-Variador de frecuencia para la soplante.

Se instalará un variador de frecuencia para regular el caudal de aire entrante.

Algunas especificaciones del variador de frecuencia elegido (figura 11.6.) son las

siguientes:

Modelo 6SL3211-0AB13-7UA0

Empresa SIEMENS

Potencia del motor 0,5 CV

Corriente de entrada (A) 6,2

Corriente de salida (A) 2,3


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Figura 11.6. Variador de frecuencia.

11.6.-Elección del PLC.

Para la elección del PLC adecuado para llevar a cabo el control del sistema es

necesario conocer cuántas entradas analógicas van a entrar en el ordenador y cuántas

digitales tienen que salir del mismo. La tabla 11.1 resume el número de entradas

analógicas y salidas digitales en el proceso.

Tabla 11.1. Salidas digitales y entradas analógicas en el proceso.

CONTROL pH Nivel en el biofiltro Concentración

Número de transmisores

implicados

1 1 3

Señales analógicas al PLC

1 1 3

Señales digitales emitidas por el PLC

1 2 2

Elementos sobre los que actúa la

señal emitida por el PLC

Bomba de NaOH Bomba de medio auxiliar y bomba de

drenaje

Electroválvulas


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VARIABLE MEDIDA.

Caudal de aire. Caudal de recirculación.

Nivel en depósito auxiliar.

Nivel en depósito de

NaOH.

Número de transmisores implicados.

2 1 1 1

Señales analógicas al

PLC.

2 1 1 1

Total señales analógicas al PLC Total señales digitales emitidas por el PLC

10 5

Teniendo en cuenta los estos requerimientos se ha elegido un PLC (figura 11.6.)

del cual se listan algunas especificaciones a continuación:

Modelo SIMATIC S7-200

Empresa Siemens

CPU 222'

Entrada/salidas digitales/nº de canales vía módulos de ampliación

48/46/94

Entradas/salidas analógicas/nº de canales vía módulos de ampliación

16/8/16

Memoria de programas 4 kbytes

Memoria de datos 2 kbytes

Dimensiones (Largo x alto x ancho) 90 x 80 x 62 mm

Alimentación 24 V DC

Figura 11.6. PLC Simatic S7-200.


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11.7.-Casuística de control de la planta.

La tabla 11.2 resume las posibles situaciones que pueden darse en la planta en

cuanto al funcionamiento y control automático. Es importante resaltar que el control

automático estará sujeto a aquellos cambios que el jefe de planta crea conveniente a

fin de mejorar el funcionamiento de la planta. La tabla que se presenta resume las

situaciones más probables que pueden ocurrir en el proceso diseñado, teniendo en

cuenta las características del mismo. No obstante, no será hasta la puesta en práctica

de la planta, análisis de funcionamiento y experiencia en la misma cuando se

identifiquen las situaciones y problemas más frecuentes que pudiesen llevar a cambios

en el sistema de control.

Tabla 11.2. Situaciones probables en el funcionamiento y control de la planta.

SITUACIÓN ACCIÓN AUTOMÁTICA DEL SISTEMA DE CONTROL

ACTUACIÓN DEL PERSONAL DE LA PLANTA

El transmisor CT2 registra una concentración mayor a

20 ppm.

Apertura de la electroválvula EV2.

El transmisor CT2 registra una concentración menor

a 20 ppm durante 30 minutos, estando la válvula

EV2 abierta.

Cierre de la válvula EV2.

El transmisor de concentración CT2 registra una concentración mayor a 20 ppm, estando la válvula

EV2 abierta.

Cierre de la válvula EV1. Alarma.

Inspección de la columna de biofiltración para

determinar las causas de su mal funcionamiento.

El transmisor de nivel LT1 registra una capacitancia indicante de un nivel de

líquido 25 cm

Encendido de la bomba de medio auxiliar.

El transmisor de nivel LT1 registra un nivel de 40 cm

cuando la bomba de medio auxiliar está en

funcionamiento.

Apagado de la bomba de medio auxiliar.

El transmisor de nivel LT1 registra un nivel de líquido

de 55 cm.

Apertura de la bomba de drenaje.


2012



estando la bomba de drenaje en

funcionamiento.

Apagado de la bomba de drenaje.

El transmisor de pH registra un valor de 5,8

Encendido de la bomba de NaOH.

El transmisor de pH registra un valor de 6 estando la bomba de

NaOH en funcionamiento.

Apagado de la bomba de NaOH.

El transmisor de pH registra un valor mayor a

6.

Encendido de las bomba de drenaje medio de

cultivo.

El transmisor de pH vuelve a registrar un valor de 6, estando las bombas de

drenaje y medio de cultivo en funcionamiento.

Apagado de las bombas de drenaje y medio de cultivo.


en el depósito.

Alarma. Rellenado manual del depósito.


en el depósito.

Alarma. Rellenado manual del depósito.


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Figura 11.7. Diagrama esquemático de control de la planta.


2012


CAPÍTULO 12. SEGURIDAD E HIGIENE EN PLANTA.

El trabajo, como toda actividad humana, es una fuente de riesgos somáticos y

psíquicos. Debido a que se dedica al mismo una gran parte de la vida, es natural que

influya sobre la salud. Al ser el trabajador un ser humano, integrante de una sociedad

organizada y no sólo un factor de producción, existen razones de diversa índole que

obligan a vigilar su salud. No sólo razones éticas, morales y humanas, sino también

legales e incluso económicas.

En el presente capítulo se identifican los riesgos a los que los trabajadores

están expuestos por la presencia y funcionamiento de la planta diseñada. Se cita la

legislación vigente a cumplir en términos de prevención de riesgos laborales y se dan

las normas y procedimientos generales que deben ponerse en práctica durante el

funcionamiento de la planta. Es importante resaltar que será en última instancia el

director del Departamento de Seguridad de la propia fábrica en donde ésta planta sea

instalada, el responsable de planificar, poner en práctica, verificar y tomar las

decisiones pertinentes en cuanto a la seguridad de los trabajadores. Todo lo que en

éste capítulo se incluye son generalidades obtenidas de las leyes.

12.1.-Disposiciones generales de seguridad.

A fecha de la realización del presente proyecto, la normativa a aplicar para

velar por la salud y seguridad de los trabajadores es la "Ley 31/1995, de 8 de

noviembre, de Prevención de Riesgos Laborales". Asimismo, a partir de esta ley se

derivan una serie de normas reglamentarias que establecen las medidas mínimas que

deben adoptarse para la adecuada protección de los trabajadores. Estas normas

vienen recogidas en forma de Reales Decretos.

La Ley establece deberes para los jefes de personal, trabajadores y terceros. De

forma general, para los jefes de personal existen las siguientes obligaciones:

Todos los jefes de personal que sean legalmente responsables de la provisión y

conservación de los lugares de trabajo deberán asegurar que ellos estén

construidos, equipados, instalados, explotados y dirigidos de tal manera que

suministren una razonada y adecuada protección a sus trabajadores contra

accidentes y daños a la salud.

Tomarán las medidas para asegurar que los trabajadores reciban las

instrucciones apropiadas referentes a los riesgos de sus ocupaciones

respectivas y las precauciones necesarias para evitar accidentes y daños a la

salud.

Señalar a los trabajadores los riesgos a los cuales puedan estar expuestos.


2012


Con una semana de antelación al comienzo de los trabajos de un

establecimiento industrial, el jefe de personal notificará a la dirección de la

planta el comienzo de las operaciones en dicho establecimiento. Dicha

notificación contendrá una descripción del trabajo que se ha de realizar en el

establecimiento industrial. La dirección de la planta será debidamente

notificada siempre que cambie la naturaleza del trabajo en el establecimiento

industrial.

En todos los locales de trabajo se colocarán avisos indicando los deberes de los

jefes de personal y trabajadores con respecto a las condiciones de seguridad e

higiene, de manera que todos los trabajadores puedan tener conocimiento de

ello.

Se dispondrá de señales visuales y distintivas para indicar todos aquellos

lugares donde pueda haber peligro.

En cuanto a los trabajadores:

Todo empleado deberá cooperar con el jefe de personal en el cumplimiento de

las disposiciones generales de seguridad.

Todo empleado pondrá inmediatamente remedio o informará seguidamente al

jefe de personal o al capataz de cualquier defecto que observe en la fábrica o

en los aparatos allí utilizados.

Todo empleado hará uso de todos los resguardos, dispositivos de seguridad o

demás aparatos proporcionados para su protección, o la de otras personas y

obedecerá todas las instrucciones sobre seguridad procedentes o aprobadas

por la dirección de la planta relacionadas con su trabajo.

Ningún empleado intervendrá, cambiará, desplazará, dañará o destruirá los

dispositivos de seguridad o demás aparatos proporcionados para su protección,

o la de otras personas, y acatará los métodos o procedimientos adoptados con

el fin de reducir al mínimo los riesgos inherentes a su ocupación, salvo cuando

le sea ordenado por el jefe de personal o por su capataz responsable.

Los deberes generales de las terceras personas vienen recogidos en los siguientes

puntos:

Los contratistas, arquitectos o individuos que construyan o renueven edificios

que vayan a usarse como lugares de trabajo cumplirán con las disposiciones

generales de seguridad.

Los constructores, fabricantes o vendedores cumplirán con las disposiciones

generales de seguridad en lo referente a la protección de máquinas, aparatos y

recipientes, así como también al empaquetamiento y al marcado de sustancias

inflamables, explosivas o tóxicas.


2012


12.2.-Riesgos específicos.

En la planta diseñada en el presente proyecto, existen riesgos para los

trabajadores relacionados con la exposición a agentes químicos y biológicos,

exposición al ruido, riesgo eléctrico y riesgo de incendio. Existen normativas específicas

basadas en la Ley 31/1995 que establecen las medidas a adoptar para la protección de

los trabajadores ante los riesgos mencionados.

12.2.1.-Riesgo relacionado con la exposición a agentes biológicos.

Como ya se indicó en el apartado 9.3, el microorganismo a utilizar en el proceso

de biofiltración es el hongo Sporothrix variecibatus.

La normativa vigente a aplicar a fecha de octubre de 2012 es el "Real Decreto

664/1997, de 12 de mayo, sobre la protección de los trabajadores contra los riesgos

relacionados con la exposición a agentes biológicos durante el trabajo". En este

documento se define el concepto de agentes biológicos como "microorganismos, con

inclusión de los genéticamente modificados, cultivos celulares y endoparásitos

humanos, susceptibles de originar cualquier tipo de infección, alergia o toxicidad". Se

clasifican en cuatro grandes grupos en función del riesgo de infección (Artículo 3):

Agente biológico del grupo 1: aquél que resulta poco probable de causar

enfermedad en el hombre.

Agente biológico del grupo 2: aquel que puede causar una enfermedad en el

hombre y puede suponer un peligro para los trabajadores, siendo poco

probable que se propague a la colectividad y existiendo generalmente

tratamiento eficaz.

Agente biológico del grupo 3: aquél que puede causar una enfermedad grave

en el hombre y presenta un serio peligro para los trabajadores, con riesgo de

que se propague a la colectividad y existiendo generalmente tratamiento

eficaz.

Agente biológico del grupo 4: aquel que causando una enfermedad grave en el

hombre supone un serio peligro para los trabajadores, con muchas

probabilidades de que se propague a la colectividad y sin que exista

generalmente un tratamiento eficaz.

El Sporothrix variecibatus no se incluye en los grupos 2, 3 ni 4 que aparece en el

Anexo II del RD. Esto no incluye su automática clasificación en el grupo 1, no obstante,

hay constancia de estudios de biofiltración realizados con este hongo sin registrarse

problemas de salud (Rene et al. 2010, Rene et al. 2011). De esta forma, considerándolo

perteneciente al grupo 1, el RD establece que en cuanto a las "medidas de contención


2012


y a los niveles de contención para procesos industriales", "se observarán los principios

de correcta seguridad e higiene profesional" (Anexo V).

De forma general, estará prohibido comer, beber, fumar y almacenar alimentos

u otros productos de consumo humano en el local de trabajo, salvo en lugares

específicamente preparados para ello. El trabajador se lavará las manos después del

contacto con animales o materiales y siempre antes de abandonar el puesto de

trabajo. Está recomendada la utilización de monos de trabajo para prevenir la

contaminación o suciedad de las prendas de la calle. Se comprobará periódicamente

que no se han modificado las condiciones de exposición y que, por lo tanto, la

evaluación de riesgos realizada siendo válida.

Las instalaciones dispondrán de retretes y cuartos de aseo adecuados para el

uso de los trabajadores, que incluyan productos para la limpieza ocular y antisépticos

para la piel. Asimismo, se habilitará un lugar determinado para el almacenamiento

adecuado de los equipos de protección y verificar que se limpian y se comprueba su

buen funcionamiento, si fuera posible con anterioridad y, en todo caso, después de

cada utilización, reparando o sustituyendo los equipos defectuosos antes de un nuevo

uso.

Al salir de la zona de trabajo, los trabajadores se quitarán las ropas de trabajo y

los equipos de protección personal que puedan estar contaminados por agentes

biológicos y los guardarán en el lugar dispuesto a tal efecto, que no contendrá otras

prendas, En la misma, se procederá al lavado, descontaminación y, en caso necesario,

destrucción de la ropa de trabajo y los equipos de protección allí depositados, sin que

estos elementos abandonen las instalaciones sin estar debidamente empaquetados.

Será necesario hacer exámenes médicos a los trabajadores en los siguientes

momentos:

A intervalos regulares en lo sucesivo, con la periodicidad que los conocimientos

médicos aconsejen, considerando el agente biológico, el tipo de exposición y la

existencia de pruebas eficaces de detección precoz.

Cuando sea necesario, por haberse detectado en algún trabajador, con

exposición similar, una infección o enfermedad que pueda deberse a la

exposición a agentes biológicos.

12.2.2.-Riesgo relacionado con la exposición a agentes químicos.

Se aplicará el "Real Decreto 374/2001, de 6 de abril, sobre la protección de la

salud y seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con los agentes


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químicos durante el trabajo". En la planta no existe una manipulación directa de

productos químicos por parte de los operarios, así que no será necesario tomar

medidas especiales. No obstante, deberán respetarse los siguientes puntos generales:

Se proveerá de gafas de protección y mascarillas con filtros específicos por si

se produce algún escape de contaminantes.

Los suelos, techos y paredes tendrán las características necesarias que

permitan una correcta limpieza y asimismo garanticen una total

impermeabilización frente a agentes químicos que pudieran proyectarse,

derramarse, etc.

Se emplearán equipos e instalaciones lo más herméticos posible. Los equipos

se seleccionarán e instalarán teniendo en cuenta la peligrosidad y

características del agente que va a utilizarse y del entorno en que va a

instalarse.

Se instalarán sistemas de extracción localizada en aquellos lugares donde

puedan producirse escapes.

Se habilitará y recomendará el uso de instalaciones para la higiene personal

antes de las comidas y al finalizar la jornada.

Se reducirá al mínimo el número de trabajadores expuestos o que puedan

estarlo, así como la duración e intensidad de las exposiciones.

12.2.3.-Riesgo eléctrico.

Se seguirá el "Real Decreto 614/2001, de 8 de junio, sobre disposiciones

mínimas para la protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo

eléctrico". En la planta existen multitud de componentes eléctricos, siendo de esta

forma la electrocución el mayor riesgo de todos que corren los operarios. De forma

general, será necesario identificar las zonas de trabajo en tensión, que son aquellos

espacios de trabajo alrededor de los elementos en tensión en los que la presencia de

un trabajador desprotegido supone un riesgo grave e inminente de que se produzca un

arco eléctrico, o un contacto directo con el elemento en tensión, teniendo en cuenta

los gestos o movimientos normales que puede efectuar el trabajador sin desplazarse.

Donde no se interponga una barrera física que garantice la protección frente a

dicho riesgo, distancia desde el elemento en tensión al límite exterior de esa zona será

la indicada en la tabla 1 del Real Decreto (Anexo I). Otras medidas básicas deben

respetarse tales como proveer a los trabajadores con guantes y botas aislantes,

recubrir las fuentes potenciales de electricidad con materiales de alta resistencia

eléctrica, etc.


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12.2.4.-Riesgo de incendio.

Se aplicará el "Real Decreto 2267/2004, de 3 de diciembre, por el que se

aprueba el Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos

industriales". Los riesgos de incendios en la planta propuesta son bajos debido a que se

opera a temperaturas bajas, por lo que el principal riesgo a considerar es el de un

cortocircuito eléctrico. En las zonas de riesgo eléctrico como en los cuadros eléctricos,

se situarán extintores de CO2, que serán objeto de revisiones periódicas, de acuerdo

con la legislación vigente y recomendaciones del fabricante, y como mínimo una vez al

año.

12.2.5.-Riesgo relacionado con la exposición al ruido.

Se seguirá el "Real Decreto 286/2006, de 10 de marzo, sobre la protección de

la salud y seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la

exposición al ruido". En la planta, las fuentes de ruido son la soplante y las bombas

centrífugas. El valor límite de exposición está establecido en 87 db por el Real Decreto.

12.3.-Fichas internacionales de seguridad química.

Las fichas internacionales de seguridad química, derivadas de las "International

Chemical Safety Cards" (ICSC), recopilan toda la información necesaria en cuanto a

seguridad y riesgos asociados a un producto químico determinado. A continuación se

presentan las fichas de seguridad de todos los productos químicos que existen en la

planta. Todo trabajador expuesto a estos productos diariamente debería conocer los

puntos más importantes de sus fichas de seguridad.


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CAPÍTULO 13. VERTIDOS ACUOSOS.

En la planta diseñada en el presente proyecto existe emisión de una corriente

acuosa procedente del fondo del biofiltro cuando es necesario el drenado del mismo.

Esta corriente contiene productos químicos determinados (medio de cultivo) y podría

arrastrar consigo algo de biomasa. El objeto del presente capítulo es determinar si esta

corriente puede vertirse directamente o por lo contrario necesita un tratamiento

previo. La posibilidad de vertido o la necesidad de tratamiento previo vendrá

establecido por la legislación en materia de vertidos acuosos.

La norma a respetar en este caso es el "Real Decreto 60/2011, de 221 de enero,

sobre las normas de calidad ambiental en el ámbito de la política de aguas". Este Real

Decreto traspone todos los aspectos contenidos en la "Directiva 2008/105/CE del

Parlamento Europeo y del Consejo". Su objetivo es establecer normas de calidad

ambiental (NCA) para las sustancias contaminantes del agua y establecer valores

máximos permisibles de cada contaminante para el vertido en aguas superficiales.

Las características de la corriente acuosa en un momento determinado pueden

ser las siguientes:

pH Temperatura Compuestos

5,5 - 7,5

15 - 20ºC

KH2PO4 (4,5 g/L) NH4Cl (2 g/L)

K2HPO4 (0,5 g/L) MgSO4·7H2O (0,1 g/L)

Consultando el RD 60/2011, ninguno de los componentes de la corriente considerada

ni sus iones derivados aparecen clasificados en el mismo como sustancias

contaminantes (Anexos I y II).

En cuanto a la biomasa que se pudiera arrastrar en la corriente, ya se justificó

en el apartado 12.2.1 que el microorganismo Sporothrix variecibatus no está

considerado un agente biológico de grupo 2, 3, ni 4 según el RD 664/1997, lo cual

significa que es bastante improbable de causar enfermedad en personas. Por otra

parte, no se espera que se produzca un arrastre de microorganismos del lecho

suficientemente importante como para producir un cambio apreciable en la DBO del

agua superficial donde se produzca el vertido.

De esta forma, el drenaje se vertirá directamente sin necesidad de tratamiento

previo.


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CAPÍTULO 14. DISTRIBUCIÓN EN PLANTA.

La distribución de los equipos en planta se ha realizado de forma que se

minimice la superficie requerida, respetando las normas de seguridad vigentes, a fin de

minimizar los costes. La normativa a aplicar es el "Real Decreto 379/2001, de 6 de

abril, por el que se aprueba el Reglamento de almacenamiento de productos químicos

y sus instrucciones complementarias". Dentro del RD se incluye la instrucción

complementaria MIE-APQ 7 sobre almacenamiento de líquidos tóxicos. En el Artículo

15 de dicha instrucción técnica se establece una distancia de separación mínima de 1

metro entre recipientes. De esta forma, la figura 13.1. muestra la distribución en

planta propuesta cumpliendo el Real Decreto 379/2001. La superficie mínima

necesaria para la instalación de la planta según la distribución propuesta es de 30 m2.

Figura 14.1. Distribución en planta.


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CAPÍTULO 15. MARCO LEGAL.

El presente proyecto se ha realizado siguiendo la legislación vigente a fecha de

octubre de 2012.

15.1.-Legislación en materia de seguridad e higiene industrial.

Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de Prevención de Riesgos Laborales.

Real Decreto 664/1997, de 12 de mayo, sobre la protección de los trabajadores

contra los riesgos relacionados con la exposición a agentes biológicos durante

el trabajo.

Real Decreto 374/2001, de 6 de abril, sobre la protección de la salud y

seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con los agentes

químicos durante el trabajo.

Real Decreto 614/2001, de 8 de junio, sobre disposiciones mínimas para la

protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico.

Real Decreto 2267/2004, de 3 de diciembre, por el que se aprueba el

Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales.

Real Decreto 286/2006, de 10 de marzo, sobre la protección de la salud y

seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición

al ruido.

Real Decreto 379/2001, de 6 de abril, por el que se aprueba el Reglamento de

almacenamiento de productos químicos y sus instrucciones complementarias.

15.2.-Legislación en materia de medio ambiente.

Ley 34/2007, de 15 de noviembre, de calidad del aire y protección de la

atmósfera.

Real Decreto 117/2003, de 31 de enero, sobre limitación de emisiones de

compuestos orgánicos volátiles debidas al uso de disolventes en determinadas

actividades.

Real Decreto 60/2011, de 221 de enero, sobre las normas de calidad ambiental

en el ámbito de la política de aguas.

15.3.-Normas y códigos técnicos.

UNE-EN 13121-3:2009+A1:2010/AC:2012. Tanques y depósitos aéreos de

plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV). Parte 3: Diseño y fabricación.

