Aplicación innovadora de energía solar térmica en procesos de residuos industriales

Trabajo Fin de Máster Máster en Ingeniería Química Aplicación innovadora de energía solar térmica en procesos de residuos industriales. Autor: Rafael Suárez Benavente Tutores: Sergio Jesús Navas Herrera Dpto. Ingeniería Energética Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2024 2 3 Proyecto Fin de Máster Ingeniería Química Aplicación innovadora de energía solar térmica en procesos de residuos industriales. Autor: Rafael Suárez Benavente Tutor: Sergio Jesús Navas Herrera Profesor Sustituto Interino Dpto. de Ingeniería Energética Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2024 4 5 AGRADECIMIENTOS En primer lugar agradecer a mi tutor Sergio Jesús Navas Herrera por su disposición, labor y todos los conocimientos que me ha aportado en este Trabajo Fin de Máster. Por supuesto, a la familia Termicol por darme la oportunidad de trabajar con ellos y facilitarme cada día este proyecto. Me gustaría agradecer también a mis padres por el apoyo y confianza que han depositado en mí y a todos mis seres queridos que me han apoyado a lo largo de este camino. 6 RESUMEN La regulación política de cambios continuada en el sector industrial buscando la sostenibilidad ambiental para cumplir los objetivos de reducción de emisiones de CO2 hasta llegar a la neutralidad en el año 2.050, ha desencadenado la aparición de diversas fuentes de energías renovables logrando una menor dependencia de los combustibles fósiles y una disminución de emisiones continuada en el tiempo. Este Trabajo fin de Máster se centra en el estudio del comportamiento de un proceso industrial y la viabilidad de incorporar un sistema solar en un proceso de evaporación natural, siendo este un factor limitante en el proceso. La implementación de un modelo a escala permite realizar una comparativa simultánea en el tiempo de un caso con evaporación natural y otro caso con la implementación de la tecnología solar térmica. De este modo, mediante un modelo matemático se fundamenta los resultados obtenidos durante un año natural. La evolución de los resultados obtenidos, confirman la viabilidad de adaptar el sistema desarrollado mejorando la velocidad de evaporación respecto la forma convencional de trabajo mediante evaporación natural, siendo un sistema eficiente para la mejora de su producción. 7 ABSTRACT The political regulation of continuous changes in the industrial sector seeking environmental sustainability to meet the objectives of reducing CO2 emissions to reach neutrality in the year 2050, has triggered the emergence of various renewable energy sources achieving less dependence on fossil fuels and a continued decrease in emissions over time. This Final Master's Project focuses on the study of the behavior of an industrial process and the feasibility of incorporating a solar system in a natural evaporation process, this being a limiting factor in the process. The implementation of a scale model allows a simultaneous comparison in time of a case with natural evaporation and another case with the implementation of solar thermal technology. In this way, a mathematical model is used to support the results obtained during a calendar year. The evolution of the obtained results confirms the feasibility of adapting the developed system by improving the evaporation speed with respect to the conventional way of working with natural evaporation, being an efficient system for the improvement of its production. 8 Í N D I C E 1. Estado del arte ............................................................................................................... 12 1.1 Problemática ambiental .................................................................................... 12 1.2 Reducción de emisiones de CO2 gracias al empleo de energías renovables en el sector industrial. ................................................................................. 17 1.3 Sistemas renovables productores de energía en el sector industrial .... 20 1.4 Sistemas renovables en procesos industriales. ............................................. 25 1.5 La solar térmica en la industria ......................................................................... 28 2. Hipótesis y objetivos ...................................................................................................... 33 3. Metodología ................................................................................................................... 34 4. Aplicación innovadora de la solar térmica en procesos de residuos industriales ................................................................................................................................ 37 5. Caso de estudio ............................................................................................................ 40 5.1 FASE I: Construcción y monitorización del modelo a escala .................. 40 5.2 FASE II: Análisis de datos y modelo matemático ........................................ 51 5.3 FASE III: Resultados. .............................................................................................. 57 6. Conclusiones .................................................................................................................. 64 7. Anexos .............................................................................................................................. 