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> Sistema continúo para el abatimiento de arsénico
en agua de bebida para poblaciones aisladas, mediante la
reutilización de residuos de la industria metalmecánica
> Refrigeración por absorción con colector solar
> Energía geotérmica inclusiva
> Cómo generar una central eléctrica de 1 Giga negaWatt
de bajo costo, usando lámparas led
> Hidrocarburos livianos a partir de camalotes
> Depuración y reutilización de aguas residuales domiciliarias
> Kit para la carga sustentable de agroquímicos y disposición
final de los envases
> Proyecto camino de luz: cosecha de energía mediante
elementos piezoeléctricos
> Utilización de propóleos para el control de enfermedades
fúngicas en huertas y viveros escolares
> Desarrollo de envases ecológicos para reducir el desperdicio
de alimentos en la etapa de consumo en restaurants
//premio.odebrecht.com.ar/
LOS PROYECTOS
En Odebrecht asumimos el desa-
fío de buscar soluciones que atien-
dan las necesidades del presente
sin comprometer a las generaciones
futuras. En este camino hacia la sus-
tentabilidad, el Premio Odebrecht
para el Desarrollo Sustentable tiene
como principales objetivos incen-
tivar y reconocer a aquellos estu-
diantes y docentes universitarios
que se propongan pensar en inge-
niería desde una perspectiva sos-
tenible, y generar conocimiento so-
bre la temática para difundir entre
la comunidad académica argentina
y la sociedad en general.
Con esta iniciativa profundizamos
nuestro vínculo con las universida-
des, fuentes inagotables de talento
y creatividad, invitándolas a generar
valiosas contribuciones para el desa-
rrollo sustentable.
SISTEMA CONTINÚO PARA EL ABATIMIENTO DE
ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES
AISLADAS, MEDIANTE
LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA
INDUSTRIA METALMECÁNICA
AUTORES Alejandro Moschetto y Andrea Paola Gavarini
ORIENTADOR Fernando Yonni Universidad Católica Argentina
REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN
CON COLECTOR SOLAR
AUTORAS Celina Alejandra Perino y Sofia Liz Romero
ORIENTADOR Gustavo Raul Figueredo
Universidad Tecnológica Nacional (Facultad Regional Resistencia, Chaco)
ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA
AUTORES Pablo Falcone y Pablo Nuozzi
ORIENTADOR Pablo Guillermo Girón Universidad Tecnológica Nacional
(Facultad Regional Bahía Blanca)
CÓMO GENERAR UNA CENTRAL
ELÉCTRICA DE 1 GIGA NEGAWATT DE
BAJO COSTO, USANDO LÁMPARAS LED
AUTORA Leila Mora Iannelli
ORIENTADOR Salvador Gil Universidad Nacional de San Martín
HIDROCARBUROS LIVIANOS
A PARTIR DE CAMALOTES
AUTOR Tayavek Amarú Reynoso
ORIENTADOR Guillermo Luján Rodríguez
Universidad Nacional de Rosario
DEPURACIÓN Y REUTILIZACIÓN
DE AGUAS RESIDUALES DOMICILIARIAS
AUTORES Carlos Augusto Nicolas Agrelo Brito
	 y Antonella Aymara Giménez
ORIENTADOR Javier Luis Mariano Núñez García
Universidad Tecnológica Nacional (Facultad Regional de CABA)
KIT PARA LA CARGA SUSTENTABLE
DE AGROQUÍMICOS Y DISPOSICIÓN
FINAL DE LOS ENVASES
AUTOR Debortoli Diego Oscar
ORIENTADOR Maenza Luis Eduardo Universidad Nacional del Sur
PROYECTO CAMINO DE LUZ: COSECHA DE ENERGÍA
MEDIANTE ELEMENTOS PIEZOELÉCTRICOS
AUTORES Mariano Pablo Naboni y Nicolas Federico Curti
ORIENTADORA Estela Mónica López Sardi Universidad de Palermo
UTILIZACIÓN DE PROPÓLEOS PARA EL
CONTROL DE ENFERMEDADES FÚNGICAS
EN HUERTAS Y VIVEROS ESCOLARES
AUTORES Gonzalo Daniel Del Prado
	 y Antonela Ermandraut
ORIENTADORA Liliana María Gallez Universidad Nacional del Sur
DESARROLLO DE ENVASES ECOLÓGICOS
PARA REDUCIR EL DESPERDICIO DE ALIMENTOS
EN LA ETAPA DE CONSUMO EN RESTAURANTS
AUTOR Matías Burstein
ORIENTADOR Sebastian Guim Universidad de Buenos Aires
www.premioodebrecht.com/argentina
GANADORES 2015
PREMIOODEBRECHT2015Recopilacióndelosmejoresproyectos
Premio Odebrecht para el Desarrollo
Sustentable, Argentina 2015 : Recopilación
de los mejores proyectos / Alejandro
Moschetto ... [et al.]. - 1a ed . - Ciudad
Autónoma de Buenos Aires : Odebrecht,
2016. 160 p. ; 23 x 16 cm.
ISBN 978-987-28728-5-4
1. Desarrollo Sustentable. 2. Innovaciones.
3. Premio. I. Moschetto, Alejandro
CDD 577
realización
PRESENTACIÓN
El Premio Odebrecht para el Desarrollo Sustentable
tiene como principales objetivos incentivar y reconocer a
aquellos estudiantes y docentes universitarios que se pro-
ponen pensar la ingeniería desde una perspectiva soste-
nible, además de generar conocimiento sobre la temática
para difundir entre la comunidad académica argentina y la
sociedad en general.
A través de nuestro lema “Sobrevivir, Crecer y Perpetuar”, el compro-
miso con el desarrollo sostenible está presente desde sus orígenes en
nuestra cultura empresarial y ha sido siempre una referencia para la ac-
tuación de los integrantes de Odebrecht en todo el mundo.
En cada lugar en el que emprendemos nuestras obras generamos ri-
quezas para nuestros clientes, accionistas, integrantes y comunidades
a través de la construcción de proyectos necesarios para el bienestar
de la sociedad, manteniendo siempre el compromiso de contribuir con
la inclusión social y la preservación del medio ambiente.
Con mucha satisfacción, presentamos la segunda edición del Libro que
recopila los diez proyectos finalistas entre decenas de trabajos reci-
bidos desde universidades de toda Argentina. Las propuestas selec-
cionadas fueron evaluadas por un prestigioso jurado compuesto por
directivos de nuestra organización y referentes de sustentabilidad de
instituciones académicas, cámaras empresariales, sociedad civil y me-
dios de comunicación especializados de nuestro país.
Con el Premio Odebrecht para el Desarrollo Sustentable movilizamos la
inteligencia y creatividad de estudiantes y profesores universitarios de
Argentina, de esta manera, impulsamos la generación de conocimiento
de vanguardia; ideas que esperamos, en un futuro cercano, puedan con-
vertirse en una realidad que mejoren la calidad de vida de los argentinos.
¡Buena lectura!
Todos los trabajos publicados en este libro
son de entera responsabilidad de los autores.
COORDINACIÓN EDITORIAL
Ana Victoria Bologna
REVISIÓN DE TEXTOS
Silvina Berta
Exclusive Comm
PROYECTO GRÁFICO
Karyn Mathuiy Design
www.kmathuiydesign.com.br
IMPRESIÓN
Casano Gráfica S.A
EQUIPO PREMIO ODEBRECHT PARA
EL DESARROLLO SUSTENTABLE ARGENTINA 2015
Agustín Galeano
Agustín Massun
Aldana Hereñú
Alejandro Blanco
Ana Victoria Bologna
Antonio França
Diego Hernán Córdoba
Diego Hernandez
Gabriel Bronstein
Gustavo Ripoll
Jairo Anzola
Javier Vea Murguia
Jorge Bonetto
Jorge De Angeli
Lucas Utrera
Marcelo Ajamil
Marcelo Martinez
Mauricio Barbosa Peres
Mercedes Ciccociopo
Nelson Elizondo
Pablo Portela
Ricardo Ríos
Sergio Gaon
Verónica Spirito
JURADOS
Ricardo Vieira
Odebrecht
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Odebrecht
Adán Levy
Ingeniería sin fronteras
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Estefanía Giganti
Tres Mandamientos
www.lostresmandamientos.com.ar
Gustavo Weiss
Cámara Argentina de la Construcción
Karina Yarochevski
Ministerio de Desarrollo Social de la Nación
María Belén Mendé
Universidad Empresarial Siglo 21
Paula Cardenau
Njambre
Sebastián Bigorito
Consejo Empresario Argentino
para el Desarrollo Sostenible
www.ceads.org.ar
SISTEMA CONTINUO PARA EL
ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA
DE BEBIDA PARA POBLACIONES
AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN
DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA
METALMECÁNICA
GANADORES
Sumario
6 Sistema continúo para el abatimiento de
arsénico en agua de bebida para poblaciones
aisladas, mediante la reutilización de residuos
de la industria metalmecánica
22 Refrigeración solar mediante absorción,
con colector solar de aluminio reciclado
36 Energía geotérmica inclusiva
54 Cómo generar una central eléctrica de 1 Giga
negaWatt de bajo costo, usando lámparas LED
76 Hidrocarburos livianos a partir de camalotes
102 Depuración y reutilización de aguas
residuales domiciliarias
114 Kit para la carga sustentable de agroquímicos
y disposición final de los envases
126 Proyecto Camino de Luz: cosecha de energía
mediante elementos piezoeléctricos
146 Utilización de propóleos para el control
de enfermedades fúngicas en huertas
y viveros escolares
158 Desarrollo de envases ecológicos para
reducir el desperdicio de alimentos en
la etapa de consumo en restaurantes
Recopilación de los mejores proyectos / 7
E
ste trabajo está destinado al de-
sarrollo de un dispositivo simple y
económico que permita la reduc-
ción de la concentración de arsénico en
agua de bebida, de modo tal que se cum-
plan los niveles indicados en la legislación
de Argentina.
Según datos de la Subsecretaría de Re-
cursos Hídricos de la Nación, una gran
cantidad de habitantes se encuentran en
áreas con aguas contaminadas con arsé-
nico. Además, la población más afectada
es de bajos recursos y se encuentra dis-
persa en áreas rurales, consumiendo agua
sin ningún tratamiento previo y descono-
ciendo el riesgo al que está expuesta por
la ingesta de arsénico. Por otra parte, el
desarrollo de una planta de tratamiento de
agua potable convencional no es aplicable
a áreas rurales con baja densidad de po-
blación, requiriendo una solución particu-
lar de escala residencial.
AUTORES	 Alejandro Moschetto
	 Andrea Paola Gavarini
ORIENTADOR	 Fernando Yonni
	 Universidad Católica Argentina
SISTEMA CONTINUO PARA EL
ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN
AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES
AISLADAS, MEDIANTE LA
REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE
LA INDUSTRIA METALMECÁNICA
Por esta razón, es de principal interés
proveer una vía apropiada para que es-
tos ciudadanos tengan acceso a agua
de calidad, haciendo hincapié en aquella
utilizada para el consumo y la higiene de
los alimentos dado que las principa-
les vías de ingreso del arsénico son por
ingestión e inhalación, siendo la vía dér-
mica no significativa.
En este proyecto se propone un sistema
de tratamiento de agua que pretende
cumplir con los lineamientos del desa-
rrollo sustentable. Para ello se evaluaron
distintas alternativas, optando y desa-
rrollando aquella que utiliza un material
que proviene de residuos de otras activi-
dades: la viruta de acero (compuesta en
un 98% por hierro). Éste será el principal
componente del sistema de tratamiento.
Recopilación de los mejores proyectos / 9
SISTEMA CONTINUO PARA EL
ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA
DE BEBIDA PARA POBLACIONES
AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN
DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA
METALMECÁNICA
8 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
INTRODUCCIÓN
La contaminación con arsénico de origen
natural en agua de consumo humano es
un problema serio en el mundo y particu-
larmente en la Argentina.
SegúndatosdelaSubsecretaríadeRecur-
sos Hídricos de la Nación, una gran canti-
dad de habitantes están localizados en
áreas con aguas contaminadas con arsé-
nico, principalmente en zonas rurales sin
acceso al servicio de red. Estas familias en
general utilizan pozos para captar agua de
acuíferos que poseen valores de arsénico
superiores a 0,01 mg/l que es el máximo
recomendable según lo establecido por la
Organización Mundial de la Salud.
La mayor parte de los afectados viven
en las provincias de Córdoba, Santa Fe,
La Pampa, Chaco y Santiago del Estero,
aunque estudios recientes muestran que
también se encuentra afectada la provin-
cia de Buenos Aires y algunas regiones
de la Patagonia, como Santa Cruz. Estos
ciudadanos, ya sea que vivan en residen-
cias dispersas o agrupados en pequeños
núcleos, necesitan de tecnología simple
y de bajo costo que permita remover el
arsénico en una escala domiciliaria.
Para esta población se requiere que las
autoridades de la salud, ambiente y pla-
neamiento promuevan la ejecución de
programas de prevención y control de
riesgo del consumo de agua de bebi-
da con niveles de arsénico superiores a
los recomendados.
Por otra parte, las plantas de tratamiento
de agua potable convencionales no son
aplicables a áreas rurales con baja den-
sidad de población debido al alto costo
que éstas demandan. En estos casos se
han propuestos diversos sistemas de
punto de uso, los que mayormente se
basan en la optimización de los procesos
de tratamiento de plantas potabilizado-
ras convencionales, adaptándose a una
escala de uso domiciliario. Uno de los te-
mas críticos de estos sistemas es que la
gestión pasa de estar centralizada en una
planta de tratamiento, a estar en manos
del usuario.
Otra posible alternativa es el uso de un
método de remoción de arsénico por
oxidación solar (RAOS) pero el manejo
operativo de este sistema puede ser com-
plicado, ya que pequeños cambios sobre
las variables (alcalinidad, contenido de
competidores, etc.) pueden tener efectos
negativos sobre la remoción de arsénico.
Otra opción existente para que los ciu-
dadanos tengan acceso a agua potable
es adoptando ciertas prácticas y hábitos
necesarios para no ingerir altos niveles
de arsénico. Entre ellas se encuentra la
compra de agua mineral envasada, que
puede ser ingerida de manera directa o
mezclada con el agua de pozo para re-
ducir la concentración de arsénico en la
última. Pero el principal inconveniente es
que no toda la población cuenta con los
recursos suficientes para llevar adelante
dichos hábitos.
Aquí es donde radica el valor social de
este proyecto, cuyo objetivo apunta a
mejorar la calidad de vida de las familias
afectadas por esta problemática.
Es de común conocimiento que tener ac-
ceso a agua de calidad es necesario para
que una familia pueda desarrollarse y
prosperar. Las personas estamos cons-
tantemente en contacto con ella, ya sea
para satisfacer necesidades fisiológicas
como la bebida y la limpieza de los ali-
mentos, como también de forma recrea-
tiva. El agua es un elemento vital y todas
las personas tienen derecho a utilizarla y
a poder disfrutarla.
Áreas de concentración
Ubicación: el estudio se situó al oeste de
la provincia de Santiago del Estero, en el
departamento Banda, que se encuentra al
noreste de la capital, separado de la misma
por el río Dulce. Posee un clima subtropical
semiárido con estacionalidad de lluvias;
las temperaturas máximas alcanzan los
48º C y la media anual varía entre los 20º
C y los 25º C. Por otro lado, el promedio de
lluvias anual es de 575 mm.
Tomando en consideración las caracte-
rísticas de la población expuesta y de
mayor riesgo a contraer los efectos tó-
xicos del arsénico, la residencia de la fa-
milia se encuentra en una zona rural, en
la localidad Tramo 16 del departamento
Banda. (Figura 1)
Población destinataria: se consideró una
familia tipo compuesta por 5 integrantes:
2 mayores y 3 menores. La familia se de-
dica a la actividad agrícola-ganadera y el
agua que consume es agua de pozo.
Exposición: la localidad Tramo 16 cuenta
con 637 habitantes según datos del Ins-
tituto Nacional de Estadística y Censos
(INDEC) del año 2010, y la concentración
de arsénico en agua de pozo contiene
entre 0,30 y 1,20 mg/litro como se ve
en trabajos de investigación realizados
en la zona. En estos estudios también se
detalla que hay 9 personas, 5 hombres y
4 mujeres, afectadas por hidroarsenicis-
mo crónico regional endémico (HACRE).
FIGURA 1 /Ubicación población expuesta.
Recopilación de los mejores proyectos / 11
SISTEMA CONTINUO PARA EL
ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA
DE BEBIDA PARA POBLACIONES
AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN
DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA
METALMECÁNICA
10 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
Objetivos del proyecto
El objetivo del proyecto es desarrollar un
dispositivo simple y económico que per-
mita la reducción de la concentración de
arsénico por debajo o hasta el nivel guía
aceptado, tomando como prioridad las si-
guientes características:
•	 Bajo requerimiento de mantenimiento.
•	 Mínima generación de residuos.
•	 Independientesdeinsumosprovenientes
de centros alejados al punto de consumo.
•	 Seguros.
•	 Económicos.
•	 Fácil manipulación.
•	 Reutilización de residuos.
•	 Diseño sustentable.
•	 Eliminación de arsénico de forma conti-
nua (sin necesidad de detener la provi-
sión de agua).
Propuesta y
consideraciones generales
Tomando como principal consideración
el contexto social en el que se encuentra
la población afectada y buscando brindar
una solución sustentable a la problemá-
tica del arsénico, se optó por el diseño
de un filtro comprendido por virutas de
hierro provenientes de fábricas, estable-
cimientos particulares o industrias que
generen este material como desperdicio.
Como se verá en el desarrollo del traba-
jo, la eficiencia de remoción es cercana
al 90% para la concentración de arsénico
estudiada, pudiendo hacer esta metodo-
logía extensiva a aquellos lugares cuyas
concentraciones sean superiores, uti-
lizando un filtro de mayor tamaño o de
distinta disposición para que el agua esté
mayor tiempo en contacto con el hierro.
En el estudio se buscó que las concen-
traciones de arsénico alcancen valores
admisibles y, a partir de este criterio, se
determinó la cantidad de virutas de hierro
a utilizar dado que el tamaño del equipo
resulta importante para que no sea de di-
fícil ubicación ni manipulación.
A continuación de este primer filtro se
colocará otro para poder captar el hierro
que quedó en el agua. Si bien el hierro
decanta de forma espontánea y además
no posee un efecto sanitario, es decir,
no afecta a la salud ni disminuye la cali-
dad de vida del ciudadano, le otorga un
gusto particular y un color característico
visualmente indeseado. Se incluyen dos
tipos de filtros para este fin: el de lana de
oveja y el de carbón activado. Según la
conveniencia de cada lugar, se puede op-
tar por alguno de los dos. Cada uno posee
beneficios particulares, los cuales serán
detallados en la etapa de desarrollo del
trabajo.
Finalmente, se conducirá el agua trata-
da a un lugar de conveniencia en la casa,
como por ejemplo la cocina, dado que el
principal uso del agua será para consumo
y limpieza de la comida.
DESARROLLO
Origen del arsénico
El arsénico, tanto en las aguas superfi-
ciales como en las aguas subterráneas,
proviene de la disolución de minerales, la
erosión y desintegración de rocas y la de-
posición atmosférica. Se lo puede encon-
trar tanto en su forma trivalente como en
su forma pentavalente, según las condi-
ciones del medio.
En particular, en Santiago del Estero exis-
ten dos orígenes principales dependien-
do de la profundidad del acuífero:
Para acuíferos profundos, se debe a los
aportes de sólidos en suspensión pro-
venientes de la Puna y de las sierras
Peripampásicas durante el periodo cua-
ternario, que quedaron retenidos en am-
bientes lagunares.
Para acuíferos menos profundos, se debe
a la presencia de cenizas volcánicas lle-
vadas a la zona por una intensa actividad
eólica.
Problemas del arsénico en la salud
El arsénico existe en 4 estados de
valencia:
1.	 As (-III).
2.	As (0) (arsénico metaloide, estado
	 de oxidación 0).
3.	As (III) (estado trivalente, arsenitos).
4.	As (V) (estado pentavalente, 		
	arseniatos).
El arsénico metaloide generalmente no
es tóxico dado su insolubilidad en agua y
fluidos orgánicos. Sin embargo, el As (III)
y el As (V) sí presentan efectos tóxicos
para la salud, agudos o crónicos, según
sea la concentración de arsénico ingerido.
La toxicidad del As (III) es varias veces
mayor que la del As (V) debido a su ma-
yor captación celular. En el caso de es-
tudio, dado que el agua contaminada se
encuentra en acuíferos, es más común
encontrar al arsénico en su menor esta-
do de oxidación, de valencia tres, debido
a que la aireación de estas fuentes es
menor que la de las aguas superficiales
por no encontrarse en contacto directo
con el aire.
A ésto hay que sumarle que la remoción
de As (V) es mucho más eficiente que la
de As (III) porque el tratamiento se trata
de un intercambio iónico selectivo, vién-
dose favorecido el estado de oxidación
superior. Por lo tanto es recomendable
oxidar el agua mediante cloro, por ejem-
plo, para que la eficiencia de remoción
sea superior y que el arsénico remanente
en el agua de consumo se encuentre en el
estado que genera una menor afectación
a la salud.
La concentración de arsénico en el con-
sumo de agua contaminada en el país y
particularmente en la ubicación del es-
tudio, no alcanza concentraciones que
produzcan intoxicación aguda. Los efec-
tos son crónicos derivados de la ingesta
de pequeñas cantidades de arsénico en el
Recopilación de los mejores proyectos / 13
SISTEMA CONTINUO PARA EL
ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA
DE BEBIDA PARA POBLACIONES
AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN
DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA
METALMECÁNICA
12 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
agua y en otros alimentos contaminados
durante largos períodos de tiempo.
Un consumo de arsénico que cumple con
las características antes mencionadas se
ha asociado a una enfermedad denomi-
nada hidroarsenicismo crónico regional
endémico (HACRE), que se caracteriza por
presentar lesiones en la piel y alteraciones
sistémicas cancerosas y no cancerosas.
Se pueden reconocer cuatro etapas en el
desarrollo del HACRE:
1.	 Período prepatogénico: las poblacio-
nes están expuestas a concentracio-
nes elevadas de arsénico en el agua de
consumo diario.
2.	Período preclínico: la persona no
muestra síntomas, pero el arsénico
puede ser detectado en muestras de
tejidos y de orina.
3.	Período clínico: aparecen manifesta-
ciones en la piel, las cuales se describi-
rán más adelante. La OMS estima que
esta etapa requiere una exposición al
arsénico de entre 5 a 10 años.
4.	Período de complicaciones: síntomas
clínicos más pronunciados y afecta-
ción de los órganos internos, desarrollo
de cáncer o tumores que afectan la piel
u otros órganos.
En relación a las manifestaciones físicas
del arsénico, su consumo en mayores
dosis a las reguladas genera lesiones en
la piel, alteraciones sistémicas y afecta el
rendimiento escolar de los niños debido a
posibles afecciones neurológicas. Como
es de esperarse, dada la menor masa cor-
poral que tienen los niños respecto a los
adultos y por encontrarse en la etapa de
crecimiento, son más propensos a sufrir
manifestacionesdetoxicidadporarsénico.
De igual forma, las mujeres embarazadas
expuestas a dosis altas de arsénico pue-
den afectar a su bebé, ya sea generando
un aborto espontáneo o pudiendo el niño
nacer con malformaciones. Asimismo
aumenta considerablemente el riesgo de
contraer cáncer a edades tempranas.
Aquí queda de manifiesto que las accio-
nes de salud deben estar dirigidas a evi-
tar o discontinuar la exposición, por las
implicancias que la toxicidad con arsénico
tiene en una familia.
Por esta razón, es de principal interés el
agua que se utiliza para consumo debido
a que las principales vías de ingreso del
arsénico son por ingestión e inhalación,
siendo la vía dérmica no significativa.
Recomendaciones para
el agua de bebida
La Organización Mundial de la Salud in-
cluye al arsénico dentro de las diez sus-
tancias químicas más preocupantes para
la salud pública. Como se mencionó an-
teriormente, establece un valor máximo
de 0,01 mg/l documentado en sus Guías
para la Calidad del Agua Potable.
Esta concentración de arséni-
co permisible para agua de bebida es
adoptada y regulada por el Código
Alimentario Argentino, en la resolución
conjunta 68/2007 y 196/2007 de la Se-
cretaría de Políticas, Regulación y Rela-
ciones Sanitarias del Ministerio de Salud
y de la Secretaría de Agricultura, Gana-
dería, Pesca y Alimentos del Ministerio
de Economía y Producción.