Norma API Std. 650.


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CAPÍTULO 16. BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS.

16.1.-Bibliografía técnica.

Biotechnology for odor and air pollution control. 2005. Zarook Shareefdeen,

Ajay Singh.

Bioreactors for Waste Gas Treatment (Enviromental pollution). C. Kennes y

M.C. Veiga.

Biofiltration for air pollution control. Joseph S. Devinny, Marc A. Deshusses.

Perry's chemical engineers' handbook. 7th edition.

Operaciones de transferencia de masa. 2ª edición. Robert E. Treybal.

Operaciones unitarias en ingeniería química. 7ª edición. Warren L. McCabe,

Julian C. Smith, Peter Harriot.

Operaciones de separación por etapas de equilibrio. 1988. Ernest J. Henley, J.D.

Seader.

Plant design and economics for chemical engineers. 5ª edición. Max S. Peters.

Reinforced plastics Handbook, 3rd edition. Donald V. Rosato, Dominick V.

Rosato.

16.2.-Publicaciones científicas.

Biotrickling filters for air pollution control. Marc A. Deshusses, Huub H.J. Cox.

Biotechnology. A comprehensive treatise in 8 volumes. Volume 8. Microbial

degradations. Chapter 12: Exhaust gas purification. Simon P. P. Ottengraf.

1986.

Analisis and comparison of biofilter models. S. M. Zarook, A. A. Shaikh. 1996.

Modelling the steady state and dinamic conditions of a biotrickling filter

treating styrene and acetone in air. Andrew Mark Gerrard, Josef Havranek,

Vrastislav Novak, Martin Halecky, Kim Jones, Carlos Ricardo Soccol and Jan

Páca. 2010.

Biotreatment of a gas-phase volatile mixture from fibreglass and composite

manufacturing industries. Eldon R. Renne, María Montes, María C. Veiga and

Christian Kennes. 2011.

Biofiltration of mixtures of gas-phase styrene and acetone with the fungus

Sporothrix variecibatus. Eldon R. Renne, Radka Špačková, María C. Veiga,

Christian Kennes. 2010.

Biofiltration of a styrene/acetone vapor mixture in two reactor types under

conditions of acetone overloading. Jan Páca, Martin Halecky, Vratislav Novak,

Kim Jones and Evguenii Kozliak. 2011.


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16.3.-Organizaciones oficiales.

Boletín oficial del estado: www.boe.es

Asociación Española de Normalización y Certificación: www.aenor.es

Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo: www.insht.es

US Enviromental Protection Agency: www.epa.gov

Agency for Toxic Substances and Disease Registry: www.atsdr.cdc.gov

16.4.-Proveedores.

Omega Engineering, INC: www.omega.com

Auxiliar de instalaciones químicas S.A: www.aiqsa.com

Koch-Glitsch: www.koch-glitsch.com

The Pall Ring Company Ltd: www.pallrings.co.uk

Carbtrol®: www.carbtrol.com

Georg Fischer Harvel LLC: www.harvel.com

Salvador Escoda S.A: www.salvadorescoda.com

Endress + Hauser: www.endress.com

Air Control Industries: www.aircontrolindustries.com

Siemens: www.siemens.com

Maikontrol: www.maikontrol.com

Anexos a la memoria 82

DOCUMENTO 1

MEMORIa

anexos a la

memoria


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ÍNDICE DE LOS ANEXOS A LA MEMORIA

Anexo I. Definición de los parámetros utilizados en biofiltración ....................... 86

A.1.1. Tiempo de residencia ...................................................................................................... 86

A.1.2. Concentración del contaminante ............................................................................... 86

A.1.3. Carga de contaminante ................................................................................................... 87

A.1.4. Capacidad de eliminación.............................................................................................. 87

A.1.5. Eficacia de eliminación ................................................................................................... 88

Anexo II. Modelo de Ottengraf para biofiltración .......................................................... 89

Anexo III. Diseño del biofiltro ................................................................................................... 92

A.3.1. Cálculo de las dimensiones del lecho ........................................................................ 92

A.3.2. Cálculo de la columna completa ................................................................................. 97

A.3.2.1. Altura total del biofiltro .......................................................................................... 97

A.3.2.2. Material de construcción del biofiltro ............................................................... 97

A.3.2.3. Espesor de la envolvente........................................................................................ 97

A.3.2.4. Fondos de la columna .............................................................................................. 97

A.3.3. Dimensiones del material de relleno y morfología ............................................. 99

A.3.4. Elementos internos de la torre .................................................................................... 99

A.3.4.1. Distribuidor de liquido ............................................................................................ 99

A.3.4.2. Plato de soporte ...................................................................................................... 100

A.3.4.3. Separador de gotas ................................................................................................ 101

Anexo IV. Cálculo de caudales................................................................................................ 102

A.4.1. Caudal de aire contaminado ...................................................................................... 102

A.4.2. Caudal de medio de cultivo de recirculación ...................................................... 102

A.4.3. Caudal de medio de cultivo auxiliar ....................................................................... 103

Anexo V. Diseño del equipo de adsorción ....................................................................... 104

A.5.1. Estimación de las dimensiones del equipo .......................................................... 104

A.5.1.1. Elección del material adsorbente .................................................................... 104

A.5.1.2. Estimación de la cantidad de carbón requerida ......................................... 105


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A.5.1.3. Cálculo de las dimensiones del lecho ............................................................. 107

A.5.2. Elección comercial del equipo .................................................................................. 108

Anexo VI. Estimación del tamaño de los depósitos auxiliares ............................. 109

A.6.1. Depósito de NaOH ......................................................................................................... 109

A.6.1.1. Producción de acidez ............................................................................................ 109

A.6.1.2. Requerimientos de NaOH ................................................................................... 110

A.6.1.3. Elección del depósito ............................................................................................ 112

A.6.2. Depósito auxiliar de medio de cultivo ................................................................... 112

A.6.2.1. Estimación de las pérdidas de agua por evaporación .............................. 112

A.6.2.2. Elección del depósito ............................................................................................ 114

Anexo VII. Diseño de tuberías................................................................................................ 115

A.7.1. Red de tuberías ............................................................................................................... 115

A.7.2. Elección del material .................................................................................................... 117

A.7.3. Cálculo del diámetro de las tuberías ...................................................................... 117

Anexo VIII. Pérdidas de carga ................................................................................................ 120

A.8.1. Pérdidas de carga en conducciones........................................................................ 120

A.8.1.1. Pérdidas de carga mayores ................................................................................ 120

A.8.1.2. Pérdidas de carga menores ................................................................................ 122

A.8.2. Pérdidas de carga en lechos de partículas ........................................................... 122

A.8.3. Pérdida de carga en el biofiltro ................................................................................ 123

A.8.4. Pérdida de carga en la torre de carbón activado ............................................... 127

A.8.5. Pérdida de carga en las tuberías .............................................................................. 128

A.8.5.1. Pérdida de carga en las tuberías de alimentación de aire ...................... 128

A.8.5.2. Pérdida de carga en la tubería de recirculación ......................................... 129

A.8.5.3. Pérdida de carga en la tubería de medio de cultivo auxiliar ................. 130


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Anexo IX. Cálculo y selección de los equipos de impulsión ........................................ 1

A.9.1. Cálculo y selección de la soplante ................................................................................ 2

A.9.2. Cálculo y selección de la bomba de recirculación de agua ................................. 2

A.9.3. Selección de la bomba para la impulsión del NaOH .............................................. 2

A.9.4. Cálculo y selección de la bomba de drenaje ............................................................. 2


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Anexo I. Definición de los parámetros utilizados en

biofiltración.

A.1.1. Tiempo de residencia.

En biofiltración se utiliza el tiempo de residencia sin considerar el relleno (EBRT:

empty bed residence time). Se define mediante la siguiente expresión:

Donde (m3) es el volumen del lecho y (m3/s) es el caudal volumétrico de aire que

entra a sistema. Esta expresión permite rápidamente calcular el volumen necesario de

equipo para un caudal de aire determinado.

El tiempo de residencia real (τ), esto es, el tiempo que realmente el aire

permanece en el biofiltro se obtiene multiplicando el EBRT por la porosidad del lecho.

Donde es la porosidad (volumen de espacio vacío/volumen de filtro).

El efecto del EBRT y el τ son semejantes. Cuando se incrementa su valor, ya sea

por aumento del caudal de aire o del volumen de equipo, la eficacia del proceso

aumenta puesto que el tiempo de contacto contaminante-microorganismo es mayor.

No obstante, mayores tiempos de residencia implican mayores costes del equipo.

A.1.2. Concentración del contaminante.

En biofiltración, puesto que se trabaja con concentraciones muy pequeñas de

contaminantes, es conveniente definir las mismas en las unidades adecuadas. Se

utilizan unidades en partes por millón en volumen (ppmv o mL/m3). Para convertir

unidades de g/m3 a ppmv se utiliza la siguiente expresión:

donde:

Ci: concentración del contaminante (ppmv ó g/m3).

T: temperatura de la corriente de aire (ºC).

Pm: peso molecular del contaminante (g/mol).


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A.1.3. Carga de contaminante.

La carga de contaminante (L) se define como la masa de contaminante que se

alimenta al sistema por unidad de volumen de empaquetado y por unidad de tiempo

mediante la siguiente expresión:

Para cuando hay más de un contaminante, la carga total es la suma de las cargas

individuales de cada uno de ellos:

A.1.4. Capacidad de eliminación.

La capacidad de eliminación se define como la masa de contaminante

degradado por unidad de volumen empaquetado y unidad de tiempo según la

siguiente expresión:

Donde Cin y Cout son las concentraciones de entrada y salida del biofiltro,

respectivamente (g·m-3).

La capacidad de eliminación sólo puede ser igual o menor que la carga de

alimentación. Para cargas de alimentación pequeñas, la capacidad de eliminación es

igual a la carga siendo el porcentaje de eliminación del 100%. Al incrementar la carga,

llega un punto en que el porcentaje de eliminación disminuye del 100% y la

representación de la capacidad de eliminación frente a la carga empieza a separarse de

la recta del 100%; este punto es denominado típicamente carga crítica o capacidad de

eliminación crítica.


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Figura A1.1. Capacidad de eliminación máxima y crítica.

La disminución de la capacidad de eliminación al aumentar la carga se puede

explicar dependiendo de cuál es el parámetro que incrementa la carga de

alimentación. Si el caudal se aumenta o se diminuye el volumen, se disminuye el

tiempo de residencia y el contaminante no tiene suficiente tiempo para difundir hasta

la biopelícula y ser oxidado. Si la concentración se aumenta y se mantiene el caudal y

el volumen, llega un momento en que no se puede absorber el contaminante y éste

simplemente pasa a través del sistema sin tener posibilidad de ser oxidado.

Para cargas muy altas la capacidad de eliminación alcanza un valor constante

denominado capacidad de eliminación máxima, que es independiente de la

concentración del contaminante y del tiempo de residencia del gas en un rango amplio

de condiciones de operación.

A.1.5. Eficacia de eliminación.

La eficacia de eliminación se define mediante la siguiente expresión:

Este parámetro es el que en última instancia define la calidad del proceso de

biofiltración, ya que representa el porcentaje de contaminante eliminado en el equipo.


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Anexo II. Modelo de Ottengraf para biofiltración.

En el presente proyecto el diseño del biofiltro percolador se lleva a cabo

mediante la aplicación del modelo matemático de Ottengraf (Ottengraf, 1986)

empleando las constantes cinéticas obtenidas a escala de laboratorio por Gerrard et al.

(2010).

Un modelo en ingeniería química es un conjunto de ecuaciones que representa

aproximadamente el comportamiento del sistema en cuestión (en este caso un

biofiltro percolador). Existen varios modelos aplicados para el diseño de sistemas de

biofiltración. Cada modelo desarrolla unas ecuaciones en base a una serie de hipótesis.

Cuanto más restrictivas sean estas hipótesis, mejor será el modelo, lo cual quiere decir

que las predicciones que éste realice estarán más cerca de los datos experimentales, si

bien es cierto que la complejidad matemática aumenta bastante en cuanto al número

de parámetros, ecuaciones y resolución de las mismas. Es importante resaltar que el

propósito del modelo es realizar predicciones realísticas acerca de lo que ocurre en el

interior del sistema, de forma que si se cumple esta condición, el modelo es válido.

En este proyecto se ha elegido el modelo de Ottengraff, publicado en 1986,

para realizar el diseño de la columna. Es éste posiblemente el modelo más sencillo de

todos los existentes en biofiltración y ha sido aplicado con éxito en numerosas

ocasiones por diversos investigadores.

El modelo se basa en las siguientes hipótesis:

1. En la biopelícula es transporte de nutrientes tiene lugar mediante difusión y

puede ser descrito mediante un coeficiente de difusión efectiva De.

2. El espesor de la película δ es pequeño en comparación al diámetro de las

partículas de relleno. Se asume por tanto geometría plana.

3. La cinética de consumo de sustrato en la biopelícula se describe mediante la

ecuación de Michaelis-Menten:

Donde:

ri: velocidad de consumo del componente i por la biomasa (mol·m-3·s-1).

μmàx: velocidad específica máxima de crecimiento (s-1).

Ksi: constante de Michaelis-Menten (mol·m-3).

Cli: concentración del sustrato en el líquido (mol·m-3).

yi: coeficiente de rendimiento.

X: concentración de biomasa activa (kg·m-3).

4. El flujo del gas a través del lecho es en flujo pistón. No existen gradientes

radiales de concentración.


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5. La resistencia de la película gaseosa es despreciable.

Para altas concentraciones de sustrato la velocidad de degradación es

constante e independiente de la concentración, teniéndose cinéticas de orden cero. En

este caso hay que diferenciar dos situaciones:

1. Difusión en la biopelícula como etapa limitante.

2. Reacción química como etapa limitante

Para bajas concentraciones de sustrato la velocidad de reacción es proporcional a su

concentración, teniéndose cinéticas de primer orden.

Figura A2.1. Casos cinéticos considerados en el modelo de Ottengraf

El resultado de aplicar el modelo en función de los distintos tipos de cinética da

los siguientes perfiles de concentraciones:

Tabla A2.1. Ecuaciones del modelo de Ottengraf.

PRIMER ORDEN ORDEN CERO

Difusión como etapa limitante

Reacción química como etapa limitante


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Donde:

CG, CG0: concentraciones de contaminantes a la salida y entrada del sistema

(mg/m3).

H: altura del lecho (m).

UG: velocidad del gas a través de la columna (m/s).

mi: coeficiente de distribución.

K1: constante cinética aparente de la reacción de primer orden.

K0: constante cinética aparente de la reacción de orden cero.

De: coeficiente de difusión efectiva (m2/s).

a: área interfacial por unidad de volumen (m2/m3).

δ: espesor de la biopelícula (m).

En la práctica, algunos de estos parámetros son muy difíciles de determinar, de

forma que lo que se hace es combinar dichos parámetros con las constantes cinéticas

aparentes, obteniendo así nuevas constantes como se muestra a continuación.

Así, las ecuaciones quedan modificadas de la siguiente manera:

Tabla A2.2. Ecuaciones simplificadas del modelo de Ottengraf.





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Anexo III. Diseño del biofiltro.

A.3.1.-Cálculo de las dimensiones del lecho.

En el presente proyecto se ha decidido diseñar el biofiltro percolador a partir

del modelo de Ottengraf (Ottengraf, 1986), cuyas características ya han sido expuestas

en el anexo II. Las ecuaciones de este modelo permitirán calcular las dimensiones

necesarias de relleno para el tratamiento de la corriente de aire definida a las

condiciones de operación dadas.

MODELO DE OTTENGRAF VARIABLES DE ENTRADA FIJADAS VARIABLE OBTENIDA

Composición del aire a la entrada y salida del biofiltro.

Constantes cinéticas del proceso de biodegradación.

Velocidad del aire a través del lecho.

Altura del lecho.

Para la aplicación del modelo es necesario conocer el valor de las constantes

cinéticas. Éstos han sido obtenidos por Gerrad et al. (2010). En esta publicación uno de

los experimentos presentados consiste en el tratamiento de una corriente de aire

contaminada con acetona y estireno mediante un biofiltro percolador en

funcionamiento estacionario. Las dimensiones del biofiltro empleado en el estudio y

principales condiciones experimentales se muestran en la siguiente figura.

Figura A.3.1. Esquema del experimento


2012


El objetivo del experimento era encontrar cuál de las tres ecuaciones del

modelo de Ottengraf se ajusta mejor al comportamiento del sistema en las

condiciones de trabajo desarrolladas. La concentración de estireno se varió en un

rango de 50 a 700 mg/m3, mientras que la concentración de acetona se mantuvo

constante a 50 mg/m3. Se midieron las concentraciones de contaminantes a lo largo

del lecho, obteniéndose de esta forma el perfil de concentraciones en el biofiltro

(valores de concentración en cada punto de la columna). Una vez recogidos estos

datos se realizaron las respectivas regresiones lineales según cada ecuación del

modelo y se comprobó la bondad del ajuste para cada una de ellas, obteniéndose lo

siguiente:

VALORES DE R2 PARA LOS TRES MODELOS

Rango de concentraciones de estireno (mg·m-3)

Orden cero con reacción química

limitante

Orden cero con difusión limitante

Primer orden

200-300 0,9407 0,9789 0,9776

La bondad del ajuste fue bastante buena en los tres casos, especialmente para el

modelo de orden cero con difusión limitante y el modelo de primer orden. A partir de

los parámetros de regresión lineal los valores medios de las constantes cinéticas del

proceso resultan ser:

VALORES MEDIOS DE LAS CONSTANTES CINÉTICAS

Rango de concentraciones de estireno (mg·m-3)

K0 - Orden cero con reacción química

limitante (mg·m-3·s-1)

K0' - Orden cero con difusión limitante

(mg0,5·m-1,5·s-1)

K1' - Primer orden (s-1)

200-300 4 0,18 0,04

Puesto que las concentraciones tratadas en el experimento fueron iguales que

las concentraciones a tratar en el presente proyecto, es posible utilizar los datos

experimentales obtenidos en la publicación para el diseño de la unidad. No obstante,

para realizar esto será necesario mantener una semejanza geométrica con el equipo y

condiciones llevadas a cabo en la experiencia.

El proceso de cálculo de las dimensiones del lecho se compone de los siguientes

puntos:

1. Cálculo de la velocidad superficial del gas: se suponen distintos diámetros y se

calculan las distintas velocidades que corresponden a dichos diámetros

mediante la siguiente ecuación:


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Q: caudal volumétrico de aire a tratar (m3·s-1).

D: diámetro interno de la torre (m).

v: velocidad superficial del gas (m·s-1).

2. Cálculo de la altura del lecho necesaria a partir de las ecuaciones del modelo.




Se impondrá que la columna elimine el 95% del contaminante, lo cual significa

que CG/CGo = 0,05.

3. Cálculo del tiempo de residencia de vacío en el lecho (EBRT): a partir del caudal

volumétrico de aire (Q) y el volumen del lecho (Vb) según la siguiente

expresión:

Habrá que comprobar que el tiempo de residencia obtenido es siempre igual o

mayor al tiempo de residencia empleado en la experiencia (53 s), en ningún

caso debe ser menor, ya que hay que mantener la mayor semejanza posible

con las condiciones de operación de la experiencia para que sea posible aplicar

el modelo.

En la siguiente tabla se observan los valores de volumen de lecho necesario que

resultan de cada ecuación.

VOLUMEN DEL LECHO NECESARIO (m3)




10,40 9,47 8,25


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Puesto que el modelo de orden cero con difusión como etapa limitante fue el que

mejor se ajustó al comportamiento del sistema, será esa ecuación la que se utilice para

el cálculo de la altura del lecho. De esta forma, el lecho tendrá un volumen de 9,47 m3.

4. Elegir la relación H/D adecuada: se tiene la siguiente gráfica elaborada a partir

del modelo, la cual muestra las posibles relaciones H/D para un volumen de

lecho igual a 9,47 m3.

Figura A.3.2. Posibles H/D para el lecho de volumen 9,47 m3.

Puesto que debe mantenerse la mayor semejanza geométrica posible con el

equipo utilizado en la experiencia, la relación H/D también debe ser la misma.

De esta forma, se selecciona una H/D igual a 6,67. A partir de la tabla A.3.2. se

obtienen el diámetro y la altura correspondientes a ese valor de H/D, los cuales

resultan ser:

Dcalculado = 1,22 m

Hcalculado = 8,13 m

5. Aplicar un factor de sobredimensionamiento: el valor de este factor corre a

criterio del proyectista. En este caso se ha elegido un sobredimensionamiento

del equipo del 10 %. Así, las dimensiones del lecho son:

D = 1,34 m

H = 8,94 m

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4

H/D H (m)

D (m)

H vs D H/D vs D


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V = 12,61 m3

Puesto que 1,34 metros no corresponde a un diámetro comercial estándar, se

redondea a un valor cercano que sí lo sea (1,50 m). De esta forma, las

dimensiones finales del lecho serán:

D = 1,50 m

H = 7,13 m

V = 12,61 m3

A.3.2.-Cálculo del la columna completa.

La columna de biofiltración, al igual que una columna de absorción de relleno,

se compone de un depósito cilíndrico vertical (envolvente) con un fondo superior

toriesférico y un fondo inferior plano. La parte inferior está equipada con una entrada

de gas y salida del líquido (drenaje). En la parte superior existe una entrada para el

líquido, una salida para el gas y un distribuidor de líquido.

Figura A.3.3. Esquema de la torre de biofiltración.


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A.3.2.1.-Altura total del biofiltro.

Aparte del relleno, debe quedar una altura suficiente arriba y abajo del mismo

para la disposición de los elementos necesarios (entradas y salidas de tuberías

accesorios, etc...). Este exceso se impondrá de 1 metro en cada extremo. De esta

forma la altura total de la torre será de 9,13 m.

A.3.2.2.-Material de construcción para el biofiltro.

El material utilizado para la construcción del biofiltro será el poliéster reforzado

en fibra de vidrio (PRFV). Este material presenta una serie de propiedades que lo hacen

adecuado para albergar el proceso de biofiltración. Algunas de éstas propiedades son:

Robustez estructural.