67 ANEXO A: Representación gráfica de los datos finales de medición. .............. 67 ANEXO B: Resultados finales de un año natural ....................................................... 80 8. Bibliografía ....................................................................................................................... 88 9 Í N D I C E D E F I G U R AS Figura 1: Evolución de las toneladas de CO2 en el mundo. (El cambio climático, en datos y gráficos, s. f.) ...................................................................................................... 13 Figura 2: Balance energético en España. ...................................................................... 14 Figura 3: Diagrama de emisiones en la UE por sectores. (Agencia Europea de Medio ambiente, AEMA) ..................................................................................................... 15 Figura 4: Evolución de las emisiones de CO2 según diferentes fuentes. (El cambio climático, en datos y gráficos, s. f.) .................................................................. 15 Figura 5: Progresión de la transición energética para el año 2050 ........................ 20 Figura 6: Solar térmica a media y alta temperatura. .................................................. 23 Figura 7: Evolución de generación de red eléctrica. ................................................. 25 Figura 8: Demanda energética. (Global Status Report, 2020). ................................ 26 Figura 9: Esquema básico solar térmica- (Lorenzo Gonzalez, 2017). ...................... 27 Figura 10: Esquema de principio solar térmica. (https://www.seas.es/blog/energias_renovables/como-montar-una-instalacion- solar-termica/) ........................................................................................................................ 30 Figura 11: Demanda de consumo energético en la industria. (Amblar, P. P.,2019) ...................................................................................................................................... 31 Figura 12: Metodología. Fases de desarrollo del modelo experimental ............... 34 Figura 13: Esquema general de una EDAR. (Jiménez, N., 2014) .............................. 38 Figura 14: Estanque con serpentín solar .......................................................................... 40 Figura 15: Montaje estructuras ........................................................................................... 41 Figura 16: Esquema de principio de la instalación. ..................................................... 43 Figura 17: Vaso de expansión ............................................................................................ 44 Figura 18: Curva de funcionamiento bomba Para ST 15-130/13-75 ....................... 44 Figura 19: caudalímetro ....................................................................................................... 45 Figura 20: Central de control CS4 Resol .......................................................................... 46 Figura 21: Canales de visualización de central de control ....................................... 46 Figura 22: Datalogger DL2 PLUS ......................................................................................... 47 Figura 23: Monitorización ..................................................................................................... 48 Figura 24: Instalación completa ........................................................................................ 48 Figura 25: Parámetros erróneos ......................................................................................... 49 Figura 26 :Análisis de resultados erróneos día tipo 23/11/2024 ................................ 50 Figura 27: Error en caso 2 ..................................................................................................... 51 Figura 28: Porcentaje de mejora mensual ..................................................................... 61 Figura 29: Comparativa energía absorbida por la balsa mediante radiación natural (Rn) (Naranja) frente al porcentaje de mejora de evaporación entre el caso sin solar térmica y con solar térmica (Azul). ........................................................ 61 Figura 30: Porcentaje de energía aportada por la radiación solar vs energía aportada por el captador .................................................................................................. 62 16 La primera medida se tomó con la elaboración de la “Convención Marco de Nacionales Unidas sobre Cambio Climático” en 1992. Tras su fracaso, se estableció la denominada Conferencias de las Partes (COP), representada por miembros de la convención, los cuales se reúnen anualmente desde el año 1995 hasta la actualidad para establecer unos objetivos y compromisos. En 2005 entra en vigor el protocolo Kioto (Chrysanthis et al., 1991). Este documento toma medidas vinculantes a la limitación de emisiones y pone de manifiesto que las emisiones debían ser reducidas en un 55 % menos que las emisiones de 1990. La COP21 estableció en 2015 uno de los acontecimientos de mayor importancia, conocido como el Acuerdo de París, ya que en ella se alcanzaron tres grandes objetivos: - Mantener el aumento de la temperatura media global por debajo de los 2°C, incluso