CAUDALES VERTIDOS POR UNA PLANTA QUE PRODUZCA

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1 SEMANA TEMÁTICA 10: NUEVAS FUENTES DE AGUA: REUTILIZACIÓN Y DESALACIÓN 8 al 10 de Septiembre de 2008 Vertidos de salmueras: Impactos y soluciones Antonio Ruiz Mateo Centro de Estudios de Puertos y Costas

2 CONTENIDO DE LA PRESENTACIÓN Características del efluente Posibles impactos ambientales Solución: Reconocimiento bionómico Umbrales de tolerancia Diseño adecuado del dispositivo de vertido Programa de vigilancia y protocolo de corrección

3 CARACTERÍSTICAS DEL EFLUENTE Caudales importantes: CAUDALES VERTIDOS POR UNA PLANTA QUE PRODUZCA m 3 /día Tipo de planta Índice de conversión R (%) Caudal vertido (m 3 /s) Ósmosis inversa con agua de mar Ósmosis inversa con agua salobre Evaporación (MSF o MED)

4 CARACTERÍSTICAS DEL EFLUENTE Contaminantes que puede contener de forma permanente o periódica: a) Sustancias aportadas por el agua de alimentación b) Sustancias procedentes de la limpieza de filtros y membranas (SS, coagulantes y floculantes) c) Aditivos y derivados d) Calor e) Productos de la corrosión Los epígrafes d), e) y parte del c) solo son de aplicación a las plantas de destilación, que desde hace más de una década no se construyen en España

5 CARACTERÍSTICAS DEL EFLUENTE Sustancias aportadas por el agua de alimentación Suelen ser las menos preocupantes, pero hay excepciones (tomas de pozos profundos: falta de O 2, exceso de nutrientes, de SH 2 y/o de radiactividad) Factor de reconcentración: 100 c b cr = = K c b 100 R FACTORES DE RECONCENTRACIÓN K Tipo de planta Índice de conversión R (%) K Ósmosis inversa con agua de mar Ósmosis inversa con agua salobre Evaporación (MSF o MED)

6 CARACTERÍSTICAS DEL EFLUENTE Aditivos y derivados para eliminar la turbidez corregir el ph prevenir las incrustaciones prevenir el crecimiento biológico prevenir la corrosión* prevenir la formación de espumas* * Solo para plantas de evaporación

7 POSIBLES IMPACTOS AMBIENTALES Afección a fanerógamas marinas Afección a otros fondos vegetados Afección al zoobentos sésil por: Exceso de salinidad Hidrodinamismo Anoxia Exceso de nutrient ntes

8 POSIBLES IMPACTOS AMBIENTALES Afección a fanerógamas marinas Estructura de las praderas densidad de haces cobertura del substrato estructura fractal de la pradera densidad de equinodermos marcas de herviborismo biomasa de epífitos Fenología

9 POSIBLES IMPACTOS AMBIENTALES Afección a fanerógamas marinas Estado fisiológico Crecimiento foliar Marcas de necrosis Nitrógeno y fósforo total Reservas de carbono Aminoácidos libres Proteína total soluble Actividades enzimáticas Fosfatasa alcalina Glutamín sintetasa

10 SOLUCIÓN Reconocimiento bionómico Umbrales de tolerancia Diseño o adecuado del dispositivo de vertido Programa de vigilancia y protocolo de corrección

11 RECONOCIMIENTO BIONÓMICO

12 RECONOCIMIENTO BIONÓMICO

13 RECONOCIMIENTO BIONÓMICO

14 RECONOCIMIENTO BIONÓMICO

15 UMBRALES DE TOLERANCIA Praderas de Posidonia oceanica (habitat protegido por la Directiva 92/43 de la Unión n Europea) Experimentación n en acuarios (Departmento( de Ciencias Ambientales de la Universidad de Alicante ) Experimentación in situ (Instituto Español de Oceanografía) Estudio en zonas de vertido de plantas en funcionamiento (Centro de Estudios Avanzados de Blanes del CSIC y Departamento de Ecología de la Universidad de Barcelona) Vertido Actualmente se están n investigando otros hábitatsh

16 UMBRALES DE TOLERANCIA Algunos resultados:

17 UMBRALES DE TOLERANCIA Dilución necesaria D = s s e u s s b b = R 100 R s u s b s b s b = 37,5 Salinidad del Salinidad umbral de tolerancia (psu) efluente (psu) 38 38,25 38, ,5 40 Índice de 45 68,2 61,4 40,9 30,7 20,5 15,3 12,3 conversión 48 72,1 69,2 46,2 34,6 23,1 17,3 13,8 R (%) 51 76,5 78,1 52,0 39,0 26,0 19,5 15,6 s b = 36,5 Salinidad del Salinidad umbral de tolerancia (psu) efluente (psu) 38 38,25 38, ,5 40 Índice de 45 66,4 19,9 17,1 14,9 11,9 10,0 8,5 conversión 48 70,2 22,5 19,3 16,8 13,5 11,2 9,6 R (%) 51 74,5 25,3 21,7 19,0 15,2 12,7 10,9

18 DISEÑO ADECUADO DEL DISPOSITIVO DE VERTIDO Sistemas de vertido Comportamiento del efluente Bases para los cálculos de dilución Medidas de campo Modelos físicos Modelos matemáticos Efectividad de los dispositivos de vertido

19 SISTEMAS DE VERTIDO Chorro libre en un acantilado Aliviadero en un acantilado Descarga enterrada en una playa de bolos Chorro libre sobre la escollera de un dique A un torrente, cerca de la desembocadura Chorro libre en el lecho marino Tramo difusor con varias salidas