Ligereza (4 veces más ligero que el acero convencional).

Aislante térmico y eléctrico.

Alta resistencia al impacto y la fatiga.

Material homogéneo y poco poroso.

Coeficiente de dilatación inferior al de los perfiles metálicos.

Mantenimiento nulo.

La construcción con este material está regida por la norma "UNE-EN 13121-

3:2009+A1:2010/AC".

A.3.2.3.-Espesor de la envolvente.

Se recurre a la Norma API Std. 650, que establece unos espesores mínimos para

tanques a presión atmosférica en función de sus diámetros. Para tanques de diámetro

inferior a 1,520 m, el espesor mínimo ha de ser de 4,76 mm. Se impondrá un espesor

de 5 mm para asegurar el cumplimiento de la norma.

A.3.2.4.-Fondos de la columna.

El biofiltro llevará un fondo superior toriesférico de tibo Korboggen como el

mostrado en la figura A.3.4. Estos fondos son los de mayor aceptación en la industria

debido a su bajo coste y su capacidad para soportar grandes presiones.


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Figura A.3.4. Fondo toriesférico de tipo Korbbogen.

Las medidas del fondo se calculan a partir del diámetro y el espesor fijados, según las

relaciones que aparecen en la figura, las cuales aparecen en la norma DIN-28013.

Obviamente, el diámetro y espesor del fondo coincidirán con los del cuerpo de la

columna. De esta forma, las dimensiones son:

En el centro del fondo habrá una perforación de diámetro 141 mm para instalar

la tubería a través de la cual saldrá el aire depurado.

El fondo inferior se construirá plano ya que no se prevén deposiciones sólidas

en el fondo del depósito. Se trata, pues, de un cilindro de diámetro y espesor iguales a

los de la envolvente y de altura igual a 1 m. Sus medidas son, por tanto:

En este fondo inferior habrán dos perforaciones, una de diámetro 141 mm para

permitir la entrada de la tubería del aire contaminado, y otra de diámetro 48 mm para

permitir la salida del agua de recirculación acumulada.


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A.3.3.-Dimensiones del material de relleno y morfología.

Al igual que en la experiencia, se utilizarán anillos Pall de polipropileno. El

diámetro de los anillos será de 5 cm y la empresa The Pall Ring Company será la

proveedora de los mismos. La bibliografía recomienda que la relación

a fin de evitar problemas de canalización del líquido a través de las

paredes de la columna. Los anillos Pall de tamaño 50 mm dan una relación

.

Figura A.3.8. Anillos Pall.

A.3.4.-Elementos internos de la torre.

A.3.4.1.-Distribuidor de líquido.

El distribuidor de líquido se sitúa encima del lecho, está conectado a la tubería

de alimentación de medio de cultivo y tiene una geometría tal que hace que éste caiga

uniformemente a través del lecho después del paso a su través. Existen multitud de

modelos en el mercado cada uno con distintas características y apropiados para

procesos determinados, aunque cada modelo es fabricado dentro de un rango de

diámetros determinado. Habrá de elegirse un modelo cuyo rango de diámetros de

fabricación satisfaga el diámetro de la columna diseñada (1,50m). El distribuidor de

líquido elegido ha sido:

MODELO EMPRESA

Deck type distributor The Pall Ring Company


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Figura A.3.5. Distribuidor de líquido de plato (Deck type)

Se pedirá el modelo de polipropileno con un diámetro de 1,50 metros.

A.3.4.2.-Plato de soporte.

El plato de soporte se situará 1 metro por encima de la base de la columna y su

función es, como su propio nombre indica, soportar el relleno. El plato elegido ha sido:

MODELO EMPRESA

Random packing gas injection support plate

The Pall Ring Company

Figura A.3.6. Plato de soporte.

El plato está hecho de polipropileno y su diámetro es 1,50 metros.


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A.3.4.3.-Separador de gotas.

El separador de gotas tiene como función captar las pequeñas gotitas que el gas

pudiera arrastrar consigo en su ascenso por el biofiltro. De esta forma, se asegura que

no ocurra la indeseable situación de proyección de gotas por la parte superior de la

columna hacia el exterior.

Figura A.3.7. Separador de gotas.

Se ha elegido a la empresa The Pall Ring Company como la proveedora del

separador de gotas, el cual estará hecho de polipropileno con un diámetro de 1,50

metros y se situará 300 mm por encima del plato de relleno.


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Anexo IV. Cálculo de caudales

A.4.1.-Caudal de aire contaminado.

Esta corriente se encuentra perfectamente definida al ser una de las variables

de diseño. Su caudal volumétrico es de 500 m3.

A.4.2.-Caudal de medio de cultivo de recirculación.

Habrá que mantener la misma velocidad superficial del líquido (TLV, trickling

liquid velocity) que la de la experiencia.

TLV: velocidad superficial del líquido (m·s-1).

Qlíquido: caudal de recirculación del medio de cultivo (m3·s-1).

A: sección transversal interna de la torre (m2).

Deberá cumplirse, por tanto, lo siguiente:

De esta forma, el caudal de recirculación será:


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A.4.3.-Caudal de medio de cultivo auxiliar.

La bomba de medio auxiliar empezará a funcionar cuando el nivel de líquido en

la columna sea de 25 cm. Debe aportar un volumen de 265 L para alcanzar el nivel de

trabajo (40 cm) de nuevo. De esta forma, para recuperar el nivel de trabajo en un

minuto, el caudal con que la bomba alimentará medio de cultivo auxiliar a la columna

será de 265 L/min.


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Anexo V. Diseño del equipo de adsorción.

En el presente anexo se realizará una estimación acerca de las dimensiones

necesarias del equipo de adsorción auxiliar a instalar en la planta.

A.5.1.-Estimación de las dimensiones del equipo.

A.5.1.1-Elección del material adsorbente.

Existen multitud de materiales adsorbentes en el mercado (Tabla A.5.1.), cada

cual con unas propiedades determinadas que lo harán adecuado para cada aplicación

en particular.

Tabla A.5.1. Materiales adsorbentes. Fuente: Perry 7ª edición.

Para el caso de la adsorción de vapores de COVs, el carbón activo ha

demostrado ser el material más adecuado, lográndose eficacias de eliminación

mayores al 99%. Su estructura y multitud de poros internos le confieren un gran área

superficial (500 - 1500 m2/g) y, en consecuencia, un poder de adsorción enorme. Suele

venir en dos variaciones: carbón activado en polvo (PAC) y carbón activado granular

(GAC), siendo este último el más utilizado en la industria.


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Figura A.5.1. Carbón activado granular (GAC).

A.5.1.2-Estimación de la cantidad requerida de carbón.

La adsorción de contaminantes en un lecho fijo de carbón es un proceso no

estacionario, lo cual quiere decir que varía con el tiempo. Esto es así puesto que la

capacidad de adsorción del carbón es limitada, de forma que al principio de la

operación los contaminantes se adsorberán satisfactoriamente en el lecho, pero a

medida que pase el tiempo las partículas de carbón se irán saturando hasta que llegue

un momento en el que no admitan más contaminante y la eficacia de adsorción

decaiga a valores inadmisibles. Será éste el momento en el que debe retirarse el lecho

de partículas y proceder o bien a su eliminación o a regeneración para su posterior

reutilización.

De esta forma, al realizar la estimación de la cantidad de carbón necesaria para

una adsorción determinada, hay que especificar la duración que se espera de ese

carbón. Es evidente que cuanta más duración se le exija al lecho, más cantidad de

carbón será necesaria y, por tanto, mayor será la dimensión del equipo, lo cual se

traduce directamente en un aumento de los costes tanto de inmovilizado como de

operación (regeneración del carbón). En el caso del presente proyecto, teniendo en

cuenta se trata de un equipo auxiliar que funcionará en situaciones excepcionales, no

se impondrá una duración del lecho muy elevada a fin de no realizar un

sobredimensionado que supondría un despilfarro.

Para la estimación de la cantidad necesaria de carbón se supondrá el caso más

desfavorable en que toda la corriente de aire es dirigida al adsorbedor. De esta forma,

se tiene el siguiente diagrama de flujo.


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Se tiene que la cantidad total de contaminantes a tratar a lo largo de un mes es:

Para saber qué cantidad de carbón es necesaria para tratar estos

contaminantes es necesario tener datos de capacidad de adsorción del carbón para

cada contaminante. Cuando se trata de adsorción de vapores, no hay datos disponibles

en la bibliografía o bien los pocos que existen han sido determinado de forma teórica

en la mayoría de los casos. Lo más sensato en este caso es obtener la información del

propio proveedor del carbón. En el presente proyecto se han utilizado los datos de la

empresa Carbtrol®, especializada en la eliminación de COVs en aire por adsorción en

carbón activo.

Tabla A.5.2. Datos de capacidad de adsorción para carbón activado granular. Fuente: Carbtrol®.

COMPUESTOS CAPACIDAD DE ADSORCIÓN (kg contaminante/kg carbón)

Estireno 0,25

Acetona 0,008

De esta forma, la cantidad necesaria de carbón para una operación de un mes

será:


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La cantidad de carbón necesaria para tratar acetona es seis veces mayor que la

necesaria para tratar estireno. Esto es de esperar si se tiene en cuenta la bajísima

tendencia de adsorción de la acetona (Tabla A.5.2.), lo cual se deriva de su bajo peso

molecular y alta volatilidad. Con el objetivo de minimizar costes en carbón, no se

considerará la adsorción de acetona en los cálculos. Esta suposición es perfectamente

asumible, ya que la acetona ya se encuentra por debajo de sus límites de emisión

legales (TLV-TWA: 500 ppm) a la entrada del proceso (22 ppm). De esta forma,

considerando sólo la adsorción de estireno, la cantidad de carbón requerida por mes

de operación es de 360 kg, lo cual corresponde a la hipotética situación en la que la

columna de adsorción operaría durante un mes, todos los días durante 24 horas.

Se recomienda imponer un factor de sobredimensionado a la cantidad de

carbón, ya que no se han considerado en los cálculos algunos efectos tales como la

adsorción de agua y de acetona. Imponiendo un factor de seguridad del 20 % se tiene

que la cantidad de carbón requerida por mes de operación es de 432 kg.

A.5.1.3-Cálculo de las dimensiones del lecho.

Una vez conocida la cantidad de carbón mensual necesaria, se calculan las

dimensiones del lecho. Si se dispone el lecho en un contenedor cilíndrico, la velocidad

superficial de circulación del gas a través del mismo (impuesta por el diseñador) dará el

diámetro necesario mediante la siguiente expresión:

D: diámetro del lecho (m).

Qv: caudal volumétrico del aire (m3/s).

v: velocidad superficial del gas (m/s).

Se supone una velocidad superficial determinada y se calcula el diámetro del lecho. La

bibliografía recomienda un rango de velocidades de entre 5 y 50 cm/s. Una vez se

tenga el diámetro, se calcula la altura del lecho, conocida la densidad del carbón (489

kg/m3) de la siguiente forma:


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Cada valor de velocidad superficial supuesto dará unas dimensiones

determinadas. Al final se elegirán unas dimensiones coherentes de acuerdo con el

proceso dado, teniendo en cuenta que grandes velocidades dan lugar a pequeños

diámetros y mayores pérdidas de cargas. No obstante, velocidades excesivamente

bajas supondrán un mayor diámetro, que a su vez supone un mayor espacio requerido

para la instalación del equipo. La siguiente tabla muestra las dimensiones de lecho

calculadas para distintas velocidades, supuesta una operación ininterrumpida durante

dos meses para el tratamiento de toda la corriente de aire. La cantidad de carbón

requerida en este caso sería de 864 kg.

vdiseño (cm/s) vdiseño (m/s) D (m) h (m)

50 0,5 0,59 6,36

40 0,4 0,66 5,09

30 0,3 0,77 3,82

20 0,2 0,94 2,54

10 0,1 1,33 1,27

5 0,05 1,88 0,64

Admitiendo una velocidad de 0,2 m/s resulta un lecho de 1,33 m de diámetro y

2,54 m de altura.

A.5.2.-Elección comercial del equipo.

Ya que se han usado datos de un carbón suministrado por la empresa Carbtrol®

se elegirá el adsorbedor de la misma empresa. Algunas de las características del

modelo elegido son las siguientes:

Modelo G-6

Empresa Carbtrol®

Equipo Adsorbedor de vapores por carbón activo.

Flujo máximo permitido 1020 m3/h

Cantidad de carbón 906 kg

Diámetro 1,156 m

Altura 2,235 m

Material de construcción Acero suave con recubrimiento hepóxico

Peso 1214 kg


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Anexo VI. Estimación del tamaño de los depósitos

auxiliares.

En el presente anexo se realizará una estimación de los requerimientos de

medio de cultivo para la reposición de líquido en el fondo de la columna de

biofiltración y NaOH necesario para la corrección del pH. Sabiendo los requerimientos

por unidad de tiempo, se determinará el tamaño óptimo de los depósitos destinados al

albergue de cada líquido, teniendo en cuenta que los mismos serán rellenados

manualmente cuando se queden vacíos.

A.6.1. Depósito de NaOH.

A.6.1.1.-Producción de acidez.

Es necesario hacer una estimación de la variación del pH a lo largo del tiempo

en el líquido de recirculación del biofiltro para estimar a su vez los requerimientos de

NaOH. Se sabe que el microorganismo Sporothrix variecibatus produce la oxidación

completa de los contaminantes a CO2 y agua (Rene et al, 2010). Teniendo en cuenta la

producción de biomasa, considerando esta como C5H7NO2, y que la fuente de

nitrógeno es el cloruro de amonio, se tienen las siguientes reacciones:

El compuesto principalmente responsable de la acidificación del medio es el

HCl, el cual se produce según una estequiometría 1:1 con respecto al estireno y 1:2 con

respecto a la acetona. Sabiendo esto y teniendo en cuenta el balance de masas en

estado estacionario de la columna de biofiltración (figura A.6.1.) es posible realizar una

estimación acerca de cuánto HCl se produce por unidad de tiempo en el proceso de

biodegradación.


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Figura A.6.1. Balance de masas en estado estacionario de la columna de biofiltración.

La producción de HCl es, teniendo en cuenta la estequiometría:

Por biodegradación de estireno: 1,140 mol/h.

Por biodegradación de acetona: 0,205 mol/h.

En total, se producen 1,345 mol/h de HCl en la operación estacionaria del biofiltro.

A.6.1.2.-Variación horaria del pH.

En la composición del medio de cultivo (tabla 9.1.) existe un sistema

amortiguador del pH. Es éste el sistema KH2PO4/K2HPO4 (tampón fosfato). Para

cuantificar la variación horaria del pH habrá que determinar la capacidad reguladora

del tampón.

Al disolver KH2PO4 y K2HPO4 en el agua, se produce la disociación completa de

las sales, al ser éstas sales fuertes, según las siguientes reacciones:


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El sistema amortiguador consiste entonces en el ácido débil H2PO4- y su base

conjugada HPO42-. El equilibrio formado viene dado por la siguiente reacción:

Inicialmente, las concentraciones de cada especie son:

La presencia del ión común HPO42- en el medio hace que el equilibrio de la anterior de

reacción esté muy desplazado a la izquierda, por lo que las concentraciones en el

equilibrio serán prácticamente las mismas que las concentraciones iniciales.

Cada hora de operación se producen 1,345 mol de HCl, los cuales se disuelven

en 707 L de líquido, suponiendo que éste se encuentre en su nivel de trabajo en la

columna (40 cm). De esta forma, se tiene una concentración de HCl igual a 1,90·10-3 M.

El HCl, por su condición de ácido fuerte, se disocia completamente según la siguiente

reacción:

De forma que la concentración de H3O+ aumenta 1,90·10-3 M cada hora, provocando el

correspondiente descenso del pH en el líquido de recirculación. Toda la nueva cantidad

que se genera de H3O+ se consume, de forma que las concentraciones en el nuevo

equilibrio son:

Siendo la nueva concentración de H3O+ y pH:


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De esta forma, el pH baja 0,25 unidades cada hora en operación estacionaria.

A.6.1.3.-Requerimientos de NaOH.

Se dispondrá una disolución de NaOH al 48% en peso (12 M) en el depósito. El

problema consiste en saber qué cantidad de disolución es necesario añadir al líquido

de recirculación al cabo de una hora de operación, cuando el pH es 5,65.

Se tiene que los moles de HCl presentes en 707 L de líquido de recirculación al

cabo de una hora de operación son 1,345. De esta forma, según la estequiometría de

la reacción habrá que añadir la misma cantidad de moles de NaOH para la

neutralización. El volumen de disolución de NaOH 12 M que corresponde a esos moles

es:

De esta forma, se concluye que son necesarios unos 3 L de disolución al día,

suponiendo una operación continua durante las 24 horas del día y toda la semana, lo

cual significa un gasto de unos 90 L al mes.

A.6.1.4.-Elección del depósito.

Teniendo en cuenta el requerimiento de NaOH de 90 L al mes, se ha elegido un

depósito de 140 L, lo cual significa un rellenado del mismo cada cinco semanas

aproximadamente.

A.6.2. Depósito auxiliar de medio de cultivo.

A.6.2.1.-Estimación de las pérdidas de agua por evaporación.

El nivel de líquido de recirculación en el fondo del biofiltro descenderá cada

cierto tiempo debido a las pérdidas por evaporación. Será necesaria la reposición

periódica de líquido para mantener el nivel en su valor de trabajo. Para calcular

aproximadamente cuánto líquido es necesario almacenar para la reposición será

necesario estimar las pérdidas por evaporación que tienen lugar durante el proceso.

Esto puede realizarse mediante balances de masa en estado estacionario, conocidas

las condiciones del aire a la entrada y salida del biofiltro (temperatura y humedad

relativa media).


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Se supondrá una humedad relativa media de entrada del aire del 60%, saliendo

con una humedad del 95% tras su paso por el biofiltro debido al contacto en

contracorriente con la corriente acuosa descendente. La temperatura de entrada y

salida se supondrá constante, tomando un valor medio de 20ºC. Mediante una gráfica

psicométrica se puede saber la humedad absoluta (HA) del aire (masa de agua/masa

de aire seco) del aire a partir de la temperatura y humedad relativa media del mismo.

Figura A.6.2. Gráfica psicométrica.

Se tiene entonces:

A la entrada: T = 20ºC; HR = 60% HA = 0,009 kg H2O/kg aire seco.

A la salida: T = 20ºC; HR = 95% HA = 0,014 kg H2O/kg aire seco.


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Figura A.6.3. Balance de masa en estado estacionario del biofiltro para la estimación de las pérdidas de agua por evaporación.

A partir de la figura A.6.3. se tiene que las pérdidas de agua por evaporación son:

La cantidad de medio de cultivo necesaria para reponer el agua pérdida por

evaporación es, tomando la densidad del medio de cultivo prácticamente la misma que

la del agua (1 kg/L), será de 3 L/h, lo cual significan 72 L/día y 504 L/semana,

suponiendo un funcionamiento de la planta durante toda la semana las 24 horas del

día.

A.6.2.2.-Elección del depósito.

Se elegirá un depósito auxiliar de 1000 L para albergar el medio de cultivo.

Considerando la estimación realizada en el anterior apartado, donde resulta un

requerimiento de medio de cultivo de unos 500 L a la semana, habrá de reponerse el

depósito una vez cada dos semanas.


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Anexo VII. Diseño de tuberías

A.7.1. Red de tuberías.

El sistema de tuberías está estructurado en diversas líneas en las que se

produce el transporte del gas a tratar y el medio de cultivo. Cada línea está formada

por distintos tramos que conectan el biofiltro con las bombas y accesorios. Las líneas

consideradas se enumeran en la siguiente tabla.

Tabla A.7.1. Descripción de la red de tuberías del proceso.

LÍNEA FLUIDO CONDUCCIÓN DESCRIPCIÓN 1 Aire 1.1

1.2

1.3

Tramo que va desde la soplante

hasta la "Te" plana que distribuye el gas a los equipos.

Tramo que va desde la "Te" plana

hasta el biofiltro.

Tramo que va desde la "Te"plana hasta la columna

de absorción.

2 Medio de cultivo de recirculación

2.1

2.2

Tramo que va desde la cola del biofiltro hasta la

bomba de recirculación.

Tramo que va

desde la bomba de recirculación hasta

la entrada del biofiltro en su parte

superior.


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3 Solución de NaOH 3.1

3.2

Tramo que va desde el depósito de NaOH hasta la

bomba.

Tramo que va desde la bomba al punto de inyección en el fondo inferior

del biofiltro

4 Medio de cultivo auxiliar

4.1

4.2

Tramo que va desde el depósito de agua hasta la

bomba.

Tramo que va desde la bomba

hasta el punto de inyección en la

tubería de recirculación.

5 Drenaje 5.1 Tramo que va desde el fondo

inferior del biofiltro hasta la válvula

solenoidal.

Figura A.7.1. Esquema de redes tuberías de la planta.


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A.7.2. Elección del material.

Para la elección del material de construcción de la tubería hay que tener en

cuenta dos aspectos fundamentalmente.

1. Tipo de fluido que circula y sus propiedades: la corrosividad es el aspecto más

importante a tener en cuenta.

2. Condiciones de operación: presión y temperatura a las que se produce el flujo.

En el proceso en cuestión, los fluidos transportados no son corrosivos y el transporte

se produce a temperatura ambiente y bajas presiones. De esta forma, se elige PVC

como material de construcción por ser el más económico y por su garantía de aguantar

sin ningún problema el flujo a las condiciones en cuestión.

A.7.3. Cálculo del diámetro de las tuberías.

El procedimiento de elección del diámetro de las tuberías es el siguiente:

1.-Cálculo del diámetro de la tubería conocido el caudal y fijada la velocidad de

circulación.

Se utiliza la siguiente expresión:

donde:

D: diámetro interno de la conducción.

Q: caudal volumétrico del fluido que circula

v: velocidad media del fluido

El caudal volumétrico que circula por cada línea es conocido. La velocidad media no se

conoce puesto que para ello se requiere el conocimiento de la sección de la tubería, lo

cual se está intentando calcular. Cada fluido tiene un valor de velocidad de circulación

máxima que no debe ser traspasado, ya que de lo contrario se podría producir

deterioro en el material. En el caso de las tuberías de PVC, las velocidades de flujo

recomendadas en el caso de líquidos van de 0,6 a 5 m/s, según fabricantes, y de 6 a 12

m/s en el caso de aire. Se elige un valor de velocidad dentro del rango especificado y

se calcula el diámetro con la anterior expresión.