limitarlo a 1,5°C. - Aumentar la capacidad de adaptación a los efectos adversos del cambio climático, promoviendo un desarrollo con bajas emisiones de gases de efecto invernadero. - Orientar los flujos financieros para lograr un desarrollo resiliente al clima y de bajas emisiones. Además, los Estados miembros consideran necesario establecer una política industrial europea que consiga que la UE tenga un sector industrial más fuerte por ser fuente de empleo de calidad y tecnológicamente avanzado. En la actualidad, la nueva estrategia industrial aborda un proceso de modernización y transformación para la incorporación de las tecnologías más eficientes y lograr los objetivos que han sido propuestos para el año 2050 con la herramienta de una importante transición energética que estableció el COP26 para cumplir con el compromiso de la llamada Carbon Neutrality. Las directrices que debe seguir la nueva estrategia industrial se muestran a continuación (Gobierno de España, 2021): - Conciliar el progreso de la industria con la sostenibilidad y los objetivos de descarbonización de la economía. - Aprovechar el potencial de la digitalización. - Desarrollar una política industrial que tenga en cuenta el papel y la contribución de la pequeña y mediana empresa. - Mejora de la productividad y competencia internacional e incrementar la aportación del sector industrial al PIB. En 2021 la Comisión Europea propuso un plan para reducir los gases de efecto invernadero en un 55 % para 2030 en comparación con los niveles de 1990 y lograr la neutralidad climática en 2050, es lo que se conoce como “Fit for 55”. Para ello, se adoptan unas medidas que afectan claramente al sector del transporte con la prohibición de venta de automóviles de combustión interna o aumentar los impuestos de la compra de combustible destinado a la aviación. También destaca el plan REPowerEU, actualizado en el año 2022, el cual busca 17 acelerar el cambio del modelo energético incrementando el objetivo de un 40 % a un 45 %. (Rivera, 2022). Además, la Asamblea General de Naciones unidas estableció en 2015 diversos objetivos de desarrollo sostenible (ODS), un plan de acción en favor de las personas, el planeta, la prosperidad y la paz universal. Cuenta con 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) y 169 metas concretas a desarrollar con horizonte 2030. Cabe destacar el objetivo número 7, la energía asequible y no contaminante. (Organización de las Naciones Unidas, 2017). Garantiza el cambio a una energía asequible, fiable y sostenible ya que la producción de energía corresponde alrededor del 60 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero debido al uso de combustibles fósiles. Por tanto, para acelerar la transición hacia un sistema más limpio, las empresas deben comprometerse satisfaciendo el 100 % de sus necesidades operacionales de electricidad a partir de fuentes de energía renovable. Otro de los objetivos a destacar y relacionado con el objetivo anterior, es el objetivo número 9, la industria, innovación e infraestructura cuyo fin es construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar innovación. (ONU, 2015) 1.2 Reducción de emisiones de CO2 gracias al empleo de energías renovables en el sector industrial. El sector energético es uno de los causantes de las emisiones de gases de efecto invernadero, pero a su vez es el responsable de la reducción de los mismos. En la actualidad, la transición energética se centra hacia un modelo descentralizado y sostenible. El desarrollo de las energías renovables es el principal método de la transición energética con el que se está consiguiendo una disminución del uso de combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural, entre otros) en sectores industriales y mitigar el impacto del cambio ambiental. El impacto del empleo de energías renovables tiene un gran efecto en la reducción de emisiones de CO2 en diferentes sectores como son el industrial, el transporte y el sector residencial y comercial. Su empleo supone que la generación de electricidad sea más limpia y sostenible satisfaciendo las mismas necesidades energéticas. Los 5 principales sectores que imparten el cambio de modelo son los siguientes: • Sector eléctrico. El carbón, el petróleo y el gas generan millones de toneladas de contaminantes emitidos en la producción de electricidad. Sin embargo, este sector encuentra su solución a partir de la sustitución total o parcial de los combustibles fósiles, por fuentes renovables o fuentes con emisiones bajas, como pueden ser las centrales térmica o bien mediante energía nuclear. Se sostiene que el sector eléctrico presenta la posibilidad de eliminar prácticamente por completo las emisiones de CO2 en 2050. • Transporte. Este caso es uno de los sectores con más emisiones y responsable de la producción de efecto invernadero. Uno de los principales efectos es la contaminación de los vehículos con el uso de los combustibles, 18 en concreto la aviación con un porcentaje del 2 % de las emisiones globales según La Asociación Internacional de Transporte Aéreo (IATA). El margen de reducción estimado en el sector del transporte es de más del 60 %. La solución a largo plazo es la sustitución de los coches de combustible frente a los coches híbridos como los eléctricos, esto ayudaría a reducir de forma muy drástica las emisiones de CO2. En cuanto a