Sistema de tratamiento propuesto
Recordando el caso de estudio propuesto
para el proyecto, se tomó una familia tipo
compuesta por 5 personas (2 mayores
y 3 menores) que residen en una zona
rural, en la localidad Tramo 16 del depar-
tamento Banda, de Santiago del Estero.
Dada la versatilidad del sistema de trata-
miento, realizando los ajustes necesarios
es posible aplicarlo en otros estable-
cimientos –por ejemplo en escuelas–
y llevarlo a otras localidades que sufren
el mismo problema.
Se tomó como valor recomendable la in-
gesta de 2 litros de agua por día en adul-
tos y 1 litro por día en niños. También se
tomó en consideración:
•	 El agua destinada a limpieza de alimentos
y cocción.
•	 El consumo de agua varía con la estacio-
nalidad, requiriendo de mayor cantidad
cuando las temperaturas son elevadas
y de menor cantidad en el invierno.
•	 El hecho de que no todas las familias es-
tán compuestas por 2 adultos y 3 niños,
siendo el caso extremo que tanto los pa-
dres como los hijos sean adultos.
Se debe asegurar que la familia pueda te-
ner acceso a la cantidad de agua necesaria
sin privaciones y que el sistema de trata-
miento responda a la demanda máxima.
En consecuencia, se procedió a la elabo-
ración de un proyecto para tratar 20 litros
por día de agua de pozo de forma continua,
para satisfacer las necesidades de ingesta,
cocción y lavado de alimentos. Estos va-
lores y el posterior dimensionamiento del
filtro pueden ser ajustados según la nece-
sidad de cada familia en particular.
Una de las principales ventajas de este
tratamiento es la versatilidad para poder
adaptarlo a las distintas realidades que
viven las personas.
El sistema consta de las siguientes partes:
•	 Tanque de agua cruda: donde se alma-
cena el agua proveniente del pozo de
extracción.
•	 Tanques de Hierro (Fe): dispuestos en
serie para aumentar el tiempo de con-
tacto entre el agua a tratar y el hierro,
y así aumentar la eficiencia.
•	 Filtro: compuesto por varias capas; en
la parte superior grava, luego arena y
por último carbón activado de hueso
de vaca o lana de oveja según dispo-
nibilidad en la zona de instalación. Se
colocan en este orden para aumentar la
vida útil del carbón o la lana.
•	 Tanque de agua tratada: donde se al-
macena el agua luego del tratamiento
para consumo de la familia.
Recopilación de los mejores proyectos / 15
SISTEMA CONTINUO PARA EL
ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA
DE BEBIDA PARA POBLACIONES
AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN
DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA
METALMECÁNICA
14 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
•	 Válvula1:permiteabrirocerrarelsistema
de tratamiento.
•	 Válvula 2: permite regular el caudal, para
que se encuentre en orden a los 20 l/día.
La retención de arsénico ocurre desde los
tanques de hierro y hasta la parte media
del filtro, donde se encuentra la arena.
A continuación se esquematiza el siste-
ma de tratamiento.
El esquema propuesto hace referencia a
aquellas casas que poseen tanque en el
techo, derivando parte del agua al sis-
tema de tratamiento. Sin embargo, este
sistema también es aplicable si no se
cuenta con un tanque en el nivel supe-
rior de la casa. Más específicamente, las
experiencias a escala de laboratorio para
probar este tratamiento fueron realiza-
das de esta forma, siendo factible cargar
en un recipiente –que posea una dimen-
sión apropiada– el agua a potabilizar y
recolectarla en otro luego de haber atra-
vesado todos los filtros.
Los elementos del sistema deberán estar
construidos de un material que resista
la presión generada por la masa de agua
que contendrán, y ser resistentes a las
condiciones climáticas a las que serán
expuestos, como calor, viento y hume-
dad. Un material que reúne estas carac-
terísticas es el PVC.
El tanque donde se almacena el agua tra-
tada (Figura 2) cuenta con un flotador,
lo cual permite que una vez llenada la
capacidad se detenga el sistema de tra-
tamiento de forma automática. Ésto pro-
vocará que no circule más agua y que sólo
lo haga a medida que se vaya vaciando el
tanque de almacenamiento.
Ambos tanques de tratamiento conten-
drán 2 kg de acero 1010 o 1045 cuyas ca-
racterísticas se ven en la tabla 1, obtenidos
de los residuos generados en los talleres
cercanos de mecanizados. La composi-
ción química del acero comercial utilizado
se obtuvo de la empresa ACAMEX. Ambos
aceros tienen una eficiencia similar en la
remoción del arsénico en el agua.
Cada filtro tendrá un volumen de agua
constante de aproximadamente 10 litros
cada uno. La entrada del agua es por la
parte inferior del tanque y la salida por la
superior. En los contenedores de acero y
en el filtro se colocará un pico purgador,
para permitir el vaciado de los mismos
y poder realizar la limpieza y el cambio
de sus respectivos contenidos. Estudios
efectuados con anterioridad demostra-
ron que la vida útil del acero, en prome-
dio, es de por lo menos un año. Por lo
tanto el recambio se debería realizar una
vez por año.
El estudio a escala de laboratorio se realizó
en las instalaciones de la Pontificia Uni-
versidad Católica Argentina (UCA), en el
área de Química. Se preparó para el mismo
dos soluciones de arsénico cuya concen-
traciones estaban entre los rangos de
0,25 ppm y 0,50 ppm respectivamente,
utilizando 400 g de acero para el abati-
miento de arsénico y un caudal continuo
de 2 l/día, obteniendo una eficiencia pro-
medio en la remoción cercana al 90%.
La determinación de arsénico se realizó
utilizando una técnica altamente sensible
basada en la reacción de arsina a través
de fibra reactiva HgBr2
, que se contrasta
con la determinación por absorción ató-
mica. El límite de detección es del 0,005
mg/l o 0,005 ppm.
La eficiencia en la remoción se calculó
mediante la siguiente fórmula:
E(%) =
(C0
- C1
)
x 100
C0
Donde E (%) es la eficiencia de arsénico
removido en la solución, C0
(mg/l) y C1
(mg/l) es la concentración inicial y final de
arsénico en la solución, respectivamente.
Las ecuaciones químicas de la reacción
global de hierro y arsénico se presentan
a continuación:
1. 	Fe(s)
+ AsO4
3-
(aq)
+ 2H2
O (l)
Fe2
+ AsO2
-
(aq)
+ 4OH-
(aq)
2. 	H3
AsO4(aq)
+ Fe(aq)
+ 2H+
(aq)
HAsO2(aq)
+ 2H2
O(l)
3. 	3Fe(s)
+ 2AsO2
-
(aq)
+ 4H2
O (l)
3Fe2+
+ 2As(s)
+ 8OH-
(aq)
4.	3Fe(s)
+ 2HAsO2(aq)
+ 6H+
(aq)
3Fe2+
+ 2As(s)
+ 4H2
O(l)
FIGURA 2 / Croquis del sistema de tratamiento.
Tanque
Água Cruda
Tanque
Água tratada
Filtro
Água
Grava
Arena
Carbón
Fe Fe
TABLA 1 / COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ACERO
USADO PARA EL SISTEMA DE TRATAMIENTO
SAE %C %Mn %P %S
1010 0,08 – 0,13 0,30 – 0,60 0,04 Max 0,05 Max
1045 0,43 – 0,50 0,60 – 0,90 0,4 Max 0,05 Max
Recopilación de los mejores proyectos / 17
SISTEMA CONTINUO PARA EL
ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA
DE BEBIDA PARA POBLACIONES
AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN
DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA
METALMECÁNICA
16 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
El prototipo empleado para el estudio en
el laboratorio se muestra en la Figura 3.
A partir de esta configuración, se realizaron
las determinaciones obteniendo a la salida
agua con valores adecuados de arséni-
co. Como se puede observar en la imagen
los elementos que formaron el dispositi-
vo fueron obtenidos, en parte, reutilizando
objetos que había en el propio laboratorio
y que no estaban en uso.
Para alcanzar la eficiencia adecuada en la
remoción del arsénico es necesario que
el As (III) sea oxidado a As (V), y para au-
mentar la eficiencia de esta reacción lo
que se hace es adicionar cloro. Que tam-
bién sirve para potabilizar el agua y pre-
venir la presencia de microorganismos.
Existen en la bibliografía distintos papers e
informes de la cantidad de cloro necesa-
rio para potabilizar un pozo de agua. Estas
técnicas se abordan desde dos ángulos:
adicionando en el pozo directamente, o
particularmente en el agua extraída.
En el primer caso, se toma en cuenta el
diámetro y la profundidad del pozo y a
partir de ello se calcula la concentración
de cloro requerida. En el otro, se realiza el
cálculo a partir del volumen de agua a ser
desinfectada.
Esta cuestión está ampliamente estu-
diada debido a la importancia de la des-
infección del agua y la gravedad de las
consecuencias de no hacerlo. Por ello
y porque esta consideración excede los
alcances del estudio, no se hará un análi-
sis al respecto.
A fin de quitar al agua las característi-
cas que le otorgan los residuos de hierro
debido al primer filtro, se colocó a con-
tinuación un segundo tipo de filtro. De-
pendiendo de las condiciones del lugar y
la disponibilidad que poseía la familia, se
procedió a la elaboración de dos filtros
con dos materiales diferentes.
El primero está compuesto por arena y
lana de oveja, y posee una vida media de
6 meses. El otro, compuesto por arena y
carbón activado de hueso de vaca, con
una vida media de 1 año. Ambos pueden
tener una mayor duración y ésto lo po-
drá evaluar la familia, así como cambiar
el filtro en caso de detectar alguna ca-
racterística típica del hierro en el agua de
consumo (como el color o el sabor).
El filtro de lana no posee mayores compli-
caciones en su preparación para ser utili-
zado en el filtro, siendo ésta su principal
ventaja. La desventaja frente al de hue-
so molido es que su duración es inferior.
El carbón activado a partir de hueso
de vaca requiere de un proceso previo.
Ambos filtros fueron utilizados en el pro-
totipo de laboratorio y demostraron que
son aptos para el objetivo requerido, que
es la eliminación de hierro del agua.
El carbón activado es una variedad amor-
fa de carbón sólido cuyo objetivo principal
es maximizar su superficie total, es decir,
que se busca que el fluido que circula a
través de él tenga el mayor contacto po-
sible con este material. Éste es altamente
utilizado para el tratamiento de aguas.
Los huesos de vaca se pueden obte-
ner a partir del residuo de la actividad
ganadera.
Obtención de carbón activo
a partir de hueso de vaca
El proceso de activación consta de
3 partes: la trituración del hueso, la car-
bonización del material crudo, y luego la
activación propiamente dicha.
La primera parte permite disminuir el
tamaño del hueso, posibilitando llevar a
cabo la segunda fase del proceso en don-
de se enriquece el material en contenido
carbonoso, y se crea una mayor porosi-
dad al deshacer la materia volátil. La acti-
vación, que es la última etapa, puede ser
física o química y desarrolla la porosidad,
otorgando cierto orden en su estructura
y generando una estructura sólida alta-
mente porosa.
Previo a la trituración del hueso, éste se
carboniza en una estufa, en ausencia de
oxígeno, a alta temperatura (600º C) en-
tre 4 y 5 horas. El producto de esta etapa
es el carbón.
La activación química se lleva a cabo
embebiendo este material carbonoso en
una solución acuosa al 30% de hidróxido
de sodio, por 12 horas. En el último tra-
mo del tratamiento, se calienta la mezcla
para obtener una pasta. La pasta obte-
nida se filtra y se vuelve a calcinar en
estufa a una temperatura de 800º C,
por 3 horas.
Una vez conseguido el producto, se es-
pera a que alcance temperatura ambiente
para lavarlo: primero con ácido clorhídri-
co diluido a fin de neutralizar el hidróxido,
y luego con agua destilada hasta alcanzar
pH neutro. Por último se seca y se obtie-
ne el producto final.
Al final de este filtro se colocará un re-
cipiente o un bidón donde recolectar el
agua potable para consumo de la familia.
De ser posible, el sistema de tratamien-
to del agua estará situado sobre una es-
tructura estable y nivelada a una menor
elevación de la fuente de agua, y a una
elevación superior que la del lugar donde
se va a utilizar. Este tipo de disposición
facilitará la circulación de agua.
Disposición final del hierro
y contenido del filtro
La provincia de Santiago del Estero por
medio de la ley Nº 6.080/94 adhiere a
la ley nacional Nº 24.051/91 de residuos
peligrosos y a su respectivo decreto re-
glamentario 831/93. En dicha ley nacio-
nal los residuos que contengan arsénico
serán considerados residuos peligrosos,
que corresponde a la corriente de dese-
chos Y24. Por lo tanto éstos no se podrán
disponer de forma conjunta con los resi-
duos domiciliarios.
De esta forma, al realizar el cambio una
vez por año aproximadamente, el pro-
veedor del acero se encargará de retirar
estos residuos y disponerlos conforme
a la reglamentación.
Recopilación de los mejores proyectos / 19
SISTEMA CONTINUO PARA EL
ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA
DE BEBIDA PARA POBLACIONES
AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN
DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA
METALMECÁNICA
18 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
Presupuesto
Respecto a esta cuestión, los elementos
que se necesitan para efectuar este sis-
tema de tratamiento pueden obtenerse
a partir de objetos cotidianos que utilizan
las familias.
Además el sistema posee la versatilidad
de poder usar varios tipos de objetos que
cumplan un mismo rol, como por ejemplo
emplear caños de PVC o mangueras para
conducir el agua.
A su vez, los precios en los pueblos cer-
canos a las residencias rurales difieren
a aquellos encontrados en ciudades o
pueblos más grandes. Debido a que los
elementos que componen el sistema son
de fácil obtención y económicos, el pre-
supuesto necesario para llevar a cabo
este proyecto no resulta significativo.
Por otro lado, el acero se obtendrá de los
talleres e industrias locales y el hueso
de vaca o lana de oveja de la producción
de la familia.
Finalmente la grava y la arena se pueden
recolectar de la vera del río, seleccionán-
dolas con tamices y satanizándolas, evi-
tando de esta manera su compra.
Modelo Canvas
Se ha estructurado el proyecto según el
modelo Canvas, que permite presentar la
propuesta mostrando los aspectos cla-
ve, los actores intervinientes y los costos
asociados. Este modelo de negocio bus-
ca recopilar todos los datos importantes
de un emprendimiento y visualizarlo de
forma global, para poder detectar opor-
tunidades de mejora o potenciales
inconvenientes.
El modelo se presenta en la Figura 4.
Al ser un proyecto social tanto el gobierno
como la sociedad en sí son actores fun-
damentales. El vector clave para esta ini-
ciativa es la comunicación, a fin de poder
alcanzar a todas las familias afectadas
para que posean este conocimiento que
les permita mejorar su calidad de vida
y prevenir enfermedades futuras.
CONCLUSIÓN
A partir del trabajo de investigación lle-
vado a cabo, se determinó la factibilidad
de armar un sistema de tratamiento para
agua con niveles superiores de arsénico a
los recomendados por el Código Alimen-
tario Argentino, mediante el empleo de
residuos de talleres e industrias locales
y la fabricación de filtros a partir de resi-
duos ganaderos, también locales.
Esta propuesta es aplicable a familias
rurales de bajo recursos que consumen
agua de pozo, permitiéndoles obtener
una mejor calidad de vida.
La principal ventaja radica en la senci-
llez, tanto de su preparación como su uso
diario y desmontado. También posee la
versatilidad de ser colocado en cualquier
lugar, ya sea dentro o fuera de la casa.
Otro aspecto clave es que el princi-
pal material constitutivo es un desecho
y que los demás elementos se encuen-
tran disponibles en la industria nacional,
lo que hace que el proyecto sea econó-
micamente viable, ambientalmente soli-
dario y se encuentre enmarcado dentro
del desarrollo sustentable.
Por otro lado, la simplicidad en el manejo
del sistema hace que éste sea extrema-
damente seguro y permite ser operado
por cualquier persona, sin necesidad de
grandes conocimientos técnicos. Que sea
seguro es un aspecto imprescindible dado
que puede estar en presencia de niños.
Luego de realizar los análisis corres-
pondientes se pudo alcanzar el obje-
tivo propuesto, cumpliendo con todas
las características que se consideraron
fundamentales.
ANEXO
FIGURA 3 / Arreglo experimental. Modelo piloto de la columna de absorción para la remoción
de arsénico del agua.
Recopilación de los mejores proyectos / 21
SISTEMA CONTINUO PARA EL
ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA
DE BEBIDA PARA POBLACIONES
AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN
DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA
METALMECÁNICA
AcerosAcamex.ComposiciónquímicadelAcero.
http://www.acerosacamex.com.mx/
contacto.php
http://www.acerosacamex.com.mx/
contacto.php
http://www.aquaquimi.com/Paginas/Trat_
agua_pot/Desinfeccion agua/trat_pozo.html
Administración Nacional de Medicamentos,
Alimentos y Tecnología Médica (ANMAT).
Código Alimentario Argentino, capítulo XII.
Bebidas Hídricas, Agua y Agua Gasificada.
Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro
de Enfermedades. La toxicidad del arsénico.
http://www.atsdr.cdc.gov/es/csem/arse-
nic/destino_biologico.html
http://www.atsdr.cdc.gov/es/csem/arsenic/
destino_biologico.htmlhttp://s1.ucse.edu.
ar/indicadores/enfermedades/sistemicas/
hidroarsenicismo.htm
Bissen, Monique y Frimmel, Fritz H. (2003).
Arsenic - a Review. Part II: Oxidation of
Arsenic and its Removal in Water Treatment.
Review from Wiley Inter Science. Suiza.
Curto, Susana I., Mendiburo, Nora A., Plasti-
na, Romina, Boffi, Rolando (2001). Arsénico
en Acuíferos: Influencia sobre la Salud de la
Población. Ministerio de Salud de la Nación.
Buenos Aires.
Ley nacional Nº 24.051/91 y su decreto regla-
mentario 831/93.
Ley provincial Nº 6.080/94 de Santiago
del Estero.
FIGURA 4 / Modelo Canvas.
Referencias Bibliográficas
Ministerio de Salud de la Nación, Programa
Nacional de Prevención y Control de las
Intoxicaciones - PRECOTOX. Hidroarsenicis-
mo Crónico Regional Endémico (HACRE).
Padial, Carlos Eduardo. Estado actual del Hi-
droarsenicismo Crónico Regional Endémi-
co en el departamento Banda, provincia de
Santiago del Estero.
Presidencia de la Nación. Ministerio de Edu-
cación. Programa Nacional Mapa Educa-
tivo. Zonas de concentración de arsénico.
h tt p : //www. m a p a e d u c a t i vo . e d u .
ar/Atlas/Arsenicohttps://www.wa-
tersystemscouncil.org/download/
wellcare_information_sheets/well_water_
testing_&_treatment_information_sheets/
La Desinfeccion de su pozo 10-09.pdf
Triszcz, J., Chippano, L., Pacho, E., Gordon, A.,
García Einschlag, F. Remoción de arsénico en
aguas de consumo domiciliario mediante el
empleo de la técnica ZVI (Hierro Cero Valen-
te). Laboratorio de Ingeniería Sanitaria (LIS),
Departamento de Hidráulica, Facultad de
Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata.
http://www.ing.unlp.edu.ar/hidraulica/ar-
chivos/remocion_de_arsenico_en_aguas_
de_consumo_domiciliario.pdf
Wellcare®. La desinfección de su pozo.
https://www.watersystemscouncil.org/
download/wellcare_information_sheets/
well_water_testing_&_treatment_infor-
mation_sheets/La%20Desinfeccion%20
de%20su%20pozo%2010-09.pdf
20 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
Recopilación de los mejores proyectos / 23
E
l calentamiento global está produ-
ciendo variaciones climáticas sin
precedentes en nuestro planeta.
Las temperaturas en las zonas cálidas son
cada vez más extremas. Es impensable,
y así lo determinan la Organización Mundial
de la Salud (OMS) y la Organización Inter-
nacional del Trabajo (OIT), que en estas
condiciones las personas puedan desarro-
llarse y formarse efectivamente.
Considerando que el alivio para el cambio
climático será un camino muy lento, deben
buscarse soluciones a corto plazo que no
contribuyan al calentamiento global, que
es la causa de raíz.
AUTORAS	 Celina Alejandra Perino
	 Sofia Liz Romero
ORIENTADOR	 Gustavo Raul Figueredo
	 Universidad Tecnológica Nacional
	 (Facultad Regional Resistencia, Chaco)
REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE
ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR
DE ALUMINIO RECICLADO
Por ello y apelando a la formación ingenie-
ril integral en el desarrollo sustentable de
prácticas al servicio de la comunidad, se
propone un sistema de refrigeración que
actúa accionado por una de las formas más
limpias e inagotables de energía: la energía
solar. El sistema está constituido por una
máquina de refrigeración por absorción de
simple etapa, accionada por un colector
construido con aluminio reutilizado.
El objetivo del proyecto es ofrecer una al-
ternativa para la refrigeración de ambien-
tes en instituciones educativas rurales,
aprovechando energías limpias y produc-
tos reciclados.
Recopilación de los mejores proyectos / 25
REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE
ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR
DE ALUMINIO RECICLADO
24 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
INTRODUCCIÓN
Este proyecto está orientado a dar so-
lución a la falta de acondicionamiento
de ambientes en una escuela rural de la
provincia de Formosa. Esta institución,
si bien cuenta con los servicios mínimos
de energía eléctrica, no tiene un sistema
de refrigeración adecuado para enfrentar
las condiciones climáticas extremas que
sufre la mayor parte del año.
La inversión necesaria podría abocarse
directamente a la adquisición de má-
quinas de acondicionamiento de aire
convencionales. Sin embargo, como in-
genieros formados en el desarrollo sus-
tentable de prácticas al servicio de la
comunidad, consideramos nuestra res-
ponsabilidad dar respuesta a estas cues-
tiones optimizando el uso de recursos.
Es imprescindible pensar en alternativas
más amigables con el ambiente a corto
plazo, mediante la utilización de mate-
riales reciclados para las construcciones,
y a largo plazo a través de la disminución
en el consumo de combustibles y emi-
sión de contaminantes.
El presente escrito desarrollará una pro-
puesta de sistema integral que combi-
na: una máquina frigorífica de absorción,
accionada por energía limpia y renova-
ble; colectores solares construidos con
materiales reciclados y de bajo costo; y
un sistema de disipación que permite el
aprovechamiento de calor en la obten-
ción de agua caliente sanitaria.
Si bien se hará énfasis en el colector so-
lar de bajo costo, puesto que es la clave
del proyecto, se describirá en primera
instancia la institución y el contexto que
motivaron la investigación, luego el ci-
clo y equipamiento de refrigeración por
absorción, y, finalmente, la construcción
del colector.
DESARROLLO
El lugar y la problemática
Se eligió como ámbito de aplicación el
Barrio Qompí, comunidad aborigen que
nucleaaunas100familiasdelaetniaPilagá,
ubicada a 3 km de la ruta nacional Nº 81, en
la provincia de Formosa. Se encuentra en
el departamento Patiño, perteneciente a la
jurisdicción del municipio de Pozo del Tigre,
270 km al oeste de la capital formoseña.
En este escenario funciona una escuela
de ciclo básico secundario rural para ado-
lescentes y adultos, a la que asisten 70
personas incluyendo alumnos, docentes
y personal no docente. (Figura 1)
El establecimiento está conectado a la
red eléctrica, contando con las instala-
ciones básicas de luz. Sin embargo, en
el contexto mencionado la instalación y
mantenimiento de equipos acondiciona-
dores de aire resulta costoso. Sumado
a esta situación, se debe considerar
que la durabilidad de los equipos se ve
afectada por las condiciones inestables
del servicio de energía, que incluyen
bajones de tensión y en muchos casos
cortes prolongados.
La provincia de Formosa se caracteriza por
tener primaveras y veranos muy agresi-
vos. Si bien la temperatura media anual es
de 23° C, en verano se alcanzan tempera-
turas extremas de 50° C a la sombra.
La zona oeste de la provincia, donde está
establecido el Barrio Qompí, presenta un
climacálidoconestaciónseca,temperatu-
ras anuales superiores a los 23º C, con va-
riaciones extremas en verano que llegan
hasta los 45° C y sensaciones térmicas de
hasta 50º C. Las temperaturas máximas
se registran en los meses de diciembre y
enero. El balance hídrico es marcadamen-
te deficitario: las lluvias son escasas y ori-
ginan grandes períodos de sequía.