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2.-Elección del diámetro externo.

Una vez calculado el diámetro interno, se acude a las tablas de tuberías

comerciales (tabla A.7.3.) y se elige el tamaño nominal de tubería (Nom. pipe size)

inmediatamente superior al diámetro interno calculado. Se ha elegido un schedule de

80:

Tabla A.7.3. Diámetros comerciales de tuberías de PVC.

3.-Cálculo de la velocidad real del fluido.

Se recalcula la velocidad de circulación del fluido a través de la tubería a partir

del valor del diámetro interno extraído de las tablas mediante la siguiente expresión:

Si la velocidad recalculada se encuentra dentro de los límites recomendados, el

proceso de cálculo se da por finalizado, de otra forma se repite de nuevo el cálculo

eligiendo una nueva velocidad.

Los resultados obtenidos aparecen recogidos en la tabla A.7.4.


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Tabla A.7.4. Diámetros de las tuberías.

LÍNEA Caudal (m3/s)

vsupuesta (m/s)

Dcalculado (in)

Dnominal (in)

Dexterno

(cm) Dinterno

(cm) vreal

(m/s)

1 0,139 12 4,78 5 14,1 13,5 9,75

2 1,10·10-3 1,4 1,19 1,25 4,2 3,7 0,91

4 4,59·10-3 8 1,06 1,25 4,2 3,7 4,2

En cuanto a la tubería de inyección de NaOH, el diámetro nominal de la misma

viene determinado por el diámetro nominal de las conexiones de la bomba

dosificadora, es decir, 3/8".

El drenaje se realizará por gravedad, y se realizará mediante una tubería de

diámetro nominal 1,25". El punto de descarga de la tubería de drenaje no se considera

en el proyecto.


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Anexo VIII. Pérdidas de carga.

A.8.1. Pérdidas de carga en conducciones.

A medida que un fluido fluye por un conducto, tubo o algún dispositivo,

ocurren pérdidas de energía debida a la fricción interna del fluido. Tales pérdidas traen

como resultado una disminución de la presión al pasar de un punto a otro en la

dirección del flujo. Es muy importante estimar la magnitud de dichas pérdidas, ya que

influirá directamente en la potencia necesaria de los equipos de impulsión para

mantener un flujo determinado.

En una red de tuberías, se distinguen dos tipos de pérdidas de carga:

1. Pérdidas mayores: las producidas en los tramos rectos de tubería.

2. Pérdidas menores: las producidas en accesorios tales como válvulas, codos, etc.

Pueden llegar a tener una magnitud considerable en caso de flujo no

compresible.

A.8.1.1.-Pérdidas de carga mayores.

Flujo incompresible.

Para el cálculo de las pérdidas de carga en tramos rectos de tubería cuando

fluidos incompresibles circulan a su través se utiliza la ecuación de Fanning.

∆P: pérdida de presión (Pa).

L: longitud de la tubería (m).

ρ: densidad media del fluido a las condiciones de flujo (kg/m3).

D: diámetro interno de la conducción (m).

v: velocidad media del fluido (m/s).

(4f): factor de fricción (adimensional).

El factor de fricción (4f) es función de la velocidad de flujo, las propiedades del

fluido, la geometría de la conducción así como su rugosidad. En flujo laminar (Re ≤

2100) adquiere un valor igual a 64/Re. Si el flujo no es laminar, (4f) puede

determinarse de forma experimental, mediante gráficas o mediante correlaciones

matemáticas. En el caso de las tuberías de PVC, al poder considerarse éstas tuberías

lisas, lo más sencillo es utilizar las correlaciones matemáticas disponibles en la

bibliografía para tubos lisos. Se utiliza normalmente la ecuación de Blasius.


2012


De esta forma, uno de los pasos a tomar al calcular las pérdidas de carga es

verificar qué tipo de flujo tiene lugar. Para ello se tiene el número de Reynolds.

Donde μ es la viscosidad del fluido a las condiciones de flujo. Los límites son los

siguientes:

Régimen laminar: Re ≤ 2100.

Régimen transitorio: 2100 ≤ Re ≤ 3100.

Régimen turbulento: Re ≥ 3100.

Flujo compresible.

En el caso de conducción de gases (flujo compresible) hay que distinguir el

patrón de flujo que tiene lugar:

Flujo adiabático.

Flujo isotérmico.

Flujo isentrópico.

En el presente proyecto, el flujo de gas se da a condiciones isotérmicas, ya que la

temperatura del gas a la entrada de las conducciones es igual a la temperatura en la

salida del proceso.

La ecuación general para el cálculo de pérdidas de presión en tuberías que

albergan gases que fluyen en condiciones isotérmicas es la siguiente:

Donde:

M: peso molecular del gas (kg/mol).

R: constante universal de los gases (J·mol-1·K-1).

T: temperatura del gas (K).

G: velocidad másica del gas (kg·m-2·s-1).

: factor de fricción.

L: longitud de la conducción (m).

D: diámetro de la conducción (m).

P1, P2: presión a la entrada y salida de la tubería, respectivamente (Pa).


2012


Para casos en los que la velocidad de flujo del gas es inferior a 35 m/s, la anterior

ecuación se simplifica a la llamada ecuación de Weymouth.

Puesto que la velocidad de flujo de los gases en el presente proyecto es inferior a 35

m/s se utilizará la ecuación de Weymouth para cuantificar las pérdidas de carga.

A.8.1.2.-Pérdidas de carga menores.

A lo largo del sistema de tuberías, existen accesorios tales como medidores de

caudal, válvulas de regulación de flujo, codos, empalmes, etc. Estos accesorios

suponen un obstáculo al flujo del fluido y también provocan pérdidas de presión por

rozamiento. Estas pérdidas de presión se denominan menores a causa de que la

debida a cada uno de los accidentes por separado suele ser pequeña comparada con el

rozamiento en las paredes de las conducciones en que están localizados. Sin embargo,

la suma de todas las pérdidas menores puede adquirir importancia y suponer incluso

una fracción apreciable de la pérdida total. Hay que resaltar que en el caso de flujo de

gases éstas pérdidas no tienen importancia.

En el presente proyecto se han estimado las pérdidas de carga en accesorios

haciendo uso de la siguiente expresión:

Donde K es una constante de proporcionalidad que adquiere un valor determinado

para cada accesorio en particular y es extraíble de la bibliografía.

A.8.2.-Pérdidas de carga en lechos de partículas.

Para cuantificar la pérdida de carga en los lechos de partículas se utiliza la

ecuación de Ergun:

P1, P2: presiones a la entrada y salida del lecho, respectivamente (Pa).

G: velocidad másica (kg·m-2·s-1).

L: longitud del lecho de partículas (m).

ε: porosidad del lecho.


2012


: densidad media del fluido a través del lecho (kg/m3).

DP: diámetro de las partículas que constituyen el lecho (m).

Re': número de Reynolds modificado:

A.8.3.-Pérdida de carga en el biofiltro.

En el biofiltro se producen pérdidas de carga debido a los componentes del

mismo en su interior (Figura A.8.1.). Estos son:

1. Lecho de partículas.

2. Distribuidor de líquido.

3. Separador de gota.

4. Tubería de emisión del gas.

Figura A.8.1. Pérdidas de carga en el biofiltro.


2012


Pérdidas en la tubería de emisión.

Se utiliza la ecuación de Weymouth.

El problema viene representado por el siguiente esquema:

Las condiciones de flujo son:

T (K) 293 μ (kg·m-1·s-1) a 293 K 1,8·10-5

Q (m3/s) a 293 K y 1 atm 0,139 M (kg/mol) 0,029

ρ (kg/m3) a 293 K y 1 atm 1,200 R (J·mol-1·K-1) 8,314

Wm (kg/s) 0,167 P2 (Pa) 101325

La velocidad másica del gas (G) se mantiene constante a lo largo de toda la conducción

y viene dada por:

La densidad a la salida es 1,2 kg/m3 (ρ2), mientras que la velocidad en ese punto se

calcula sabiendo que el caudal másico (Wm) se mantiene constante en toda la

conducción de la siguiente forma:

De esta forma, la velocidad másica será:

El factor de fricción se calcula mediante la ecuación de Blasius:


2012


Por último, aplicando la ecuación de Weymouth se puede calcular la presión a la

entrada de la tubería y, por tanto, la pérdida de presión producida, ya que se conoce la

presión en la salida:

Por tanto, la pérdida de presión es ∆P = 101327 - 101325 = 2 Pa.

Pérdidas en el separador de gotas y el distribuidor de líquido.

En el caso de estos accesorios no hay otra manera de estimar las pérdidas de carga que

consultar las especificaciones del fabricante. En ellas se encuentra que la pérdida de

carga que producen es siempre menor que 200 Pa. Se supondrá el caso más

desfavorable, de forma que se considerará que cada accesorio produce 200 Pa de

pérdida de carga. De esta forma, la pérdida de carga es de 400 Pa y la presión en la

parte superior del lecho será de 101727 Pa.

Pérdidas en el lecho.

Se utiliza la ecuación de Ergun:

La siguiente figura representa el problema:


2012


El relleno elegido, anillos pall de 50 mm de tamaño nominal, proporciona una

porosidad de 0,95 según las especificaciones del fabricante. Puesto que la biomasa

crecerá sobre el material de relleno, la porosidad irá disminuyendo. Para la estimación

de la pérdida de carga en el lecho se supondrá una porosidad del 0,85.

La presión en el punto 2 es P2 = 101725 Pa. La densidad del gas en este punto es,

considerando comportamiento de gas ideal:

Y la velocidad:

La velocidad másica es, entonces:

.

Se calcula el número de Reynolds modificado:

Se supone que la pérdida de presión no será tal que la densidad en el punto 1 sea

mucho mayor que en el punto 2. De esta forma, = 1,21 kg/m3. La presión en el punto

1 será entonces:


2012


101726 Pa.

La pérdida de presión es ∆P = 1 Pa. Prácticamente no existe pérdida de presión en el

lecho.

En resumen, en la columna de biofiltración se produce en el peor de los casos

una pérdida de presión total de 401 Pa.

A.8.4.-Pérdida de carga en la torre de carbón activado.

En este caso, el fabricante proporciona una tabla que relaciona caudal

volumétrico de gas con pérdida de carga producida.

Figura A.8.2. Pérdida de carga en la columna de adsorción. Fuente: Carbtrol®.

Suponiendo el caso más desfavorable en el que todo el caudal de gas es

desviado a la columna de adsorción (500 m3/h = 295 CFM), se obtiene de la figura

A.8.2. que la pérdida de carga para el modelo elegido (G6) es de aproximadamente 6

pulgadas de agua, o lo que es los mismo, 1495 Pa.


2012


A.8.5.-Pérdida de carga en las tuberías.

A.8.5.1.-Pérdida de carga en las tuberías de alimentación de aire.

Para el cálculo de la pérdida de presión que sufre el gas a través de las tuberías

que lo conducen a los equipos se supondrá el caso más desfavorable, que es el cual en

el que la soplante impulsa la totalidad del gas a la columna de absorción, ya que este

equipo provoca una pérdida de carga mucho mayor que el biofiltro. La siguiente figura

esquematiza el problema:

Se utiliza la ecuación de Weymouth:

Puesto que para la totalidad del caudal de gas (500 m3/h) circulando por la

columna de adsorción la pérdida de presión en dicho equipo es de 1495 Pa, y sabiendo

que el gas abandona la columna a presión atmosférica, la presión a la entrada de la

columna será P2 = Patm + 1495 = 102820 Pa.

Se calcula el factor de fricción :

La velocidad másica es:

Por tanto, la presión a la cual la soplante debe comprimir el gas (P1) es:


2012


Siendo la pérdida de carga en la tubería de 32 Pa.

A.8.5.2.-Pérdida de carga en la tubería de recirculación.

La tubería de recirculación de agua en el biofiltro se divide en dos (Tabla A.7.1.):

el tramo que sale del biofiltro hacia la bomba (2.1.) y el tramo que va desde la bomba

hasta el biofiltro (2.2.). El siguiente esquema muestra el problema:

Se aplica la ecuación de Fanning:

La circulación se da a 20ºC, siendo ρ = 1000 kg/m3 y μ = 0,001 Pa·s. Se calcula el factor

de fricción:

La pérdida que se produce en la tubería es, por tanto:


2012


A esto hay que sumarle la pérdida local producida en el codo de 90º, cuya constante

de pérdida de carga K es 0,75 según la bibliografía. La pérdida producida en el mismo

es:

Por tanto, la pérdida total de presión en la tubería de recirculación es de 2508 Pa.

A.8.5.3.-Pérdida de carga en la tubería de medio de cultivo auxiliar.

El medio de cultivo auxiliar fluye a través de una tubería de diámetro nominal

1,5" a caudal de 16,5 m3/h. La siguiente figura esquematiza el problema:

Repitiendo el mismo procedimiento que el del apartado A.8.5.2. se obtiene que la

pérdida de carga es de 45200 Pa.


2012


Anexo IX. Cálculo y selección de los equipos de impulsión.

A.9.1. Cálculo y selección de la soplante.

La soplante impulsará el aire contaminado procedente de la fábrica hacia el

biofiltro. Para el cálculo de la potencia necesaria del equipo se supondrá el caso más

desfavorable, que es aquel en el que todo el caudal de aire pasa exclusivamente por la

columna de adsorción. Es este el caso más desfavorable puesto que es el que

provocaría mayor pérdida de carga (1495 Pa).

La soplante deberá comprimir el aire a una presión tal que éste pueda fluir

fácilmente superando las pérdidas de carga. La presión de compresión de la soplante

será, por tanto, la presión del aire a la salida del proceso (Patm) más las pérdida total de

presión producida en el flujo (1527 Pa). Por tanto:

De esta forma, las características de la impulsión son (figura A.9.1.):

Caudal volumétrico de aire: 500 m3/h.

Presión de toma de aire: 101325 Pa.

Presión de descarga: 102832 Pa.

Temperatura: 20ºC.

Compresión isotérmica.

Figura A.9.1. Características de la impulsión de aire.

Teniendo estos datos, es posible calcular la potencia necesaria de la soplante

mediante la siguiente expresión:

donde:


2012


hA: carga de la soplante (m).

g: aceleración de la gravedad (9,81 m·s-2).

Wm: caudal másico de aire (kg·s-1).

: Rendimiento de la soplante.

La carga necesaria de la soplante se calcula mediante la ecuación para compresión

isotérmica:

De esta forma, la potencia necesaria de la soplante será, suponiendo un rendimiento

máximo del 80%:

El modelo de soplante más adecuado que se ha encontrado en las casas

comerciales es el siguiente:

MODELO EMPRESA

MULTI STAGE MS11/168 AIR CONTROL INDUSTRIES

Figura A.9.2. Soplante Multi Stage MS11/168.

Las características más importantes de este modelo son:

Motor de inducción.

Presión estática máxima: 5900 Pa.


2012


Caudal volumétrico máximo: 730 m3/h.

Potencia: 0,5 CV.

Peso: 15 kg.

Figura A.9.3. Curva presión-caudal de la soplante.


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A.9.2. Cálculo y selección de la bomba de recirculación de medio

de cultivo.

La bomba de recirculación de medio de cultivo se encarga de tomar el líquido

acumulado en el fondo de la columna e impulsarlo hasta el nivel del distribuidor de

líquido en la parte superior del biofiltro. La siguiente figura esquematiza el problema.

Para calcular la carga necesaria de la bomba, se aplica la ecuación de Bernouilli

entre los puntos 1 y 2.

En este caso, se cumplen las siguientes relaciones:

Con lo que la ecuación de Bernouilli queda simplificada:

La pérdida de carga en la tubería ya se calculó en el anexo VII.


2012


En el caso de z2, el caso más desfavorable es aquel en el que el nivel del líquido

se encuentra en su mínimo permisible (25 cm sobre el fondo de la columna). La

velocidad de agua en la tubería es de 0,91 m/s, como ya se calculó en el anexo VII. De

esta forma, la carga de la bomba es:

La potencia necesaria de la bomba, suponiendo un rendimiento máximo de la

misma del 80% se calcula según:

La bomba elegida que mejor se ajusta a los requerimientos es la siguiente:

MODELO EMPRESA

EB 10 002 MS 07 SALVADOR ESCODA S.A.

Figura A.9.4. Bomba para recirculación de medio de cultivo.

Algunas de las características más importantes de esta bomba son:

Tipo de bomba: bomba centrífuga multicelular.

Material: acero INOX.

Máxima aspiración: 7 m.c.a..

Temperatura de trabajo: -10 a 80 ºC

Caudal máximo: 4,8 m3/h.

Potencia: 0,7 CV.


2012


A.9.3. Cálculo y selección de la bomba de medio de cultivo

auxiliar.

Siguiendo el mismo procedimiento del apartado A.9.2. se llega a que la

potencia necesaria de la bomba es de 1 CV. La bomba elegida ha sido la siguiente

(figura A.9.5.):

MODELO EMPRESA

EB 20 144 CEA 210/3 SALVADOR ESCODA S.A.

Figura A.9.5. Bomba para impulsión del medio de cultivo auxiliar.

Algunas de las características más importantes de esta bomba son:

Tipo de bomba: bomba centrífuga.

Material: acero INOX.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5

Alt

ura

m.c

.a.

Caudal (m3/h)

BOMBA CENTRÍFUGA MS07


2012


Presión máxima de trabajo: 8 bar.

Temperatura de trabajo: -10 a 80ºC.

Caudal máximo: 18 m3/h.

Potencia: 1,5 CV.

Planos. 138

DOCUMENTO 2

planos

Pliego de condiciones. 141

DOCUMENTO 3

PLIEGO DE

CONDICIONES

Francisco Manuel Pérez García. Proyecto fin de carrera. Universidad de Cádiz 2012


ÍNDICE DEL PLIEGO DE CONDICIONES.

PLIEGO DE CONDICIONES GENERALES.

1.-Cápitulo preliminar. Disposiciones generales. ................................................................... 144

1.1. Naturaleza y objeto del pliego general .................................................................................. 144

1.2. Documentación del contrato de obra .................................................................................... 144

2.-Capítulo I. Condiciones facultativas.......................................................................................... 144

2.1. Delimitación general de funciones técnicas ........................................................................ 144

2.2. De las obligaciones y derechos generales del constructor o contratista ................. 146

2.3. Prescripciones generales relativas a los trabajos, a los materiales y a los medios

auxiliares ................................................................................................................................................... 149

3.-Capítulo II. Condiciones económicas........................................................................................ 154

3.1. Epígrafe I........................................................................................................................................... 154

3.2. Epígrafe II ......................................................................................................................................... 154

3.3. Epígrafe III. De los precios ......................................................................................................... 156

3.4. Epígrafe IV. Obras por administración.................................................................................. 158

3.5. Epígrafe V. De la valoración y abono de los trabajos ....................................................... 161

3.6. Epígrafe VI. De las indemnizaciones mutuas ...................................................................... 164

3.7. Epígrafe VII. Varios ....................................................................................................................... 165

PLIEGO DE CONDICIONES PARTICULARES.

1.-Condiciones particulares de materiales ................................................................................ 167

1.1. Características básicas de los materiales ............................................................................. 167

1.2. Conductos de PVC.......................................................................................................................... 167

1.3. Materiales no incluidos en este pliego .................................................................................. 168

2.-Condiciones particulares de instalaciones y equipos ..................................................... 168

2.1. Tuberías ............................................................................................................................................ 168

2.2. Válvulas ............................................................................................................................................. 169



2.3. Bombas .............................................................................................................................................. 169

2.4. Recipientes: Diseño y construcción........................................................................................ 169

2.5. Redes de drenaje ........................................................................................................................... 171

2.6. Cimentaciones ................................................................................................................................ 171

3.-Condiciones particulares de pruebas en la instalación ................................................. 171

3.1. Objeto ................................................................................................................................................. 171

3.2. Lavado de la instalación.............................................................................................................. 172

3.3. Pruebas de recipientes ................................................................................................................ 172

3.4. Pruebas de tuberías, válvulas y accesorios. ........................................................................ 173

3.5. Pruebas de la instalación completa ........................................................................................ 173

3.6. Pruebas de la cimentación. ........................................................................................................ 173



PLIEGO DE CONDICIONES GENERALES

1.-CAPÍTULO PRELIMINAR. DISPOSICIONES GENERALES.

1.1.-NATURALEZA Y OBJETO DEL PLIEGO GENERAL.

Artículo 1. El objetivo del presente pliego de condiciones es establecer el conjunto de

exigencias técnicas, económicas, administrativas y legales que han de regir para la ejecución

del presente proyecto de forma que pueda materializarse en las condiciones especificadas.

El contratista está obligado a ejecutar el proyecto según se especifica en el pliego de

condiciones. Del mismo modo, la administración puede conocer de forma detallada las

diferentes tareas que se desarrollan durante la ejecución del proyecto.

1.2.-DOCUMENTACIÓN DEL CONTRATO DE OBRA.

Artículo 2. Integran el contrato los siguientes documentos relacionados por orden de

prelación en cuanto al valor de sus especificaciones en caso de omisión o aparente

contradicción:

1. Las condiciones fijadas en el propio documento de contrato de empresa o

arrendamiento de obra, si existiere.

2. El Pliego de Condiciones particulares.

3. El presente Pliego General de Condiciones.

4. El resto de la documentación del proyecto (memoria, planos y presupuesto).

Las órdenes e instrucciones de la Dirección facultativa de las obras se incorporan al

proyecto como interpretación, complemento o precisión de sus determinaciones.

En cada documento, las especificaciones literales prevalecen sobre las gráficas y en

los planos, la cota prevalece sobre la medida a escala.

2.-CAPÍTULO I. CONDICIONES FACULTATIVAS.

2.1.-DELIMITACIÓN GENERAL DE FUNCIONES TÉCNICAS.

