Dossier auxiliar al proyecto Saltiness para la Ud. Aparicio durante el otoño 2015.

1. DOSSIER AUXILIAR
saltiness - marta garcía curieses - 12.156

2. índice
Página 3
INVESTIGACIÓN sobre el concepto de salinidad Apartado que resume la
investigación llevada a cabo durante el principio del curso.
Página 13
MATERIALES de construcción Apartado que resume la investigación sobre la
materialidad de los elementos constructivos a utilizar en el proyecto.
Página 19
DESALADORA idam del campo de dalías Apartado que resume las instala-
ciones de la desaladora de Balerma, utilizada como fuente de salmuera en este
proyecto.
Página 25
APLICACIÓN de los principios teóricos Apartado que resume la aplicación
directa de los principios teóricos obtenidos en la investigación al proyecto para
su completo desarrollo.

4. INVESTIGACIÓN
sobre el concepto de salinidad

6. investigación
5
SALINIDAD
El agua del mar es una solución de sales, por lo que sus propiedades físicas son
muy diferentes de las del agua dulce y varían de acuerdo con la cantidad de sales
que contenga.
PROPIEDADES MECÁNICAS
Las características mecánicas del océano están determinadas por la salinidad, y
son la densidad y la presión.
La salinidad está dada, principalmente, por los cloruros, sulfatos y carbonatos
que se encuentran disueltos en el agua del mar, y su distribución no es uniforme
ni constante, varía de un lugar a otro, tanto en dirección horizontal, como en ver-
tical, e incluso sufre oscilaciones en un mismo punto del océano, con el transcur-
so del tiempo. El factor fundamental que determina las variaciones de salinidad
en un área marítima concreta es la pérdida o ganancia de agua.
La densidad del agua del mar consiste en su peso derivado de la cantidad de
masa de sales por unidad de volumen de agua, por lo que es directamente pro-
porcional a su salinidad, ya que a mayor cantidad de sales, existe una masa supe-
rior por unidad de volumen de agua; en cambio, es inversamente proporcional a
la temperatura siendo, a mayor temperatura, la densidad menor.

7. dossier
6
La densidad del agua de mar de 35‰ de salinidad es de 1026,7 kg/m3
. La dife-
rencia de densidad producida por un cambio de salinidad de 1‰ es de 10 kg/
m3
.
La presión es producida por el peso de la columna de agua que gravita sobre una
superficie situada a una determinada profundidad, más la presión atmosférica
que actúa sobre la superficie del mar. Esta presión es independiente de la canti-
dad de agua que haya alrededor pero sí depende de la salinidad en cuanto esta
hace variar la densidad del agua.
De manera muy similar, todo objeto total o parcialmente sumergido en un fluido
en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del
fluido que desaloja, principio que se formula de la siguiente manera:
E = d · g · V

8. investigación
7
PROPIEDADES TÉRMICAS
Las radiaciones solares que llegan a la superficie del mar penetran en su masa,
alcanzando generalmente una profundidad promedio de cien metros, pero que
puede extenderse hasta los mil metros. Sin embargo, los rayos ultravioletas tan
sólo penetran hasta un metro de profundidad. La penetración de estas radiacio-
nes depende principalmente de la turbiedad, es decir, de la cantidad de materia
sólida que se encuentra en suspensión.
Conforme la profundidad aumenta van penetrando menos radiaciones, por lo
que la temperatura disminuye. Por lo anterior, en la superficie del mar existe
una capa de agua relativamente caliente, con una temperatura uniforme; esa
capa puede extenderse de los 20 a los 200 metros de profundidad, dependiendo
de las condiciones locales. Abajo de ella existe una zona limítrofe en donde se
presenta un rápido descenso de la temperatura, llamada termoclina, que divide
a estas aguas superficiales, menos densas y menos salinas, de las aguas de las
profundidades, más frías, densas y salinas.
TRANSPARENCIA
En el agua del mar el índice de refracción se modifica de acuerdo con la salinidad
y la temperatura, siendo mayor cuando se incrementa la concentración de sales
y disminuye la temperatura.
MAR MEDITERRANEO
Tiene una superficie de 2.510.000 km2
y un volumen de 3.735.000 km3
. Salini-
dad del mediterránea varía entre 35‰ y 39‰, aumentando hacia el este debi-
do a la gran evaporación, el poco aporte de agua de la lluvia y que los principales
ríos que desembocan en él apenas aportan 283 km3
al año de agua.