Es impensable que en estas condiciones
los alumnos y el personal de cualquier
institución puedan desempeñarse co-
rrectamente en sus actividades diarias,
cuando la ley de Higiene y Seguridad es-
tablece el máximo de carga térmica en
unos 32º C.
Este clima, que combina altas temperatu-
ras, altos índices de radiación solar y baja
humedad, es idóneo para la instalación
de refrigeración por absorción con colec-
tor solar, prescindiendo de un sistema de
deshumidificación del ambiente.
Antecedentes
El uso cada vez más extensivo de equipos
eléctricos de refrigeración por compresión
es responsable de una mayor demanda de
energía eléctrica en verano, que llega a al-
canzar el límite de la capacidad del sistema
eléctrico en algunas zonas.
Las emisiones de gases de efecto inver-
nadero han aumentado, ya sea por la ma-
yor demanda de energía o por las fugas de
fluidos de refrigeración, intensificando el
círculo vicioso del cambio climático.
Existe un amplio abanico de soluciones
pasivas, para nuevos edificios en fase
conceptual o para los ya existentes, que
mejoran las condiciones de los espacios
cerrados sin necesidad de ningún sistema
de compresión, reduciendo espectacu-
larmente las necesidades de refrigera-
ción durante el periodo estival.
Pese a que existe un gran mercado po-
tencial para la tecnología de refrigeración
solar, los sistemas que hoy por hoy exis-
ten no son económicamente competiti-
vos frente a los equipos de climatización
a gas y eléctricos, debido principalmente
al elevado coste de inversión de los siste-
mas de colección solar, y al bajo precio de
los combustibles convencionales, aun-
que este último parámetro está siendo
puesto en jaque por la crisis del petróleo.
Si se reduce el coste de los distintos
componentes (colectores solares, prin-
cipalmente) y se mejora su rendimiento,
la situación podrá cambiar radicalmente;
con todo es difícil predecir la fecha en que
dichas tecnologías solares alcanzarán la
madurez en términos económicos.
Recopilación de los mejores proyectos / 27
REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE
ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR
DE ALUMINIO RECICLADO
26 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
Sólo es posible comparar una tecnolo-
gía solar con otra que utilice fuentes de
energía convencional si se incluyen en
cada caso los costos medioambientales y
los costos sociales. También debe tener-
se en cuenta la imposibilidad de predecir
los precios de los combustibles conven-
cionales a largo plazo.
En términos generales, en relación con
las tecnologías de energía solar, se veri-
fica que:
•	 Su costo desciende conforme se van
produciendo masivamente.
•	 Su madurez técnica les permite satis-
facer las necesidades de los consumi-
dores.
•	 Son mucho más respetuosas con el
medio ambiente que los sistemas de
aire acondicionado convencionales.
Principios físicos
En los sistemas de aire acondicionado
solares se utiliza calor del sol como motor
del proceso de refrigeración.
Los sistemas de aire acondicionado so-
lares disponibles actualmente se pueden
clasificar como:
•	 Sistemas cerrados: son máquinas fri-
goríficas que proporcionan agua fría
que se utiliza en unidades de acondi-
cionamiento de aire para suministrar
aire acondicionado (enfriado, deshumi-
dificado) o que se distribuye a través de
una red de agua fría a las estancias de-
signadas. Las máquinas disponibles en
el mercado para este fin son las máqui-
nas frigoríficas de absorción (las más
comunes) y las máquinas frigoríficas de
adsorción (unos pocos centenares en
el mundo, pero de creciente interés en
la aplicación de sistemas de aire acon-
dicionado solar).
•	 Sistemas abiertos: ofrecen un comple-
to acondicionamiento del aire al sumi-
nistrar aire enfriado y ajustado en hu-
medad, en función de las condiciones
de confort. El “refrigerante” es siempre
agua, dado que está en contacto di-
recto con la atmósfera. Los sistemas
más comunes son de tipo refrigeración
evaporativa con desecante, que utilizan
un deshumidificador rotativo con sor-
bente sólido.
Los ciclos termodinámicos de enfria-
miento de absorción permiten sacar calor
del espacio que quiere enfriarse y llevarlo
a otro lugar donde se disipa. Para hacerlo
se aprovecha la necesidad de un fluido, el
refrigerante, de obtener calor del entorno
para pasar del estado líquido al de vapor.
Ésto se consigue aportando calor a una
mezcla del refrigerante y otra sustancia
que se caracteriza por tener una gran afi-
nidad con él y absorberlo fácilmente.
Existen dos tecnologías bien diferencia-
das en máquinas de absorción comer-
ciales: una en la que se utiliza amoniaco
(NH3) como refrigerante y agua como
absorbente, y la otra en la que el agua es
el refrigerante y una solución de bromu-
ro de litio (LiBr) en agua, el absorbente.
Para este proyecto se seleccionó la se-
gunda opción ya que:
•	 Requiere temperaturas de activación
más bajas (80-95° C respecto a 95-
120° C en el caso de amoníaco-agua)
en ciclos de simple efecto.
•	 Para las mismas prestaciones, presenta
un mayor rendimiento.
•	 Opera a presiones más reducidas en el
evaporador y condensador.
•	 Construcción más simple, ya que el
sistema de NH3
-H2
O (amoníaco-agua)
requiere un rectificador para separar
el NH3
del agua del vapor generado en
el generador.
•	 El NH3
es un refrigerante tóxico e infla-
mable.
•	 Si bien el ciclo con NH3
puede alcanzar
temperaturas menores a 0° C, en este
caso no es necesario.
El sistema
Máquina de absorción de simple
etapa con H2O/LiBr
El ciclo de refrigeración por absorción de
simple etapa consta de 4 componentes
principales en que se intercambia calor:
evaporador, condensador, absorbedor
y generador.
En el evaporador se produce el efecto
frigorífico mediante la evaporación del
refrigerante, agua en este caso, a baja
temperatura y baja presión, gracias al ca-
lor transferido desde el medio a enfriar.
A continuación, el vapor de agua gene-
rado accede al absorbedor en donde es
absorbido por una solución acuosa con-
centrada o rica en LiBr procedente del
generador. El proceso de absorción del
vapor de agua por la solución rica se rea-
liza con liberación de calor, que se disipa
mediante una corriente de agua de en-
friamiento. La solución diluida, o pobre en
sal resultante es entonces bombeada al
generador. Allí, es calentada por la fuente
externa de calor y una vez en ebullición
se genera vapor de agua que es condu-
cido al condensador, mientras que la so-
lución resultante, concentrada en sal, es
enviada de nuevo al absorbedor. La con-
densación del vapor de agua tiene lugar
en el condensador y el calor liberado se
disipa mediante una corriente de agua de
enfriamiento. (Figura 2)
Distribución del agua fría al ambiente
Una vez que el agua fría abandona el eva-
porador debe distribuirse por el edificio.
El sistema de distribución puede realizar-
se por:
•	 Techo radiante.
•	 Fan coil.
•	 Sistema de refrigeración de techos o
calefacción / refrigeración de conduc-
ción central, entre otros.
Se opta por la primera alternativa. Cuan-
do se utilizan como sistema de refrigera-
ción, los techos radiantes están dotados
de un circuito de agua fría. Tan pronto
como se enfrían, las personas y objetos
Recopilación de los mejores proyectos / 29
REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE
ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR
DE ALUMINIO RECICLADO
28 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
que se encuentran en el espacio irradian
su calor hacia el techo frío y se produce
de inmediato un claro efecto de refrige-
ración. Este efecto consiste en que el
aire caliente del espacio interior ascien-
de al techo, allí se enfría y baja de nuevo
al espacio.
Para obtener una refrigeración de gran efi-
ciencia mediante un techo radiante, por lo
general y en la práctica, no es necesario
prever un gasto energético comparable al
de una bomba frigorífica. Por ello, la refri-
geración por techo radiante es un siste-
ma de climatización para espacios, naves
y edificios que permite ahorrar energía.
Para garantizar una refrigeración eficaz
por techo radiante, por lo general basta
con utilizar como agente refrigerante agua,
que no supera una temperatura de 12º C.
El sistema de techo radiante está recu-
bierto por cartón-yeso, aislado mediante
un panel de espuma de poliestireno de
alta densidad. Su instalación es sencilla
y rápida.
Es fundamental controlar las condicio-
nes higrométricas, temperatura y hu-
medad relativa ambiente, de forma que
la temperatura superficial no descienda
por debajo de la temperatura de rocío y
evitando de este modo la formación de
condensaciones.
El colector solar
Los colectores solares son dispositi-
vos utilizados para colectar, absorber
y transferir energía solar térmica a un
fluido, que puede ser agua o aire. La ener-
gía solar puede ser utilizada para calentar
agua, para sistemas de calefacción o para
climatización de piscinas.
Normalmente, un captador solar está
constituido no sólo por una superficie ab-
sorbedora sino también por elementos de
proteccióntérmicaymecánicadelamisma.
Existen diversos tipos de captadores so-
lares térmicos, que se diferencian por el
aislamiento térmico que usan, y la utiliza-
ción o no de concentradores, adaptándo-
se a diferentes temperaturas:
•	 Captadores de tubo de vacío: para ca-
lentamiento de agua y producción de
vapor.
•	 Captadores concentradores con cu-
bierta (CPC): para calentamiento de
agua y producción de vapor.
•	 Captadores planos con cubierta: para
calentamiento de agua.
•	 Captadores planos sin cubierta: para
climatización de piscinas.
Las máquinas de simple efecto se pueden
accionar con calor proveniente de capta-
dores solares para mediana temperatura,
entre los que se pueden citar a los colec-
tores planos con superficies selectivas,
los CPC y los de tubos de vacío.
En los sistemas de aire acondicionado
solares la diferencia de funcionamien-
to con respecto a los sistemas de co-
lectores térmicos solares para producir
agua caliente sanitaria, consiste en la alta
temperatura a la que los colectores han
de suministrar el calor útil. En las confi-
guraciones más difundidas, que utilizan
máquinas de refrigeración por absorción,
el empleo de colectores de placa plana
selectiva se limita a áreas con elevada
irradiación. Para otras áreas y para má-
quinas frigoríficas que requieren tempe-
raturas mayores de accionamiento, habrá
que instalar colectores más eficaces, por
ejemplo, del tipo tubo de vacío que alcan-
zan temperaturas de 170° C.
En el caso de la presente propuesta, la
temperatura de activación del ciclo de
absorción de simple etapa se reduce al
mínimo posible, mediante la reducción
de la temperatura de disipación y la ele-
vación de la temperatura de producción
de agua fría. Utilizando agua de una napa
subterránea es posible disminuir la tem-
peratura de disipación en aproximada-
mente 15º C, quedando posteriormente el
agua disponible para su utilización como
agua caliente sanitaria o riego.
La zona geográfica en la que se plantea
aplicar el sistema tiene baja humedad
ambiente, por lo tanto no es necesario
producir agua fría a temperaturas muy
bajas (9º C) para deshumidificación como
en los equipos convencionales. Por todo
ésto, es posible seleccionar un colector
de placa plana.
La propuesta
El colector necesita ser seleccionado
cuidadosamente de acuerdo a la tempe-
ratura del fluido que debe proporcionar,
para la aplicación prevista y de acuer-
do al clima del lugar en el cual va a estar
emplazado.
Para la construcción de colectores sola-
res deben utilizarse materiales que po-
sean las propiedades térmicas y físicas
adecuadas, tales como el vidrio templado
en la cubierta transparente, y el hierro,
cobre o aluminio para la placa absorbe-
dora y el serpentín. De éstos, el aluminio
resulta ser el más indicado teniendo en
cuenta sus características, que es de fácil
obtención y manipulación.
Justificación del uso de aluminio
El principio de reducir los residuos, reu-
tilizar y reciclar recursos y productos es
usualmente llamado 3 R.
•	 Reducir significa elegir elementos con
cuidado para minimizar la cantidad de
residuos generados.
•	 Reutilizar implica el uso repetido de
ítems o partes de ellos que todavía son
utilizables.
•	 Reciclar significa usar los residuos
como recursos.
El aluminio es el metal más abundante
en la corteza terrestre. No por ello debe
usarse y descartarse, ya que a fin de
cuentas, se trata de un recurso no reno-
vable. Una cualidad atractiva del alumi-
nio es que es 100% reciclable y no pierde
calidad, como es el caso del papel, por lo
que se puede reciclar indefinidamente.
El proceso de reciclaje es mucho menos
Recopilación de los mejores proyectos / 31
REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE
ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR
DE ALUMINIO RECICLADO
30 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
costoso que crear nuevos materiales de
aluminio, ya que primero debe ser obte-
nido mediante la minería a partir de un
mineral llamado bauxita, y luego refina-
do para obtener el óxido de aluminio. En
ésto se requiere gran cantidad de ener-
gía y genera mucha contaminación. El re-
sultado es el aluminio que se utiliza para
gran cantidad de elementos cotidianos
como recipientes de bebidas, los cuales
pueden ser reciclados gastando apenas
el 5% de la energía necesaria para obte-
ner nuevo aluminio.
Las latas metálicas son fácilmente reci-
clables, pero se necesitan plantas recu-
peradoras con un nivel de sofisticación
que permita separar la hojalata de la ba-
sura triturada. Se trata de una tecnología
muy costosa, aunque en estos momentos
puede recuperar casi el 2% del metal pro-
cedente de las latas que se encuentran en
los residuos sólidos urbanos. Para la recu-
peración del acero de las latas es preciso
desestañarlas y extraerles el aluminio.
Si bien el reciclado de aluminio es una
práctica creciente, supone una industria-
lización –con sus consecuentes impac-
tos ambientales y económicos–. Por ello,
es importante buscar alternativas de
reutilización en el estado en el que son
desechadas.
Se propone entonces la construcción de
un colector de placa plana reutilizando
latas de aluminio. Éstas se usarán sin ne-
cesidad de su reprocesamiento, siempre
y cuando estén en buen estado. De esta
manera, se contribuye a la regla de las 3 R
de la ecología: reducir, reutilizar y reciclar,
incentivando buenos hábitos de consu-
mo responsable.
Construcción y funcionamiento
En primer lugar se lleva a cabo la cons-
trucción de la base, utilizando cajas de
poliestireno expandido.
Para el circuito de calentamiento de agua,
se construye una cañería de la siguiente
manera: las latas de aluminio se unen con
ayuda de silicona para altas temperatu-
ras, formando pequeñas secciones de la
tubería; posteriormente se acoplan me-
diante codos de PVC hidráulico de 1½ pul-
gada, de manera que la tubería adquiera
una configuración en serpentín.
La tubería está unida a la placa de lámi-
na metálica utilizando abrazaderas fabri-
cadas con las mismas latas de aluminio,
con el fin de evitar movimientos y dando
mayor soporte y rigidez. Para minimizar
pérdidas de calor por los lados y la parte
de abajo del colector se colocan aislan-
tes, por ejemplo, placas de poliestireno
expandido o un manto de lana de vidrio,
recubiertos por una lámina de aluminio
reflectante. (Figura 3)
Por los captadores circula un fluido tér-
mico, en circuito cerrado (figura 4), con
intercambio térmico hacia el circuito de
consumo a través de un intercambiador
de calor interior o exterior al depósito. El
calor resultante de la conversión térmica
de la radiación solar se almacena en un
depósito de acumulación.
Expansión del proyecto
Debe tenerse en cuenta una serie de
cuestiones que pueden apoyar al proyec-
to presentado:
•	 Gasoducto: la construcción del ga-
soducto en la región del NEA (noreste
argentino) favorecerá la aplicación de
un sistema de respaldo para los días en
que no haya sol, o si es necesario, que
el sistema funcione de noche. Si bien
no se tratará de una energía limpia, sí es
menos dañina que las calderas alimen-
tadas por fueloil que se utilizan en la ac-
tualidad, y permitirá el funcionamiento
del sistema en casos de necesidad.
•	 Aprovechamiento del sistema de disi-
pación para calentamiento de agua ca-
liente sanitaria: en la zona de aplicación
del proyecto existe agua subterránea
que puede utilizarse como agua de re-
frigeración para el absorbedor y el con-
densador. De esta manera, el balance
energético se utiliza de manera eficien-
te pues se le agrega valor a la energía
disipada. En primer lugar, el calor se uti-
liza para producir frío y, posteriormen-
te, la misma energía puede calentar el
agua que es demandada para su uso.
•	 Reproducibilidad: las máquinas frigorí-
ficas de absorción pueden instalarse en
cualquier institución que requiera acon-
dicionamiento de ambientes. De esta
manera escuelas, edificios, hoteles e in-
cluso plantas industriales pueden valer-
se de energía solar, aportando a la dis-
minución del uso de fuentes de energías
no renovables y contaminantes.
CONCLUSIÓN
Gracias al trabajo de investigación llevado
a cabo, se determinó la posibilidad de ins-
talar un sistema integral de refrigeración
mediante absorción, el cual es mucho
más sencillo y seguro que los sistemas
por compresión, aparejado con la cons-
trucción sustentable de un captador de
energía solar, una de las formas de ener-
gía más limpias e inagotables disponibles.
Ésto es aplicable en primera instancia y
en vistas de difundir su funcionamiento, a
la institución de educación rural que mo-
tivó el desarrollo del proyecto.
El hecho de que el principal material de
construcción del colector solar sea un de-
secho, y los demás elementos se encuen-
tren disponibles en la industria nacional,
hace que sea económicamente conve-
niente y ambientalmente solidario.
Los sistemas de refrigeración utilizando
energías limpias no son una novedad. Sin
embargo, es importante recordar que los
inventos no son innovaciones hasta que
los ciudadanos comunes pueden acceder
aellos.Losavancestecnológicosnodeben
quedar confinados al ámbito académico o
retenidos por las grandes corporaciones:
si queremos preservar nuestro planeta,
Recopilación de los mejores proyectos / 33
REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE
ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR
DE ALUMINIO RECICLADO
32 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
todos debemos tener acceso a las tecno-
logías sustentables.
Este proyecto logró el objetivo: proponer
un sistema integral que permita transitar
el camino hacia la aplicación de la ciencia y
la tecnología en la preservación de nuestro
planeta, ofreciendo alternativas de mejora
en la calidad de vida de la población.
ANEXOS
FIGURA 1 /
(a) Ubicación de
Pozo del Tigre, en la
provincia de Formosa.
(b) Ubicación de la
escuela en el barrio
Qompí, en Pozo
del Tigre.
FIGURA 2 / Esquema del sistema de refrigeración.
FIGURA 3 / Esquema de un colector plano con cubierta.
A
B
Superficie absorbedora
Cubierta transparente
Aislamiento térmico
Caja
Circuito de fluido térmico
Evaporador Absorbedor
Condensador
Água fria
Generador
SISTEMA DE
DICIPACIÓN
PLANTA SOLAR
Recopilación de los mejores proyectos / 35
REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE
ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR
DE ALUMINIO RECICLADO
34 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
ClimateWell© (enero 2010). Descripción de
soluciones estándares. Estocolmo. www.
solarcombiplus.eu/docs/D43_ClimateWell_
v03_Spanish.pdf
Figueredo, Gustavo R. (2012). Caracterización
experimental y modelización de una enfria-
dora de absorción de simple/doble efecto de
H2O-LiBr con accionamiento a dos tempe-
raturas para climatización de edificios. Tesis
Doctoral, Universitat Rovira i Virgili, Depar-
tament d’Enginyeria Mecànica. Tarragona.
www.tdx.cat/handle/10803/119330
FIGURA 4 / Esquema del circuito hidráulico del colector.
Referencias Bibliográficas
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ca. Buenos Aires: Editorial Alsina.
Guía Climasol. http://sistemamid.com/preview.
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Ley nacional 19.587/72 de Higiene y Seguridad
enelTrabajoydecreto351/79.www.me.gov.
ar/spu/guia_tematica/infraestructura_u/
doc/Decreto_351.pdf
www.soliclima.es/techo-radiante
Agua caliente
Agua fria
Recopilación de los mejores proyectos / 37
E
l presente trabajo consiste en un
anteproyecto y diseño preliminar
basado en el aprovechamiento
de las aguas del sistema hidrotermal de
Bahía Blanca, para mejorar la situación
de los habitantes del barrio Villa Rosas y
zonas aledañas.
La utilización de estas aguas provenien-
tes del surgente permitiría brindar cale-
facción, agua potable y sanitaria al predio
deportivo del Club Libertad para que pue-
da ser aprovechado por la comunidad. Al
mismo tiempo, usar este recurso para
proveer a una pileta de natación pública
ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA que posee el barrio, con agua a suficiente
temperatura de modo que pueda ser uti-
lizada para realizar actividades durante
todo al año. Dicha pileta también cuenta
con un vestuario.
En la actualidad este predio puede aprove-
charse solamente durante el verano, mien-
tras las condiciones climáticas lo permiten.
Es importante destacar que el agua de
surgente en Bahía Blanca emerge a tem-
peraturas entre 55 y 60° C, brindando una
fuente de energía térmica que si bien su-
pone un costo de inversión inicial, tiene
un bajo costo de explotación.
AUTORES	 Pablo Falcone
	 Pablo Nuozzi
ORIENTADOR	 Pablo Guillermo Girón
	 Universidad Tecnológica Nacional
	 (Facultad Regional Bahía Blanca)
Recopilación de los mejores proyectos / 39
ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA
38 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
INTRODUCCIÓN
Contexto histórico
Durante los primeros tiempos, la ciudad
de Bahía Blanca comenzó abastecién-
dose de agua proveniente del arroyo
Napostá Grande. A principios del siglo
XX se constituye la Compañía de Aguas
Corrientes de Bahía Blanca, la cual puso
en funcionamiento una toma de agua en
el río Sauce Grande.
A los efectos de suplementar la provi-
sión de agua, conforme al crecimiento
poblacional de la ciudad, durante la dé-
cada de los cincuenta se perforaron unos
18 pozos en el acuífero profundo de
Bahía Blanca, que suministraba agua ter-
mal a la población. Esta cantidad se fue
incrementando notoriamente y el nú-
mero de pozos superó los 60 pozos en la
ciudad y la zona. A fines de dicha década,
se decidió la construcción de un dique
y acueducto desde Paso de las Piedras
y, paralelamente, se construyó una toma
adicional sobre el arroyo Napostá Grande
a la altura del paraje Los Mirasoles.
En 1978 se inauguró el dique y el acue-
ducto Paso de las Piedras sobre el rio
Sauce Grande, que remplazó a las obras
preexistentes y que constituye el actual
servicio de agua potable de la ciudad.
Como consecuencia de esta obra, des-
de ese momento hasta la fecha el uso de
los pozos fue decreciendo considerable-
mente, contribuyendo al deterioro de su
estructura, el abandono de los mismos,
el traspaso de su uso a manos privadas,
el dinamitado o clausura, entre otros
problemas. Tal es el abandono, que en la
actualidad no se cuenta con un registro
fiable de la cantidad de pozos en funcio-
namiento y, de gran número de pozos, no
se tienen datos sobre el caudal, estado de
las cañerías, calidad del agua, entre otros
datos relevantes.
Como resultado del desuso de las per-
foraciones del acuífero, gran cantidad de
agua extraída se pierde como efluente
vertido directamente en los desagües, se
vuelca directamente al canal Maldonado
sin darle un uso previo, se desperdicia
en terrenos baldíos –generando incluso
la proliferación de vectores– y en todos
los casos –salvo usos particulares de
privados– se desaprovecha el potencial
térmico de las aguas. Cabe mencionar
que Bahía Blanca es considerada como
centro termal, oficializado en 1999 por la
Comisión Nacional de Termas.
Es sabido que esta zona sufre habitual-
mente crisis hídricas asociadas a perio-
dos de sequía recurrentes, generando
un grado de desconcierto en la población
sobre el futuro del abastecimiento del re-
curso. Debido a ésto, nos encontramos
frente a la necesidad de proyectos alter-
nativos que suministren agua ante el peor
escenario posible.
¿Qué es la energía geotérmica?
Se llama energía geotérmica a la energía
que puede obtenerse mediante el apro-
vechamiento del calor interno de la Tierra.
La temperatura aumenta con la profundi-
dad. Es decir, que las capas profundas es-
tán a temperaturas elevadas y a menudo
hay capas freáticas en las que se calienta
el agua. Cuando asciende, tanto el agua
caliente o el vapor, producen manifesta-
ciones en la superficie como los géiseres
o las fuentes termales.