2.1.1.-El director de obra

Artículo 3. La junta rectora de la Propiedad designará al Ingeniero Técnico Director de

Obra, representante de la propiedad frente al contratista, en quien recaerán las siguientes

funciones:



1. Planificar, a la vista del proyecto, del contrato y de la normativa técnica de aplicación,

el control de calidad y económico de las obras.

2. Redactar, cuando se requiera expresamente por el constructor, el estudio de los

sistemas adecuados a los riesgos del trabajo en la realización de la obra y aprobar el

Plan de seguridad e higiene para la aplicación del mismo.

3. Efectuar el replanteo de la obra y preparar el acta correspondiente, suscribiéndola en

unión del Constructor.

4. Comprobar la adecuación de la cimentación proyectada a las características reales

del suelo.

5. Ordenar, dirigir y vigilar la ejecución material con arreglo al proyecto, a las normas

técnicas y a las reglas de buena construcción.

6. Asistir a las obras, cuantas veces lo requiera su naturaleza y complejidad, a fin de

resolver las contingencias que se produzcan e impartir las instrucciones

complementarias que sean precisas para conseguir la correcta solución.

7. Coordinar la intervención en obra de otros técnicos que, en su caso, concurran a la

dirección con función propia en aspectos parciales de su especialidad.

8. Realizar o disponer las pruebas y ensayos de materiales, instalaciones y demás

unidades de obra según las frecuencias de muestreo programadas en el plan de

control, así como efectuar las demás comprobaciones que resulten necesarias para

asegurar la calidad constructiva, de acuerdo con el proyecto y la normativa técnica

aplicable. De los resultados informará puntualmente al constructor, impartiéndole en

su caso, las órdenes oportunas.

9. Realizar las mediciones de obra ejecutada, realizar y aprobar las certificaciones

parciales, realizar y aprobar la certificación final de obra, y asesorar al promotor en el

acto de la recepción.

10. Suscribir el certificado final de obra.

2.1.2.-El constructor

Artículo 4. El Constructor o Contratista habrá de proporcionar toda clase de facilidades al

Director de Obra o a sus subalternos a fin de que estos puedan desempeñar su trabajo con el

máximo de eficacia. Específicamente corresponde al Constructor:

1. Organizar los trabajos de construcción, redactando los planes de obra que se

precisen y proyectando o autorizando las instalaciones provisionales y medios

auxiliares de la obra.

2. Elaborar, cuando se requiera, el Plan de Seguridad e Higiene de la obra en aplicación

del estudio correspondiente y disponer en todo caso la ejecución de medidas

preventivas, velando por su cumplimiento y por la observación de la normativa

vigente en materia de seguridad e higiene en el trabajo.



3. Suscribir con el Director de Obra el acta de replanteo de la obra.

4. Ostentar la jefatura de todo el personal que intervenga en la obra y coordinar las

intervenciones de los subcontratistas.

5. Asegurar la idoneidad de todos y cada uno de los materiales y elementos

constructivos que se utilicen, comprobando los preparados en obra y rechazando,

por iniciativa propia o prescripción del Director de Obra, los suministros o

prefabricados que no cuenten con las garantías o documentos de idoneidad

requeridos por las normas de aplicación.

6. Custodiar el Libro de órdenes y seguimiento de la obra, y dar el enterado a las

anotaciones que se practiquen en el mismo.

7. Facilitar al Director de Obra con antelación suficiente, los materiales precisos para el

cumplimiento de su cometido.

8. Preparar las certificaciones parciales de obra y la propuesta de liquidación final.

9. Suscribir con el Promotor las actas de recepción provisional y definitiva.

10. Concertar los seguros de accidentes de trabajo y de daños a terceros durante la obra.

2.2.-DE LAS OBLIGACIONES Y DERECHOS GENERALES DEL CONSTRUCTOR O

CONTRATISTA.

2.2.1.-Verificación de los documentos de proyecto.

Artículo 5. Antes de dar comienzo a las obras e inmediatamente después de recibidos, el

Constructor deberá confrontar la documentación relacionada con el proyecto que le haya

sido aportada y deberá informar con la mayor brevedad posible al Director de las Obras

sobre cualquier discrepancia, contradicción u omisión solicitando las aclaraciones

pertinentes.

2.2.2.-Plan de seguridad e higiene.

Artículo 6. El Constructor, a la vista del Proyecto de Ejecución conteniendo, en su caso, el

Estudio de Seguridad e Higiene, presentará el Plan de Seguridad e Higiene de la obra a la

aprobación del Director de Obra de la dirección facultativa.

2.2.3.-Oficina en la Obra.

Artículo 7. El Constructor habilitará en la obra una oficina en la que existirá una mesa o

tablero adecuado, en el que puedan extenderse y consultarse los planos. En dicha oficina

tendrá siempre el Contratista a disposición del Director de Obra de la Dirección Facultativa:

El Proyecto de Ejecución completo, incluidos los complementos que en su caso

redacte el Ingeniero proyectista o Director de Obra.

La Licencia de Obras.



El Libro de Órdenes y Asistencias.

El Plan de Seguridad e Higiene.

El Libro de incidencias.

El Reglamento y Ordenanza de Seguridad e Higiene en el Trabajo.

La documentación de los seguros mencionada en el artículo 4 (10).

Dispondrá además el Constructor una oficina para la Dirección facultativa, convenientemente acondicionada para que en ella se pueda trabajar con normalidad a cualquier hora de la jornada.

2.2.4.-Representación de contratista.

Artículo 8. El Constructor viene obligado a comunicar a la propiedad la persona designada

como delegado suyo en la obra, que tendrá carácter de Jefe de la misma, con dedicación

plena, y con facultades para representarle y adoptar en todo momento cuantas decisiones

competan a la contrata.

Serán sus funciones las del Constructor según se especifica en el artículo 4.

Cuando la importancia de las obras lo requiera y así se consigne en el Pliego de

"Condiciones Particulares de Índole Facultativa", el Delegado del Contratista será un

facultativo de grado superior o grado medio, según los casos.

El Pliego de Condiciones particulares determinará el personal facultativo o

especialista que el Constructor se obligue a mantener en la obra como mínimo, y el tiempo

de dedicación comprometido.

El incumplimiento de esta obligación o, en general, la falta de cualificación suficiente

por parte del personal según la naturaleza de los trabajos, facultará al Director de Obra para

ordenar la paralización de las obras, sin derecho a reclamación alguna, hasta que se subsane

la deficiencia.

2.2.5.-Presencia del constructor en la obra.

Artículo 9. El Jefe de obra, por sí o por medio de sus técnicos o encargados, deberá estar

presente durante la jornada legal de trabajo y acompañará al Director de Obra en las visitas

que haga a las obras, poniéndose a su disposición para la práctica de los reconocimientos

que se consideren necesarios y suministrándoles los datos precisos para la comprobación de

mediciones y liquidaciones.

2.2.6.-Trabajos no estipulados expresamente.

Artículo 10. Es obligación de la contrata el ejecutar cuando sea necesario para la buena

construcción y aspecto de las obras, aún cuando no se halle expresamente determinado en



los documentos del Proyecto, siempre que, sin separarse de su espíritu y recta

interpretación, lo disponga el Director de Obra dentro de los límites de posibilidades que los

presupuestos habiliten para cada unidad de obra y tipo de ejecución.

En defecto de especificación en el Pliego de Condiciones particulares, se entenderá

que requiere reformado de proyecto con consentimiento expreso de la propiedad, toda

variación que suponga incremento de precios de alguna unidad de obra en más del 20 por

100 o del total del presupuesto en más de un 10 por 100.

2.2.7.-Interpretaciones, aclaraciones y modificaciones de los documentos del

proyecto.

Artículo 11. Cuando se trate de aclarar, interpretar o modificar preceptos de los Pliegos de

Condiciones o indicaciones de los planos o croquis, las órdenes e instrucciones

correspondientes se comunicarán precisamente por escrito al Constructor, estando éste

obligado a su vez a devolver los originales o las copias suscribiendo con su firma el enterado,

que figurará al pie de todas las órdenes, avisos o instrucciones que reciba del Director de

Obra.

Cualquier reclamación que en contra de las disposiciones tomadas por éstos crea

oportuno hacer el Constructor, habrá de dirigirla, dentro del plazo de tres días, a quien la

hubiere dictado, el cual dará al Constructor el correspondiente recibo, si éste lo solicitase.

Artículo 12. El Constructor podrá requerir al Director de Obra las instrucciones o

aclaraciones que se precisen para la correcta interpretación y ejecución de lo proyectado.

2.2.8.-Reclamaciones contra las órdenes de la dirección facultativa.

Artículo 13. Las reclamaciones que el Contratista quiera hacer contra las órdenes o

instrucciones dimanadas de la Dirección Facultativa, sólo podrá presentarlas, a través del

Director de Obra, ante la propiedad, si son de orden económico y de acuerdo a las

condiciones estipuladas en los Pliegos de Condiciones correspondientes. Contra

disposiciones de orden técnico del Ingeniero Técnico Director de Obra, no se admitirá

reclamación alguna, pudiendo el contratista salvar su responsabilidad, si lo estima oportuno,

mediante exposición razonada dirigida al Director de obra, el cual podrá limitar su

contestación al acuse de recibo, que en todo caso será obligatorio para este tipo de

reclamaciones.



2.2.9.-Recusación por el contratista del personal nombrado por el director de

obra.

Artículo 14. El Constructor no podrá recusar al Director de Obra o personal encargado por

éstos de la vigilancia de las obras, ni pedir que por parte de la propiedad se designen otros

facultativos para los reconocimientos y mediciones.

Cuando se crea perjudicado por la labor de éstos, procederá de acuerdo con lo

estipulado en el artículo precedente, pero sin que por esta causa puedan interrumpirse ni

perturbarse la marcha de los trabajos.

2.2.9.-Faltas del personal.

Artículo 15. El Director de Obra, en supuestos de desobediencia a sus instrucciones,

manifiesta incompetencia o negligencia grave que comprometan o perturben la marcha de

los trabajos, podrá requerir al Contratista que aparte de la obra a los dependientes u

operarios causantes de la perturbación.

Artículo 16. El Contratista podrá subcontratar capítulos o unidades de obra a otros

contratistas e industriales, con sujeción en su caso a lo estipulado en el Pliego de

Condiciones particulares, y sin perjuicio de sus obligaciones como Contratista general de la

obra.

2.3.-PRESCRIPCIONES GENERALES RELATIVAS A LOS TRABAJOS, A LOS

MATERIALES Y A LOS MEDIOS AUXILIARES.

2.3.1.-Caminos y accesos.

Artículo 17. El Constructor dispondrá por su cuenta los accesos a la obra y el cerramiento o

vallado de ésta.

El Director de Obra podrá exigir su modificación o mejora.

2.3.2.-Replanteo.

Artículo 18. Antes de dar comienzo las Obras, el Ingeniero Director, junto al personal

subalterno necesario y en presencia del Contratista o su representante, procederá al

replanteo general de la obra. El Constructor se hará cargo de las estacas, señales y

referencias que se dejen en el terreno como consecuencia del replanteo iniciará las obras

con el replanteo de las mismas en el terreno, señalando las referencias principales que

mantendrá como base de ulteriores replanteos parciales. Dichos trabajos se considerarán a

cargo del Contratista e incluidos en su oferta.



El Director podrá ejecutar u ordenar cuantos replanteos parciales considere

necesarios durante el periodo de construcción para que las obras se realicen conforme al

proyecto y a las modificaciones del mismo que sean aprobadas.

2.3.3.-Comienzo de la obra. Ritmo de ejecución de los trabajos.

Artículo 19. El Constructor dama comienzo a las obras en el plazo marcado en el Pliego de

Condiciones Particulares, desarrollándolas en la forma necesaria para que dentro de los

periodos parciales en aquel señalados queden ejecutados los trabajos correspondientes y,

en consecuencia, la ejecución total se lleve a efecto dentro del plazo exigido en el Contrato.

Obligatoriamente y por escrito deberá el contratista dar cuenta al Director de Obra

del comienzo de los trabajos al menos con tres días de antelación.

2.3.4.-Orden de los trabajos.

Artículo 20. En general, la determinación del orden de los trabajos será compatible con los

plazos programados y es facultad de la contrata, salva aquellos casos en que, por

circunstancias de orden técnico, estime conveniente su variación de la Dirección Facultativa.

2.3.5.-Facilidades para otros contratistas.

Artículo 21. De acuerdo con lo que requiera la Dirección Facultativa, el Contratista General

deberá dar todas las facilidades razonables para la realización de los trabajos que les sean

encomendados a todos los demás contratistas que intervengan en la obra. Ello sin perjuicio

de las compensaciones económicas a que haya lugar entre Contratistas por utilización de

medios auxiliares o suministros de energía u otros conceptos.

En caso de litigio, ambos contratistas estarán a lo que resuelva la Dirección

Facultativa.

2.3.6.-Ampliación de proyecto por causas imprevistas o de fuerza mayor.

Artículo 22. Cuando sea preciso por motivo imprevisto o por cualquier accidente ampliar el

Proyecto, no se interrumpirán los trabajos, continuándose siguiendo una recta

interpretación del proyecto y según las instrucciones dadas por el Director de Obra, en tanto

se formula o tramita el Proyecto Reformado.

El Constructor está obligado a realizar con su personal y sus materiales cuanto la

Dirección de las obras disponga para apeos, apuntalamientos, derribos, recalzos o cualquier

otra obra de carácter urgente, anticipando de momento este servicio, cuyo importe le será

consignado en un presupuesto adicional o abonado directamente, de acuerdo con lo que se

convenga.



2.3.7.-Prórroga por causa de fuerza mayor.

Artículo 23. Si por causa de fuerza mayor o independiente de la voluntad del Constructor,

éste no pudiese comenzar las obra, o tuviese que suspenderlas, o no le fuera posible

terminarlas en los plazos prefijados, se le otorgará una prórroga proporcionada para el

cumplimiento de la contrata, previo informe favorable del Director de Obra. Para ello, el

Constructor expondrá, en escrito dirigido al Director de Obra, la causa que impide la

ejecución o la marcha de los trabajos y el retraso que por ello se originaría en los plazos

acordados, razonando debidamente la prórroga que por dicha causa solicita.

2.3.8.-Responsabilidad de la dirección facultativa en el retraso de la obra.

Artículo 24. El Contratista no podrá excusarse de no haber cumplido los plazos de las obras

estipulados, alegando como causa la carencia de planos u órdenes de la Dirección

Facultativa, a excepción del caso en que habiéndolo solicitado por escrito no se le hubiesen

proporcionado.

2.3.9.-Condiciones generales de ejecución de los trabajos.

Artículo 25. Todos los trabajos se ejecutarán con estricta sujeción al Proyecto, a las

modificaciones del mismo que previamente hayan sido aprobadas y a las órdenes e

instrucciones que bajo su responsabilidad y por escrito entregue el Director de Obra al

Constructor, dentro de las limitaciones presupuestarias y de conformidad con lo especificado

en el artículo 10.

2.3.10.-Obras ocultas.

Artículo 26. De todos los trabajos y unidades de obra que hayan de quedar ocultos a la

terminación del edificio, se levantarán los planos precisos para que queden perfectamente

definidos; estos documentos se extenderán por triplicado, entregándose uno al Director de

Obra, otro al Promotor y otro al Contratista, firmados todos ellos por los tres. Dichos planos,

que deberán ir suficientemente acotados, se considerarán documentos indispensables e

irrecusables para efectuar las mediciones.

2.3.11.-Trabajos defectuosos.

Artículo 27. El Constructor debe emplear los materiales que cumplan las condiciones

exigidas en las "Condiciones Generales y Particulares de índole técnica" del Pliego de

Condiciones y realizará todos y cada uno de los trabajos contratados de acuerdo con lo

especificado también en dicho documento.

Por ello, y hasta que tenga lugar la recepción definitiva del edificio, es responsable de

la ejecución de los trabajos que ha contratado y de las faltas y defectos que en éstos puedan

existir por su mala ejecución o por la deficiente calidad de los materiales empleados o



aparatos colocados, sin que le exonere de responsabilidad el control que compete al

Director de Obra, ni tampoco el hecho de que estos trabajos hayan sido valorados en las

certificaciones parciales de obra, que siempre se entenderán extendidas y abonadas a buena

cuenta.

Como consecuencia de lo anteriormente expresado, cuando el Director de obra

advierta vicios o defectos en los trabajos ejecutados, o que los materiales empleados o los

aparatos colocados no reúnen las condiciones preceptuadas, ya sea en el curso de la

ejecución de los trabajos, o finalizados éstos, y antes de verificarse la recepción definitiva de

la obra, podrá disponer que las partes defectuosas sean demolidas y reconstruidas de

acuerdo con lo contratado, y todo ello a expensas de la contrata.

2.3.12.-Vicios ocultos.

Artículo 28. Si el Director de Obra tuviese fundadas razones para creer en la existencia de

vicios ocultos de construcción en las obras ejecutadas, ordenará efectuar en cualquier

tiempo, y antes de la recepción definitiva, los ensayos, destructivos o no, que crea

necesarios para reconocer los trabajos que suponga defectuosos.

Los gastos que se ocasionen serán de cuenta del Constructor, siempre que los vicios

existan realmente. En caso contrario serán a cargo de la Propiedad.

2.3.13.-De los materiales y de los aparatos. Su procedencia.

Artículo 29. El Constructor tiene libertad de proveerse de los materiales y aparatos de

todas clases en los puntos que le parezca conveniente, excepto en los casos en que el Pliego

Particular de Condiciones Técnicas preceptúe una procedencia determinada.

Todos los materiales serán de la mejor calidad y su colocación será perfecta. Tendrán

las dimensiones que marquen los documentos del Proyecto y la Dirección Facultativa.

El transporte, manipulación y empleo de los materiales se hará de manera que no

queden alteradas sus características ni sufran deterioro sus formas o dimensiones.

Obligatoriamente, y antes de proceder a su empleo o acopio, el Constructor deberá

presentar al Director de Obra una lista completa de los materiales y aparatos que vaya a

utilizar en la que se especifiquen todas las indicaciones sobre marcas, calidades, procedencia

e idoneidad de cada uno de ellos.

2.3.14.-Presentación de muestras.

Artículo 30. A petición del Director de Obra, el Constructor le presentará las muestras de

los materiales antes de su empleo en obra, sin cuya aprobación no podrán utilizarse en la

construcción.



2.3.15.-Materiales no utilizables.

Artículo 31. El Constructor, a su costa, trasportará y colocará, agrupándolos

ordenadamente y en el lugar adecuado, los materiales procedentes de las excavaciones,

derribos, etc., que no sean utilizables en la obra.

Se retirarán de ésta o se llevarán al vertedero, cuando así estuviese establecido en el

Pliego de Condiciones particulares vigente en la obra.

Si no se hubiese preceptuado nada sobre el particular, se retirarán de ella cuando así

lo ordene el Director de Obra, pero acordando previamente con el Constructor su justa

tasación, teniendo en cuenta el valor de dichos materiales y los gastos de su transporte.

2.3.16.-Materiales y aparatos defectuosos.

Artículo 32. Cuando los materiales, elementos de instalaciones o aparatos no fuesen de la

calidad prescrita en este Pliego, o no tuvieran la preparación en él exigida o, en fin, cuando

ante la falta de prescripciones formales de aquel se reconociera o demostrara que no eran

adecuados para su objeto, el Director de Obra dará orden al Constructor de sustituirlos por

otros que satisfagan las condiciones o llenen el objeto a que se destinen.

Si a los quince días de recibir el Constructor orden de que retire los materiales que no

estén en condiciones, no ha sido cumplida, podrá hacerlo la Propiedad cargando los gastos a

la Contrata.

Si los materiales, elementos de instalaciones o aparatos fueran defectuosos, pero

aceptables a juicio del Director de Obra, se recibirán pero con la rebaja del precio de aquél

que determine, a no ser que el Constructor prefiera sustituirlos por otros en condiciones.

2.3.17.-Gastos ocasionados por pruebas y ensayos.

Artículo 33. Todas las pruebas, análisis y ensayos de materiales o elementos que

intervengan en la ejecución de las obras serán verificados conforme indique el director de

obra y serán de cuenta de la contrata todos los gastos que ello origine. Se incluye el coste de

los materiales que se ha de ensayar, la mano de obra, herramientas, transporte, gastos de

toma de muestras, minutas de laboratorio, tasas, etc.

Todo ensayo que no haya resultado satisfactorio o que no ofrezca las garantías

suficientes, podrá comenzarse de nuevo a cargo del mismo.

2.3.18.-Limpieza de las obras.

Artículo 34. Es obligación del Constructor mantener limpias las obras y sus alrededores,

tanto de escombros como de material sobrante, hacer desaparecer las instalaciones



provisionales que no sean necesarias, así como adoptar las medidas y ejecutar todos los

trabajos que sean necesarios para que la obra ofrezca buen aspecto.

2.3.19.-Obras sin prescripciones.

Artículo 35. En la ejecución de trabajos que entran en la construcción de las obras y para

los cuales no existan prescripciones consignadas explícitamente en éste Pliego ni en la

restante documentación del Proyecto, el Constructor se atendrá, en primer término, a las

instrucciones que dicte la Dirección Facultativa de las obras y, en segundo lugar, a las reglas

y prácticas de la buena construcción.

3.-CAPÍTULO II. CONDICIONES ECONÓMICAS.

3.1.-EPÍGRAFE I.

3.1.1.-Principio general.

Artículo 36. Todos los que intervienen el proceso de construcción tienen derecho a percibir

puntualmente las cantidades devengadas por su correcta actuación con arreglo a las

condiciones contractualmente establecidas.

Artículo 37. La propiedad, el contratista y, en su caso, los técnicos pueden exigirse

recíprocamente las garantías adecuadas al cumplimiento puntual de sus obligaciones de

pago.

3.2.-EPÍGRAFE II.

3.2.1.-Fianzas.

Artículo 38. El Contratista prestará fianza con arreglo a alguno de los siguientes

procedimientos, según se estipule:

a) Depósito previo, en metálico o valores, o aval bancario, por importe entre el 3 por

100 y el 10 por 100 del precio total de la contrata.

b) Mediante retención en las certificaciones parciales o pagos a cuenta en igual

proporción.

