ANÁLISIS ECONÓMICO DE INSTALACIONES DE REACTORES CPC PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS

Abstract

El presente trabajo trata el diseño de instalaciones de colectores parabólicos compuestos (CPC) que tienen por objetivo tratar el agua en cinco ciudades diferentes de la India. Ha sido desarrollado en el departamento de ingeniería química y ambiental en la Universidad Rey Juan Carlos. Los colectores cilíndrico-parabólicos compuestos son reactores solares que presentan principalmente dos ventajas: son capaces de aprovechar tanto la radiación directa como difusa, por lo que presentan un buen rendimiento y, por otro lado, su coste de inversión y mantenimiento es bajo. Es por ello, por lo que en este trabajo se diseña un colector CPC para cada ciudad atendiendo a sus necesidades de caudal y objetivo de desinfección y se compara su coste con el de otras técnicas disponibles. Se tratan dos objetivos de desinfección, en primer lugar, para potabilizar el agua para el consumo humano y, en segundo lugar, el tratamiento de aguas residuales para aplicaciones industriales, agua de regadío, etc. Los colectores CPC se diseñan con el fin de aprovechar la radiación solar para el tratamiento del agua, aplicando el método SODIS, idóneo por su economicidad y simpleza. Los colectores pueden concentrar en mayor o menor medida la luz solar según su ángulo de aceptancia, es por lo que para cada ciudad se estudian seis diferentes posibilidades de ángulos de aceptancia. En relación con la concentración de radiación solar, se estudian diferentes valores de densidad óptica (dependiente de la turbidez del agua), teniendo en cuenta que a mayores valores de densidad óptica el rendimiento del tratamiento es menor y el agua va a permanecer un mayor tiempo en el colector hasta alcanzar el objetivo de desinfección. Tanto para cada ángulo de aceptancia de colector y valor de densidad óptica se calculan los volúmenes de colector y tanque de almacenamiento que son necesarios para cumplir con los requisitos de caudal y objetivo de desinfección de cada ciudad. Finalmente, para cada ciudad se ha realizado una comparativa económica de diferentes alternativas de tratamientos de agua según su objetivo de desinfección y caudal, para evaluar si la propuesta de diseño e integración de los colectores es la más económica frente a otros procesos. Se ha podido concluir que para las ciudades con objetivo de potabilización de agua los colectores CPC diseñados son la alternativa más económica en comparación con el uso de otras técnicas como por ejemplo la cloración, especialmente para el abastecimiento de comunidades y, además, podría ser muy útil para aquellas ciudades donde el acceso a agua limpia es muy difícil y sus recursos económicos son bajos. En cambio, para el tratamiento de aguas residuales, el diseño de CPCs es más rentable para caudales menores, pero existen otras alternativas más económicas que podrían evaluarse como la ósmosis inversa.