Sus ventajas son:
•	 Por un lado la energía geotérmica
es una de las energías consideradas
como limpias. Para su producción no
se utilizan recursos fósiles ni se reali-
zan procesos químicos de combustión.
La producción de energía por medio
del calor del interior de la Tierra no
provoca la emisión de gases de efecto
invernadero y, por tanto, no produce
daños en la capa de ozono ni contri-
buye al cambio climático y al calenta-
miento global.
•	 Es una energía que tampoco produce
casi residuos, o al menos los produ-
ce en mucha menor medida que otras
energías que usan recursos fósiles o
materiales radiactivos.
•	 Los costos de producción de electri-
cidad a partir de este tipo de energía
son muy baratos, más económicos que
en las plantas de carbón o en las cen-
trales nucleares.
•	 Es la que más recursos ofrece. Se cree
que la energía geotérmica existen-
te hoy en día es capaz de ofrecer más
energía que todo el petróleo, gas natu-
ral, carbón y uranio del mundo juntos.
Antecedentes en Bahía Blanca
En la actualidad existen unas pocas ini-
ciativas del sector público y privado con
el fin del aprovechamiento de este recur-
so. Tal es el caso del Vivero Cultivos Ba-
hía Blanca, ubicado en calle Florida 4500,
el cual posee una perforación que utiliza
para su emprendimiento comercial, ca-
lefaccionando los invernáculos a través
de un sistema de cañerías que recorre las
instalaciones por debajo del piso.
En un comienzo el sistema funcionaba en
circuito cerrado, es decir, el agua que circu-
laba era tratada (destilada) y previamente
elevaba su temperatura en un intercam-
biador de calor. Este sistema tuvo el incon-
veniente que al cabo de 5 años la corrosión
sufrida por las partes metálicas del inter-
cambiador de calor lo inutilizaron. Debido
a los elevados costos de su remplazo, se
decidió que el agua que circula dentro del
vivero sea directamente la que sale de la
perforación, dado que este tipo de cañerías
plásticas no sufren corrosión y soportan
muy bien las incrustaciones.
El agua es utilizada además para la inges-
ta y uso sanitario del vivero y de la vi-
vienda de sus dueños. (Figura 1 y 2)
Otro caso es el de la 3ra División de Ejér-
cito “Teniente General Julio Argentino
Recopilación de los mejores proyectos / 41
ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA
40 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
Roca” que utiliza el agua para uso sani-
tario, ingesta y una pileta de natación,
con un consumo promedio 100 m³ dia-
rios para una población de 500 personas.
El agua se extrae con la ayuda de una
bomba sumergida de 20 hp a través de un
caño de 100 mm de diámetro, llevándola
a una torre de enfriamiento de 325 m³ de
capacidad, para luego ser transportada
hacia todo el cuartel.
Un tercer caso es el de la Unidad Peniten-
ciaria IV Villa Floresta, donde esta energía
se aprovecha en la cría de peces tropica-
les y ranas, dándoles empleo a los pro-
pios internos del penal.
Situación local
Barrios
Villa Rosas, Spurr, Mapuche, Talleres,
Moresino, 1810, Thompson, Villa Se-
rra, Centenario, entre otros, son barrios
que se encuentran en la periferia sur-
este de Bahía Blanca; un lugar de bajas
temperaturas consecuencia de los vien-
tos del sur y su cercanía al mar.
Estos barrios albergan personas de muy
bajos recursos, excluidas socialmente,
en algunos casos viviendo en casas he-
chas de chapa, y además algunas instala-
das en tierras fiscales que se encuentran
desocupadas sin ningún tipo de servicio
como luz, gas o agua. En otros casos
el barrio presenta viviendas de clase
media baja que en mayor o menor me-
dida cumplen con los requisitos mínimos
de confort.
En esta zona hay dos puntos importan-
tes donde se desarrollan tanto activida-
des sociales como deportivas. Uno es la
pileta municipal, con dos vestuarios con
baños y duchas, ubicada en el Parque
Arturo Illia. Se encuentra al aire libre y
es llenada con agua fría de red, por lo
cual su uso se limita a la época de ve-
rano, donde se realiza una colonia a la
que asisten 350 niños de 6 a 12 años.
Durante los fines de semana es utilizada
como pileta pública, contando con la
concurrencia de gran cantidad de fami-
lias. (Figura 3)
El otro punto es el Club Libertad, una en-
tidad social y deportiva que brinda con-
tención a aproximadamente 200 chicos y
chicas de todas las edades, siendo el úni-
co club en 25 barrios a la redonda. Cuenta
con un predio ubicado en calle Tierra del
Fuego y Tarapaca, que consta de 3 can-
chas de fútbol número once, 2 vestuarios
con duchas y un galpón comedor que no
cuenta ni con calefacción ni con servicio
de agua. (Figura 4)
Pozo surgente Estación
Spurr – Villa Rosas
El pozo se encuentra ubicado en las ca-
lles Tierra del Fuego y Esmeralda, frente
a la Estación Spurr, y es propiedad de la
Administración de Infraestructuras Fe-
rroviarias Sociedad del Estado (ADIF).
Actualmente posee 4 bocas de salida
continuas de agua (Figura 5) donde los
vecinos cargan bidones para su consumo.
El resto del agua cae en una precaria pileta
de material, la cual desagota en una zan-
ja sin ningún tipo de acondicionamien-
to, que se dirige paralelamente a las vías
del tren formando piletones naturales
(Figura 7) utilizados por niños de la zona.
Luego el agua sigue su cauce hasta un
arroyo y posteriormente llega al mar. La
perforación tiene un caño de salida de
4 pulgadas, que a través de la surgencia
natural extrae un caudal aproximado de
15 m³/h a una temperatura de 60° C (Figura
6). Estos datos fueron medidos en forma
directa como parte del presente trabajo.
La calidad del agua
Según el informe de la Autoridad del Agua
(ADA) realizado en 2014 se ratificó la ca-
lidad del agua: APTA PARA EL CONSUMO,
con los siguientes datos para el Pozo sur-
gente Estación Spurr – Villa Rosas.
FIGURA 1 Y 2 / Instalaciones del vivero
FIGURA 3 / Pileta municipal. FIGURA 4 / Galpón comedor del Club Libertad.
Recopilación de los mejores proyectos / 43
ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA
42 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
DESARROLLO
El proyecto
Consiste en la utilización de estas aguas
provenientes de surgente para brindar
calefacción, agua potable y sanitaria al
predio deportivo del Club Libertad y al
complejo del natatorio público ubicado en
el Parque Arturo Illia, aprovechando este
recurso para dotar también de agua ca-
liente a su pileta.
Situación actual
La situación espacial es la que se muestra
en la figura 8, donde se observa el predio
del Club Libertad y la pileta pública que se
encuentran a 695 y 945 m del pozo ubi-
cado en calle Tierra del Fuego y Esmeral-
da, respectivamente.
Transporte de agua
Para transportar el caudal necesario tan-
to para la utilización de la pileta como de
las instalaciones del club, colocaremos
un sistema de cañerías que constará de
un tanque de rebalse de 1.500 litros a la
salida del pozo surgente, el cual estará a
3 metros de altura aprovechando la pre-
sión con la que sale el agua del pozo.
El agua será transportada por cañería sub-
terránea de PVC de 2 pulgadas de diámetro
que transportarán 10 m³/h desde el tanque
de rebalse hasta la pileta. En el punto “A”
(Figura 8) se bifurca una cañería de 1 pulga-
da transportando 3,5 m³/h hacia el Predio
Club Libertad y el resto del caudal seguirá
camino hacia el predio del Parque Illia.
Toda la instalación se aislará térmica-
mente con una funda de polietileno ex-
pandido de 20 mm de espesor.
FIGURA 5 / Bocas de salida. FIGURA 6 / Relevamiento
de temperatura.
FIGURA 7 / Desagote. FIGURA 8 / Vista aérea de los puntos más importantes
Predio club Liberdad
Pileta
Pozo
470 mts
Calle Tierra del Fuego
CalleEsmeralda
75 mts
150 mts
150 mts
120 mts
130 mts
CalleTarapaca
Recopilación de los mejores proyectos / 45
ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA
44 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
Dimensionamiento de la bomba
Para que el fluido circule por toda la ins-
talación se colocará una bomba presuri-
zadora de 6 hp (componente 3) a la salida
del tanque de rebalse. Estas bombas se
caracterizan por iniciar automáticamente
su marcha en el momento en el que ocu-
rre una caída de presión en la línea y se
detiene en el momento en que se cierra
el último consumo. Como consecuencia
si alguien, ya sea en el club como en el
predio de la pileta, requiere utilizar el sis-
tema la bomba iniciará sola.
El equipo elegido para esta instalación
será una Rowa GPR 6001 P ya que se
adapta perfectamente a este proyecto,
teniendo en cuenta caudales requeridos
(10m3
/h) y pérdidas de presión del siste-
ma, que ronda los 40 metros de altura.
Además de los 42 metros de altura que
nos otorga esta bomba contamos con la
presión hidrostática remanente a nuestro
favor que brinda el tanque de rebalse.
Club Libertad
El predio cuenta con un comedor cerrado
que es utilizado para reuniones y como
comedor, que mide 25 metros de largo
por 10 metros de ancho y 3,2 metros de
altura. (Grafico 1) Además dos pequeños
vestuarios con tres duchas cada uno.
FIGURA 9 / Esquema del proyecto.
GRAFICO 1 / GPR Línea "P"..
TABLA 1 /
Componente Nombre Cantidad
1 Tanque de agua 3
2 Valvula esclusa 11
3 Bomba 1
4 Valvula no retorno 1
5 Manometro 1
6 Calefaccion del club 1
7 Valvula de flotador 2
8 Tanque australiano 1
9 Usos Sanitarios 2
10 Duchas 2
11 Pileta de natacion 1
12 Calefaccion de carpa 1
TABLA 2 / CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Modelo
GPR
Presión
Máx.
(m.c.a.)
Caudal
Máx.
(l/h)
HP
I
(A)
Tensión
(V)
Conexión
Peso (Kg)
(sin vaso de
expansión)
Dimensiones (mm)
(sin vaso de
expansión)
60001P 54 18000 6 9 380 1 1
/2" 97 850 710 700
50
40
30
20
10
0
0	 5	 10	 15	20
Presión(m.c.a.)
Caudal (m3
/h)
GPR 6001 P
GPR 5001 P
GPR 4001 P
Club Libertad
Pozo
Pozo
Parque Ilia
Desague pluvial
Desague pluvial
Desague pluvial
Riego
Revalse
Recopilación de los mejores proyectos / 47
ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA
46 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
El agua llegará hasta las instalaciones del
club con 2 grados menos que en el tanque
de rebalse cuya temperatura eran 60 gra-
dos. Esta estimación de caída de tempe-
ratura se calculó y se describe en el anexo.
El caño principal estará conectado a un
sistema de cañerías, el cual proveerá ca-
lefacción por radiación, aguas para con-
sumo, riego, sanitaria y ducha.
Eldiseñodelsistemadecañeríasfuepensa-
do para que todos los servicios se puedan
brindar tanto juntos como por separado.
Sistema de calefacción
Para calefaccionar este establecimiento
instalaremos un sistema de losa radian-
te, el cual consiste en un entramado de
tuberías que recorren el interior del piso
transportando agua caliente e irradian-
do calor hasta obtener una temperatura
media de 20 grados.
Por estas tuberías circularán 3,5 m³/h de
agua, caudal necesario para que la misma
ceda 50 kcal/h por cada metro cúbico de
recinto cerrado (según norma NAG 201 de
ENARGAS).
Este sistema dispondrá de 4 colectores
que distribuirán el agua a cada uno de los
circuitos de tuberías correspondientes
a cada sector, permitiendo la regulación
termo hidráulica independiente de cada
uno de ellos.
Los 4 colectores se dividen en 2 utilizados
para el retorno dotados con medidores de
caudal y válvulas termostáticas, y otros
2 de impulsión con un caudalímetro regu-
lable. Además todos los colectores poseen
termómetros y válvulas de purgue.
Una vez que el agua haya circulado por
el sistema de calefacción y atraviese
los colectores de retorno, el fluido –ya
con unos 7 grados menos– se dirigirá al
tanque de agua de 1.500 litros.
Elección del equipo
Utilizaremos tuberías de polietileno re-
ticulado de 20 mm de diámetro por sus
excelentes propiedades tanto para so-
portar temperaturas como para evitar las
incrustaciones.
Para evitar pérdidas de calor hacia el
suelo nativo, aislaremos el hormigón ar-
mado donde se encuentran sumergidas
las cañerías con poliespuma de 20 mm
de espesor, y realizaremos lo mismo con
todo el perímetro. Ésto además de evitar
las pérdidas de calor funciona como jun-
ta dilatante.
La elección de este sistema de calefac-
ción se basó principalmente en que en
este tipo de sistemas la temperatura de
impulsión es inferior (entre 30º C y 40º C)
a la de la calefacción por radiadores, don-
de la temperatura del agua puede alcan-
zar hasta los 80º C.
Agua para consumo, riego,
sanitaria y ducha
Es indispensable tener el tanque de agua
siempre lleno para satisfacer tanto las ne-
cesidades de las personas como también
las de riego, por lo que el mismo puede
ser abastecido con agua de circulación de
la calefacción o también con agua que lle-
gue directamente del caño principal.
El agua a esta altura todavía posee dema-
siada temperatura para cualquiera de es-
tos usos. Por esta razón, el agua utilizada
para satisfacer las necesidades de las
personas debe mezclarse con agua fría
de red a fin de poder ser utilizada.
El agua de riego debe ser enfriada pre-
viamente, tarea que se lleva a cabo en un
tanque australiano de 50 m³, que tendrá
una gran superficie de intercambio para
acelerar el enfriamiento.
En el caso particular de que se encuentre
en funcionamiento el sistema de calefac-
ción y los tanques tanto de agua como
de enfriamiento estén llenos, el agua pro-
veniente de la calefacción se desviará al
sistema pluvial.
Parque Arturo Illia
Pileta de natación
La pileta de natación tiene unas dimen-
siones de 25 m de largo, 10 m de ancho,
y 2,20 m de profundidad.
Para mantener el agua a una temperatura
estable de 27° C, por conocimiento empí-
rico se estima que es necesaria una re-
novación del 5%. Es decir, renovar el 5%
del agua en un tiempo de 4 h. Para este
propósito necesitaremos un caudal de
7 m3
/h. (Anexo "Caudal para pileta")
En épocas de altas temperaturas el sis-
tema de recirculación quedaría fuera de
funcionamiento por razones obvias.
Además, para mantener un clima agra-
dable se colocará una carpa de lona de
18 m por 30 m dividida en módulo de 5 m,
construida con chapa galvanizada y que
abarcará la totalidad de las dimensiones
de la pileta y la zona que conecta los ves-
tuarios con la pileta.
Climatización de la carpa
La calefacción se llevará a cabo por un
método similar al utilizado en el predio
Club Libertad, que consta de un sistema
de suelo radiante dividido en 3 zonas de
70 m2
cada una.
En épocas de alta temperaturas existe la
posibilidad de rebatir los laterales de la
carpa e incluso el techo.
Vestuarios
Los vestuarios son dos, uno para hom-
bres y otro para mujeres y poseen cada
uno 2 duchas y 2 baños, los cuales serán
abastecidos de agua caliente que previa-
mente recorre el sistema de calefacción,
aportándole calor a la carpa y al mismo
tiempo bajando su temperatura para que
llegue a las duchas con una temperatura
adecuada, ya que al sistema de calefac-
ción llega con una temperatura de apro-
ximadamente 57° C. Vale aclarar que el
predio cuenta con agua fría de red que
puede ser utilizada para regular la ducha.
Recopilación de los mejores proyectos / 49
ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA
48 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
Inversión necesaria
El proyecto se encuentra aún en etapa
de ingeniería básica y diseño prelimi-
nar. En función de ésto, las estimaciones
que puedan realizarse de los costos de
los componentes del sistema poseen un
margen de error que se irá reduciendo a
medida que el proyecto vaya avanzando
en su desarrollo.
En base a consultas con proveedores y
estimaciones de costos realizadas, ha po-
dido establecerse una idea aproximada de
la inversión que se discrimina en la Tabla 3.
Marco legal
¿De quién es el recurso?
Producida la reforma constitucional de
1994 se puede concluir que el recurso
pertenece a la provincia; la regulación fue
delegada hacia la Nación, reservando ca-
pacidad de regulación complementaria. El
código lo determina como bien público,
por tanto, nadie puede apropiárselo ni por
venta o prescripción adquisitiva, y el uso
es general siempre bajo sujeción a las
normas regulatorias.
Administrador de la tierra
El terreno donde se encuentra el afluen-
te de análisis, ubicado en calles Tierra del
Fuego y Esmeralda (Ch 348) tiene como
administrador a la Administración de
Infraestructuras Ferroviarias Sociedad
del Estado.
El administrador de la parcela es una so-
ciedad del Estado, con capacidad para ce-
der o generar una servidumbre de paso o
lo que sea necesario para la extracción
y transporte
Regulación
La Autoridad del Agua podrá conceder
el derecho al uso o aprovechamiento
del agua pública y del material que lleve
en suspensión, además del derecho a la
construcción de obras relacionadas al
agua en beneficio colectivo.
Entendemos que para realizar una obra
de este tipo se deberá solicitar permiso
a la Autoridad del Agua (ADA).
Ente que regula y supervisa los
asuntos relativos a las aguas
¿Qué es el BUDURH?
El Banco Único de Datos de Usuarios de
los Recursos Hídricos (BUDURH) tiene
como objetivo identificar con exactitud
la real demanda de abastecimiento que
tienen los concesionarios del servicio,
y además establecer y sistematizar las
necesidades de utilización de las aguas
subterráneas y superficiales.
Todos los usuarios deberán inscribirse
de manera obligatoria, completando las
formas previstas a tal fin. El trámite es
totalmente gratuito y será requisito obli-
gatorio para tramitar permisos y/o docu-
mentación ante la Autoridad del Agua.
TABLA 3 /
Transporte de agua
Material Cantidad Precio unidad Precio total
Bomba presurizadora grundfos 1 60000 60000
Caño PVC 2" 10m 160 348 55680
Codo PVC 2" 12 26 312
Caño PVC 1,5'' 10m 75 267 20025
Codo PVC 1,5" 12 24 288
Valvulas plasticas de retencion 8 100 800
Valvula plastica anti retorno 5 500 2500
Tanque de agua 1500 lts 1 3995 3995
Subtotal 143600
Calefaccion
Material Cantidad Precio unidad Precio total
M3
hormigon armado 20 1400 28000
Espuma de polietileno 20mm 1mx20m 10 850 8500
Tubo pex reticulado 20mm 400m 3960 3 11880
Colector plastico premontado
con valvulas y termometros
3999 2 7998
Tanque de agua 1500 lts 3995 1 3995
Caños PVC 1,5" 10m 4 267 1068
Codos PVC 1,5" 4 4 16
Subtotal 61457
Tanque australiano
Material Cantidad Precio unidad Precio total
Chapa galvanizada 1,25m x 3,05 1280 6 7680
Funda tanque australiano 3500 1 3500
Subtotal 11180
Pileta municipal
Material Cantidad Precio unidad Precio total
Carpa estrucural polietileno y lona 1 350000 350000
Valvula solenoide 1 1199 1199
M3
hormigon armado 15 1400 21000
Espuma de polietileno 20mm 1mx20m 3 850 2550
Tubo pex reticulado 20mm 400m 1 3960 3960
Colector plastico premontado
con valvulas y termometros
1 3999 3999
Tanque de agua 1500 lts 1 3995 3995
Subtotal 386703
Total 602940
Recopilación de los mejores proyectos / 51
ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA
50 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
Conclusión del marco legal
El Código de Aguas Provincial, que crea la
Autoridad del Agua, es el órgano de con-
trol de este tipo de proyecto. El código
permite el proyecto, además que debe
ser autorizado, concesionado y fiscali-
zado técnicamente por la Autoridad del
Agua. Asimismo es necesaria la inscrip-
ción en el BUDURH.
CONCLUSIÓN
Desde el punto de vista del uso de los re-
cursos hídricos de este tipo, Bahía Blanca
posee un enorme potencial para su apro-
vechamiento ya que se encuentra en una
zona privilegiada. El numeroso listado de
pozos surgentes, permite encarar una
variedad de emprendimientos basados
en el aprovechamiento de un recurso que
hoy no se está utilizando.
Si bien en el pasado la utilización de los
surgentes fue descartada en función del
aprovechamiento de otras fuentes de
agua potable para el consumo humano,
la nueva realidad energética de nuestro
país en particular y del mundo en gene-
ral, ponen de manifiesto la necesidad de
explorar el uso de fuentes alternativas
de energía.
Por otra parte resulta paradójico que
existiendo una fuente de agua caliente
gratuita y potable, parte de la comunidad
cercana carezca de servicios básicos que
podrían proveerse a partir del aprovecha-
miento de este tipo de fuentes.
Más allá de las particularidades de este
anteproyecto y de la realidad puntual que
busca atender, el mismo podría dar paso
a un estudio integral del aprovechamiento
del recurso geotérmico en Bahía Blanca,
no sólo en este barrio en particular sino
en otras zonas de la ciudad.
ANEXO
Cálculo de suministro de caudales
Caudal para calefacción del predio
Club Libertad
Los condicionantes que han de conside-
rarse previamente al cálculo son:
•	 ta. - Temperaturas de diseño del am-
biente: de 18 a 24º C.
•	 ΔT. - Tida - Tretorno del agua de los cir-
cuitos: de 5 a 10º C.
•	 f. - Flujo calorífico aportado a los inte-
riores: de 50 kcal/m³
•	 tp. - Temperaturas máximas recomen-
dables de la superficie.
En nuestro caso:
Volumen a climatizar= 500 m³
ta = 20° C
ΔT =7º C
Q = 25.000 kcal/m³
tp = 25º C
Cañerías = 20 x 2 mm
Q = G x Cp x ΔT
G = Caudal
3.500 l/h es el caudal necesario para la
calefacción.
Caudal para pileta
A tener en cuenta:
•	 Volumen de la pileta = 550 m³
•	 Porcentaje de agua a recircular para
mantener la temperatura del agua = 5%
•	 Tiempo para recircular = 4 h
500 x 0.05
= 6.87 m³/h ≈ 7 m³/h
4hs
7 m³/h es el caudal necesario
para la pileta.
Pérdidas en cañerías
Tramo bomba – A
Tramo A – calefacciónG =
25000
= 3.500 kg/h = 3.500 l/h
1 x 7
Leq =
3 x 0,21 + 0,4 + 2 x 8,5 + 2,4
= 115.3 m
0.009
Le =
Σκ
. d
f
Leq =
2 x 8.5 + 0.4 + 4 0.21
x 0.02554 = 42.32 m
0.009
Leq =
Σκ
. d
f
Leq =
0.00277
= 1.77 m/s
π x 0.05082
4
V =
Q
A
Leq =
0.00009
= 0.286 m/s
π x 0.022
4
V =
Q
A
V =
0.000972
= 1.91 m/s0.000506
V=
Q
A
HL=
0.009 x (545 + 115.3) x 7702
= 18.69 m
0.0508 x 2 x 9.8
HL=
f x (L + Leq) x v2
d x 2g
HL=
0.011 x (150 + 42.32) x 1.912
= 15.5 m
0.0254 x 2 x 9.8
HL=
fx (L + Leq) xv2
d x 2g
Pérdida de carga total
Tramo serpentín del suelo radiante
HL =
0.012 x120 x 0.2862
= 0.30 m
0.02 x 2 x 9.8
HL =
f x 1 x v2
d x 2g
HL Total = 18.69+15.5+0.30+4= 38.5 m
Siendo:
Q = Caudal (m³/s)
F = Coeficiente de fricción
A = Área
Recopilación de los mejores proyectos / 53
ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA
52 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
Argentina. Ministerio de Infraestructura y Ser-
vicios Públicos. Autoridad del Agua. http://
www.ada.gba.gov.ar/institucional/bh.php
Asociación Geológica Argentina.
Carrica, Jorge (1998). Hidrogeología de la cuen-
ca del Arroyo Napostá Grande, Provincia de
Buenos Aires. (Tesis de Doctorado). Univer-
sidad Nacional del Sur.
Código Civil y Comercial de la Nación.
Gentile, Sebastián O. Cañerías para instalacio-
nes industriales.
Holman, J. P. Transferencia de calor (4a ed.).