3.2.2.-Fianza provisional.

Artículo 39. En el caso de que la obra se adjudique por subasta pública, el depósito

provisional para tomar parte en ella se especificará en el anuncio de la misma, y su cuantía

será de ordinario, y salvo estipulación distinta en el Pliego de Condiciones particulares



vigente en la obra, de un tres por ciento (3 por 100) como mínimo, del total del presupuesto

de contrata.

El Contratista a quien se haya adjudicado la ejecución de una obra o servicio para la

misma, deberá depositar en el punto y plazo fijados en el anuncio de la subasta o el que se

determine en el Pliego de Condiciones particulares del Proyecto, la fianza definitiva que se

señale y, en su defecto, su importe será el 10 por 100 de la cantidad por la que se haga la

adjudicación de la obra, fianza que puede constituirse en cualquiera de las formas

especificados en el apartado anterior.

El plazo señalado en el párrafo anterior, y salvo condición expresa establecida en el

Pliego de Condiciones particulares, no excederá de treinta días naturales a partir de la fecha

en que se le comunique la adjudicación, y dentro de él deberá presentar el adjudicatario la

carta de pago o recibo que acredite la constitución de la fianza a que se refiere el mismo

párrafo.

La falta de cumplimiento de este requisito dará lugar a que se declare nula la

adjudicación, y el adjudicatario perderá el depósito provisional que hubiese hecho para

tomar parte en la subasta.

3.2.3.-Ejecución de trabajos con cargo a la fianza.

Artículo 40. Si el Contratista se negase a hacer por su cuenta los trabajos precisos para

ultimar la obra en las condiciones contratadas, el Director de Obra, en nombre y

representación del Propietario, los ordenará ejecutar a un tercero, o, podrá realizarlos

directamente por administración, abonando su importe con la fianza depositada, sin

perjuicio de las acciones a que tenga derecho el Propietario, en el caso de que el importe de

la fianza no bastare para cubrir el importe de los gastos efectuados en las unidades de obra

que no fuesen de recibo.

3.2.4.-De su devolución en general.

Artículo 41. La fianza retenida será devuelta al Contratista en un plazo que no excederá de

treinta días una vez firmada el Acta de Recepción Definitiva de la obra. La Propiedad podrá

exigir que el Contratista le acredite la liquidación y finiquito de sus deudas causadas por la

ejecución de la obra, tales como salarios, suministros, subcontratos...

3.2.5.-Devolución de la fianza en el caso de efectuarse recepciones parciales.

Artículo 42. Si la Propiedad, con la conformidad del Director de Obra, accediera a hacer

recepciones parciales, tendrá derecho el Contratista a que se le devuelva la parte

proporcional de la fianza.



3.3.-EPÍGRAFE III. DE LOS PRECIOS.

3.3.1.-Composición de precios unitarios.

Artículo 43. El cálculo de los precios de las distintas unidades de obra es el resultado de

sumar los costes directos, los indirectos, los gastos generales y el beneficio industrial.

Se considerarán costes directos:

a) La mano de obra, con sus pluses y cargas y seguros sociales, que interviene

directamente en la ejecución de la unidad de obra.

b) Los materiales, a los precios resultantes a pie de obra, que queden integrados en la

unidad que se trate o que sean necesarios para su ejecución.

c) Los equipos y sistemas técnicos de seguridad e higiene para la prevención y

protección de accidentes y enfermedades profesionales.

d) Los gastos del personal, combustible, energía, etc., que tengan lugar por el

accionamiento o funcionamiento de la maquinaria e instalaciones utilizadas en la

ejecución de la unidad de obra.

e) Los gastos de amortización y conservación de la maquinaria, instalaciones, sistemas y

equipos anteriormente citados.

Se considerarán costes indirectos:

a) Los gastos de instalación de oficinas a pie de obra, comunicaciones, edificación de

almacenes, talleres, pabellones temporales para obreros, laboratorio, seguros, etc.

b) Los del personal técnico y administrativo adscrito exclusivamente a la obra y los

imprevistos.

Todos estos gastos se cifrarán en un porcentaje de los costes directos.

Se considerarán gastos generales:

Los gastos generales de la empresa, gastos financieros, cargas fiscales y tasa de la

Administración, legalmente establecidos. Se cifrarán como un porcentaje de la suma de los

costes directos e indirectos (en los contratos de obras de la Administración pública este

porcentaje se establece entre un 13 y un 17 por 100).

Beneficio industrial:

El beneficio industrial del Contratista se establece en el 6 por 100 sobre la suma de

las anteriores partidas.

Precio de Ejecución material:



Se denomina Precio de Ejecución material al resultado obtenido por la suma de los

anteriores conceptos a excepción del Beneficio Industrial.

Precio de Contrata:

El precio de Contrata es la suma de los costes directos, indirectos, los gastos

Generales y el Beneficio Industrial. El IVA gira sobre esta suma pero no integra el precio.

3.3.2.-Precios de contrata. Importe de contrata.

Artículo 44. En el caso de que los trabajos a realizar en un edifico u obra aneja cualquiera

se contratasen a riesgo y ventura, se entiende por Precio de contrata el que importa el coste

total de la unidad de obra, es decir, el precio de Ejecución material, más el tanto por ciento

sobre este último precio en concepto de Beneficio Industrial del Contratista. El beneficio se

estima normalmente, en 6 por 100, salvo que en las condiciones particulares se establezca

otro distinto.

3.3.3.-Precios contradictorios.

Artículo 45. Se producirán precios contradictorios sólo cuando la Propiedad por medio del

Director de Obra decida introducir unidades o cambios de calidad en alguna de las previstas,

o cuando sea necesario afrontar alguna circunstancia imprevista.

El Contratista estará obligado a efectuar los cambios.

A falta de acuerdo, el precio se resolverá contradictoriamente entre el Director de

Obra y el Contratista antes de comenzar la ejecución de los trabajos y en el plazo que se

determine en el Pliego de Condiciones particulares, siempre teniendo en cuenta la

descomposición de precios del cuadro correspondiente. Si subsiste la diferencia se acudirá,

en primer lugar, al concepto más análogo dentro de cuadro de precios del Proyecto, y en

segundo lugar al banco de precios de uso más frecuente en la localidad.

Los contradictorios que hubiere se referirán siempre a los precios unitarios de la

fecha del contrato.

3.3.4.-Reclamaciones de aumento de precios por causas diversas.

Artículo 46. Si el Contratista, antes de la firma del contrato, no hubiese hecho la

reclamación u observación oportuna, no podrá bajo ningún pretexto de error u omisión

reclamar aumento de los precios fijados en el cuadro correspondiente del presupuesto que

sirva de base para la ejecución de las obras (con referencia a Facultativas).

3.3.5.-Formas tradicionales de medir o de aplicar precios.



Artículo 47. En ningún caso podrá alegar el Contratista los usos y costumbres del país

respecto de la aplicación de los precios o de la forma de medir las unidades de obra

ejecutadas, se estará a los previsto en primer lugar, al Pliego de Condiciones Técnicas, y en

segundo lugar, al Pliego de Condiciones Particulares.

3.3.6.-De la revisión de los precios contratados.

Artículo 48. Contratándose las obras a riesgo y ventura, no se admitirá la revisión de los

precios en tanto que el incremento no alcance, en la suma de las unidades que falten por

realizar de acuerdo con el Calendario, un montaje superior al 3 por 100 del importe total del

presupuesto de Contrato.

3.3.7.-Acopio de materiales.

Artículo 49. El Contratista queda obligado a ejecutar los acopios de materiales o aparatos

de obra que la Propiedad ordene por escrito.

Los materiales acopiados, una vez abonados por el Propietario, son de la exclusiva

propiedad de ésta; de su guarda y conservación será responsable el Contratista.

3.4.-EPÍGRAFE IV. OBRAS POR ADMINISTRACIÓN.

3.4.1.-Administración.

Artículo 50. Se denominan Obras por Administración aquellas en las que las gestiones que

se precisan para su realización las lleva directamente el propietario, bien por sí o por un

representante suyo o bien por mediación de un constructor.

Las obras por administración se clasifican en las dos modalidades siguientes:

a) Obras por administración directa.

b) Obras por administración delegada o indirecta.

3.4.2.-Obras por administración directa.

Artículo 51. Se denominan "Obras por Administración directa" aquellas en las que el

Propietario por sí o por mediación de un representante suyo, que puede ser el propio

Director de Obra, expresamente autorizado a estos efectos, lleve directamente las gestiones

precisas para la ejecución de la obra, adquiriendo los materiales, contratando su transporte

a la obra y, en suma, interviniendo directamente en todas las operaciones precisas para que

el personal y los obreros contratados por él puedan realizarla; e estas obras el constructor, si

lo hubiese, o el encargado de su realización, es un mero dependiente del propietario, ya sea

como empleado suyo o como autónomo contratado por él, que es quien reúne en sí, por

tanto, la doble personalidad de Propietario y Contratista.



3.4.3.-Obras por administración delegada o indirecta.

Artículo 52. Se entiende por "Obras por Administración delegada o indirecta" la que

convienen un Propietario y un Constructor para que éste, por cuenta de aquel y como

delegado suyo, realice las gestiones y los trabajos que se precisen y se convengan.

Son, por tanto, características peculiares de las Obras por Administración delegada o

indirecta las siguientes:

a) Por parte del Propietario, la obligación de abonar directamente o por mediación del

Constructor todos los gastos inherentes a la realización de los trabajos convenidos

reservándose el Propietario la facultad de poder ordenar, bien por sí o por medio del

Director de Obra en su representación, el orden o la marcha de los trabajos, la

elección de los materiales y aparatos que en los trabajos han de emplearse y, en

suma, todos los elementos que crea preciso para regular la realización de los trabajos

convenidos.

b) Por parte del Constructor, la obligación de llevar la gestión práctica de los trabajos,

aportando sus conocimientos constructivos, los medios auxiliares precisos y, en

suma, todo lo que, en armonía con su cometido, se requiera para la ejecución de los

trabajos, percibiendo por ello del Propietario un tanto por ciento fijado prefijado

sobre el importe total de los gastos efectuados y abonados por el Constructor.

3.4.4.-Liquidación de obras por administración.

Artículo 53. Para la administración de los trabajos que se ejecuten por administración

delegada o indirecta, regirán las normas que a tales fines se establezcan en las "Condiciones

particulares de índole económica" vigentes en la obra; a falta de ellas, las cuentas de

administración las presentará el Constructor al Propietario, en relación valorada a la que

deberá acompañarse y agrupados en el orden que se expresan los documentos siguientes

todos ellos conformados por el Director de Obra:

a) Las facturas originales de los materiales adquiridos para los trabajos y el documento

adecuado que justifique el depósito o el empleo de dichos materiales en la obra.

b) Las nóminas de los jornales abonados, ajustadas a lo establecido en la legislación

vigente, especificando el número de horas trabajadas en la obra por los operarios de

cada oficio y su categoría, acompañando a dichas nóminas una relación numérica de

los encargados, capataces, jefes de equipo, oficiales y ayudantes de cada oficio,

peones especializados y sueltos, listeros, guardas, etc., que haya trabajado en la obra

durante el plazo de tiempo a que correspondan las nóminas que se presentan.

c) Las facturas originales de los transportes de materiales puestos en la obra o de

retirada de escombros.



d) Los recibos de licencias, impuestos y demás cargas inherentes a la obra que haya

pagado o en cuya gestión haya intervenido el Constructor, ya que su abono es

siempre a cuenta del Propietario.

A la suma de todos los gastos inherentes a la propia obra en cuya gestión o pago haya

intervenido el Constructor se le aplicará, a falta de convenio especial, un 15 por 100,

entendiéndose que en este porcentaje están incluidos los medios auxiliares y los de

seguridad preventivos de accidentes, los Gastos Generales que al constructor originen los

trabajos por administración que realiza y el Beneficio Industrial del mismo.

3.4.5.-Abono al constructor de las cuentas de administración delegada.

Artículo 54. Salvo pacto distinto, los abonos al Constructor de las cuentas de

Administración delegada los realizará el Propietario mensualmente según los partes de

trabajos realizados por el propietario o por su delegado representante.

Independientemente, e Director de Obra redactará, con igual periodicidad, la

medición de la obra realizada, valorándola con arreglo al presupuesto aprobado. Estas

valoraciones no tendrán efectos para los abonos al Constructor salvo que se hubiese pactado

lo contrario contractualmente.

3.4.6.-Normas para la adquisición de los materiales y aparatos.

Artículo 55. No obstante las facultades que en estos trabajos por Administración delegada

se reserva el Propietario para la adquisición de los materiales y aparatos, si al Constructor se

le autoriza para gestionarlos y adquirirlos, deberá presentar al Propietario, o en su

representación al Director de Obra, los precios y las muestras de los materiales y aparatos

ofrecidos, necesitando su previa aprobación antes de adquirirlos.

3.4.7.-Responsabilidad del constructor en el bajo rendimiento de los obreros.

Artículo 56. Si de los partes mensualmente de obra ejecutada que preceptivamente debe

presentar el Constructor al Director de Obra, éste advirtiese que los rendimientos de la

mano de obra, en todas o en algunas de las unidades de obra ejecutadas, fuesen

notoriamente inferiores a los rendimientos normales generalmente admitidos para unidades

de obra iguales o similares, se lo notificará por escrito al Constructor, con el fin de que éste

haga las gestiones precisas para aumentar la producción en la cuantía señalada por el

Director de Obra.

Si hecha esta notificación al Constructor, en los meses sucesivos, los rendimientos no

llegasen a los normales, el Propietario que da facultado para resarcirse de la diferencia,

rebajando su importe de quince por ciento (15 %) que por los conceptos antes expresados

correspondería abonarle al Constructor en las liquidaciones quincenales que



preceptivamente deban efectuársele. En caso de no llegar ambas partes a un acuerdo en

cuanto a los rendimientos de la mano de obra, se someterá el caso a arbitraje.

3.4.8.-Responsabilidades del Constructor.

Artículo 57. En los trabajos de "Obras por Administración delegada", el Constructor solo

será responsable de los defectos constructivos que pudieran tener los trabajos o unidades

por él ejecutadas y también de los accidentes o perjuicios que pudieran sobrevenir a los

obreros o a terceras personas por no haber tomado las medidas precisas que en las

disposiciones legales vigentes se establecen. En cambio, y salvo lo expresado en el artículo

54 precedente, no será responsable del mal resultado que pudiesen dar los materiales y

aparatos elegidos con arreglo a las normas establecidas en dicho artículo.

En virtud de lo anteriormente consignado, el Constructor está obligado a reparar por

su cuenta los trabajos defectuosos y a responder también de los accidentes o perjuicios

expresados en el párrafo anterior.

3.5.-EPÍGRAFE V. DE LA VALORACIÓN Y ABONO DE LOS TRABAJOS.

3.5.1.-Formas varias de abono de las obras.

Artículo 58. Según la modalidad elegida para la contratación de las obras y salvo que en el

Pliego Particular de Condiciones económicas, se preceptúe otra cosa, el abono de los

trabajos se efectuará de la siguiente manera:

1. Tipo fijo o tanto alzado total. Se abonará la cifra previamente fijada como base de la

adjudicación, disminuida en su caso en el importe de baja efectuada por el

adjudicatario.

2. Tipo fijo o tanto alzado por unidad de obra, cuyo precio invariable se haya fijado de

antemano, pudiendo variar solamente el número de unidades ejecutadas.

Previa medición y aplicando al total de las diversas unidades de obra ejecutadas, del

precio invariable estipulad para cada una de ellas, se abonará al contratista el

importe de las comprendidas en los trabajos ejecutados y ultimados con arreglo y

sujeción a los documentos que constituyen el Proyecto, los que servirán de base para

la medición y valoración de las diversas unidades.

3. Tanto variable por unidad de obra, según las condiciones en que se realice y los

materiales autorizados en la forma que el presente "Pliego General de Condiciones

Económicas" determina.

Se abonará al Contratista en idénticas condiciones al caso anterior.

4. Por listas de jornales y recibos de materiales, autorizados en la forma que el presente

"Pliego General de Condiciones Económicas" determina.

5. Por horas de trabajo, ejecutado en las condiciones determinadas en el Contrato.



3.5.2.-Relaciones valoradas y certificaciones.

Artículo 59. En cada una de las épocas o fechas que se fijen en el contrato o en los "Pliegos

de Condiciones Particulares" que rijan en la obra, formará con Contratista una relación

valorada de las obras ejecutadas durante los plazos previstos, según la medición que habrá

practicado el Director de Obra.

Lo ejecutado por el Contratista en las condiciones preestablecidas, se valorará

aplicando al resultado de la medición general, cúbica, superficial, lineal, ponderal o numeral

correspondiente para cada unidad de obra, los precios señalados en el presupuesto para

cada una de ellas, teniendo presente además lo establecido en el presente "Pliego General

de Condiciones económicas", respecto a mejoras o sustituciones de material y a las obras

accesorias y especiales, etc.

Al Contratista, que podrá presenciar las mediciones necesarias para extender dicha

relación, se le facilitarán por el Director de Obra los datos correspondientes de la relación

valorada, acompañándolos de una nota de envío, al objeto de que, dentro del plazo de diez

días a partir de la fecha del recibo de dicha nota, pueda el Contratista examinarlos o

devolverlos firmados con su conformidad o hacer, en caso contrario, las observaciones o

reclamaciones que considere oportunas. Dentro de los diez días siguientes a su recibo, el

Director de Obra aceptará o rechazará las reclamaciones del Contratista si las hubiera, dando

cuenta al mismo de su resolución, pudiendo éste, en el segundo caso, acudir ante el

Propietario contra la resolución del Director de Obra en la forma prevenida en los "Pliegos

Generales de Condiciones Facultativas y Legales".

Tomando como base la relación valorada indicada en el párrafo anterior, expedirá el

Director de Obra la certificación de las obras ejecutadas.

De su importe se deducirá el tanto por ciento que para la constitución de la fianza se

haya preestablecido.

El material acopiado a pie de obra por indicación expresa y por escrito del

Propietario, podrá certificarse hasta el noventa por ciento de su importe, a los precios que

figuren en los documentos del Proyecto, sin afectarlos del tanto por ciento de la contrata.

Las certificaciones se remitirán al Propietario, dentro del mes siguiente al periodo a

que se refieren y tendrán el carácter de documento y entregas a buena cuenta, sujetas a las

rectificaciones y variaciones que se deriven de la liquidación final, no suponiendo tampoco

dichas certificaciones aprobación ni recepción de las obras que comprenden.

Las relaciones valoradas contendrán solamente la obra ejecutada en el plazo a que la

valoración se refiere. En el caso de que el Director de Obra lo exigiera, las certificaciones se

extenderán al origen.



3.5.3.-Mejoras de obras libremente ejecutadas.

Artículo 60. Cuando el Contratista, incluso con la autorización del Director de Obra,

emplease materiales de más esmerada preparación o de mayor tamaño que el señalado en

el Proyecto o sustituyese una clase de fábrica con otra que tuviese asignado mayor precio, o

ejecutase con mayores dimensiones cualquiera parte de las obras, o, en general, introdujese

en ésta y sin pedírsela, cualquiera otra modificación que sea beneficiosa a juicio del Director

de Obra, no tendrá derecho, sin embargo, más que al bono de lo que pudiera corresponderle

en el caso de que hubiese construido la obra con estricta sujeción a la proyectada y

contratada o adjudicada.

3.5.4.-Abono de trabajos presupuestados con partida alzada.

Artículo 61. Salvo lo preceptuado en el "Pliego de Condiciones Particulares de índole

económica" vigente en la obra, el abono de los trabajos presupuestados en partida alzada,

se efectuará de acuerdo con el procedimiento que corresponda entre los que a continuación

se expresan:

a) Si existiesen precios contratados para unidades de obra iguales, las presupuestadas

mediante partida alzada, se abonarán previa medición y aplicación del precio

establecido.

b) Si existen precios contratados para unidades de obra similares, se establecerán

precios contradictorios para las unidades con partida alzada, deducidos de los

similares contratados.

c) Si no existen precios contratados para unidades de obra iguales o similares, la partida

alzada se abonará íntegramente al Contratista, salvo el caso de que en el

Presupuesto de la obra se exprese que el importe de dicha partida debe justificarse,

en cuyo caso, el Director de Obra indicará al Contratista y con anterioridad a su

ejecución, el procedimiento que ha de seguirse para llevar dicha cuenta, que en

realidad será de Administración, valorándose los materiales y jornales a los precios

que figuren en el Presupuesto aprobado o, en su defecto, a los que con anterioridad

a la ejecución convengan las dos partes, incrementándose su importe total con el

Porcentaje que se fije en el Pliego de Condiciones Particulares en concepto de Gastos

Generales y Beneficio Industrial del Contratista.

3.5.5.-Abono de agotamientos y otros trabajos especiales no contratados.

Artículo 62. Cuando fuese preciso efectuar agotamientos, inyecciones u otra clase de

trabajos de cualquiera índole especial u ordinaria, que por no estar contratados no sean de

cuenta del contratista, y si no se contratasen con tercera persona, tendrá el Contratista la

obligación de realizarlos y de satisfacer los gastos de toda clase que ocasionen, los cuales le

serán abonados por el Propietario por separado de la contrata.



Además de reintegrar mensualmente estos gastos al Contratista, se le abonará

juntamente con ellos el tanto por ciento del importe total que, en su caso, se especifique en

el Pliego de Condiciones Particulares.

3.5.6.-Pagos.

Artículo 63. Los pagos se efectuarán por el Propietario en los plazos previamente

establecidos, y su importe corresponderá precisamente al de las certificaciones de obra

conformadas por el Director de Obra, en virtud de las cuales se verificarán aquellos.

3.5.7.-Abono de trabajos ejecutados durante el plazo de garantía.

Artículo 64. Efectuada la recepción provisional y si durante el plazo de garantía se hubieran

ejecutado trabajos cualesquiera, para su abono se procederá así:

1. Si los trabajos que se realicen estuvieran especificados en el Proyecto, y sin causa

justificada no se hubieran realizado por el contratista a su debido tiempo, y el

Director de Obra exigiera su realización durante el plazo de garantía, serán valorados

a los precios que figuren en el Presupuesto y abonado de acuerdo con lo establecido

en los "Pliegos Particulares" o en su defecto en los Generales, en el caso de que

dichos precios fuesen inferiores a los que rijan en la época de su realización; en caso

contrario, se aplicarán estos últimos.