la aviación se busca un avance hacia el uso de biocombustibles. • Construcción. El potencial de reducción de emisiones en edificios residenciales y administrativos podría reducirse hasta un 90 % en 2050. Los principales factores serán: la aplicación de tecnologías pasivas en las nuevas construcciones, la renovación energética del obsoleto parque edificatorio y la sustitución de los combustibles fósiles por electricidad y energías renovables en los casos de climatización. • Industria. La principal propuesta de las industrias para la reducción de las emisiones de los gases nocivos viene dada por la mejora de las tecnologías que se verán reflejadas en la mejora de eficiencia energética y la sostenibilidad. Se prevé que las industrias con gran consumo energético pueden haber reducido sus emisiones hasta un 80 % en 2050. • Sector alimentario: Es un caso especial, ya que cada vez existe una mayor población en el planeta por lo que aumenta la demanda mundial de alimentos. Tanto es así que la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura considera que las emisiones podrían aumentar un 30 % más que en la actualidad en 2050. Una solución para este sector es la disminución de las emisiones que procedan de fertilizantes, estiércoles y ganado. Otras de las posibles soluciones que se meditan es la posibilidad de almacenar CO2 en suelos y bosques. Y, por último, se buscará concienciar a la población de cambiar a una dieta más sana, rica en verduras y menos cárnica. Además, la huella de carbono es una de las fórmulas con las que se cuenta en la actualidad para superar el incremento continuo de emisiones de CO2. Este parámetro es un indicador ambiental que informa de los valores directos e indirectos de las emisiones tanto de metano (CH4), óxido de nitrógeno (NO), hidrofluorocarburos (CHClF2), hexafluoruro de azufre (SF6) y sobretodo, dióxido de carbono (CO2) derivadas de las actividades antropogénicas. La ONG ambiental The Nature Conservancy (Ow et al., n.d.), estima que cada habitante del planeta genera una media de casi 4 t/año de CO2, mientras que en países como Estados Unidos esta cantidad se cuadruplica por persona y año. El objetivo principal para el año 2050 es reducir la huella de carbono por habitante hasta 2 t/año de CO2 (iberdrola, 2021). 19 El marco de estrategia y clima que presenta el gobierno para lograr los objetivos para 2030 (Bailo, P, 2021), supone una reducción considerable respecto estos últimos años. Se pretende lograr una reducción de 21 % de emisiones de CO2 para el año 2030 respecto el año 2017, en el que se registró 340,2 millones de toneladas de CO2-eq en España, correspondiendo el 26 % de estas al sector del transporte, seguido de un 20 % de la generación de electricidad, las actividades industriales un 19 % y un 12 % la agricultura. Además, según los datos del Ministerio de transición ecológica y el reto demográfico, el consumo de energía primaria en España durante 2021 alcanzó los 117.526 ktep (kilotonelada equivalente de petróleo) consiguiendo un incremento del 7,2 % respecto a 2020 en las energías renovables, siendo la energía eólica y la solar fotovoltaica las de mayor aportación en este sector con un crecimiento de un 10,0 % y un 39,9 % respectivamente. En 2030 se manifiesta su continua reducción en un 39,6 %. Respecto la evolución de la dependencia e intensidad energética primaria. La intensidad energética primaria se reduce un 37 % entre 2015 y 2030 y el crecimiento de las renovables provoca que la dependencia energética mejore 15 puntos porcentuales, pasando del 74 % en 2017 al 59 % en 2030. El panorama energético en España está experimentando una transformación significativa gracias al crecimiento de las energías renovables, como consecuencia del crecimiento de las energías limpias, provoca una reducción de las emisiones de gases contaminantes. De hecho, según un informe conjunto del Basque Centre for Climate Change (BC3) y el Observatorio de la Transición Energética y la Acción Climática (OTEA), en el año 2023 se ha observado una disminución del 7,5% en las emisiones en comparación con años anteriores. Este dato refleja los avances hacia una economía más limpia y sostenible. En el año 2007 se observan datos muy significativos donde las emisiones de CO2 alcanzaban un total de 443 millones de toneladas. Desde entonces, el país ha experimentado un cambio notable en su matriz energética, con un aumento significativo en la capacidad instalada de energías renovables, como la solar, eólica, hidroeléctrica y otras fuentes limpias de energía. Este cambio ha sido impulsado por una combinación de políticas gubernamentales, avances tecnológicos y una creciente urgencia de abordar el cambio climático. El informe proyecta que las emisiones de CO2 en el año 2023 se han reducido a aproximadamente 271 millones de toneladas, señalizando una mejora contra el calentamiento global. Sin embargo, se destaca la necesidad de continuar con estos esfuerzos y acelerar la transición hacia una economía baja en carbono. Para ello, se han establecido ciertos objetivos para el año 2030, con el objetivo de alcanzar 195 millones de toneladas de CO2. Para el objetivo previsto en el año 2050, hay mayores exigencias, en un escenario que tiende al aumento de la temperatura global, se espera un cambio gracias al uso de las energías renovables. La generación de 20 electricidad