Noseda, Paula. El rol del derecho ambiental:
Pasado, presente y futuro de la gestión del
agua en la República Argentina. Pontificia
N =
10 x 38.5 x 1000
= 2.03 cv = 2 hp
75 x 0.7 x 3600
N =
Q x HLT o tal x ρ
75 x η x3600
Si bien la potencia resulta 2 hp para lograr la
presión necesaria utilizaremos una de 6 hp
Aislación de cañerías
Along1 =
2 π x (0.0061) x 950
= 280
In (0.0508/0.0447)
Along =
2 π x (re - ri)
In (
re
)
ri
Along2 =
2 π x (0.003) x 945
= 359.1
In (0.0708/0.0508)
Q =
ΔT
(
re - ri
+
re - ri
)
kcaño x Along1 kaislante x Along2
Q =
60
=	25890.9
	Kcal/h(
0.0061
+
0.02
)
0.03 x 280 0.035 x 359.1
Q = G x ρFluido x CP x (Tent-Tsal)
25890.9 = 10 x 1000 x 1 x (ΔT)
ΔT = 2.5º C
2.5º C es la variación que va a tener la
temperatura del agua desde la entrada
hasta la salida en un recorrido de 950 m.
Es coincidente con las mediciones que
realizó el dueño del “Vivero Vanoli” en sus
instalaciones, quien nos mencionó que la
temperatura caía 1º C cada 300 m.
Siendo:
Q = Calor (kcal/h)
re = Radio externo
ri = Radio interno
Δx = Espesor del aislante
Along = Área longitudinal
l = largo de la cañería
Tent = Temperatura de entrada al caño
Tsal = Temperatura de salida al caño
ΔT = Diferencia de temperatura entre el
interior y exterior del caño
Referencias Bibliográficas
Universidad Católica Argentina. Convenio
marco UCA-CONICET.
	http://www.uca.edu.ar/uca/common/
grupo72/files/Pasado-_Presente_Futuro_
Agua_en_Argentina.pdf
Potter, Merle C. y Wiggert, David C. (2002).
Mecánica de Fluidos (3a ed.).
Roca Suárez, Manuel. Calefacción suelos
radiantes.
Sebastián Noguera, Jordi. Climatización de una
piscina cubierta mediante la combinación de
energía solar térmica, geotermia y caldera
de apoyo de biomasa.
Universidad Nacional del Sur. Pozo Surgente
Acuífero de Agua Profunda.
V = Velocidad
HL = Pérdidas (m c a)
D = Diámetro de la cañería
L = Largo de la cañería
Leq = Largo equivalente
Potencia de la bomba
Recopilación de los mejores proyectos / 55
L
a demanda eléctrica es la de ma-
yor crecimiento en Argentina, su-
perando el 3% anual. La capacidad
eléctrica instalada es algo mayor a los
30 gigawatts (GW). Así, para sostener la
demanda actual, cada año deberíamos
construir centrales que generen 1 GW.
En este trabajo exploramos la posibilidad
de generar un ahorro de energía equiva-
lente a través de un programa de canje
de lámparas, similar al realizado en el pa-
sado reciente por la Secretaría de Ener-
gía de la Nación, pero esta vez usando
lámparas LED.
AUTORA	 Leila Mora Iannelli
ORIENTADOR	 Salvador Gil
	 Universidad Nacional de San Martín
CÓMO GENERAR UNA CENTRAL
ELÉCTRICA DE 1 GIGA NEGAWATT DE
BAJO COSTO, USANDO LÁMPARAS LED
La diferencia es que, aprovechando la
drástica caída en el precio de este tipo de
luminarias, se podría lograr un ahorro de
1 GW en las horas pico, a un costo de unos
70 millones de dólares, que se amortiza-
rían en menos de un año con el ahorro de
electricidad importada.
Esta inversión es considerablemente infe-
rior a casi cualquier alternativa de gene-
ración convencional y reduciría de forma
significativa las emisiones de CO2
. Su im-
plementación es relativamente simple y
con resultados que pueden lograrse en
pocos meses.
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  • 1. > Sistema continúo para el abatimiento de arsénico en agua de bebida para poblaciones aisladas, mediante la reutilización de residuos de la industria metalmecánica > Refrigeración por absorción con colector solar > Energía geotérmica inclusiva > Cómo generar una central eléctrica de 1 Giga negaWatt de bajo costo, usando lámparas led > Hidrocarburos livianos a partir de camalotes > Depuración y reutilización de aguas residuales domiciliarias > Kit para la carga sustentable de agroquímicos y disposición final de los envases > Proyecto camino de luz: cosecha de energía mediante elementos piezoeléctricos > Utilización de propóleos para el control de enfermedades fúngicas en huertas y viveros escolares > Desarrollo de envases ecológicos para reducir el desperdicio de alimentos en la etapa de consumo en restaurants //premio.odebrecht.com.ar/ LOS PROYECTOS En Odebrecht asumimos el desa- fío de buscar soluciones que atien- dan las necesidades del presente sin comprometer a las generaciones futuras. En este camino hacia la sus- tentabilidad, el Premio Odebrecht para el Desarrollo Sustentable tiene como principales objetivos incen- tivar y reconocer a aquellos estu- diantes y docentes universitarios que se propongan pensar en inge- niería desde una perspectiva sos- tenible, y generar conocimiento so- bre la temática para difundir entre la comunidad académica argentina y la sociedad en general. Con esta iniciativa profundizamos nuestro vínculo con las universida- des, fuentes inagotables de talento y creatividad, invitándolas a generar valiosas contribuciones para el desa- rrollo sustentable. SISTEMA CONTINÚO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA AUTORES Alejandro Moschetto y Andrea Paola Gavarini ORIENTADOR Fernando Yonni Universidad Católica Argentina REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN CON COLECTOR SOLAR AUTORAS Celina Alejandra Perino y Sofia Liz Romero ORIENTADOR Gustavo Raul Figueredo Universidad Tecnológica Nacional (Facultad Regional Resistencia, Chaco) ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA AUTORES Pablo Falcone y Pablo Nuozzi ORIENTADOR Pablo Guillermo Girón Universidad Tecnológica Nacional (Facultad Regional Bahía Blanca) CÓMO GENERAR UNA CENTRAL ELÉCTRICA DE 1 GIGA NEGAWATT DE BAJO COSTO, USANDO LÁMPARAS LED AUTORA Leila Mora Iannelli ORIENTADOR Salvador Gil Universidad Nacional de San Martín HIDROCARBUROS LIVIANOS A PARTIR DE CAMALOTES AUTOR Tayavek Amarú Reynoso ORIENTADOR Guillermo Luján Rodríguez Universidad Nacional de Rosario DEPURACIÓN Y REUTILIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES DOMICILIARIAS AUTORES Carlos Augusto Nicolas Agrelo Brito y Antonella Aymara Giménez ORIENTADOR Javier Luis Mariano Núñez García Universidad Tecnológica Nacional (Facultad Regional de CABA) KIT PARA LA CARGA SUSTENTABLE DE AGROQUÍMICOS Y DISPOSICIÓN FINAL DE LOS ENVASES AUTOR Debortoli Diego Oscar ORIENTADOR Maenza Luis Eduardo Universidad Nacional del Sur PROYECTO CAMINO DE LUZ: COSECHA DE ENERGÍA MEDIANTE ELEMENTOS PIEZOELÉCTRICOS AUTORES Mariano Pablo Naboni y Nicolas Federico Curti ORIENTADORA Estela Mónica López Sardi Universidad de Palermo UTILIZACIÓN DE PROPÓLEOS PARA EL CONTROL DE ENFERMEDADES FÚNGICAS EN HUERTAS Y VIVEROS ESCOLARES AUTORES Gonzalo Daniel Del Prado y Antonela Ermandraut ORIENTADORA Liliana María Gallez Universidad Nacional del Sur DESARROLLO DE ENVASES ECOLÓGICOS PARA REDUCIR EL DESPERDICIO DE ALIMENTOS EN LA ETAPA DE CONSUMO EN RESTAURANTS AUTOR Matías Burstein ORIENTADOR Sebastian Guim Universidad de Buenos Aires www.premioodebrecht.com/argentina GANADORES 2015 PREMIOODEBRECHT2015Recopilacióndelosmejoresproyectos Premio Odebrecht para el Desarrollo Sustentable, Argentina 2015 : Recopilación de los mejores proyectos / Alejandro Moschetto ... [et al.]. - 1a ed . - Ciudad Autónoma de Buenos Aires : Odebrecht, 2016. 160 p. ; 23 x 16 cm. ISBN 978-987-28728-5-4 1. Desarrollo Sustentable. 2. Innovaciones. 3. Premio. I. Moschetto, Alejandro CDD 577
  • 3. PRESENTACIÓN El Premio Odebrecht para el Desarrollo Sustentable tiene como principales objetivos incentivar y reconocer a aquellos estudiantes y docentes universitarios que se pro- ponen pensar la ingeniería desde una perspectiva soste- nible, además de generar conocimiento sobre la temática para difundir entre la comunidad académica argentina y la sociedad en general. A través de nuestro lema “Sobrevivir, Crecer y Perpetuar”, el compro- miso con el desarrollo sostenible está presente desde sus orígenes en nuestra cultura empresarial y ha sido siempre una referencia para la ac- tuación de los integrantes de Odebrecht en todo el mundo. En cada lugar en el que emprendemos nuestras obras generamos ri- quezas para nuestros clientes, accionistas, integrantes y comunidades a través de la construcción de proyectos necesarios para el bienestar de la sociedad, manteniendo siempre el compromiso de contribuir con la inclusión social y la preservación del medio ambiente. Con mucha satisfacción, presentamos la segunda edición del Libro que recopila los diez proyectos finalistas entre decenas de trabajos reci- bidos desde universidades de toda Argentina. Las propuestas selec- cionadas fueron evaluadas por un prestigioso jurado compuesto por directivos de nuestra organización y referentes de sustentabilidad de instituciones académicas, cámaras empresariales, sociedad civil y me- dios de comunicación especializados de nuestro país. Con el Premio Odebrecht para el Desarrollo Sustentable movilizamos la inteligencia y creatividad de estudiantes y profesores universitarios de Argentina, de esta manera, impulsamos la generación de conocimiento de vanguardia; ideas que esperamos, en un futuro cercano, puedan con- vertirse en una realidad que mejoren la calidad de vida de los argentinos. ¡Buena lectura! Todos los trabajos publicados en este libro son de entera responsabilidad de los autores. COORDINACIÓN EDITORIAL Ana Victoria Bologna REVISIÓN DE TEXTOS Silvina Berta Exclusive Comm PROYECTO GRÁFICO Karyn Mathuiy Design www.kmathuiydesign.com.br IMPRESIÓN Casano Gráfica S.A EQUIPO PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SUSTENTABLE ARGENTINA 2015 Agustín Galeano Agustín Massun Aldana Hereñú Alejandro Blanco Ana Victoria Bologna Antonio França Diego Hernán Córdoba Diego Hernandez Gabriel Bronstein Gustavo Ripoll Jairo Anzola Javier Vea Murguia Jorge Bonetto Jorge De Angeli Lucas Utrera Marcelo Ajamil Marcelo Martinez Mauricio Barbosa Peres Mercedes Ciccociopo Nelson Elizondo Pablo Portela Ricardo Ríos Sergio Gaon Verónica Spirito JURADOS Ricardo Vieira Odebrecht Pablo Brottier Odebrecht Adán Levy Ingeniería sin fronteras www.isf-argentina.org Estefanía Giganti Tres Mandamientos www.lostresmandamientos.com.ar Gustavo Weiss Cámara Argentina de la Construcción Karina Yarochevski Ministerio de Desarrollo Social de la Nación María Belén Mendé Universidad Empresarial Siglo 21 Paula Cardenau Njambre Sebastián Bigorito Consejo Empresario Argentino para el Desarrollo Sostenible www.ceads.org.ar
  • 4. SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA GANADORES Sumario 6 Sistema continúo para el abatimiento de arsénico en agua de bebida para poblaciones aisladas, mediante la reutilización de residuos de la industria metalmecánica 22 Refrigeración solar mediante absorción, con colector solar de aluminio reciclado 36 Energía geotérmica inclusiva 54 Cómo generar una central eléctrica de 1 Giga negaWatt de bajo costo, usando lámparas LED 76 Hidrocarburos livianos a partir de camalotes 102 Depuración y reutilización de aguas residuales domiciliarias 114 Kit para la carga sustentable de agroquímicos y disposición final de los envases 126 Proyecto Camino de Luz: cosecha de energía mediante elementos piezoeléctricos 146 Utilización de propóleos para el control de enfermedades fúngicas en huertas y viveros escolares 158 Desarrollo de envases ecológicos para reducir el desperdicio de alimentos en la etapa de consumo en restaurantes
  • 5. Recopilación de los mejores proyectos / 7 E ste trabajo está destinado al de- sarrollo de un dispositivo simple y económico que permita la reduc- ción de la concentración de arsénico en agua de bebida, de modo tal que se cum- plan los niveles indicados en la legislación de Argentina. Según datos de la Subsecretaría de Re- cursos Hídricos de la Nación, una gran cantidad de habitantes se encuentran en áreas con aguas contaminadas con arsé- nico. Además, la población más afectada es de bajos recursos y se encuentra dis- persa en áreas rurales, consumiendo agua sin ningún tratamiento previo y descono- ciendo el riesgo al que está expuesta por la ingesta de arsénico. Por otra parte, el desarrollo de una planta de tratamiento de agua potable convencional no es aplicable a áreas rurales con baja densidad de po- blación, requiriendo una solución particu- lar de escala residencial. AUTORES Alejandro Moschetto Andrea Paola Gavarini ORIENTADOR Fernando Yonni Universidad Católica Argentina SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA Por esta razón, es de principal interés proveer una vía apropiada para que es- tos ciudadanos tengan acceso a agua de calidad, haciendo hincapié en aquella utilizada para el consumo y la higiene de los alimentos dado que las principa- les vías de ingreso del arsénico son por ingestión e inhalación, siendo la vía dér- mica no significativa. En este proyecto se propone un sistema de tratamiento de agua que pretende cumplir con los lineamientos del desa- rrollo sustentable. Para ello se evaluaron distintas alternativas, optando y desa- rrollando aquella que utiliza un material que proviene de residuos de otras activi- dades: la viruta de acero (compuesta en un 98% por hierro). Éste será el principal componente del sistema de tratamiento.
  • 6. Recopilación de los mejores proyectos / 9 SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA 8 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 INTRODUCCIÓN La contaminación con arsénico de origen natural en agua de consumo humano es un problema serio en el mundo y particu- larmente en la Argentina. SegúndatosdelaSubsecretaríadeRecur- sos Hídricos de la Nación, una gran canti- dad de habitantes están localizados en áreas con aguas contaminadas con arsé- nico, principalmente en zonas rurales sin acceso al servicio de red. Estas familias en general utilizan pozos para captar agua de acuíferos que poseen valores de arsénico superiores a 0,01 mg/l que es el máximo recomendable según lo establecido por la Organización Mundial de la Salud. La mayor parte de los afectados viven en las provincias de Córdoba, Santa Fe, La Pampa, Chaco y Santiago del Estero, aunque estudios recientes muestran que también se encuentra afectada la provin- cia de Buenos Aires y algunas regiones de la Patagonia, como Santa Cruz. Estos ciudadanos, ya sea que vivan en residen- cias dispersas o agrupados en pequeños núcleos, necesitan de tecnología simple y de bajo costo que permita remover el arsénico en una escala domiciliaria. Para esta población se requiere que las autoridades de la salud, ambiente y pla- neamiento promuevan la ejecución de programas de prevención y control de riesgo del consumo de agua de bebi- da con niveles de arsénico superiores a los recomendados. Por otra parte, las plantas de tratamiento de agua potable convencionales no son aplicables a áreas rurales con baja den- sidad de población debido al alto costo que éstas demandan. En estos casos se han propuestos diversos sistemas de punto de uso, los que mayormente se basan en la optimización de los procesos de tratamiento de plantas potabilizado- ras convencionales, adaptándose a una escala de uso domiciliario. Uno de los te- mas críticos de estos sistemas es que la gestión pasa de estar centralizada en una planta de tratamiento, a estar en manos del usuario. Otra posible alternativa es el uso de un método de remoción de arsénico por oxidación solar (RAOS) pero el manejo operativo de este sistema puede ser com- plicado, ya que pequeños cambios sobre las variables (alcalinidad, contenido de competidores, etc.) pueden tener efectos negativos sobre la remoción de arsénico. Otra opción existente para que los ciu- dadanos tengan acceso a agua potable es adoptando ciertas prácticas y hábitos necesarios para no ingerir altos niveles de arsénico. Entre ellas se encuentra la compra de agua mineral envasada, que puede ser ingerida de manera directa o mezclada con el agua de pozo para re- ducir la concentración de arsénico en la última. Pero el principal inconveniente es que no toda la población cuenta con los recursos suficientes para llevar adelante dichos hábitos. Aquí es donde radica el valor social de este proyecto, cuyo objetivo apunta a mejorar la calidad de vida de las familias afectadas por esta problemática. Es de común conocimiento que tener ac- ceso a agua de calidad es necesario para que una familia pueda desarrollarse y prosperar. Las personas estamos cons- tantemente en contacto con ella, ya sea para satisfacer necesidades fisiológicas como la bebida y la limpieza de los ali- mentos, como también de forma recrea- tiva. El agua es un elemento vital y todas las personas tienen derecho a utilizarla y a poder disfrutarla. Áreas de concentración Ubicación: el estudio se situó al oeste de la provincia de Santiago del Estero, en el departamento Banda, que se encuentra al noreste de la capital, separado de la misma por el río Dulce. Posee un clima subtropical semiárido con estacionalidad de lluvias; las temperaturas máximas alcanzan los 48º C y la media anual varía entre los 20º C y los 25º C. Por otro lado, el promedio de lluvias anual es de 575 mm. Tomando en consideración las caracte- rísticas de la población expuesta y de mayor riesgo a contraer los efectos tó- xicos del arsénico, la residencia de la fa- milia se encuentra en una zona rural, en la localidad Tramo 16 del departamento Banda. (Figura 1) Población destinataria: se consideró una familia tipo compuesta por 5 integrantes: 2 mayores y 3 menores. La familia se de- dica a la actividad agrícola-ganadera y el agua que consume es agua de pozo. Exposición: la localidad Tramo 16 cuenta con 637 habitantes según datos del Ins- tituto Nacional de Estadística y Censos (INDEC) del año 2010, y la concentración de arsénico en agua de pozo contiene entre 0,30 y 1,20 mg/litro como se ve en trabajos de investigación realizados en la zona. En estos estudios también se detalla que hay 9 personas, 5 hombres y 4 mujeres, afectadas por hidroarsenicis- mo crónico regional endémico (HACRE). FIGURA 1 /Ubicación población expuesta.
  • 7. Recopilación de los mejores proyectos / 11 SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA 10 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Objetivos del proyecto El objetivo del proyecto es desarrollar un dispositivo simple y económico que per- mita la reducción de la concentración de arsénico por debajo o hasta el nivel guía aceptado, tomando como prioridad las si- guientes características: • Bajo requerimiento de mantenimiento. • Mínima generación de residuos. • Independientesdeinsumosprovenientes de centros alejados al punto de consumo. • Seguros. • Económicos. • Fácil manipulación. • Reutilización de residuos. • Diseño sustentable. • Eliminación de arsénico de forma conti- nua (sin necesidad de detener la provi- sión de agua). Propuesta y consideraciones generales Tomando como principal consideración el contexto social en el que se encuentra la población afectada y buscando brindar una solución sustentable a la problemá- tica del arsénico, se optó por el diseño de un filtro comprendido por virutas de hierro provenientes de fábricas, estable- cimientos particulares o industrias que generen este material como desperdicio. Como se verá en el desarrollo del traba- jo, la eficiencia de remoción es cercana al 90% para la concentración de arsénico estudiada, pudiendo hacer esta metodo- logía extensiva a aquellos lugares cuyas concentraciones sean superiores, uti- lizando un filtro de mayor tamaño o de distinta disposición para que el agua esté mayor tiempo en contacto con el hierro. En el estudio se buscó que las concen- traciones de arsénico alcancen valores admisibles y, a partir de este criterio, se determinó la cantidad de virutas de hierro a utilizar dado que el tamaño del equipo resulta importante para que no sea de di- fícil ubicación ni manipulación. A continuación de este primer filtro se colocará otro para poder captar el hierro que quedó en el agua. Si bien el hierro decanta de forma espontánea y además no posee un efecto sanitario, es decir, no afecta a la salud ni disminuye la cali- dad de vida del ciudadano, le otorga un gusto particular y un color característico visualmente indeseado. Se incluyen dos tipos de filtros para este fin: el de lana de oveja y el de carbón activado. Según la conveniencia de cada lugar, se puede op- tar por alguno de los dos. Cada uno posee beneficios particulares, los cuales serán detallados en la etapa de desarrollo del trabajo. Finalmente, se conducirá el agua trata- da a un lugar de conveniencia en la casa, como por ejemplo la cocina, dado que el principal uso del agua será para consumo y limpieza de la comida. DESARROLLO Origen del arsénico El arsénico, tanto en las aguas superfi- ciales como en las aguas subterráneas, proviene de la disolución de minerales, la erosión y desintegración de rocas y la de- posición atmosférica. Se lo puede encon- trar tanto en su forma trivalente como en su forma pentavalente, según las condi- ciones del medio. En particular, en Santiago del Estero exis- ten dos orígenes principales dependien- do de la profundidad del acuífero: Para acuíferos profundos, se debe a los aportes de sólidos en suspensión pro- venientes de la Puna y de las sierras Peripampásicas durante el periodo cua- ternario, que quedaron retenidos en am- bientes lagunares. Para acuíferos menos profundos, se debe a la presencia de cenizas volcánicas lle- vadas a la zona por una intensa actividad eólica. Problemas del arsénico en la salud El arsénico existe en 4 estados de valencia: 1. As (-III). 2. As (0) (arsénico metaloide, estado de oxidación 0). 3. As (III) (estado trivalente, arsenitos). 4. As (V) (estado pentavalente, arseniatos). El arsénico metaloide generalmente no es tóxico dado su insolubilidad en agua y fluidos orgánicos. Sin embargo, el As (III) y el As (V) sí presentan efectos tóxicos para la salud, agudos o crónicos, según sea la concentración de arsénico ingerido. La toxicidad del As (III) es varias veces mayor que la del As (V) debido a su ma- yor captación celular. En el caso de es- tudio, dado que el agua contaminada se encuentra en acuíferos, es más común encontrar al arsénico en su menor esta- do de oxidación, de valencia tres, debido a que la aireación de estas fuentes es menor que la de las aguas superficiales por no encontrarse en contacto directo con el aire. A ésto hay que sumarle que la remoción de As (V) es mucho más eficiente que la de As (III) porque el tratamiento se trata de un intercambio iónico selectivo, vién- dose favorecido el estado de oxidación superior. Por lo tanto es recomendable oxidar el agua mediante cloro, por ejem- plo, para que la eficiencia de remoción sea superior y que el arsénico remanente en el agua de consumo se encuentre en el estado que genera una menor afectación a la salud. La concentración de arsénico en el con- sumo de agua contaminada en el país y particularmente en la ubicación del es- tudio, no alcanza concentraciones que produzcan intoxicación aguda. Los efec- tos son crónicos derivados de la ingesta de pequeñas cantidades de arsénico en el
  • 8. Recopilación de los mejores proyectos / 13 SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA 12 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 agua y en otros alimentos contaminados durante largos períodos de tiempo. Un consumo de arsénico que cumple con las características antes mencionadas se ha asociado a una enfermedad denomi- nada hidroarsenicismo crónico regional endémico (HACRE), que se caracteriza por presentar lesiones en la piel y alteraciones sistémicas cancerosas y no cancerosas. Se pueden reconocer cuatro etapas en el desarrollo del HACRE: 1. Período prepatogénico: las poblacio- nes están expuestas a concentracio- nes elevadas de arsénico en el agua de consumo diario. 2. Período preclínico: la persona no muestra síntomas, pero el arsénico puede ser detectado en muestras de tejidos y de orina. 3. Período clínico: aparecen manifesta- ciones en la piel, las cuales se describi- rán más adelante. La OMS estima que esta etapa requiere una exposición al arsénico de entre 5 a 10 años. 4. Período de complicaciones: síntomas clínicos más pronunciados y afecta- ción de los órganos internos, desarrollo de cáncer o tumores que afectan la piel u otros órganos. En relación a las manifestaciones físicas del arsénico, su consumo en mayores dosis a las reguladas genera lesiones en la piel, alteraciones sistémicas y afecta el rendimiento escolar de los niños debido a posibles afecciones neurológicas. Como es de esperarse, dada la menor masa cor- poral que tienen los niños respecto a los adultos y por encontrarse en la etapa de crecimiento, son más propensos a sufrir manifestacionesdetoxicidadporarsénico. De igual forma, las mujeres embarazadas expuestas a dosis altas de arsénico pue- den afectar a su bebé, ya sea generando un aborto espontáneo o pudiendo el niño nacer con malformaciones. Asimismo aumenta considerablemente el riesgo de contraer cáncer a edades tempranas. Aquí queda de manifiesto que las accio- nes de salud deben estar dirigidas a evi- tar o discontinuar la exposición, por las implicancias que la toxicidad con arsénico tiene en una familia. Por esta razón, es de principal interés el agua que se utiliza para consumo debido a que las principales vías de ingreso del arsénico son por ingestión e inhalación, siendo la vía dérmica no significativa. Recomendaciones para el agua de bebida La Organización Mundial de la Salud in- cluye al arsénico dentro de las diez sus- tancias químicas más preocupantes para la salud pública. Como se mencionó an- teriormente, establece un valor máximo de 0,01 mg/l documentado en sus Guías para la Calidad del Agua Potable. Esta concentración de arséni- co permisible para agua de bebida es adoptada y regulada por el Código Alimentario Argentino, en la resolución conjunta 68/2007 y 196/2007 de la Se- cretaría de Políticas, Regulación y Rela- ciones Sanitarias del Ministerio de Salud y de la Secretaría de Agricultura, Gana- dería, Pesca y Alimentos del Ministerio de Economía y Producción. Sistema de tratamiento propuesto Recordando el caso de estudio propuesto para el proyecto, se tomó una familia tipo compuesta por 5 personas (2 mayores y 3 menores) que residen en una zona rural, en la localidad Tramo 16 del depar- tamento Banda, de Santiago del Estero. Dada la versatilidad del sistema de trata- miento, realizando los ajustes necesarios es posible aplicarlo en otros estable- cimientos –por ejemplo en escuelas– y llevarlo a otras localidades que sufren el mismo problema. Se tomó como valor recomendable la in- gesta de 2 litros de agua por día en adul- tos y 1 litro por día en niños. También se tomó en consideración: • El agua destinada a limpieza de alimentos y cocción. • El consumo de agua varía con la estacio- nalidad, requiriendo de mayor cantidad cuando las temperaturas son elevadas y de menor cantidad en el invierno. • El hecho de que no todas las familias es- tán compuestas por 2 adultos y 3 niños, siendo el caso extremo que tanto los pa- dres como los hijos sean adultos. Se debe asegurar que la familia pueda te- ner acceso a la cantidad de agua necesaria sin privaciones y que el sistema de trata- miento responda a la demanda máxima. En consecuencia, se procedió a la elabo- ración de un proyecto para tratar 20 litros por día de agua de pozo de forma continua, para satisfacer las necesidades de ingesta, cocción y lavado de alimentos. Estos va- lores y el posterior dimensionamiento del filtro pueden ser ajustados según la nece- sidad de cada familia en particular. Una de las principales ventajas de este tratamiento es la versatilidad para poder adaptarlo a las distintas realidades que viven las personas. El sistema consta de las siguientes partes: • Tanque de agua cruda: donde se alma- cena el agua proveniente del pozo de extracción. • Tanques de Hierro (Fe): dispuestos en serie para aumentar el tiempo de con- tacto entre el agua a tratar y el hierro, y así aumentar la eficiencia. • Filtro: compuesto por varias capas; en la parte superior grava, luego arena y por último carbón activado de hueso de vaca o lana de oveja según dispo- nibilidad en la zona de instalación. Se colocan en este orden para aumentar la vida útil del carbón o la lana. • Tanque de agua tratada: donde se al- macena el agua luego del tratamiento para consumo de la familia.