2. Si se han ejecutado trabajos para la reparación de desperfectos ocasionados por

deficiencia de la construcción o de la calidad de los materiales, nada se abonará por

ellos al Contratista.

3.6.-EPÍGRAFE VI. DE LAS INDEMNIZACIONES MUTUAS.

3.6.1.-Importe de la indemnización por retraso no justificado en el plazo de

terminación de las obras.

Artículo 65. La indemnización por retraso en la terminación se establecerá en un tanto por

mil del importe total de los trabajos contratados, por cada día natural de retraso, contados a

partir del día de terminación fijado en el Calendario de Obra.

Las sumas resultantes se descontarán y retendrán con cargo de fianza.

3.6.2.-Demora de los pagos.

Artículo 66. Si el Propietario no efectuase el pago de las obras ejecutadas, dentro del mes

siguiente al que corresponde el plazo convenido, el Contratista además tendrá el derecho de

percibir el abono de un 4,5% anual, en concepto de intereses de demora, durante el espacio

de tiempo del retraso y sobre el importe de la mencionada certificación.



Si aún transcurrieran dos meses a partir del término de dicho plazo de un mes sin

realizarse dicho pago, tendrá derecho el Contratista a la resolución del Contrato,

procediéndose a la liquidación correspondiente de las obras ejecutadas y de los materiales

acopiados, siempre que éstos reúnan las condiciones preestablecidas y que su cantidad no

exceda de la necesaria para la terminación de la obra contratada o adjudicada.

No obstante lo anteriormente expuesto, se rechazará toda solicitud de resolución del

contrato fundada en dicha demora de pagos, cuando el Contratista no justifique que en la

fecha de dicha solicitud ha invertido en obra o en materiales acopiados admisibles la parte

de presupuesto correspondiente a plazo de ejecución que tenga señalado en el contrato.

3.7.-EPÍGRAFE VII. VARIOS.

3.7.1.-Mejoras y aumentos de obra. Casos contrarios.

Artículo 67. No se admitirán mejoras de obra, más que en el caso en que el Director de

Obra haya ordenado por escrito la ejecución de trabajos nuevos o que mejoren la calidad de

los contratados, así como la de los materiales y aparatos previstos en el contrato. Tampoco

se admitirán aumentos de obra en las unidades contratadas, salvo caso de error en las

mediciones del Proyecto, a menos que el Director de Obra ordene, también por escrito, la

ampliación de las contratadas.

En todos estos casos será condición indispensable que ambas partes contratantes,

antes de su ejecución o empleo, convengan por escrito los importes totales de las unidades

mejoradas, los precios de los nuevos materiales o aparatos ordenados emplear y los

aumentos que todas estas mejoras o aumentos de obra supongan sobre el importe de las

unidades contratadas.

Se seguirán el mismo criterio y procedimiento, cuando el Director de Obra introduzca

innovaciones que supongan una reducción apreciable en los importes de las unidades de

obra contratadas.

3.7.2.-Unidades de obra defectuosas pero aceptables.

Artículo 68. Cuando por cualquier causa fuera menester valorar obra defectuosa, pero

aceptable a juicio del Director de Obra, éste determinará el precio o partida de abono

después de oír al Contratista, el cual deberá conformarse con dicha resolución, salvo el caso

en que, estando dentro del plazo de ejecución, prefiera demoler la obra y rehacerla con

arreglo a condiciones, sin exceder de dicho plazo.

3.7.3.-Seguro de las obras.

Artículo 69. El Contratista estará obligado a asegurar la obra contratada durante todo el

tiempo que dure su ejecución hasta la recepción definitiva; la cuantía del seguro coincidirá



en cada momento con el valor que tengan por contrata los objetos asegurados. El importe

abonado por la Sociedad Aseguradora, en el caso de siniestro, se ingresará en cuanto a

nombre del Propietario, para que con cargo a ella se abone la obra que se construya, y a

medida que ésta se vaya realizando. El reintegro de dicha cantidad al Contratista se

efectuará por certificaciones, como el resto de los trabajos de la construcción. En ningún

caso, salvo conformidad expresa del Contratista, hecho en documento público, el Propietario

podrá disponer de dicho importe para menesteres distintos del de reconstrucción de la parte

siniestrada; la infracción de lo anteriormente expuesto será motivo suficiente para que el

Contratista pueda resolver el contrato, con devolución de fianza, abono completo de gastos,

materiales acopiados, etc., y una indemnización equivalente al importe de los daños

causados al Contratista por el siniestro y que no se le hubiesen abonado, pero sólo en

proporción equivalente a lo que suponga la indemnización abonada por la Compañía de

Aseguradora, respecto al importe de los daños causados por el siniestro, que serán tasados a

estos efectos por el Director de Obra.

En las obras de reforma o reparación, se fijarán previamente la porción de edificio

que debe ser asegurada y su cuantía, y si nada se prevé, se entenderá que el seguro ha de

comprender toda la parte del edificio afectada por la obra.

Los riesgos asegurados y las condiciones que figuren en la póliza o pólizas de Seguros,

los pondrá el Contratista, antes de contratarlos, en conocimiento del Propietario, al objeto

de recabar de éste su previa conformidad o reparos.



PLIEGO DE CONDICIONES PARTICULARES.

1.-CONDICIONES PARTICULARES DE MATERIALES.

1.1.-CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE LOS MATERIALES.

Todos los materiales empleados en la obra no podrán ser en ningún caso distintos en

sus características a los tipos proyectados. Si hubiese que variar la clase de algunos

inicialmente aprobados, los nuevos no podrán ser instalados sin la previa autorización de la

Dirección de Obra, la cual podrá someterlos a cuantas pruebas estime oportunas.

La de biofiltración y los sistemas de tuberías se diseñarán y fabricarán con materiales

que, cumpliendo con las exigencias mecánicas de los equipos, permitan una vida útil

razonable. Esta se determinará de acuerdo con la previsión de su renovación y/o sustitución.

Para la determinación de la vida útil de dichos materiales, deberá tenerse en cuenta

la pérdida de características físico‐químicas tales como: adherencia, endurecimiento,

fragilidad, envejecimiento, porosidad, etc.

Las paredes de los recipientes y sus tuberías deben estar protegidas contra la

corrosión exterior o medio ambiental. Se utilizará para ello pinturas o recubrimientos y

materiales resistentes a la corrosión.

1.2.-CONDUCTOS DE PVC.

Las tuberías de PVC empleadas para la conducción cumplirán las especificaciones y

ensayos fijados en el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Tuberías de

Saneamiento de Poblaciones (PPTGTSP‐MOPU) de 15 de septiembre (B.O.E. 22 y 23 de

septiembre de 1986) y en la UNE 53332:1990, si se usan en saneamiento y el Pliego de

Prescripciones Técnicas Generales para Tuberías de Abastecimiento de Agua

(PPTGTAAMOPU) de 28 de julio (B.O.E. nº 236, de 2 de octubre de 1974), si son de presión.

Los conductos serán de PVC rígido no plastificado, con menos del 1 % de impurezas y

más del 96 % de PVC puro. El material estará exento de grietas, granulaciones, burbujas o

faltas de homogeneidad. Las paredes serán opacas. El material empleado debe cumplir con

el Proyecto de norma (o en su caso la norma definitiva) CEN/TC 155/WG 13. Se someterá a la

prueba de estanqueidad de 1 bar.

Las uniones se realizarán mediante junta elástica de EPDM (etileno propileno dieno

de tipo M ASTM) incorporada al extremo macho y extremo hembra abocardado.

Los conductos se almacenarán o acopiarán en obra protegidos de los rayos del sol. En

caso de apreciarse decoloración de color teja, se rechazarán los tubos afectados, debiéndose



para su aceptación, realizarse los ensayos que acrediten que se mantienen las características

propias del tubo especificado.

1.3.-MATERIALES NO INCLUIDOS EN ESTE PLIEGO.

Los materiales no incluidos en el presente Proyecto serán de reconocida calidad. El

Contratista deberá presentar los catálogos, muestras informes y certificados de los

fabricantes que se estimen necesarios. Si la información no se considera suficiente, el

Ingeniero Director podrá exigir los ensayos oportunos de los materiales a utilizar.

Todo material que no reúna la calidad y condiciones necesarias para el fin al que se

destina, será rechazado. El Ingeniero Director podrá señalar un plazo breve para retirar los

materiales desechados. En caso de incumplimiento se procederá a retirarlos por cuenta y

riesgo del Contratista.

2.-CONDICIONES PARTICULARES DE INSTALACIONES Y EQUIPOS.

A continuación se describen las prescripciones técnicas particulares de los equipos e

instalaciones del sistema de biofiltración, esto es, tuberías, válvulas, depósitos de

almacenamiento, bombas, etc.

2.1.-TUBERÍAS.

Por sistema de tuberías se entiende el conjunto de tuberías, bridas, juntas, válvulas,

tornillos de sujeción y accesorios de tuberías sometidos a la presión y a la acción del fluido

que circula por ellos.

El diseño, materiales, fabricación, ensamblaje, pruebas e inspecciones de los sistemas

de tuberías, serán adecuados a la velocidad de fluido, presión, pérdida de carga y

temperatura de trabajo esperados, para el producto a contener y para los máximos

esfuerzos combinados debido a presiones, dilataciones u otras semejantes en las

condiciones normales de servicio, transitorias de puesta en marcha, situaciones anormales y

de emergencia.

Cuando pueda quedar líquido confinado entre recipientes o secciones de tuberías y

haya la posibilidad de que este líquido se dilate o vaporice, deberá instalarse un sistema de

alivio controlado que impida obtener presiones superiores a las de diseño del equipo o

tubería siempre que la cantidad retenida exceda de 50 litros.

Así mismo, la instalación estará dotada de las necesarias válvulas de purga, con el fin

de evitar una retención de líquidos en las tuberías cuando deba intervenirse o desmontarse

las tuberías o recipientes.



Aquellos puntos del sistema de tuberías en los que exista la posibilidad de proyección

de líquidos (por ejemplo, bridas) y se encuentren próximos a los puntos de operación en

donde las personas puedan verse expuestas, o vías de circulación, deberán protegerse

mediante apantallamientos u otros sistemas adecuados.

2.2.-VÁLVULAS.

Las válvulas serán del tipo especificado en la Memoria Descritiva. Estarán libres de

defectos, irregularidades, etc., que puedan dificultar su instalación o montaje, o que puedan

afectar negativamente a su comportamiento durante el proceso. Durante la instalación se

tendrá especial cuidado de alinear correctamente los extremos con la tubería en la que

vayan a ser instaladas.

2.3.-BOMBAS.

Las bombas estarán diseñadas según normas de reconocida solvencia. Se

suministrarán con la correspondiente bancada, sobre la que se montará el conjunto

bomba‐motor. La bancada estará constituida por perfiles de acero inoxidable AISI 316,

dimensionada de forma que soporte los esfuerzos de arranque y garantizará la estabilidad

del conjunto bomba‐motor.

Cada bomba será instalada dejando una pendiente para la evacuación de posibles

derrames. Ésta pendiente se dirigirá hacia el lado opuesto del motor. El Contratista

presentará al Ingeniero Director los planos y memorias descriptivas de las bombas a

emplear, acompañadas de los correspondientes certificados de pruebas de sobrecarga,

rodaje, etc., efectuadas en el taller del fabricante.

2.4.-RECIPIENTES: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN.

Se consideran recipientes de almacenamiento del proyecto la torre de biofiltración, la

columna de adsorción y los depósitos auxiliares de medio de cultivo y NaOH. En el diseño de

recipientes se abordan aspectos como materiales de construcción, normas de diseño,

fabricación soportes, venteo, etc.

Materiales de construcción de recipientes.

El material de construcción será el poliéster reforzado con fibra de vidrio para el

biofiltro y depósitos auxiliares y el acero suave con recubrimiento hepóxico para el

adsorbedor, tal y como se indica en el capítulo 10 de la memoria descriptiva.

Norma de diseño de recipientes.

Los recipientes estarán diseñados de acuerdo con las reglamentaciones técnicas

vigentes sobre la materia. A fecha de octubre de 2012 la norma vigente para el diseño y



fabricación de PRFV es la "UNE-EN 13121-3:2009+A1:2010/AC". Las acciones a tener en

cuenta en el diseño serán las señaladas en el código o procedimiento de diseño.

Cuando en la selección del material de construcción se haya aceptado un material, se

proveerá un sobreespesor para éste, en función de la vida útil prevista y a la velocidad de

corrosión en las condiciones más desfavorables que puedan producirse en la operación.

Los sobreespesores de corrosión, así como los espesores de recubrimiento, no se

considerarán en los cálculos de espesor de los recipientes y tuberías a efectos de su

resistencia mecánica.

Fabricación de recipientes.

Durante la fabricación de los recipientes se seguirán las inspecciones y pruebas

establecidas en las reglamentaciones técnicas vigentes sobre la materia y, en su ausencia, en

el código o norma elegidos.

Soportes, fundaciones y anclajes de recipientes.

Los tanques o depósitos fijos estarán apoyados en el suelo o sobre fundaciones de

hormigón, acero, obra de fábrica o pilotes. Las fundaciones estarán diseñadas para

minimizar la posibilidad de asentamientos desiguales y la corrosión en cualquier parte del

recipiente apoyado sobre la fundación.

Cada tanque o depósito estará soportado de tal manera que se eviten las

concentraciones no admisibles de esfuerzos en su cuerpo.

Cuando sea necesario, los recipientes podrán estar sujetos a las cimentaciones o

soporte por medio de anclajes.

Venteo de recipientes.

Todo tanque atmosférico de almacenamiento deberá disponer de sistemas de venteo

para prevenir la formación de vacío o presión interna, de tal forma que se evite la

deformación del techo o de las paredes del tanque como consecuencia de las variaciones de

presión producidas por el efecto de los llenados, vaciados o cambios de temperatura

ambiente.

Las salidas de dicho sistema estarán alejadas de los puntos de operación y vías de

circulación en donde las personas puedan verse expuestas o se protegerán adecuadamente

para evitar las proyecciones de líquidos y vapores.

Los venteos normales de un tanque atmosférico se dimensionarán de acuerdo con

códigos de reconocida solvencia o, como mínimo, tendrán un tamaño igual al mayor de las

tuberías de llenado o vaciado y, en ningún caso inferior a 35 mm de diámetro interior.



Si cualquier tanque o depósito tiene más de una conexión de llenado o vaciado, la

dimensión del sistema de venteo o alivio de presión se basará en el flujo máximo posible.

Cuando un producto, por efecto de la acción de la humedad del aire, aumenta su

acción corrosiva, se tendrán en cuenta este efecto para disponer de un sistema que lo evite

o corrija, salvo que se haya previsto tal posibilidad en el diseño.

Igualmente, deberá evitarse en lo posible la emisión a la atmósfera de vapores

perjudiciales de líquidos corrosivos, en todo caso, controlar sus efectos.

2.5.-REDES DE DRENAJE.

Las redes de drenaje se diseñarán para proporcionar una adecuada evacuación de los

fluidos residuales, agua de lluvia, de proceso, de servicios contra incendios y otros similares.

Los materiales de las conducciones y accesorios serán adecuados para resistir el posible

ataque químico de los productos que deban transportar.

2.6.-CIMENTACIONES.

El material utilizado en una fundación típica para sustituir los materiales blandos

inadecuados debe ser homogéneo, preferiblemente granular y estable exento de materias

orgánicas o perjudiciales.

Cuando las condiciones del subsuelo impongan el empleo de una estructura de

hormigón armado y pilotes, éstos se deberán diseñar de acuerdo con la vigente instrucción

para el proyecto y ejecución de obras de hormigón en masa o armado. El hormigón se

dosificará o se protegerá de modo que se evite que sea ataco el propio hormigón o sus

armaduras por un derrame accidental.

3.-CONDICIONES PARTICULARES DE PRUEBAS EN LA INSTALACIÓN.

Todos los equipos de proceso precisan la realización de pruebas previas a la puesta

en marcha para verificar el buen funcionamiento del sistema. Dichas pruebas dependerán de

los equipos o instalaciones en cuestión.

3.1.-OBJETO.

Además de todo lo indicado al respecto en los artículos anteriores del presente

Pliego, se tendrá en cuenta que durante la ejecución y en todo caso, antes de la recepción

provisional, se someterán las obras e instalaciones a las pruebas precisas para comprobar el

perfecto comportamiento de las mismas, desde los puntos de vista mecánico e hidráulico,



con arreglo a los Pliegos y disposiciones vigentes aprobadas en todo caso por el Ingeniero

Director de la obra.

A tal efecto, el Contratista propondrá un protocolo de pruebas de las obras e

instalaciones, en las que se comprobará la estanqueidad de los diversos elementos, la línea

piezométrica y el correcto funcionamiento de los equipos electromecánicos.

Una vez superadas estas pruebas, se someterá el conjunto de las instalaciones a una

prueba de funcionamiento de tres días laborales, en donde se verificarán los rendimientos y

el ajuste de las instalaciones.

Las pruebas se realizarán siguiendo las directrices del "Real Decreto 379/2001, de 6

de abril, por el que se aprueba el Reglamento de almacenamiento de productos químicos y

sus instrucciones técnicas complementarias", así como la norma "UNE-EN 13121-

3:2009+A1:2010/AC" para los recipientes de poliéster reforzado en fibra de vidrio.

3.2.-LAVADO DE LA INSTALACIÓN.

Esta operación tiene por objeto eliminar cuerpos extraños que, durante el montaje,

hayan podido quedar en las líneas o en los equipos, tales como virutas de metal, plástico,

madera, etc. Estos restos pueden provocar durante la operación atascos en líneas, bloqueos

en válvulas o destrozos de las partes móviles de las bombas.

El lavado se llevará a cabo mediante circulación de agua. Las bombas habrán sido

alineadas, comprobadas y rodadas de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Podrán

instalarse en ellas filtros de aspiración, que deberán limpiarse tan a menudo como sea

necesario. Mientras dure el rodaje de las máquinas se vigilarán estrechamente todos los

aspectos relacionados con sobrecalentamientos, vibraciones, posibles fugas y consumo

eléctrico de motores.

Durante el lavado en los puntos bajos, línea desconectadas, etc. Se debe purgar para

eliminar materiales sólidos.

Cuando se observe que los filtros instalados en las bombas han dejado de ensuciarse

y el agua que se purga aparece limpia, puede darse por concluida la operación de lavado. Se

parará entonces la circulación y se drenará completamente de agua el sistema.

3.3.-PRUEBAS DE RECIPIENTES.

Los depósitos auxiliares y torre de biofiltración serán probados antes de su puesta en

servicio, de acuerdo con las especificaciones de la norma "UNE-EN 13121-

3:2009+A1:2010/AC".



Dichos recipientes serán probados a estanqueidad, realizada a la presión de

operación con aire, gas inerte o agua, antes de poner el tanque en servicio.

Durante la prueba, se comprobará que no existen fugas, especialmente por las bridas

atornilladas y por lo asientos de las válvulas. Antes de poner en servicio el tanque se

corregirán todas las fugas y deformaciones de manera aceptable para la norma de diseño.

3.4.-PRUEBAS DE TUBERÍAS, VÁLVULAS Y ACCESORIOS.

En primer lugar se hará un examen visual, control de espesores e identificación de los

materiales de los mismos.

Las tuberías, válvulas manuales y accesorios se probarán antes de ser cubiertas,

enterradas o puestas en servicio, de acuerdo con los códigos de diseño; por una prueba

hidrostática a 1,50 veces la máxima presión prevista en el sistema o bien por una prueba

neumática a 1,20 veces la máxima presión prevista pero no inferior a 34 kPa (0,35 Kg∙cm‐2)

en el punto más alto del sistema. La presión de prueba será mantenida hasta completar la

inspección visual de todos los puntos y conexiones, pero nunca menos de 10 minutos.

3.5.-PRUEBAS DE LA INSTALACIÓN COMPLETA.

Se deberá comprobar hidrostáticamente todas las líneas y equipos después de

finalizar la construcción del circuito, con los equipos interconectados entre sí (comprobación

del sistema). El sistema se llenará con agua y se comprobará al menos a 1,25 veces la presión

del diseño.

Las válvulas automáticas deberán quitarse de servicio, así como los instrumentos. Las

secciones cuyas presiones de prueba sean diferentes serán separadas mediante juntas ciegas

temporales.

3.6.-PRUEBAS DE LA CIMENTACIÓN.

Al realizar la primera prueba hidráulica, se deben tomar precauciones especiales por

si fallara la cimentación. El primer tanque que se pruebe en un determinado emplazamiento

se controlará especialmente y se registrarán los asentamientos en función de las cargas.

Un procedimiento consiste en marcar en la periferia de los tanques, cuatro puntos

simétricos. Cuando el terreno sea adecuado y no blando, se puede llenar el tanque hasta la

mitad rápidamente y se comprobarán entonces los niveles y si no se han producido

asentamiento diferenciales, se puede llenar el tanque hasta las tres cuartas partes de su

capacidad, repitiendo entonces la lectura. Si el tanque sigue nivelado se terminará el

llenado, repitiendo las lecturas.



Se deja el tanque lleno durante cuarenta y ocho horas y si los niveles se mantienen ya

constantes, se puede vaciar el tanque, teniendo la precaución de abrir una entrada de aire

suficiente para evitar la deformación del mismo por vacío. Si se han instalado tanques

similares en terreno semejante, en las pruebas de aquellos se pueden omitir las paradas en

la mitad y tres cuartos del llenado.

Para realizar dicho procedimiento de prueba, se debe disponer de un sistema

adecuado para llenado y vaciado. Se debe evitar la descarga junto a la propia cimentación,

para no dar lugar a la erosión y el reblandecimiento del terreno circundante.

Presupuesto. 175

DOCUMENTO 4

presupuesto


Presupuesto. 176

ÍNDICE DEL PRESUPUESTO.