20 COMPORTAMIENTO DEL EFLUENTE

21 COMPORTAMIENTO DEL EFLUENTE 100 m 300 m 1000 m Perfiles verticales de salinidad a 100, 300 y 1000 metros desde el centro del dispositivo de vertido

22 BASES PARA LOS CÁLCULOSC DE DILUCIÓN MEDIDAS DE CAMPO: ALGUNAS TÉCNICAST Perfiles de salinidad de alta resolución Sondas multiparamétricas tricas autónomas Correntímetros

23 BASES PARA LOS CÁLCULOS DE DILUCIÓN MEDIDAS DE CAMPO: Perfil detallado del punto 192 ALGUNOS RESULTADOS Perfil detallado del punto Profundidad (m) Profundidad (m) Salinidad (psu) Gráfico Salinidad (psu) Gráfico 3

24 BASES PARA LOS CÁLCULOS DE DILUCIÓN MEDIDAS DE CAMPO: ALGUNOS RESULTADOS G (160 m) E (820 m) F (200 m) G' C ( 350 m) H (60 m) B (260m) A (550m) 31 I (70 m) I' H' F' B' D (340 m) C' E' A' 130 D'

25 BASES PARA LOS CÁLCULOS DE DILUCIÓN MEDIDAS DE CAMPO: ALGUNOS RESULTADOS -1 Profundidad (m) Distancia en metros desde el inicio del transecto TRANSECTO A-A' Salinidad (ups) 37 to to to to to 56

26 BASES PARA LOS CÁLCULOS DE DILUCIÓN MEDIDAS DE CAMPO: ALGUNOS RESULTADOS Distancia al fondo: 50cm Distancia al fondo: 35cm Salinidad (psu) 37 to to to to to 60 Distancia al fondo: 10cm Distancia al fondo: 0 cm

27 BASES PARA LOS CÁLCULOSC DE DILUCIÓN MODELOS FÍSICOSF ESCALA PEQUEÑA: Acuario 1.0 x 0.5 x 0.4 m 3

28 BASES PARA LOS CÁLCULOSC DE DILUCIÓN MODELOS FÍSICOSF ESCALA MEDIANA: Tanque 14 x 7 x 1 m 3

29 BASES PARA LOS CÁLCULOSC DE DILUCIÓN MODELOS FÍSICOSF ESCALA MEDIANA: Tanque 14 x 7 x 1 m 3 Canal de oleaje 70 x 1 x 2 m 3

30 BASES PARA LOS CÁLCULOSC DE DILUCIÓN MODELOS FÍSICOS: F ALGUNOS RESULTADOS Tramo difusor sumergido,, campo cercano

31 BASES PARA LOS CÁLCULOS DE DILUCIÓN MODELOS FÍSICOS: ALGUNOS RESULTADOS Campo lejano Modelo Prototipo 10 Escala 1:20 Caudal vertido: 416 *10-6 m 3 /s 0,744 m 3 /s Salinidad del vertido: 33,3 psu 70,8 psu Salinidad de fondo: 0,075 psu 37,5 psu Características oleaje: Altura de ola 2,5 cm 50 cm 8 Frecuencia 1,33 s Duración del ensayo: h Datos por estaciones Nº Calado Pendte. (Distan.) % cm 1, cm 0, cm 0, cm 1, cm 1, cm 0, cm 2, cm 2,4 Altura sobre el fondo (cm) Ensayo nº Dilución 40

32 CÁLCULOS DE DILUCIÓN Tramo difusor sumergido L = 10 m L = 5 m z t z 0 = 28,0 d 0-3/2 Q 0 Δs 0 1/2 H t = 35,0 d 0-3/2 Q 0 Δs 0 1/2 D = 18,5 d 0-5/2 Q 0 Δs 0 1/2 z t z 0 = 21,0 d 0-3/2 Q 0 Δs 0 1/2 ( H t = 28,0 d 0-3/2 Q 0 Δs 0 1/2 ) D = 12,6 d 0-5/2 Q 0 Δs 0 1/2 L = 10 m L = 5 m d 0 = 0,529 H t D 1 Q 0 = 0,0110 Δs 0 ½ H t 5/2 D 3/2 E = 1, C -2 Δs 0 H t D d 0 = 0,450 H t D 1 Q 0 = 0,0108 Δs 0 ½ H t 5/2 D 3/2 E = 2, C -2 Δs 0 H t D

33 EFECTIVIDAD DE LOS DISPOSITIVOS DE VERTIDO VALORES APROXIMADOS DE LAS DILUCIONES EN EL CAMPO CERCANO (1) (2) Descarga enterrada en una playa de bolos: 2,5 A un torrente, cerca de la desembocadura: 4 Chorro libre sobre la escollera de un dique: 6 Chorro libre horizontal en el lecho marino: 12 Chorro libre en un acantilado: Difusor sumergido con 2 bocas/elevador: Difusor sumergido con 1 boca/elevador: (1) Sin oleaje (2) En función de los detalles del diseño pueden variar entre la mitad y el doble

34 PROGRAMA DE VIGILANCIA Y PROTOCOLO DE CORRECCIÓN Criterios de calidad, basados en los umbrales de tolerancia Medición continua de la salinidad en puntos de control Control de las comunidades a proteger (p.e.: praderas) Control de la dispersión del efluente Límites y salinidad del campo cercano Perfiles verticales a 100, 300 y 1000 m Control de las variables de flujo Control de la integridad de la estructura (sobre todo para emisarios) Remisión periódica de informes Protocolo de corrección del exceso de salinidad

35 Gracias por su atención!

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