  • 9. Recopilación de los mejores proyectos / 15 SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA 14 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 • Válvula1:permiteabrirocerrarelsistema de tratamiento. • Válvula 2: permite regular el caudal, para que se encuentre en orden a los 20 l/día. La retención de arsénico ocurre desde los tanques de hierro y hasta la parte media del filtro, donde se encuentra la arena. A continuación se esquematiza el siste- ma de tratamiento. El esquema propuesto hace referencia a aquellas casas que poseen tanque en el techo, derivando parte del agua al sis- tema de tratamiento. Sin embargo, este sistema también es aplicable si no se cuenta con un tanque en el nivel supe- rior de la casa. Más específicamente, las experiencias a escala de laboratorio para probar este tratamiento fueron realiza- das de esta forma, siendo factible cargar en un recipiente –que posea una dimen- sión apropiada– el agua a potabilizar y recolectarla en otro luego de haber atra- vesado todos los filtros. Los elementos del sistema deberán estar construidos de un material que resista la presión generada por la masa de agua que contendrán, y ser resistentes a las condiciones climáticas a las que serán expuestos, como calor, viento y hume- dad. Un material que reúne estas carac- terísticas es el PVC. El tanque donde se almacena el agua tra- tada (Figura 2) cuenta con un flotador, lo cual permite que una vez llenada la capacidad se detenga el sistema de tra- tamiento de forma automática. Ésto pro- vocará que no circule más agua y que sólo lo haga a medida que se vaya vaciando el tanque de almacenamiento. Ambos tanques de tratamiento conten- drán 2 kg de acero 1010 o 1045 cuyas ca- racterísticas se ven en la tabla 1, obtenidos de los residuos generados en los talleres cercanos de mecanizados. La composi- ción química del acero comercial utilizado se obtuvo de la empresa ACAMEX. Ambos aceros tienen una eficiencia similar en la remoción del arsénico en el agua. Cada filtro tendrá un volumen de agua constante de aproximadamente 10 litros cada uno. La entrada del agua es por la parte inferior del tanque y la salida por la superior. En los contenedores de acero y en el filtro se colocará un pico purgador, para permitir el vaciado de los mismos y poder realizar la limpieza y el cambio de sus respectivos contenidos. Estudios efectuados con anterioridad demostra- ron que la vida útil del acero, en prome- dio, es de por lo menos un año. Por lo tanto el recambio se debería realizar una vez por año. El estudio a escala de laboratorio se realizó en las instalaciones de la Pontificia Uni- versidad Católica Argentina (UCA), en el área de Química. Se preparó para el mismo dos soluciones de arsénico cuya concen- traciones estaban entre los rangos de 0,25 ppm y 0,50 ppm respectivamente, utilizando 400 g de acero para el abati- miento de arsénico y un caudal continuo de 2 l/día, obteniendo una eficiencia pro- medio en la remoción cercana al 90%. La determinación de arsénico se realizó utilizando una técnica altamente sensible basada en la reacción de arsina a través de fibra reactiva HgBr2 , que se contrasta con la determinación por absorción ató- mica. El límite de detección es del 0,005 mg/l o 0,005 ppm. La eficiencia en la remoción se calculó mediante la siguiente fórmula: E(%) = (C0 - C1 ) x 100 C0 Donde E (%) es la eficiencia de arsénico removido en la solución, C0 (mg/l) y C1 (mg/l) es la concentración inicial y final de arsénico en la solución, respectivamente. Las ecuaciones químicas de la reacción global de hierro y arsénico se presentan a continuación: 1. Fe(s) + AsO4 3- (aq) + 2H2 O (l) Fe2 + AsO2 - (aq) + 4OH- (aq) 2. H3 AsO4(aq) + Fe(aq) + 2H+ (aq) HAsO2(aq) + 2H2 O(l) 3. 3Fe(s) + 2AsO2 - (aq) + 4H2 O (l) 3Fe2+ + 2As(s) + 8OH- (aq) 4. 3Fe(s) + 2HAsO2(aq) + 6H+ (aq) 3Fe2+ + 2As(s) + 4H2 O(l) FIGURA 2 / Croquis del sistema de tratamiento. Tanque Água Cruda Tanque Água tratada Filtro Água Grava Arena Carbón Fe Fe TABLA 1 / COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ACERO USADO PARA EL SISTEMA DE TRATAMIENTO SAE %C %Mn %P %S 1010 0,08 – 0,13 0,30 – 0,60 0,04 Max 0,05 Max 1045 0,43 – 0,50 0,60 – 0,90 0,4 Max 0,05 Max
  • 10. Recopilación de los mejores proyectos / 17 SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA 16 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 El prototipo empleado para el estudio en el laboratorio se muestra en la Figura 3. A partir de esta configuración, se realizaron las determinaciones obteniendo a la salida agua con valores adecuados de arséni- co. Como se puede observar en la imagen los elementos que formaron el dispositi- vo fueron obtenidos, en parte, reutilizando objetos que había en el propio laboratorio y que no estaban en uso. Para alcanzar la eficiencia adecuada en la remoción del arsénico es necesario que el As (III) sea oxidado a As (V), y para au- mentar la eficiencia de esta reacción lo que se hace es adicionar cloro. Que tam- bién sirve para potabilizar el agua y pre- venir la presencia de microorganismos. Existen en la bibliografía distintos papers e informes de la cantidad de cloro necesa- rio para potabilizar un pozo de agua. Estas técnicas se abordan desde dos ángulos: adicionando en el pozo directamente, o particularmente en el agua extraída. En el primer caso, se toma en cuenta el diámetro y la profundidad del pozo y a partir de ello se calcula la concentración de cloro requerida. En el otro, se realiza el cálculo a partir del volumen de agua a ser desinfectada. Esta cuestión está ampliamente estu- diada debido a la importancia de la des- infección del agua y la gravedad de las consecuencias de no hacerlo. Por ello y porque esta consideración excede los alcances del estudio, no se hará un análi- sis al respecto. A fin de quitar al agua las característi- cas que le otorgan los residuos de hierro debido al primer filtro, se colocó a con- tinuación un segundo tipo de filtro. De- pendiendo de las condiciones del lugar y la disponibilidad que poseía la familia, se procedió a la elaboración de dos filtros con dos materiales diferentes. El primero está compuesto por arena y lana de oveja, y posee una vida media de 6 meses. El otro, compuesto por arena y carbón activado de hueso de vaca, con una vida media de 1 año. Ambos pueden tener una mayor duración y ésto lo po- drá evaluar la familia, así como cambiar el filtro en caso de detectar alguna ca- racterística típica del hierro en el agua de consumo (como el color o el sabor). El filtro de lana no posee mayores compli- caciones en su preparación para ser utili- zado en el filtro, siendo ésta su principal ventaja. La desventaja frente al de hue- so molido es que su duración es inferior. El carbón activado a partir de hueso de vaca requiere de un proceso previo. Ambos filtros fueron utilizados en el pro- totipo de laboratorio y demostraron que son aptos para el objetivo requerido, que es la eliminación de hierro del agua. El carbón activado es una variedad amor- fa de carbón sólido cuyo objetivo principal es maximizar su superficie total, es decir, que se busca que el fluido que circula a través de él tenga el mayor contacto po- sible con este material. Éste es altamente utilizado para el tratamiento de aguas. Los huesos de vaca se pueden obte- ner a partir del residuo de la actividad ganadera. Obtención de carbón activo a partir de hueso de vaca El proceso de activación consta de 3 partes: la trituración del hueso, la car- bonización del material crudo, y luego la activación propiamente dicha. La primera parte permite disminuir el tamaño del hueso, posibilitando llevar a cabo la segunda fase del proceso en don- de se enriquece el material en contenido carbonoso, y se crea una mayor porosi- dad al deshacer la materia volátil. La acti- vación, que es la última etapa, puede ser física o química y desarrolla la porosidad, otorgando cierto orden en su estructura y generando una estructura sólida alta- mente porosa. Previo a la trituración del hueso, éste se carboniza en una estufa, en ausencia de oxígeno, a alta temperatura (600º C) en- tre 4 y 5 horas. El producto de esta etapa es el carbón. La activación química se lleva a cabo embebiendo este material carbonoso en una solución acuosa al 30% de hidróxido de sodio, por 12 horas. En el último tra- mo del tratamiento, se calienta la mezcla para obtener una pasta. La pasta obte- nida se filtra y se vuelve a calcinar en estufa a una temperatura de 800º C, por 3 horas. Una vez conseguido el producto, se es- pera a que alcance temperatura ambiente para lavarlo: primero con ácido clorhídri- co diluido a fin de neutralizar el hidróxido, y luego con agua destilada hasta alcanzar pH neutro. Por último se seca y se obtie- ne el producto final. Al final de este filtro se colocará un re- cipiente o un bidón donde recolectar el agua potable para consumo de la familia. De ser posible, el sistema de tratamien- to del agua estará situado sobre una es- tructura estable y nivelada a una menor elevación de la fuente de agua, y a una elevación superior que la del lugar donde se va a utilizar. Este tipo de disposición facilitará la circulación de agua. Disposición final del hierro y contenido del filtro La provincia de Santiago del Estero por medio de la ley Nº 6.080/94 adhiere a la ley nacional Nº 24.051/91 de residuos peligrosos y a su respectivo decreto re- glamentario 831/93. En dicha ley nacio- nal los residuos que contengan arsénico serán considerados residuos peligrosos, que corresponde a la corriente de dese- chos Y24. Por lo tanto éstos no se podrán disponer de forma conjunta con los resi- duos domiciliarios. De esta forma, al realizar el cambio una vez por año aproximadamente, el pro- veedor del acero se encargará de retirar estos residuos y disponerlos conforme a la reglamentación.
  • 11. Recopilación de los mejores proyectos / 19 SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA 18 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Presupuesto Respecto a esta cuestión, los elementos que se necesitan para efectuar este sis- tema de tratamiento pueden obtenerse a partir de objetos cotidianos que utilizan las familias. Además el sistema posee la versatilidad de poder usar varios tipos de objetos que cumplan un mismo rol, como por ejemplo emplear caños de PVC o mangueras para conducir el agua. A su vez, los precios en los pueblos cer- canos a las residencias rurales difieren a aquellos encontrados en ciudades o pueblos más grandes. Debido a que los elementos que componen el sistema son de fácil obtención y económicos, el pre- supuesto necesario para llevar a cabo este proyecto no resulta significativo. Por otro lado, el acero se obtendrá de los talleres e industrias locales y el hueso de vaca o lana de oveja de la producción de la familia. Finalmente la grava y la arena se pueden recolectar de la vera del río, seleccionán- dolas con tamices y satanizándolas, evi- tando de esta manera su compra. Modelo Canvas Se ha estructurado el proyecto según el modelo Canvas, que permite presentar la propuesta mostrando los aspectos cla- ve, los actores intervinientes y los costos asociados. Este modelo de negocio bus- ca recopilar todos los datos importantes de un emprendimiento y visualizarlo de forma global, para poder detectar opor- tunidades de mejora o potenciales inconvenientes. El modelo se presenta en la Figura 4. Al ser un proyecto social tanto el gobierno como la sociedad en sí son actores fun- damentales. El vector clave para esta ini- ciativa es la comunicación, a fin de poder alcanzar a todas las familias afectadas para que posean este conocimiento que les permita mejorar su calidad de vida y prevenir enfermedades futuras. CONCLUSIÓN A partir del trabajo de investigación lle- vado a cabo, se determinó la factibilidad de armar un sistema de tratamiento para agua con niveles superiores de arsénico a los recomendados por el Código Alimen- tario Argentino, mediante el empleo de residuos de talleres e industrias locales y la fabricación de filtros a partir de resi- duos ganaderos, también locales. Esta propuesta es aplicable a familias rurales de bajo recursos que consumen agua de pozo, permitiéndoles obtener una mejor calidad de vida. La principal ventaja radica en la senci- llez, tanto de su preparación como su uso diario y desmontado. También posee la versatilidad de ser colocado en cualquier lugar, ya sea dentro o fuera de la casa. Otro aspecto clave es que el princi- pal material constitutivo es un desecho y que los demás elementos se encuen- tran disponibles en la industria nacional, lo que hace que el proyecto sea econó- micamente viable, ambientalmente soli- dario y se encuentre enmarcado dentro del desarrollo sustentable. Por otro lado, la simplicidad en el manejo del sistema hace que éste sea extrema- damente seguro y permite ser operado por cualquier persona, sin necesidad de grandes conocimientos técnicos. Que sea seguro es un aspecto imprescindible dado que puede estar en presencia de niños. Luego de realizar los análisis corres- pondientes se pudo alcanzar el obje- tivo propuesto, cumpliendo con todas las características que se consideraron fundamentales. ANEXO FIGURA 3 / Arreglo experimental. Modelo piloto de la columna de absorción para la remoción de arsénico del agua.
  • 12. Recopilación de los mejores proyectos / 21 SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA AcerosAcamex.ComposiciónquímicadelAcero. http://www.acerosacamex.com.mx/ contacto.php http://www.acerosacamex.com.mx/ contacto.php http://www.aquaquimi.com/Paginas/Trat_ agua_pot/Desinfeccion agua/trat_pozo.html Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica (ANMAT). Código Alimentario Argentino, capítulo XII. Bebidas Hídricas, Agua y Agua Gasificada. Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades. La toxicidad del arsénico. http://www.atsdr.cdc.gov/es/csem/arse- nic/destino_biologico.html http://www.atsdr.cdc.gov/es/csem/arsenic/ destino_biologico.htmlhttp://s1.ucse.edu. ar/indicadores/enfermedades/sistemicas/ hidroarsenicismo.htm Bissen, Monique y Frimmel, Fritz H. (2003). Arsenic - a Review. Part II: Oxidation of Arsenic and its Removal in Water Treatment. Review from Wiley Inter Science. Suiza. Curto, Susana I., Mendiburo, Nora A., Plasti- na, Romina, Boffi, Rolando (2001). Arsénico en Acuíferos: Influencia sobre la Salud de la Población. Ministerio de Salud de la Nación. Buenos Aires. Ley nacional Nº 24.051/91 y su decreto regla- mentario 831/93. Ley provincial Nº 6.080/94 de Santiago del Estero. FIGURA 4 / Modelo Canvas. Referencias Bibliográficas Ministerio de Salud de la Nación, Programa Nacional de Prevención y Control de las Intoxicaciones - PRECOTOX. Hidroarsenicis- mo Crónico Regional Endémico (HACRE). Padial, Carlos Eduardo. Estado actual del Hi- droarsenicismo Crónico Regional Endémi- co en el departamento Banda, provincia de Santiago del Estero. Presidencia de la Nación. Ministerio de Edu- cación. Programa Nacional Mapa Educa- tivo. Zonas de concentración de arsénico. h tt p : //www. m a p a e d u c a t i vo . e d u . ar/Atlas/Arsenicohttps://www.wa- tersystemscouncil.org/download/ wellcare_information_sheets/well_water_ testing_&_treatment_information_sheets/ La Desinfeccion de su pozo 10-09.pdf Triszcz, J., Chippano, L., Pacho, E., Gordon, A., García Einschlag, F. Remoción de arsénico en aguas de consumo domiciliario mediante el empleo de la técnica ZVI (Hierro Cero Valen- te). Laboratorio de Ingeniería Sanitaria (LIS), Departamento de Hidráulica, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata. http://www.ing.unlp.edu.ar/hidraulica/ar- chivos/remocion_de_arsenico_en_aguas_ de_consumo_domiciliario.pdf Wellcare®. La desinfección de su pozo. https://www.watersystemscouncil.org/ download/wellcare_information_sheets/ well_water_testing_&_treatment_infor- mation_sheets/La%20Desinfeccion%20 de%20su%20pozo%2010-09.pdf 20 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015
  • 13. Recopilación de los mejores proyectos / 23 E l calentamiento global está produ- ciendo variaciones climáticas sin precedentes en nuestro planeta. Las temperaturas en las zonas cálidas son cada vez más extremas. Es impensable, y así lo determinan la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización Inter- nacional del Trabajo (OIT), que en estas condiciones las personas puedan desarro- llarse y formarse efectivamente. Considerando que el alivio para el cambio climático será un camino muy lento, deben buscarse soluciones a corto plazo que no contribuyan al calentamiento global, que es la causa de raíz. AUTORAS Celina Alejandra Perino Sofia Liz Romero ORIENTADOR Gustavo Raul Figueredo Universidad Tecnológica Nacional (Facultad Regional Resistencia, Chaco) REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR DE ALUMINIO RECICLADO Por ello y apelando a la formación ingenie- ril integral en el desarrollo sustentable de prácticas al servicio de la comunidad, se propone un sistema de refrigeración que actúa accionado por una de las formas más limpias e inagotables de energía: la energía solar. El sistema está constituido por una máquina de refrigeración por absorción de simple etapa, accionada por un colector construido con aluminio reutilizado. El objetivo del proyecto es ofrecer una al- ternativa para la refrigeración de ambien- tes en instituciones educativas rurales, aprovechando energías limpias y produc- tos reciclados.
  • 14. Recopilación de los mejores proyectos / 25 REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR DE ALUMINIO RECICLADO 24 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 INTRODUCCIÓN Este proyecto está orientado a dar so- lución a la falta de acondicionamiento de ambientes en una escuela rural de la provincia de Formosa. Esta institución, si bien cuenta con los servicios mínimos de energía eléctrica, no tiene un sistema de refrigeración adecuado para enfrentar las condiciones climáticas extremas que sufre la mayor parte del año. La inversión necesaria podría abocarse directamente a la adquisición de má- quinas de acondicionamiento de aire convencionales. Sin embargo, como in- genieros formados en el desarrollo sus- tentable de prácticas al servicio de la comunidad, consideramos nuestra res- ponsabilidad dar respuesta a estas cues- tiones optimizando el uso de recursos. Es imprescindible pensar en alternativas más amigables con el ambiente a corto plazo, mediante la utilización de mate- riales reciclados para las construcciones, y a largo plazo a través de la disminución en el consumo de combustibles y emi- sión de contaminantes. El presente escrito desarrollará una pro- puesta de sistema integral que combi- na: una máquina frigorífica de absorción, accionada por energía limpia y renova- ble; colectores solares construidos con materiales reciclados y de bajo costo; y un sistema de disipación que permite el aprovechamiento de calor en la obten- ción de agua caliente sanitaria. Si bien se hará énfasis en el colector so- lar de bajo costo, puesto que es la clave del proyecto, se describirá en primera instancia la institución y el contexto que motivaron la investigación, luego el ci- clo y equipamiento de refrigeración por absorción, y, finalmente, la construcción del colector. DESARROLLO El lugar y la problemática Se eligió como ámbito de aplicación el Barrio Qompí, comunidad aborigen que nucleaaunas100familiasdelaetniaPilagá, ubicada a 3 km de la ruta nacional Nº 81, en la provincia de Formosa. Se encuentra en el departamento Patiño, perteneciente a la jurisdicción del municipio de Pozo del Tigre, 270 km al oeste de la capital formoseña. En este escenario funciona una escuela de ciclo básico secundario rural para ado- lescentes y adultos, a la que asisten 70 personas incluyendo alumnos, docentes y personal no docente. (Figura 1) El establecimiento está conectado a la red eléctrica, contando con las instala- ciones básicas de luz. Sin embargo, en el contexto mencionado la instalación y mantenimiento de equipos acondiciona- dores de aire resulta costoso. Sumado a esta situación, se debe considerar que la durabilidad de los equipos se ve afectada por las condiciones inestables del servicio de energía, que incluyen bajones de tensión y en muchos casos cortes prolongados. La provincia de Formosa se caracteriza por tener primaveras y veranos muy agresi- vos. Si bien la temperatura media anual es de 23° C, en verano se alcanzan tempera- turas extremas de 50° C a la sombra. La zona oeste de la provincia, donde está establecido el Barrio Qompí, presenta un climacálidoconestaciónseca,temperatu- ras anuales superiores a los 23º C, con va- riaciones extremas en verano que llegan hasta los 45° C y sensaciones térmicas de hasta 50º C. Las temperaturas máximas se registran en los meses de diciembre y enero. El balance hídrico es marcadamen- te deficitario: las lluvias son escasas y ori- ginan grandes períodos de sequía. Es impensable que en estas condiciones los alumnos y el personal de cualquier institución puedan desempeñarse co- rrectamente en sus actividades diarias, cuando la ley de Higiene y Seguridad es- tablece el máximo de carga térmica en unos 32º C. Este clima, que combina altas temperatu- ras, altos índices de radiación solar y baja humedad, es idóneo para la instalación de refrigeración por absorción con colec- tor solar, prescindiendo de un sistema de deshumidificación del ambiente. Antecedentes El uso cada vez más extensivo de equipos eléctricos de refrigeración por compresión es responsable de una mayor demanda de energía eléctrica en verano, que llega a al- canzar el límite de la capacidad del sistema eléctrico en algunas zonas. Las emisiones de gases de efecto inver- nadero han aumentado, ya sea por la ma- yor demanda de energía o por las fugas de fluidos de refrigeración, intensificando el círculo vicioso del cambio climático. Existe un amplio abanico de soluciones pasivas, para nuevos edificios en fase conceptual o para los ya existentes, que mejoran las condiciones de los espacios cerrados sin necesidad de ningún sistema de compresión, reduciendo espectacu- larmente las necesidades de refrigera- ción durante el periodo estival. Pese a que existe un gran mercado po- tencial para la tecnología de refrigeración solar, los sistemas que hoy por hoy exis- ten no son económicamente competiti- vos frente a los equipos de climatización a gas y eléctricos, debido principalmente al elevado coste de inversión de los siste- mas de colección solar, y al bajo precio de los combustibles convencionales, aun- que este último parámetro está siendo puesto en jaque por la crisis del petróleo. Si se reduce el coste de los distintos componentes (colectores solares, prin- cipalmente) y se mejora su rendimiento, la situación podrá cambiar radicalmente; con todo es difícil predecir la fecha en que dichas tecnologías solares alcanzarán la madurez en términos económicos.