9. dossier
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DESALINIZACIÓN
La desalinización es un proceso mediante el cual se elimina la sal del agua de
mar o salobre. Puede realizarse por medio de diversos procedimientos, entre
los que se pueden citar la ósmosis inversa, la destilación y la congelación entre
muchas otras. Con mayor frecuencia en nuestros días, la desalinización del agua
salobre se realiza mediante el proceso de ósmosis inversa aunque la destilación
sigue siendo el método más aceptado para el aprovechamiento de la sal.
La ósmosis natural es un fenómeno que consiste en que, si hay una membrana
semipermeable separando dos soluciones con el mismo disolvente, el disolven-
te pasará a través de ella (pero no las sales disueltas) desde el lado donde la
concentración de sales es más baja hacia la más alta, hasta que a ambos lados
de la membrana las soluciones tengan la misma concentración. Este proceso se
realiza sin aporte de energía exterior y se genera mediante la llamada presión
osmótica.
La ósmosis inversa consiste en hacer pasar por la membrana semipermeable el
disolvente desde el lado donde está la solución más concentrada hacia el lado
contrario, sin que pasen las sales. Aquí sí que se requiere energía, en forma de
presión (ligeramente superior a la presión osmótica) que hará pasar el disolven-
te de baja concentración hacia el lado de la alta concentración. La presión nece-
saria para conseguir la ósmosis inversa depende de la cantidad de sales disuel-
tas y del grado de desalinización que se quiera obtener.

10. investigación
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El mar es una fuente virtualmente ilimitada de agua salada. Una planta de ós-
mosis inversa necesita procesar un volumen de agua de mar de hasta tres veces
mayor que la cantidad total de agua desalinizada que se obtendrá al final, es
decir, que por cada 3 litros de agua salobre procesada, se obtiene 1 litro de agua
potable. La salmuera rechazada es un 55 % del agua bruta (aunque depende de
la tecnología de desalinización empleada). Uno de los principales problemas de
la salmuera es el gran impacto que tiene su vertido en el mar sobre la fauna y la
flora marina.

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Vídeo 1
MARTA G. CURIESES https://youtu.be/xM_cO4aVMho Investigación sobre el
concepto ‘salinidad’ en las aplicaciones prácticas de su variante ‘des-salinidad’.
Vídeo 2
GONZALO PIZZORNO https://youtu.be/5lDacquGCcE Investigación sobre
el concepto ‘salinidad’ y sobre las diferentes propiedades del agua salada y de
la sal en el agua.
Vídeo 3
JAVIER GÓNZALEZ DEBÉN https://youtu.be/3cxOgKr_a8E Investigación so-
bre el concepto ‘salinidad’ como material constructivo.

14. MATERIALES
de construcción

16. materiales
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METACRILATO
El polimetacrilato (PMMA) es un acrílico que se obtiene de la polimerización del
metacrilato de metilo. El metacrilato de extrusión posee una excelente transpa-
rencia, buenas propiedades mecánicas y una gran resistencia frente a los facto-
res meteorológicos y a los rayos ultravioletas permaneciendo su color constante
durante el paso de los años. Es un material que destaca por su gran calidad óp-
tica y resistencia al impacto, además se puede manipular fácilmente mediante
corte, serigrafía, modelado.
CARACTERÍSTICAS
• Fácil de manipular.
• Resistente a los impactos, la intemperie y envejecimiento.
• Elevado nivel de transparencia.
• Buena transmisión lumínica.
• Elevada calidad superficial.
• Válido para aplicaciones interiores y exteriores.
• Resistencia al rayado.
PROPIEDADES
MÉTODO VALOR UNIDAD
Densidad DIN53479 1190 kg/m3
Resistencia a la tracción
(- 40 ºC)
DIN53455 100 kN/mm2
Resistencia a la tracción
(+ 23 ºC)
DIN53455 72 kN/mm2
Resistencia a la tracción
(+ 70 ºC)
DIN53455 35 kN/mm2
Resistencia a la flexión
DIN53452
Probeta standard
(80x10x4mm)
105 kN/mm2
Tensión por compresión DIN53454 103 kN/mm2
Trasmisión del material
en 3mm, campo visible
(380 ... 780mm )
Iluminación standard D65
DIN 5036
92 %
Coeficiente de dilatación
lineal (0 ... 50 ºC)
DIN53752-A 0.07 ºC-1
Conductividad térmica DIN52612 0.19 W/mK