1.-Alcance del presupuesto ................................................................................................... 177

2.-Estimación de la inversión de capital en inmovilizado .................................................... 178

2.1.-Coste de equipamiento ............................................................................................... 178

2.2.-Estimación del resto de costes directos e indirectos .................................................. 188

3.-Costes de operación .......................................................................................................... 191

3.1.-Reactivos ..................................................................................................................... 191

3.2.-Electricidad .................................................................................................................. 192

3.3.-Mano de obra .............................................................................................................. 192


Presupuesto. 176

1.-Alcance del presupuesto

El objeto del presente documento es determinar el costo asociado a la ejecución del

proyecto. Siendo el mismo la instalación de una planta de procesos, la inversión de capital a

realizar se divide en dos:

Inversión de capital en inmovilizado: representa la inversión necesaria a realizar para

la compra de todos aquellos componentes necesarios para el funcionamiento de la

planta (equipos, red de tuberías, instrumentación, medidores, equipos de impulsión,

tanques, etc.). Se incluyen asimismo aquellos costes asociados a la instalación de

dichos equipos, mano de obra, transporte, gastos legales, honorarios, etc.

Costes de operación: son los costes asociados al funcionamiento de la planta una vez

instalada. Se incluyen los gastos en materias primas, salarios, recibos, impuestos, etc.

El cálculo de la inversión total de capital asociada a la puesta en práctica del proyecto

es de gran importancia, pues es el coste lo que en última instancia determinará el que dicho

proyecto se ejecute o no frente a otras opciones propuestas. El presupuesto debe

determinarse con la mayor exactitud posible, considerando todas las situaciones generantes

de gastos que pudiesen aparecer durante la ejecución del mismo. Para ello, la mejor forma

es obtener precios actualizados directamente de los proveedores a los que se compran los

equipos, así como precios de mano de obra, electricidad, agua, etc. En casos en los que no se

disponga de precios de mercado se realizará una estimación a partir de precios de años

anteriores.

En el presente proyecto se determina la inversión de capital en inmovilizado,

teniendo en cuenta los costes directos e indirectos asociados (Tabla P.1.). Esto se ha

realizado a partir de datos de proveedores cuando éstos están disponibles y mediante

estimaciones cuando no lo están.


Presupuesto. 178

Tabla P.1. Porcentajes comunes de inversión de capital en inmovilizado en plantas de procesos. Fuente: Plant Design and Economics for Chemical Engineers (Max S. Peters) 5ª edición.

COMPONENTE DE COSTE PORCENTAJE SOBRE EL TOTAL DEL INMOVILIZADO.

Costes directos: Coste de equipamiento. Entrega del equipamiento Coste de instalación del equipamiento. Instrumentación y control Red de tuberías. Sistemas eléctricos (instalación incluida). Edificios auxiliares. Acondicionamiento del terreno. Instalaciones de servicio. Coste del terreno.

15-40 8-12 6-14

2-12 4-17

2-10

2-18 2-5

8-30 1-2

Costes indirectos: Ingeniería y supervisión. Gastos legales. Honorarios del contratista. Contingencias.

4-20 1-3 2-6

5-15

2.-Estimación de la inversión de capital en inmovilizado.

2.1.-Coste de equipamiento.

En la planta propuesta se requiere el siguiente equipamiento para el funcionamiento

de la misma:

PARTIDA 1: Biofiltro, columna de adsorción y depósitos de almacenamiento.

Equipo. Unidades.

Biofiltro percolador.

Material: PRFV.

Altura: 9,537 m.

Diámetro: 1,500 m.

Fondos y bridas según plano.

Relleno: Anillos Pall 5cm.

1


Presupuesto. 179

Columna de adsorción.

Material: Acero suave con recubrimiento epóxico.

Altura: 2,235 m.

Diámetro: 1,156 m.

Relleno: Carbón activado granular.

1

Depósito de NaOH en polipropileno.

Capacidad: 140 L.

Altura: 750 mm.

Diámetro: 488 mm.

1

Depósito auxiliar de medio de cultivo en polipropileno.

Capacidad: 1000 L.

Altura: 1500 mm.

Diámetro: 955 mm.

1

PARTIDA 2: Red de tuberías y accesorios.

Equipo. Unidades.

Tubería PVC sch 80 DN 5" 2,5 m

Tubería PVC sch 80 DN 1,25" 20 m

Tubería PVC sch 80 DN 3/8" 2 m

Té 90º PVC DN 5" 1

Té 90º PVC DN 1,25" 1

Té 45º PVC DN 1,25" 1

Válvula antirretorno PVC DN 1,25" 1

Válvula de mariposa monitorizada hierro DN 5"

2

Válvula solenoide de 2 vías normalmente cerrada de DN 1,25'' PVC.

1

PARTIDA 3: Control automático e instrumentación.

Equipo. Unidades.

PLC SIMATIC S7-200 más cuadro eléctrico de control.

1

Transmisor de pH PHETX-610. 1

Sensor de nivel de flotador NFA-150-150. 3

Transmisor de concentraciones RAEGuard PID.

3

Medidor térmico de caudal de aire t-mass 65I de DN 5''.

2

Medidor de caudal de presión diferencial DO65F40 de DN 1,25''.

1

Variador de frecuencia J1000 200 V Class single-phase 200 VAC 0,4 kW.

1


Presupuesto. 180

PARTIDA 4: Equipos de impulsión.

Equipo. Unidades.

Soplante Multistage MS11/168 1

Bomba centrífuga EB 20 144 CEA 210/3 1

Bomba centrífuga EB 10 002 MS 07 1

Bomba dosificadora electromecánica de pistón BM (Qmáx=2,8 L/h).

1

Estimación de precio de equipamiento mediante índices de costes.

A falta de datos de precios actualizados se recurre al uso de los denominados índices

de costes para distinto tipo de equipamiento. La estimación del precio de un equipo

determinado en la actualidad se realiza a partir del precio del mismo equipo en un año

pasado determinado. A partir del precio pasado, junto con los índices de costes para el año

pasado y el tiempo actual, se obtiene el precio del equipo mediante la siguiente expresión:

Existen varios tipos de índices de costes para estimar equipamiento en ingeniería química. Se

utilizará el índice de costes de plantas de ingeniería química (CEPCI, por sus siglas en ingles),

el cual es publicado mensualmente en la revista Chemical Engineering y es de acceso

gratuito en su web oficial www.che.com (figura P.1.).

Estimación de precio de equipamiento mediante escalamiento.

También es posible realizar la estimación del coste de un equipo a partir de datos de

un equipo similar pero de distinta capacidad mediante la regla de los seis décimos.

Si el coste de un equipo dado "b" de capacidad determinada es conocido, entonces el coste

de un equipo similar "a" cuya capacidad es "X" veces la capacidad de "b" se calcula mediante

la anterior expresión. El exponente "n" puede variar en un rango de 0,1 a 1,2 dependiendo

del tipo de equipo considerado (tabla , considerándose 0,6 en ausencia de otra información.


Presupuesto. 181

EQUIPMENT SIZE RANGE EXPONENT

Blender, cone rotatory, carbon steel (c.s.) 1,4-7,1 m3 (50-250 ft3) 0,49

Blower, centrifugal 0,5-4,7 m3/s (103-104 ft3/min) 0,59

Centrifuge, solid bowl, c.s. 7,5-75 kW (10-102 HP) drive 0,67

Crystallizer, vacuum batch, c.s. 15-200 m3 (500-7000 ft3) 0,37

Compressor, reciprocating, air-cooled, two-stage, 1035-kPa discharge

0,005-0,19 m3 (10-400 ft3/min) 0,69

Compressor, rotatory, single-stage, sliding vane, 1035-kPa discharge

0,05-0,5 m3/s (102-103 ft3/min) 0,79

Dryer, drum, single vacuum 1-10 m2 (10-102 ft2) 0,76

Dryer, drum, single atmosphere 1-10 m2 (10-102 ft2) 0,40

Evaporator (installed), horizontal tank 10-1000 m2 (102-104 ft2) 0,54

Fan, centrifugal 0,5-5 m3/s (103-104 ft3/min) 0,44

Fan, centrifugal 10-35 m3/s (2·104-7·104 ft3/min) 1,17

Heat exchanger, shell-and tube, floating head, c.s.

10-40 m2 (100-400 ft2) 0,60

Heat exchanger, shell-and tube, fixed sheet, c.s.

10-40 m2 (100-400 ft2) 0,44

Kettle, cast-iron, jacketed 1-3 m3 (250-800 gal) 0,27

Kettle, glass-lined, jacketed 0,8-3 m3 (200-800 gal) 0,31

Motor, squirrel cage, induction, 440-V, explosion proof

4-15 kW (5-20 HP) 0,69

Motor, squirrel cage, induction, 440-V, explosion proof

15-150 kW (20-200 HP) 0,99

Pump, reciprocating, horizontal cast-iron (includes motor)

1·10-4-6·10-3 m3/s (2-100 gpm) 0,34

Pump, centrifugal, horizontal, cast steel, (includes motor)

4-40 m3/s·kPa (104-105 gpm·psi) 0,33

Reactor, glass-lined, jacketed, (without drive)

0,2-2,2 m3 (50-600 gal) 0,54

Reactor, stainless steel, 2070-kPa 0,4-4,0 m3 (102-103 gal) 0,56

Separator, centrifugal, c.s. 1,5-7 m3 (50-250 ft3) 0,49

Tank, flat head, c.s. 0,4-40 m3 (102-104 gal) 0,57

Tank, c.s., glass-lined 0,4-4,0 m3 (102-103 gal) 0,49

Tower, c.s. 5·102-106 kg (103-2·106 lb) 0,62

Tray, bubble cap, c.s. 1-3 m (3-10 ft) diameter 1,20

Tray, sieve, c.s. 1-3 m (3-10 ft) diameter 0,86

Figura P.1. Exponentes de escalamiento para equipamiento. Fuente: Plant Design and Economics for Engineers. 5ª edición.


Presupuesto. 182

CHEMICAL ENGINNERING PLANT COST INDEX (CEPCI) (1957-59 = 100) June '12 Prelim.

CE Index ----------------------------------------------------- 585,5 Equipment-------------------------------------------------------------- 713,9 Heat exchangers & tanks ------------------------------------------------- 661,4 Process machinery --------------------------------------------------------- 665,5 Pipe, valves & fittings ----------------------------------------------------- 917,7 Process instruments ------------------------------------------------------- 425,1 Pumps & compressors ---------------------------------------------------- 927,0 Electrical equipment ------------------------------------------------------ 513,7 Structural support & misc ----------------------------------------------- 759,9

Construction labor---------------------------------------------------- 322,5 Buildings---------------------------------------------------------------- 527,2

Engineering & supervision------------------------------------------ 327,9

Figura P.2. CEPCI a Junio del 2012. Fuente: www.che.com

Se utilizarán las siguientes tablas de coste de equipamiento, realizadas a enero del

2002, cuando el CEPCI era 390.4.

Figura P.2. Tabla de coste para torres empacadas y de platos.


Presupuesto. 183

Figura P.3. Tabla de coste para ventiladores centrífugos.


Presupuesto. 184

Figura P.4. Tabla de coste para medidores de caudal.


Presupuesto. 185

Figura P.5. Tabla de costes para tuberías.

Figura P.6. Tabla de coste para transmisores de nivel.


Presupuesto. 186

La siguiente tabla resume el precio de cada equipo:

Tabla P.3. Precio del equipamiento,

PARTIDA 1: Biofiltro, columna de adsorción y depósitos de almacenamiento.

Equipo Unidades Precio (€) Obtención precio

Biofiltro percolador.

1 10420 Estimación.

Columna de adsorción.

1 7742,33 Estimación (Figura P.2.).

Depósito de NaOH. 1 171 Datos proveedor.

Depósito auxiliar de medio de cultivo.

1 460 Datos proveedor.

PARTIDA 2: Red de tuberías y accesorios.

Equipo Unidades Precio (€) Obtención precio

Tubería PVC sch 80 DN 5".

2,5 m 58,12 Estimación (Figura P.5.).

Tubería PVC sch 80 DN 1,25".

20 m 51,6 Estimación (Figura P.5.).

Tubería PVC sch 80 DN 3/8".

2 m 1,92 Estimación (Figura P.5.).

Té 90º PVC DN 5". 1 1,49 Datos proveedor.

Té 90º PVC DN 1,25" .

1 0,86 Datos proveedor.

Té 45º PVC DN 1,25".


Válvula antirretorno PVC

DN 1,25".

1 19,89 Datos proveedor

Válvula mariposa motorizada hierro

DN 5".


Válvula solenoide 2V NC DN 1,25''

PVC.



Presupuesto. 187

PARTIDA 3: Control automático e instrumentación.

Equipo Unidades Precio Obtención precio

PLC SIMATIC S7-200.

1 12000 Estimación.

Transmisor de pH PHETX-610.


Sensor de nivel de flotador NFA-150-

150.


Transmisor de concentraciones RAEGuard PID.


Medidor caudal t-mass 65I de DN 5''.


Medidor de caudal DO65F40 de DN

1,25''.


Variador de frecuencia

6SL3211-0AB13-7UA0 0,5 CV.

1 690 Datos proveedor

PARTIDA 4: Equipos de impulsión.

Equipo Unidades Precio Obtención precio

Soplante Multistage MS11/168.


Bomba centrífuga EB 20 144 CEA

210/3.


Bomba centrífuga EB 10 002 MS 07.


Bomba dosificadora electromecánica de

pistón BM (Qmáx=2,8 L/h).


Ejemplo de cálculo: Tuberías de PVC.

Para calcular el precio de una tubería de PVC de schedule 80 de diámetro nominal 5"

se recurre a la tabla P.5. De dicha tabla se obtiene que el precio por metro lineal de tubería

es de 20 dólares aproximadamente en el año 2001. Teniendo en cuenta que el CEPCI era

390,4 en 2001 y 585,5 a Junio del 2012, se puede calcular el coste actual aplicando la

siguiente expresión:


Presupuesto. 188

A octubre de 2012, 1 euro son 1,29 dólares, por lo que la estimación resulta que una tubería

de PVC de schedule 80 y diámetro nominal 5" vale 23,25 euros.

En la siguiente tabla se recogen el coste de cada partida y el coste total de equipamiento.

PARTIDA PRECIO (€) PRECIO TOTAL (€)

1 18793,33 41705 2 1013,58

3 19592,79

4 2304,40

2.2.-Estimación del resto de costes directos e indirectos.

La tabla P.1. recoge el rango de porcentajes que sobre el total de inversión de capital

en inmovilizado tiene cada coste. Se utilizará dicha tabla para realizar la estimación de todos

los costes totales directos e indirectos implicados en la instalación de la planta. A

continuación se describen brevemente los distintos costes presentados en la tabla P.1.

Costes directos.

Coste de equipamiento: es el coste de todo el equipamiento necesario para el

funcionamiento de la planta ya calculado en el apartado 2.1.

Instalación del equipamiento: es el coste asociado a la construcción de la planta, una

vez se tiene el equipamiento. Incluye mano de obra, soportes, plataformas, grúas,

etc.

Coste de instalación del equipamiento: son los costes asociados a la construcción de

la planta.

Instrumentación y control: coste de instrumentación para medición y control

automático. En este caso, en el apartado 2.1. se ha considerado dentro del coste

total de equipamiento (partida 3).


Presupuesto. 189

Red de tuberías: es el coste asociado a todos los elementos involucrados en el

transporte de fluidos, incluyendo tuberías, válvulas, codos, empalmes, etc. Ya ha sido

incluido en el coste total de equipamiento (partida 2).

Sistemas eléctricos: los sistemas eléctricos consisten en cuatro grandes

componentes: cableado, iluminación, transformación y servicio.

Edificios auxiliares: incluye el gasto asociado a la construcción de aquellos edificios

necesarios para el funcionamiento de la planta pero que no intervienen directamente

en el proceso (silos, almacenes, etc.). En este caso, la planta diseñada es muy

pequeña e irá situada en una fábrica preexistente, por lo que se supondrá que ésta

cuenta con todos los edificios que aquella necesite.

Acondicionamiento del terreno: incluye aquellos costes asociados al vallado, calles,

vías, etc. que la planta necesite. Al tratarse de una planta tan pequeña no se

considerará este coste.

Instalaciones de servicio: son aquellos costes asociados a edificios auxiliares tales

como primeros auxilios, lavabos, cafeterías, etc. No se considerará este coste ya que

la planta irá instalada en una fábrica preexistente que ya cuenta con estos servicios.

Coste del terreno: es el valor del suelo en el lugar de instalación de la planta. Se

supondrá que la fábrica ya dispondrá de la superficie necesaria para la instalación de

la planta, por lo que no se considerará este coste.

Costes indirectos.

Ingeniería y supervisión: incluye los costes asociados al diseño de la planta,

incluyendo licencias de software y otros.

Gastos legales: son los costes asociados a la compra del terreno, construcción,

contratos, etc.

Honorarios del contratista.

Contingencias: considera aquellos gastos que elevan el precio final de ejecución del

proyecto debido a situaciones inesperadas e incontrolables que ocurren durante la

puesta en práctica del mismo, tales como inundaciones, accidentes en el transporte

del equipamiento, huelgas, inflación, errores en diseño, etc.

Para la estimación de los costes directos e indirectos se ha procedido de la siguiente

forma. A partir de la tabla P.1. se eligen aquellos costes considerados para la ejecución de la

planta propuesta. Se elegirá un valor de porcentaje que sobre el coste total del inmovilizado

cada partida representa. Esos porcentajes son elegidos, por recomendación de la

bibliografía, como los valores medios de los expuestos a falta de datos que indiquen lo

contrario. La suma de todos los porcentajes no resultará 100%, por lo que es necesario

realizar una normalización de los porcentajes mediante de la división de cada uno de ellos


Presupuesto. 190

por el total resultante. Por último, puesto que el coste del equipamiento ya ha sido

determinado en el apartado 2.1., se puede fácilmente calcular el precio que cada partida

supone.

Tabla P.2. Estimación de la inversión total en inmovilizado.

COSTES COMPONENTES % SELECCIONADO

% NORMALIZADO

COSTE ESTIMADO (€)

Directos

Equipamiento 40 45,5 41705

Entrega del equipamiento

10 11,4 10424

Instalación del equipamiento

14 15,9 14590

Sistemas eléctricos

8 9,1 8341

Indirectos

Ingeniería y supervisión

5 5,7 5212

Gastos legales 2 2,3 2083

Honorarios del contratista

4 4,5 4166

Contingencias 5 5,7 5212

TOTAL 88 100 91733

De esta forma, la inversión de capital en inmovilizado total necesaria para la

ejecución del presente proyecto asciende a:

91733 €

Noventa y un mil setecientos treinta y tres euros.


Presupuesto. 191

3.-Costes de operación.

En el presente apartado se estimarán los costes de operación, es decir, cuánto vale

mantener la planta en funcionamiento. En la planta se requieren reactivos, electricidad para

el funcionamiento de los equipos de impulsión y el sistema de control automático y,

ocasionalmente, el trabajo de operarios (rellenado de los depósitos auxiliares, revisión y

mantenimiento de equipos, arreglo de averías, etc.). De esta forma, se pueden dividir los

costes de operación en tres partidas:

Partida 1: Reactivos.

Partida 2: Electricidad.

Partida 3: Mano de obra.

3.1.-Reactivos.

Se tiene un depósito de 1000 L para el medio de cultivo auxiliar. Teniendo en

cuenta la composición del medio de cultivo (tabla 9.1.), las cantidades necesarias de cada

reactivo para preparar 1000 L de disolución son las siguientes:

KH2PO4: 4,5 kg.

K2HPO4: 0,5 kg.

NH4Cl: 2 kg.

MgSO4·7H2O: 0,1 kg.

El requerimiento de medio de cultivo auxiliar es de aproximadamente 24000 L (apartado

A.6.2.1.).

De la misma forma, se tiene un depósito de 140 L de NaOH y el requerimiento de

este producto es de aproximadamente 1080 L al año (1620 kg) (apartado A.6.1.3.).

La siguiente tabla muestra el coste de los reactivos necesarios:

COMPUESTO CANTIDAD ANUAL GASTADA (kg)

PRECIO UNITARIO (€/kg)

COSTE ANUAL (€/año)

KH2PO4 grado técnico 108 1,50 162

K2HPO4 grado técnico 12 1,50 18

NH4Cl grado técnico 48 1,16 56

MgSO4·7H2O grado técnico 2,4 0,75 2

Agua de red 24000 1,80·10-3 44

NaOH líquida al 48% w/w 1620 0,50 810

TOTAL 1092


Presupuesto. 192

3.2.-Electricidad.

La siguiente tabla muestra el coste asociado al funcionamiento de todos los equipos

eléctricos de la planta, teniendo en cuenta el tiempo de funcionamiento de cada uno de

ellos. Se considerará una tarifa eléctrica de 0,06 €/kW∙h.

DISPOSITIVO TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO

(h/año)

CONSUMO ANUAL (kW·h/año)

COSTE (€/año)

Soplante 0,5 CV (373 W)

1152 430 26

Bomba centrífuga 0,7 CV (522 W) para

recirculación

1152 601 36

Bomba centrífuga 1,5 CV (1118 W) para

medio de cultivo auxiliar

1,5 2 0,12

TOTAL 62,12

3.3.-Mano de obra.

La planta no sufrirá una manipulación directa por parte de operarios en su

funcionamiento normal gracias al sistema de control automático instalado. No obstante, se

requerirá personal para ciertos casos tales como la realización del mantenimiento periódico

de los equipos, identificación y arreglo de averías y rellenado de los depósitos auxiliares

entre otras posibles situaciones. Suponiendo un requerimiento de mano de obra para la

planta de 1 hora por semana, se tienen 48 horas al año. Considerando el precio de la mano

de obra como 9 €/h, se tiene que el gasto en mano de obra es de 432 euros al año.

De esta forma, el coste asociado a mantener la planta en funcionamiento cada año

asciende a:

1587 €

Mil quinientos ochenta y siete euros.

RESUMEN. - rodin.uca.esrodin.uca.es/xmlui/bitstream/handle/10498/15169/b36205515.pdf · Se ha llevado a cabo un análisis cualitativo para determinar qué tecnología de las existentes

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