  • 15. Recopilación de los mejores proyectos / 27 REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR DE ALUMINIO RECICLADO 26 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Sólo es posible comparar una tecnolo- gía solar con otra que utilice fuentes de energía convencional si se incluyen en cada caso los costos medioambientales y los costos sociales. También debe tener- se en cuenta la imposibilidad de predecir los precios de los combustibles conven- cionales a largo plazo. En términos generales, en relación con las tecnologías de energía solar, se veri- fica que: • Su costo desciende conforme se van produciendo masivamente. • Su madurez técnica les permite satis- facer las necesidades de los consumi- dores. • Son mucho más respetuosas con el medio ambiente que los sistemas de aire acondicionado convencionales. Principios físicos En los sistemas de aire acondicionado solares se utiliza calor del sol como motor del proceso de refrigeración. Los sistemas de aire acondicionado so- lares disponibles actualmente se pueden clasificar como: • Sistemas cerrados: son máquinas fri- goríficas que proporcionan agua fría que se utiliza en unidades de acondi- cionamiento de aire para suministrar aire acondicionado (enfriado, deshumi- dificado) o que se distribuye a través de una red de agua fría a las estancias de- signadas. Las máquinas disponibles en el mercado para este fin son las máqui- nas frigoríficas de absorción (las más comunes) y las máquinas frigoríficas de adsorción (unos pocos centenares en el mundo, pero de creciente interés en la aplicación de sistemas de aire acon- dicionado solar). • Sistemas abiertos: ofrecen un comple- to acondicionamiento del aire al sumi- nistrar aire enfriado y ajustado en hu- medad, en función de las condiciones de confort. El “refrigerante” es siempre agua, dado que está en contacto di- recto con la atmósfera. Los sistemas más comunes son de tipo refrigeración evaporativa con desecante, que utilizan un deshumidificador rotativo con sor- bente sólido. Los ciclos termodinámicos de enfria- miento de absorción permiten sacar calor del espacio que quiere enfriarse y llevarlo a otro lugar donde se disipa. Para hacerlo se aprovecha la necesidad de un fluido, el refrigerante, de obtener calor del entorno para pasar del estado líquido al de vapor. Ésto se consigue aportando calor a una mezcla del refrigerante y otra sustancia que se caracteriza por tener una gran afi- nidad con él y absorberlo fácilmente. Existen dos tecnologías bien diferencia- das en máquinas de absorción comer- ciales: una en la que se utiliza amoniaco (NH3) como refrigerante y agua como absorbente, y la otra en la que el agua es el refrigerante y una solución de bromu- ro de litio (LiBr) en agua, el absorbente. Para este proyecto se seleccionó la se- gunda opción ya que: • Requiere temperaturas de activación más bajas (80-95° C respecto a 95- 120° C en el caso de amoníaco-agua) en ciclos de simple efecto. • Para las mismas prestaciones, presenta un mayor rendimiento. • Opera a presiones más reducidas en el evaporador y condensador. • Construcción más simple, ya que el sistema de NH3 -H2 O (amoníaco-agua) requiere un rectificador para separar el NH3 del agua del vapor generado en el generador. • El NH3 es un refrigerante tóxico e infla- mable. • Si bien el ciclo con NH3 puede alcanzar temperaturas menores a 0° C, en este caso no es necesario. El sistema Máquina de absorción de simple etapa con H2O/LiBr El ciclo de refrigeración por absorción de simple etapa consta de 4 componentes principales en que se intercambia calor: evaporador, condensador, absorbedor y generador. En el evaporador se produce el efecto frigorífico mediante la evaporación del refrigerante, agua en este caso, a baja temperatura y baja presión, gracias al ca- lor transferido desde el medio a enfriar. A continuación, el vapor de agua gene- rado accede al absorbedor en donde es absorbido por una solución acuosa con- centrada o rica en LiBr procedente del generador. El proceso de absorción del vapor de agua por la solución rica se rea- liza con liberación de calor, que se disipa mediante una corriente de agua de en- friamiento. La solución diluida, o pobre en sal resultante es entonces bombeada al generador. Allí, es calentada por la fuente externa de calor y una vez en ebullición se genera vapor de agua que es condu- cido al condensador, mientras que la so- lución resultante, concentrada en sal, es enviada de nuevo al absorbedor. La con- densación del vapor de agua tiene lugar en el condensador y el calor liberado se disipa mediante una corriente de agua de enfriamiento. (Figura 2) Distribución del agua fría al ambiente Una vez que el agua fría abandona el eva- porador debe distribuirse por el edificio. El sistema de distribución puede realizar- se por: • Techo radiante. • Fan coil. • Sistema de refrigeración de techos o calefacción / refrigeración de conduc- ción central, entre otros. Se opta por la primera alternativa. Cuan- do se utilizan como sistema de refrigera- ción, los techos radiantes están dotados de un circuito de agua fría. Tan pronto como se enfrían, las personas y objetos
  • 16. Recopilación de los mejores proyectos / 29 REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR DE ALUMINIO RECICLADO 28 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 que se encuentran en el espacio irradian su calor hacia el techo frío y se produce de inmediato un claro efecto de refrige- ración. Este efecto consiste en que el aire caliente del espacio interior ascien- de al techo, allí se enfría y baja de nuevo al espacio. Para obtener una refrigeración de gran efi- ciencia mediante un techo radiante, por lo general y en la práctica, no es necesario prever un gasto energético comparable al de una bomba frigorífica. Por ello, la refri- geración por techo radiante es un siste- ma de climatización para espacios, naves y edificios que permite ahorrar energía. Para garantizar una refrigeración eficaz por techo radiante, por lo general basta con utilizar como agente refrigerante agua, que no supera una temperatura de 12º C. El sistema de techo radiante está recu- bierto por cartón-yeso, aislado mediante un panel de espuma de poliestireno de alta densidad. Su instalación es sencilla y rápida. Es fundamental controlar las condicio- nes higrométricas, temperatura y hu- medad relativa ambiente, de forma que la temperatura superficial no descienda por debajo de la temperatura de rocío y evitando de este modo la formación de condensaciones. El colector solar Los colectores solares son dispositi- vos utilizados para colectar, absorber y transferir energía solar térmica a un fluido, que puede ser agua o aire. La ener- gía solar puede ser utilizada para calentar agua, para sistemas de calefacción o para climatización de piscinas. Normalmente, un captador solar está constituido no sólo por una superficie ab- sorbedora sino también por elementos de proteccióntérmicaymecánicadelamisma. Existen diversos tipos de captadores so- lares térmicos, que se diferencian por el aislamiento térmico que usan, y la utiliza- ción o no de concentradores, adaptándo- se a diferentes temperaturas: • Captadores de tubo de vacío: para ca- lentamiento de agua y producción de vapor. • Captadores concentradores con cu- bierta (CPC): para calentamiento de agua y producción de vapor. • Captadores planos con cubierta: para calentamiento de agua. • Captadores planos sin cubierta: para climatización de piscinas. Las máquinas de simple efecto se pueden accionar con calor proveniente de capta- dores solares para mediana temperatura, entre los que se pueden citar a los colec- tores planos con superficies selectivas, los CPC y los de tubos de vacío. En los sistemas de aire acondicionado solares la diferencia de funcionamien- to con respecto a los sistemas de co- lectores térmicos solares para producir agua caliente sanitaria, consiste en la alta temperatura a la que los colectores han de suministrar el calor útil. En las confi- guraciones más difundidas, que utilizan máquinas de refrigeración por absorción, el empleo de colectores de placa plana selectiva se limita a áreas con elevada irradiación. Para otras áreas y para má- quinas frigoríficas que requieren tempe- raturas mayores de accionamiento, habrá que instalar colectores más eficaces, por ejemplo, del tipo tubo de vacío que alcan- zan temperaturas de 170° C. En el caso de la presente propuesta, la temperatura de activación del ciclo de absorción de simple etapa se reduce al mínimo posible, mediante la reducción de la temperatura de disipación y la ele- vación de la temperatura de producción de agua fría. Utilizando agua de una napa subterránea es posible disminuir la tem- peratura de disipación en aproximada- mente 15º C, quedando posteriormente el agua disponible para su utilización como agua caliente sanitaria o riego. La zona geográfica en la que se plantea aplicar el sistema tiene baja humedad ambiente, por lo tanto no es necesario producir agua fría a temperaturas muy bajas (9º C) para deshumidificación como en los equipos convencionales. Por todo ésto, es posible seleccionar un colector de placa plana. La propuesta El colector necesita ser seleccionado cuidadosamente de acuerdo a la tempe- ratura del fluido que debe proporcionar, para la aplicación prevista y de acuer- do al clima del lugar en el cual va a estar emplazado. Para la construcción de colectores sola- res deben utilizarse materiales que po- sean las propiedades térmicas y físicas adecuadas, tales como el vidrio templado en la cubierta transparente, y el hierro, cobre o aluminio para la placa absorbe- dora y el serpentín. De éstos, el aluminio resulta ser el más indicado teniendo en cuenta sus características, que es de fácil obtención y manipulación. Justificación del uso de aluminio El principio de reducir los residuos, reu- tilizar y reciclar recursos y productos es usualmente llamado 3 R. • Reducir significa elegir elementos con cuidado para minimizar la cantidad de residuos generados. • Reutilizar implica el uso repetido de ítems o partes de ellos que todavía son utilizables. • Reciclar significa usar los residuos como recursos. El aluminio es el metal más abundante en la corteza terrestre. No por ello debe usarse y descartarse, ya que a fin de cuentas, se trata de un recurso no reno- vable. Una cualidad atractiva del alumi- nio es que es 100% reciclable y no pierde calidad, como es el caso del papel, por lo que se puede reciclar indefinidamente. El proceso de reciclaje es mucho menos
  • 17. Recopilación de los mejores proyectos / 31 REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR DE ALUMINIO RECICLADO 30 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 costoso que crear nuevos materiales de aluminio, ya que primero debe ser obte- nido mediante la minería a partir de un mineral llamado bauxita, y luego refina- do para obtener el óxido de aluminio. En ésto se requiere gran cantidad de ener- gía y genera mucha contaminación. El re- sultado es el aluminio que se utiliza para gran cantidad de elementos cotidianos como recipientes de bebidas, los cuales pueden ser reciclados gastando apenas el 5% de la energía necesaria para obte- ner nuevo aluminio. Las latas metálicas son fácilmente reci- clables, pero se necesitan plantas recu- peradoras con un nivel de sofisticación que permita separar la hojalata de la ba- sura triturada. Se trata de una tecnología muy costosa, aunque en estos momentos puede recuperar casi el 2% del metal pro- cedente de las latas que se encuentran en los residuos sólidos urbanos. Para la recu- peración del acero de las latas es preciso desestañarlas y extraerles el aluminio. Si bien el reciclado de aluminio es una práctica creciente, supone una industria- lización –con sus consecuentes impac- tos ambientales y económicos–. Por ello, es importante buscar alternativas de reutilización en el estado en el que son desechadas. Se propone entonces la construcción de un colector de placa plana reutilizando latas de aluminio. Éstas se usarán sin ne- cesidad de su reprocesamiento, siempre y cuando estén en buen estado. De esta manera, se contribuye a la regla de las 3 R de la ecología: reducir, reutilizar y reciclar, incentivando buenos hábitos de consu- mo responsable. Construcción y funcionamiento En primer lugar se lleva a cabo la cons- trucción de la base, utilizando cajas de poliestireno expandido. Para el circuito de calentamiento de agua, se construye una cañería de la siguiente manera: las latas de aluminio se unen con ayuda de silicona para altas temperatu- ras, formando pequeñas secciones de la tubería; posteriormente se acoplan me- diante codos de PVC hidráulico de 1½ pul- gada, de manera que la tubería adquiera una configuración en serpentín. La tubería está unida a la placa de lámi- na metálica utilizando abrazaderas fabri- cadas con las mismas latas de aluminio, con el fin de evitar movimientos y dando mayor soporte y rigidez. Para minimizar pérdidas de calor por los lados y la parte de abajo del colector se colocan aislan- tes, por ejemplo, placas de poliestireno expandido o un manto de lana de vidrio, recubiertos por una lámina de aluminio reflectante. (Figura 3) Por los captadores circula un fluido tér- mico, en circuito cerrado (figura 4), con intercambio térmico hacia el circuito de consumo a través de un intercambiador de calor interior o exterior al depósito. El calor resultante de la conversión térmica de la radiación solar se almacena en un depósito de acumulación. Expansión del proyecto Debe tenerse en cuenta una serie de cuestiones que pueden apoyar al proyec- to presentado: • Gasoducto: la construcción del ga- soducto en la región del NEA (noreste argentino) favorecerá la aplicación de un sistema de respaldo para los días en que no haya sol, o si es necesario, que el sistema funcione de noche. Si bien no se tratará de una energía limpia, sí es menos dañina que las calderas alimen- tadas por fueloil que se utilizan en la ac- tualidad, y permitirá el funcionamiento del sistema en casos de necesidad. • Aprovechamiento del sistema de disi- pación para calentamiento de agua ca- liente sanitaria: en la zona de aplicación del proyecto existe agua subterránea que puede utilizarse como agua de re- frigeración para el absorbedor y el con- densador. De esta manera, el balance energético se utiliza de manera eficien- te pues se le agrega valor a la energía disipada. En primer lugar, el calor se uti- liza para producir frío y, posteriormen- te, la misma energía puede calentar el agua que es demandada para su uso. • Reproducibilidad: las máquinas frigorí- ficas de absorción pueden instalarse en cualquier institución que requiera acon- dicionamiento de ambientes. De esta manera escuelas, edificios, hoteles e in- cluso plantas industriales pueden valer- se de energía solar, aportando a la dis- minución del uso de fuentes de energías no renovables y contaminantes. CONCLUSIÓN Gracias al trabajo de investigación llevado a cabo, se determinó la posibilidad de ins- talar un sistema integral de refrigeración mediante absorción, el cual es mucho más sencillo y seguro que los sistemas por compresión, aparejado con la cons- trucción sustentable de un captador de energía solar, una de las formas de ener- gía más limpias e inagotables disponibles. Ésto es aplicable en primera instancia y en vistas de difundir su funcionamiento, a la institución de educación rural que mo- tivó el desarrollo del proyecto. El hecho de que el principal material de construcción del colector solar sea un de- secho, y los demás elementos se encuen- tren disponibles en la industria nacional, hace que sea económicamente conve- niente y ambientalmente solidario. Los sistemas de refrigeración utilizando energías limpias no son una novedad. Sin embargo, es importante recordar que los inventos no son innovaciones hasta que los ciudadanos comunes pueden acceder aellos.Losavancestecnológicosnodeben quedar confinados al ámbito académico o retenidos por las grandes corporaciones: si queremos preservar nuestro planeta,
  • 18. Recopilación de los mejores proyectos / 33 REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR DE ALUMINIO RECICLADO 32 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 todos debemos tener acceso a las tecno- logías sustentables. Este proyecto logró el objetivo: proponer un sistema integral que permita transitar el camino hacia la aplicación de la ciencia y la tecnología en la preservación de nuestro planeta, ofreciendo alternativas de mejora en la calidad de vida de la población. ANEXOS FIGURA 1 / (a) Ubicación de Pozo del Tigre, en la provincia de Formosa. (b) Ubicación de la escuela en el barrio Qompí, en Pozo del Tigre. FIGURA 2 / Esquema del sistema de refrigeración. FIGURA 3 / Esquema de un colector plano con cubierta. A B Superficie absorbedora Cubierta transparente Aislamiento térmico Caja Circuito de fluido térmico Evaporador Absorbedor Condensador Água fria Generador SISTEMA DE DICIPACIÓN PLANTA SOLAR
  • 19. Recopilación de los mejores proyectos / 35 REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR DE ALUMINIO RECICLADO 34 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 ClimateWell© (enero 2010). Descripción de soluciones estándares. Estocolmo. www. solarcombiplus.eu/docs/D43_ClimateWell_ v03_Spanish.pdf Figueredo, Gustavo R. (2012). Caracterización experimental y modelización de una enfria- dora de absorción de simple/doble efecto de H2O-LiBr con accionamiento a dos tempe- raturas para climatización de edificios. Tesis Doctoral, Universitat Rovira i Virgili, Depar- tament d’Enginyeria Mecànica. Tarragona. www.tdx.cat/handle/10803/119330 FIGURA 4 / Esquema del circuito hidráulico del colector. Referencias Bibliográficas García, Carlos A. (1984). Termodinámica Técni- ca. Buenos Aires: Editorial Alsina. Guía Climasol. http://sistemamid.com/preview. php?a=3010 Ley nacional 19.587/72 de Higiene y Seguridad enelTrabajoydecreto351/79.www.me.gov. ar/spu/guia_tematica/infraestructura_u/ doc/Decreto_351.pdf www.soliclima.es/techo-radiante Agua caliente Agua fria
  • 20. Recopilación de los mejores proyectos / 37 E l presente trabajo consiste en un anteproyecto y diseño preliminar basado en el aprovechamiento de las aguas del sistema hidrotermal de Bahía Blanca, para mejorar la situación de los habitantes del barrio Villa Rosas y zonas aledañas. La utilización de estas aguas provenien- tes del surgente permitiría brindar cale- facción, agua potable y sanitaria al predio deportivo del Club Libertad para que pue- da ser aprovechado por la comunidad. Al mismo tiempo, usar este recurso para proveer a una pileta de natación pública ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA que posee el barrio, con agua a suficiente temperatura de modo que pueda ser uti- lizada para realizar actividades durante todo al año. Dicha pileta también cuenta con un vestuario. En la actualidad este predio puede aprove- charse solamente durante el verano, mien- tras las condiciones climáticas lo permiten. Es importante destacar que el agua de surgente en Bahía Blanca emerge a tem- peraturas entre 55 y 60° C, brindando una fuente de energía térmica que si bien su- pone un costo de inversión inicial, tiene un bajo costo de explotación. AUTORES Pablo Falcone Pablo Nuozzi ORIENTADOR Pablo Guillermo Girón Universidad Tecnológica Nacional (Facultad Regional Bahía Blanca)
  • 21. Recopilación de los mejores proyectos / 39 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 38 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 INTRODUCCIÓN Contexto histórico Durante los primeros tiempos, la ciudad de Bahía Blanca comenzó abastecién- dose de agua proveniente del arroyo Napostá Grande. A principios del siglo XX se constituye la Compañía de Aguas Corrientes de Bahía Blanca, la cual puso en funcionamiento una toma de agua en el río Sauce Grande. A los efectos de suplementar la provi- sión de agua, conforme al crecimiento poblacional de la ciudad, durante la dé- cada de los cincuenta se perforaron unos 18 pozos en el acuífero profundo de Bahía Blanca, que suministraba agua ter- mal a la población. Esta cantidad se fue incrementando notoriamente y el nú- mero de pozos superó los 60 pozos en la ciudad y la zona. A fines de dicha década, se decidió la construcción de un dique y acueducto desde Paso de las Piedras y, paralelamente, se construyó una toma adicional sobre el arroyo Napostá Grande a la altura del paraje Los Mirasoles. En 1978 se inauguró el dique y el acue- ducto Paso de las Piedras sobre el rio Sauce Grande, que remplazó a las obras preexistentes y que constituye el actual servicio de agua potable de la ciudad. Como consecuencia de esta obra, des- de ese momento hasta la fecha el uso de los pozos fue decreciendo considerable- mente, contribuyendo al deterioro de su estructura, el abandono de los mismos, el traspaso de su uso a manos privadas, el dinamitado o clausura, entre otros problemas. Tal es el abandono, que en la actualidad no se cuenta con un registro fiable de la cantidad de pozos en funcio- namiento y, de gran número de pozos, no se tienen datos sobre el caudal, estado de las cañerías, calidad del agua, entre otros datos relevantes. Como resultado del desuso de las per- foraciones del acuífero, gran cantidad de agua extraída se pierde como efluente vertido directamente en los desagües, se vuelca directamente al canal Maldonado sin darle un uso previo, se desperdicia en terrenos baldíos –generando incluso la proliferación de vectores– y en todos los casos –salvo usos particulares de privados– se desaprovecha el potencial térmico de las aguas. Cabe mencionar que Bahía Blanca es considerada como centro termal, oficializado en 1999 por la Comisión Nacional de Termas. Es sabido que esta zona sufre habitual- mente crisis hídricas asociadas a perio- dos de sequía recurrentes, generando un grado de desconcierto en la población sobre el futuro del abastecimiento del re- curso. Debido a ésto, nos encontramos frente a la necesidad de proyectos alter- nativos que suministren agua ante el peor escenario posible. ¿Qué es la energía geotérmica? Se llama energía geotérmica a la energía que puede obtenerse mediante el apro- vechamiento del calor interno de la Tierra. La temperatura aumenta con la profundi- dad. Es decir, que las capas profundas es- tán a temperaturas elevadas y a menudo hay capas freáticas en las que se calienta el agua. Cuando asciende, tanto el agua caliente o el vapor, producen manifesta- ciones en la superficie como los géiseres o las fuentes termales. Sus ventajas son: • Por un lado la energía geotérmica es una de las energías consideradas como limpias. Para su producción no se utilizan recursos fósiles ni se reali- zan procesos químicos de combustión. La producción de energía por medio del calor del interior de la Tierra no provoca la emisión de gases de efecto invernadero y, por tanto, no produce daños en la capa de ozono ni contri- buye al cambio climático y al calenta- miento global. • Es una energía que tampoco produce casi residuos, o al menos los produ- ce en mucha menor medida que otras energías que usan recursos fósiles o materiales radiactivos. • Los costos de producción de electri- cidad a partir de este tipo de energía son muy baratos, más económicos que en las plantas de carbón o en las cen- trales nucleares. • Es la que más recursos ofrece. Se cree que la energía geotérmica existen- te hoy en día es capaz de ofrecer más energía que todo el petróleo, gas natu- ral, carbón y uranio del mundo juntos. Antecedentes en Bahía Blanca En la actualidad existen unas pocas ini- ciativas del sector público y privado con el fin del aprovechamiento de este recur- so. Tal es el caso del Vivero Cultivos Ba- hía Blanca, ubicado en calle Florida 4500, el cual posee una perforación que utiliza para su emprendimiento comercial, ca- lefaccionando los invernáculos a través de un sistema de cañerías que recorre las instalaciones por debajo del piso. En un comienzo el sistema funcionaba en circuito cerrado, es decir, el agua que circu- laba era tratada (destilada) y previamente elevaba su temperatura en un intercam- biador de calor. Este sistema tuvo el incon- veniente que al cabo de 5 años la corrosión sufrida por las partes metálicas del inter- cambiador de calor lo inutilizaron. Debido a los elevados costos de su remplazo, se decidió que el agua que circula dentro del vivero sea directamente la que sale de la perforación, dado que este tipo de cañerías plásticas no sufren corrosión y soportan muy bien las incrustaciones. El agua es utilizada además para la inges- ta y uso sanitario del vivero y de la vi- vienda de sus dueños. (Figura 1 y 2) Otro caso es el de la 3ra División de Ejér- cito “Teniente General Julio Argentino
  • 22. Recopilación de los mejores proyectos / 41 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 40 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Roca” que utiliza el agua para uso sani- tario, ingesta y una pileta de natación, con un consumo promedio 100 m³ dia- rios para una población de 500 personas. El agua se extrae con la ayuda de una bomba sumergida de 20 hp a través de un caño de 100 mm de diámetro, llevándola a una torre de enfriamiento de 325 m³ de capacidad, para luego ser transportada hacia todo el cuartel. Un tercer caso es el de la Unidad Peniten- ciaria IV Villa Floresta, donde esta energía se aprovecha en la cría de peces tropica- les y ranas, dándoles empleo a los pro- pios internos del penal. Situación local Barrios Villa Rosas, Spurr, Mapuche, Talleres, Moresino, 1810, Thompson, Villa Se- rra, Centenario, entre otros, son barrios que se encuentran en la periferia sur- este de Bahía Blanca; un lugar de bajas temperaturas consecuencia de los vien- tos del sur y su cercanía al mar. Estos barrios albergan personas de muy bajos recursos, excluidas socialmente, en algunos casos viviendo en casas he- chas de chapa, y además algunas instala- das en tierras fiscales que se encuentran desocupadas sin ningún tipo de servicio como luz, gas o agua. En otros casos el barrio presenta viviendas de clase media baja que en mayor o menor me- dida cumplen con los requisitos mínimos de confort. En esta zona hay dos puntos importan- tes donde se desarrollan tanto activida- des sociales como deportivas. Uno es la pileta municipal, con dos vestuarios con baños y duchas, ubicada en el Parque Arturo Illia. Se encuentra al aire libre y es llenada con agua fría de red, por lo cual su uso se limita a la época de ve- rano, donde se realiza una colonia a la que asisten 350 niños de 6 a 12 años. Durante los fines de semana es utilizada como pileta pública, contando con la concurrencia de gran cantidad de fami- lias. (Figura 3) El otro punto es el Club Libertad, una en- tidad social y deportiva que brinda con- tención a aproximadamente 200 chicos y chicas de todas las edades, siendo el úni- co club en 25 barrios a la redonda. Cuenta con un predio ubicado en calle Tierra del Fuego y Tarapaca, que consta de 3 can- chas de fútbol número once, 2 vestuarios con duchas y un galpón comedor que no cuenta ni con calefacción ni con servicio de agua. (Figura 4) Pozo surgente Estación Spurr – Villa Rosas El pozo se encuentra ubicado en las ca- lles Tierra del Fuego y Esmeralda, frente a la Estación Spurr, y es propiedad de la Administración de Infraestructuras Fe- rroviarias Sociedad del Estado (ADIF). Actualmente posee 4 bocas de salida continuas de agua (Figura 5) donde los vecinos cargan bidones para su consumo. El resto del agua cae en una precaria pileta de material, la cual desagota en una zan- ja sin ningún tipo de acondicionamien- to, que se dirige paralelamente a las vías del tren formando piletones naturales (Figura 7) utilizados por niños de la zona. Luego el agua sigue su cauce hasta un arroyo y posteriormente llega al mar. La perforación tiene un caño de salida de 4 pulgadas, que a través de la surgencia natural extrae un caudal aproximado de 15 m³/h a una temperatura de 60° C (Figura 6). Estos datos fueron medidos en forma directa como parte del presente trabajo. La calidad del agua Según el informe de la Autoridad del Agua (ADA) realizado en 2014 se ratificó la ca- lidad del agua: APTA PARA EL CONSUMO, con los siguientes datos para el Pozo sur- gente Estación Spurr – Villa Rosas. FIGURA 1 Y 2 / Instalaciones del vivero FIGURA 3 / Pileta municipal. FIGURA 4 / Galpón comedor del Club Libertad.