17. dossier
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Coeficiente de transmi-
sión térmica (1mm. esp.)
DIN 4701 5.8 W/m2
K
Coeficiente de transmi-
sión térmica (3mm. esp.)
DIN 4701 5.6 W/m2
K
Coeficiente de transmi-
sión térmica (5mm. esp.)
DIN 4701 5.3 W/m2
K
Coeficiente de transmi-
sión térmica (10mm.
esp.)
DIN 4701 4.4 W/m2
K
Calor específico 1.47 J/g K
Temperatura aproximada
de moldeo
150 ... 160 ºC
Datos obtenidos de la página web de CEPLASA a fecha 1 de Noviembre de 2015
OTROS MATERIALES
La necesidad de generar una ventilación cruzada para acondicionar el espacio
interior de la cabaña nos lleva a, obligotarioamente, perforar el metacrilato para
generar lugares de permeabilidad al aire. Para evitar la entrada de agua al espa-
cio habitable estas perforaciones se cubren con un ‘material no tejido permeable
a los gases e impermeable a los líquidos’ cuya patente se adjunta.

18. materiales
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20. DESALADORA
IDAM del Campo de Dalías

22. campo de dalías
21
DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA
Situada en el término municipal de El Ejido, la IDAM del Campo de Dalías cuenta
con una capacidad inicial de producción de 97.200 m3
/día de agua desalada,
aunque su diseño se ha realizado para la posibilidad de una futura ampliación
hasta los 130.000 m3
/día.
CAPTACIÓN DE AGUA BRUTA
La captación de agua de mar se realiza por toma abierta y su diseño se ha reali-
zado teniendo en cuenta la minimización del riesgo de variaciones en la calidad
del agua captada. Consta de una estructura de toma situada a 1.800 metros de la
costa y a una profundidad aproximada de 15 metros, y un emisario submarino
conectado con la cántara de bombeo de agua de mar situada en la propia planta.
DESCARGA DE SALMUERA
La salmuera de rechazo de las membranas es devuelta al mar mediante un emi-
sario submanrino de 2.200 metros de longitud. El punto de descarga, situado
a la cota -20 metros, ha sido cuidadosamente estudiado con objeto de evitar
cualquier afección a la flora y fauna marina. Para ello, el tramo final del emisario
de descarga se equipa con una serie de difusores para una mejor dilución de la
salmuera.
INTEGRACIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES
La IDAM del Campo de Dalías ha sido diseñada teniendo en cuenta su integra-
ción paisajistica y la sotenibilidad con el medio ambiente. para este últimpo pro-
posito, se ha dispuesto de una superficie de 1,500 m2
de paneles fotovoltaicos
que permiten el aprovechamiento de la energía solar para el autoabastecimiento
y los servicios auxiliares de la planta desaladora.

23. dossier
22

24. campo de dalías
23

26. APLICACIÓN
de los principios teóricos

28. aplicación
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CÁLCULOS TEÓRICOS
Para comprobar la viabilidad del proyecto, en este dossier se llevará a cabo una
serie de cálculos numéricos con los que comprobaremos que, efectivamente, en
un universo teórico, el proyecto funcionaría tal y como está proyectado. Para
ello, comenzaremos calculando algunos datos básicos como la masa o el volu-
men de nuestro proyecto y posteriormente deduciremos la salinidad necesaria
en el agua para ejecutar las posiciones clave del proyecto.
ESTADO 1: COMPLETAMENTE BAJO EL AGUA
En un primer estado, la cabaña debería estar hundida en el fondo del tanque,
para lo cual según la ley de los empujes el empuje que ejerce el agua sobre el
cilindro debe ser menor que el peso de esta.
E < P
ρf
x g x V < m x g
Para una salinidad del agua del 35‰ (ρ = 1.026,7 kg/m3
) y un volumen de la
cabaña de π x 2,52
x 7 = 137,44 m3
, la expresión se soluciona de la siguiente
manera:
1.026,7 x 137,44 < m
141.109 kg < m
La cabaña se compone de dos cilindros de metacrilato de 5 centímetros de es-
pesor cada uno y otros dos, formando el suelo y el techo, de 10 centímetros de
espesor.
Cilindro exterior
R = 2,5 m r = 2,45 m h = 7 m
V= π x (R2
-r2
) x h = π x (2,52
-2,452
) x 7= 5,44 m3
Cilindro interior
R = 2,4 m r = 2,35 m h = 7 m
V= π x (R2
-r2
) x h= π x (2,42
-2,352
) x 7= 5,22 m3
Cilindro superior
R = 2,5 m h = 0,1 m
V= π x R2
x h= π x 2,52
x 0,1= 1,96 m3
Cilindro inferior
R = 2,5 m h = 0,1 m

29. dossier
28
V= π x R2
x h= π x 2,52
x 0,1 = 1,96 m3
Volumen total 14,58 m3
Y como la densidad del metacrilato es ρ = 1.190 kg/m3, el peso total de la cabaña
sería:
Peso total P= 14,58 m3
x 1190 kg⁄m3
=17.350 kg
Como el peso es inferior al empuje, utilizando exclusivamente metacrilato no se
conseguiría el peso suficiente para conseguir la no - flotabilidad, por lo que se
añade en la parte inferior una capa fina de iridio, un metal que no se corroe ni
bajo los efectos del agua regia. La densidad de este material es de ρ = 22.650 kg/
m3 y la diferencia entre el empuje y el peso de la cabaña es de 123.759 kg, por lo
que habría que añadir una capa del siguiente espesor:
Viridio
= 123.759 kg / 22.650 kg / m3
= 5,46 m3
h = V / (π x r2
) = 5,46 / π x 2,52
= 0,28 m
ESTADO 2: SOBRESALE PARCIALMENTE
En un segundo estado, la cabaña debería sobresalir hasta la rasante con el suelo
superior, es decir, debería sobresalir 3,75 m, es decir, bajo el agua queda un volu-
men de π x 2,52
x 3,25 = 63,81 m3
. Para ello, el empuje debe ser superior al peso
de la cabaña y eso se puede conseguir cambiando la salinidad del agua.
P < E
m x g < ρf
x g x V
141.109 kg < ρf
x 63,81 m3
141.109 kg / 63,81 m3
< ρf
2.211,4 kg/m3
< ρf
La diferencia de densidades entre el agua a 35‰ (ρ = 1.026,7 kg/m3
) y (ρf
=
2.211,4 kg/m3
) es de 1184,7 kg/m3
. Como sabemos que por cada 10 kg/m3
la
salinidad aumenta 1‰, necesitamos aumentar un 118‰ la salinidad del agua,
hasta un total de 153‰.
ESTADO 3: SOBRESALE COMPLETAMENTE
En un ultimo estado, la cabaña debería sobresalir hasta la rasante con el suelo
inferior, es decir, debería sobresalir 6,40 m, es decir, bajo el agua queda un volu-
men de π x 2,52
x 0,60 = 11,78 m3
. Para ello, el empuje debe ser superior al peso
de la cabaña y eso se puede conseguir cambiando la salinidad del agua.
P < E

30. aplicación
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m x g < ρf
x g x V
141.109 kg < ρf
x 11,78 m3
141.109 kg / 11,78 m3
< ρf
11.978,7 kg/m3
< ρf
La diferencia de densidades entre el agua a 35‰ (ρ = 1.026,7 kg/m3
) y (ρf
=
11.978,7 kg/m3
) es de 10952,0 kg/m3
. Como sabemos que por cada 10 kg/m3
la
salinidad aumenta 1‰, necesitamos aumentar un 1095‰ la salinidad del agua,
hasta un total de 1130‰.
CONCLUSIONES
Con estos resultados, aunque interesantes, demuestran que el proyecto es com-
pletamente inviable y, como es de sentido común, hay infinitas maneras más
sencillas y baratas de conseguir un cambio en la rasante visual de cualquier pro-
yecto sin la necesidad de utilizar el complejo método de variación de la densidad
del agua a través de la salinidad.

32. saltiness - marta garcía curieses - 12.156