  • 23. Recopilación de los mejores proyectos / 43 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 42 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 DESARROLLO El proyecto Consiste en la utilización de estas aguas provenientes de surgente para brindar calefacción, agua potable y sanitaria al predio deportivo del Club Libertad y al complejo del natatorio público ubicado en el Parque Arturo Illia, aprovechando este recurso para dotar también de agua ca- liente a su pileta. Situación actual La situación espacial es la que se muestra en la figura 8, donde se observa el predio del Club Libertad y la pileta pública que se encuentran a 695 y 945 m del pozo ubi- cado en calle Tierra del Fuego y Esmeral- da, respectivamente. Transporte de agua Para transportar el caudal necesario tan- to para la utilización de la pileta como de las instalaciones del club, colocaremos un sistema de cañerías que constará de un tanque de rebalse de 1.500 litros a la salida del pozo surgente, el cual estará a 3 metros de altura aprovechando la pre- sión con la que sale el agua del pozo. El agua será transportada por cañería sub- terránea de PVC de 2 pulgadas de diámetro que transportarán 10 m³/h desde el tanque de rebalse hasta la pileta. En el punto “A” (Figura 8) se bifurca una cañería de 1 pulga- da transportando 3,5 m³/h hacia el Predio Club Libertad y el resto del caudal seguirá camino hacia el predio del Parque Illia. Toda la instalación se aislará térmica- mente con una funda de polietileno ex- pandido de 20 mm de espesor. FIGURA 5 / Bocas de salida. FIGURA 6 / Relevamiento de temperatura. FIGURA 7 / Desagote. FIGURA 8 / Vista aérea de los puntos más importantes Predio club Liberdad Pileta Pozo 470 mts Calle Tierra del Fuego CalleEsmeralda 75 mts 150 mts 150 mts 120 mts 130 mts CalleTarapaca
  • 24. Recopilación de los mejores proyectos / 45 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 44 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Dimensionamiento de la bomba Para que el fluido circule por toda la ins- talación se colocará una bomba presuri- zadora de 6 hp (componente 3) a la salida del tanque de rebalse. Estas bombas se caracterizan por iniciar automáticamente su marcha en el momento en el que ocu- rre una caída de presión en la línea y se detiene en el momento en que se cierra el último consumo. Como consecuencia si alguien, ya sea en el club como en el predio de la pileta, requiere utilizar el sis- tema la bomba iniciará sola. El equipo elegido para esta instalación será una Rowa GPR 6001 P ya que se adapta perfectamente a este proyecto, teniendo en cuenta caudales requeridos (10m3 /h) y pérdidas de presión del siste- ma, que ronda los 40 metros de altura. Además de los 42 metros de altura que nos otorga esta bomba contamos con la presión hidrostática remanente a nuestro favor que brinda el tanque de rebalse. Club Libertad El predio cuenta con un comedor cerrado que es utilizado para reuniones y como comedor, que mide 25 metros de largo por 10 metros de ancho y 3,2 metros de altura. (Grafico 1) Además dos pequeños vestuarios con tres duchas cada uno. FIGURA 9 / Esquema del proyecto. GRAFICO 1 / GPR Línea "P".. TABLA 1 / Componente Nombre Cantidad 1 Tanque de agua 3 2 Valvula esclusa 11 3 Bomba 1 4 Valvula no retorno 1 5 Manometro 1 6 Calefaccion del club 1 7 Valvula de flotador 2 8 Tanque australiano 1 9 Usos Sanitarios 2 10 Duchas 2 11 Pileta de natacion 1 12 Calefaccion de carpa 1 TABLA 2 / CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Modelo GPR Presión Máx. (m.c.a.) Caudal Máx. (l/h) HP I (A) Tensión (V) Conexión Peso (Kg) (sin vaso de expansión) Dimensiones (mm) (sin vaso de expansión) 60001P 54 18000 6 9 380 1 1 /2" 97 850 710 700 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 Presión(m.c.a.) Caudal (m3 /h) GPR 6001 P GPR 5001 P GPR 4001 P Club Libertad Pozo Pozo Parque Ilia Desague pluvial Desague pluvial Desague pluvial Riego Revalse
  • 25. Recopilación de los mejores proyectos / 47 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 46 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 El agua llegará hasta las instalaciones del club con 2 grados menos que en el tanque de rebalse cuya temperatura eran 60 gra- dos. Esta estimación de caída de tempe- ratura se calculó y se describe en el anexo. El caño principal estará conectado a un sistema de cañerías, el cual proveerá ca- lefacción por radiación, aguas para con- sumo, riego, sanitaria y ducha. Eldiseñodelsistemadecañeríasfuepensa- do para que todos los servicios se puedan brindar tanto juntos como por separado. Sistema de calefacción Para calefaccionar este establecimiento instalaremos un sistema de losa radian- te, el cual consiste en un entramado de tuberías que recorren el interior del piso transportando agua caliente e irradian- do calor hasta obtener una temperatura media de 20 grados. Por estas tuberías circularán 3,5 m³/h de agua, caudal necesario para que la misma ceda 50 kcal/h por cada metro cúbico de recinto cerrado (según norma NAG 201 de ENARGAS). Este sistema dispondrá de 4 colectores que distribuirán el agua a cada uno de los circuitos de tuberías correspondientes a cada sector, permitiendo la regulación termo hidráulica independiente de cada uno de ellos. Los 4 colectores se dividen en 2 utilizados para el retorno dotados con medidores de caudal y válvulas termostáticas, y otros 2 de impulsión con un caudalímetro regu- lable. Además todos los colectores poseen termómetros y válvulas de purgue. Una vez que el agua haya circulado por el sistema de calefacción y atraviese los colectores de retorno, el fluido –ya con unos 7 grados menos– se dirigirá al tanque de agua de 1.500 litros. Elección del equipo Utilizaremos tuberías de polietileno re- ticulado de 20 mm de diámetro por sus excelentes propiedades tanto para so- portar temperaturas como para evitar las incrustaciones. Para evitar pérdidas de calor hacia el suelo nativo, aislaremos el hormigón ar- mado donde se encuentran sumergidas las cañerías con poliespuma de 20 mm de espesor, y realizaremos lo mismo con todo el perímetro. Ésto además de evitar las pérdidas de calor funciona como jun- ta dilatante. La elección de este sistema de calefac- ción se basó principalmente en que en este tipo de sistemas la temperatura de impulsión es inferior (entre 30º C y 40º C) a la de la calefacción por radiadores, don- de la temperatura del agua puede alcan- zar hasta los 80º C. Agua para consumo, riego, sanitaria y ducha Es indispensable tener el tanque de agua siempre lleno para satisfacer tanto las ne- cesidades de las personas como también las de riego, por lo que el mismo puede ser abastecido con agua de circulación de la calefacción o también con agua que lle- gue directamente del caño principal. El agua a esta altura todavía posee dema- siada temperatura para cualquiera de es- tos usos. Por esta razón, el agua utilizada para satisfacer las necesidades de las personas debe mezclarse con agua fría de red a fin de poder ser utilizada. El agua de riego debe ser enfriada pre- viamente, tarea que se lleva a cabo en un tanque australiano de 50 m³, que tendrá una gran superficie de intercambio para acelerar el enfriamiento. En el caso particular de que se encuentre en funcionamiento el sistema de calefac- ción y los tanques tanto de agua como de enfriamiento estén llenos, el agua pro- veniente de la calefacción se desviará al sistema pluvial. Parque Arturo Illia Pileta de natación La pileta de natación tiene unas dimen- siones de 25 m de largo, 10 m de ancho, y 2,20 m de profundidad. Para mantener el agua a una temperatura estable de 27° C, por conocimiento empí- rico se estima que es necesaria una re- novación del 5%. Es decir, renovar el 5% del agua en un tiempo de 4 h. Para este propósito necesitaremos un caudal de 7 m3 /h. (Anexo "Caudal para pileta") En épocas de altas temperaturas el sis- tema de recirculación quedaría fuera de funcionamiento por razones obvias. Además, para mantener un clima agra- dable se colocará una carpa de lona de 18 m por 30 m dividida en módulo de 5 m, construida con chapa galvanizada y que abarcará la totalidad de las dimensiones de la pileta y la zona que conecta los ves- tuarios con la pileta. Climatización de la carpa La calefacción se llevará a cabo por un método similar al utilizado en el predio Club Libertad, que consta de un sistema de suelo radiante dividido en 3 zonas de 70 m2 cada una. En épocas de alta temperaturas existe la posibilidad de rebatir los laterales de la carpa e incluso el techo. Vestuarios Los vestuarios son dos, uno para hom- bres y otro para mujeres y poseen cada uno 2 duchas y 2 baños, los cuales serán abastecidos de agua caliente que previa- mente recorre el sistema de calefacción, aportándole calor a la carpa y al mismo tiempo bajando su temperatura para que llegue a las duchas con una temperatura adecuada, ya que al sistema de calefac- ción llega con una temperatura de apro- ximadamente 57° C. Vale aclarar que el predio cuenta con agua fría de red que puede ser utilizada para regular la ducha.
  • 26. Recopilación de los mejores proyectos / 49 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 48 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Inversión necesaria El proyecto se encuentra aún en etapa de ingeniería básica y diseño prelimi- nar. En función de ésto, las estimaciones que puedan realizarse de los costos de los componentes del sistema poseen un margen de error que se irá reduciendo a medida que el proyecto vaya avanzando en su desarrollo. En base a consultas con proveedores y estimaciones de costos realizadas, ha po- dido establecerse una idea aproximada de la inversión que se discrimina en la Tabla 3. Marco legal ¿De quién es el recurso? Producida la reforma constitucional de 1994 se puede concluir que el recurso pertenece a la provincia; la regulación fue delegada hacia la Nación, reservando ca- pacidad de regulación complementaria. El código lo determina como bien público, por tanto, nadie puede apropiárselo ni por venta o prescripción adquisitiva, y el uso es general siempre bajo sujeción a las normas regulatorias. Administrador de la tierra El terreno donde se encuentra el afluen- te de análisis, ubicado en calles Tierra del Fuego y Esmeralda (Ch 348) tiene como administrador a la Administración de Infraestructuras Ferroviarias Sociedad del Estado. El administrador de la parcela es una so- ciedad del Estado, con capacidad para ce- der o generar una servidumbre de paso o lo que sea necesario para la extracción y transporte Regulación La Autoridad del Agua podrá conceder el derecho al uso o aprovechamiento del agua pública y del material que lleve en suspensión, además del derecho a la construcción de obras relacionadas al agua en beneficio colectivo. Entendemos que para realizar una obra de este tipo se deberá solicitar permiso a la Autoridad del Agua (ADA). Ente que regula y supervisa los asuntos relativos a las aguas ¿Qué es el BUDURH? El Banco Único de Datos de Usuarios de los Recursos Hídricos (BUDURH) tiene como objetivo identificar con exactitud la real demanda de abastecimiento que tienen los concesionarios del servicio, y además establecer y sistematizar las necesidades de utilización de las aguas subterráneas y superficiales. Todos los usuarios deberán inscribirse de manera obligatoria, completando las formas previstas a tal fin. El trámite es totalmente gratuito y será requisito obli- gatorio para tramitar permisos y/o docu- mentación ante la Autoridad del Agua. TABLA 3 / Transporte de agua Material Cantidad Precio unidad Precio total Bomba presurizadora grundfos 1 60000 60000 Caño PVC 2" 10m 160 348 55680 Codo PVC 2" 12 26 312 Caño PVC 1,5'' 10m 75 267 20025 Codo PVC 1,5" 12 24 288 Valvulas plasticas de retencion 8 100 800 Valvula plastica anti retorno 5 500 2500 Tanque de agua 1500 lts 1 3995 3995 Subtotal 143600 Calefaccion Material Cantidad Precio unidad Precio total M3 hormigon armado 20 1400 28000 Espuma de polietileno 20mm 1mx20m 10 850 8500 Tubo pex reticulado 20mm 400m 3960 3 11880 Colector plastico premontado con valvulas y termometros 3999 2 7998 Tanque de agua 1500 lts 3995 1 3995 Caños PVC 1,5" 10m 4 267 1068 Codos PVC 1,5" 4 4 16 Subtotal 61457 Tanque australiano Material Cantidad Precio unidad Precio total Chapa galvanizada 1,25m x 3,05 1280 6 7680 Funda tanque australiano 3500 1 3500 Subtotal 11180 Pileta municipal Material Cantidad Precio unidad Precio total Carpa estrucural polietileno y lona 1 350000 350000 Valvula solenoide 1 1199 1199 M3 hormigon armado 15 1400 21000 Espuma de polietileno 20mm 1mx20m 3 850 2550 Tubo pex reticulado 20mm 400m 1 3960 3960 Colector plastico premontado con valvulas y termometros 1 3999 3999 Tanque de agua 1500 lts 1 3995 3995 Subtotal 386703 Total 602940
  • 27. Recopilación de los mejores proyectos / 51 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 50 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Conclusión del marco legal El Código de Aguas Provincial, que crea la Autoridad del Agua, es el órgano de con- trol de este tipo de proyecto. El código permite el proyecto, además que debe ser autorizado, concesionado y fiscali- zado técnicamente por la Autoridad del Agua. Asimismo es necesaria la inscrip- ción en el BUDURH. CONCLUSIÓN Desde el punto de vista del uso de los re- cursos hídricos de este tipo, Bahía Blanca posee un enorme potencial para su apro- vechamiento ya que se encuentra en una zona privilegiada. El numeroso listado de pozos surgentes, permite encarar una variedad de emprendimientos basados en el aprovechamiento de un recurso que hoy no se está utilizando. Si bien en el pasado la utilización de los surgentes fue descartada en función del aprovechamiento de otras fuentes de agua potable para el consumo humano, la nueva realidad energética de nuestro país en particular y del mundo en gene- ral, ponen de manifiesto la necesidad de explorar el uso de fuentes alternativas de energía. Por otra parte resulta paradójico que existiendo una fuente de agua caliente gratuita y potable, parte de la comunidad cercana carezca de servicios básicos que podrían proveerse a partir del aprovecha- miento de este tipo de fuentes. Más allá de las particularidades de este anteproyecto y de la realidad puntual que busca atender, el mismo podría dar paso a un estudio integral del aprovechamiento del recurso geotérmico en Bahía Blanca, no sólo en este barrio en particular sino en otras zonas de la ciudad. ANEXO Cálculo de suministro de caudales Caudal para calefacción del predio Club Libertad Los condicionantes que han de conside- rarse previamente al cálculo son: • ta. - Temperaturas de diseño del am- biente: de 18 a 24º C. • ΔT. - Tida - Tretorno del agua de los cir- cuitos: de 5 a 10º C. • f. - Flujo calorífico aportado a los inte- riores: de 50 kcal/m³ • tp. - Temperaturas máximas recomen- dables de la superficie. En nuestro caso: Volumen a climatizar= 500 m³ ta = 20° C ΔT =7º C Q = 25.000 kcal/m³ tp = 25º C Cañerías = 20 x 2 mm Q = G x Cp x ΔT G = Caudal 3.500 l/h es el caudal necesario para la calefacción. Caudal para pileta A tener en cuenta: • Volumen de la pileta = 550 m³ • Porcentaje de agua a recircular para mantener la temperatura del agua = 5% • Tiempo para recircular = 4 h 500 x 0.05 = 6.87 m³/h ≈ 7 m³/h 4hs 7 m³/h es el caudal necesario para la pileta. Pérdidas en cañerías Tramo bomba – A Tramo A – calefacciónG = 25000 = 3.500 kg/h = 3.500 l/h 1 x 7 Leq = 3 x 0,21 + 0,4 + 2 x 8,5 + 2,4 = 115.3 m 0.009 Le = Σκ . d f Leq = 2 x 8.5 + 0.4 + 4 0.21 x 0.02554 = 42.32 m 0.009 Leq = Σκ . d f Leq = 0.00277 = 1.77 m/s π x 0.05082 4 V = Q A Leq = 0.00009 = 0.286 m/s π x 0.022 4 V = Q A V = 0.000972 = 1.91 m/s0.000506 V= Q A HL= 0.009 x (545 + 115.3) x 7702 = 18.69 m 0.0508 x 2 x 9.8 HL= f x (L + Leq) x v2 d x 2g HL= 0.011 x (150 + 42.32) x 1.912 = 15.5 m 0.0254 x 2 x 9.8 HL= fx (L + Leq) xv2 d x 2g Pérdida de carga total Tramo serpentín del suelo radiante HL = 0.012 x120 x 0.2862 = 0.30 m 0.02 x 2 x 9.8 HL = f x 1 x v2 d x 2g HL Total = 18.69+15.5+0.30+4= 38.5 m Siendo: Q = Caudal (m³/s) F = Coeficiente de fricción A = Área
  • 28. Recopilación de los mejores proyectos / 53 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 52 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Argentina. Ministerio de Infraestructura y Ser- vicios Públicos. Autoridad del Agua. http:// www.ada.gba.gov.ar/institucional/bh.php Asociación Geológica Argentina. Carrica, Jorge (1998). Hidrogeología de la cuen- ca del Arroyo Napostá Grande, Provincia de Buenos Aires. (Tesis de Doctorado). Univer- sidad Nacional del Sur. Código Civil y Comercial de la Nación. Gentile, Sebastián O. Cañerías para instalacio- nes industriales. Holman, J. P. Transferencia de calor (4a ed.). Noseda, Paula. El rol del derecho ambiental: Pasado, presente y futuro de la gestión del agua en la República Argentina. Pontificia N = 10 x 38.5 x 1000 = 2.03 cv = 2 hp 75 x 0.7 x 3600 N = Q x HLT o tal x ρ 75 x η x3600 Si bien la potencia resulta 2 hp para lograr la presión necesaria utilizaremos una de 6 hp Aislación de cañerías Along1 = 2 π x (0.0061) x 950 = 280 In (0.0508/0.0447) Along = 2 π x (re - ri) In ( re ) ri Along2 = 2 π x (0.003) x 945 = 359.1 In (0.0708/0.0508) Q = ΔT ( re - ri + re - ri ) kcaño x Along1 kaislante x Along2 Q = 60 = 25890.9 Kcal/h( 0.0061 + 0.02 ) 0.03 x 280 0.035 x 359.1 Q = G x ρFluido x CP x (Tent-Tsal) 25890.9 = 10 x 1000 x 1 x (ΔT) ΔT = 2.5º C 2.5º C es la variación que va a tener la temperatura del agua desde la entrada hasta la salida en un recorrido de 950 m. Es coincidente con las mediciones que realizó el dueño del “Vivero Vanoli” en sus instalaciones, quien nos mencionó que la temperatura caía 1º C cada 300 m. Siendo: Q = Calor (kcal/h) re = Radio externo ri = Radio interno Δx = Espesor del aislante Along = Área longitudinal l = largo de la cañería Tent = Temperatura de entrada al caño Tsal = Temperatura de salida al caño ΔT = Diferencia de temperatura entre el interior y exterior del caño Referencias Bibliográficas Universidad Católica Argentina. Convenio marco UCA-CONICET. http://www.uca.edu.ar/uca/common/ grupo72/files/Pasado-_Presente_Futuro_ Agua_en_Argentina.pdf Potter, Merle C. y Wiggert, David C. (2002). Mecánica de Fluidos (3a ed.). Roca Suárez, Manuel. Calefacción suelos radiantes. Sebastián Noguera, Jordi. Climatización de una piscina cubierta mediante la combinación de energía solar térmica, geotermia y caldera de apoyo de biomasa. Universidad Nacional del Sur. Pozo Surgente Acuífero de Agua Profunda. V = Velocidad HL = Pérdidas (m c a) D = Diámetro de la cañería L = Largo de la cañería Leq = Largo equivalente Potencia de la bomba
  • 29. Recopilación de los mejores proyectos / 55 L a demanda eléctrica es la de ma- yor crecimiento en Argentina, su- perando el 3% anual. La capacidad eléctrica instalada es algo mayor a los 30 gigawatts (GW). Así, para sostener la demanda actual, cada año deberíamos construir centrales que generen 1 GW. En este trabajo exploramos la posibilidad de generar un ahorro de energía equiva- lente a través de un programa de canje de lámparas, similar al realizado en el pa- sado reciente por la Secretaría de Ener- gía de la Nación, pero esta vez usando lámparas LED. AUTORA Leila Mora Iannelli ORIENTADOR Salvador Gil Universidad Nacional de San Martín CÓMO GENERAR UNA CENTRAL ELÉCTRICA DE 1 GIGA NEGAWATT DE BAJO COSTO, USANDO LÁMPARAS LED La diferencia es que, aprovechando la drástica caída en el precio de este tipo de luminarias, se podría lograr un ahorro de 1 GW en las horas pico, a un costo de unos 70 millones de dólares, que se amortiza- rían en menos de un año con el ahorro de electricidad importada. Esta inversión es considerablemente infe- rior a casi cualquier alternativa de gene- ración convencional y reduciría de forma significativa las emisiones de CO2 . Su im- plementación es relativamente simple y con resultados que pueden lograrse en pocos meses.