gracias al empleo de fuentes renovables supone el uso de las mismas en un 91 % para el año 20250, respecto tan solo un 28% en el año 2020. Para el objetivo de 2050, se prevé que los combustibles fósiles tan solo aporten un 5% de las necesidades totales de electricidad, mientras que el 4 % restante será cubierto por centrales nucleares. Figura 5: Progresión de la transición energética para el año 2050 En este escenario de transición, vemos una combinación de tecnologías de energía renovable que se vuelven cada vez más accesibles, junto con una mayor adopción de tecnologías eléctricas para usos finales, especialmente en sectores como el transporte y la calefacción. La electrificación de estas áreas implica que la capacidad global de generación de energía renovable deberá aumentar casi doce veces para finales de 2050 en comparación con los niveles de 2020. 1.3 Sistemas renovables productores de energía en el sector industrial Las energías renovables son recursos inagotables y autóctonas, por lo que contribuyen a disminuir la dependencia energética existente del exterior. Son fuentes de abastecimiento natural de forma limpia, por lo que no producen gases de efecto invernadero ni emisiones contaminantes, consiguiendo emisiones nulas a la atmósfera, lo que reduce significativamente la huella de carbono. En la actualidad, existen diferentes tipos de energías renovables como la solar, la eólica, hidráulica, biomasa y la geotermia. Bien es cierto, que la biomasa se considera un tipo de energía renovable ya que no altera la concentración de carbono en la atmósfera y, por tanto, no contribuye al efecto invernadero. Todas ellas tienen unas características comunes que se detalla a continuación: - Son limpias: la generación de energía renovable no produce emisiones de gases de efecto invernadero ni contaminantes atmosféricos perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente. Por lo tanto, las 21 energías renovables son una alternativa más limpia y sostenible a los combustibles fósiles. Su aprovechamiento provoca una afección muy baja al medioambiente y no se generan residuos. - Son fuentes de energía ilimitadas, por ello también se las conoce como fuentes de energía inagotables, ya que no se agotan con su consumo. A excepción de la biomasa, ya que daría lugar a la deforestación, la disminución de la diversidad de especies y otros problemas ambientales perjudiciales. - Son descentralizadas: muchas formas de energía renovable, como la solar y la eólica, pueden generarse en lugares remotos y distribuirse a través de redes eléctricas. Esto significa que las energías renovables pueden proporcionar una fuente de energía descentralizada y diversificada, reduciendo la dependencia de los combustibles fósiles y de grandes plantas de energía centralizadas. - Son adaptables: las fuentes de energía renovable pueden adaptarse a diferentes entornos y requisitos de energía. Por ejemplo, la energía solar se puede utilizar en áreas con altos niveles de irradiación solar, mientras que la energía eólica puede ser más adecuada en zonas con fuertes vientos. En resumen, las energías renovables son fuentes de energía limpias, ilimitadas, descentralizadas y adaptables. Estas características hacen que las energías renovables sean una alternativa atractiva y sostenible a los combustibles fósiles en la generación de energía. Existe diferencias entre las funciones de cada una de estas energías ya que algunas de ellas tienen un uso exclusivo de producción de energía, es decir, venta de energía eléctrica a la red, otras de ellas son útiles para industrias o naves con el objeto de conseguir disminuir emisiones de GEI y un ahorro energético y económico, y un tercer caso en el que el mismo fuente de energía renovable es posible su funcionamiento para ambos casos debido al uso de sistemas diferentes o simplemente uso de diferentes escalas, como pueden ser la solar térmica o la solar fotovoltaica. A continuación, y tras un análisis resumen de las diferentes energías renovables se pueden diferenciar entre las actividades que tienen lugar en una actividad industrial y el cómo se utilizan los servicios industriales exclusivamente para producción energética. (Tabla 1). 22 Tabla 1: Fuentes de energía Fuente de energía Proceso industrial Producción energética industrial Solar fotovoltaica X X Solar térmica X X Eólica X Hidráulica X Aerotermia X Geotermia X Para la producción energética industrial se tiene en cuenta el proceso de transformación, transición y distribución, y del mismo modo, se explica su grado de implicación. • Solar fotovoltaica: Es un tipo de energía renovable de la que se obtiene electricidad de forma limpia y ecológica a través de los rayos del sol. La energía solar es captada por unas láminas metálicas denominadas células fotovoltaicas. Estas células están recubiertas de un material denominado silicio cristalino, el cual produce un efecto fotoeléctrico. Es decir, absorben fotones de luz y emiten electrones que son capturados, produciendo una corriente eléctrica utilizable. (Olivares, 2013). La corriente eléctrica generada en los paneles solares se recoge y se transporta a través de cables hacia uno de los elementos principales de la instalación, el inversor. El inversor se encarga de convertir la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA), que es la forma de electricidad utilizada en la mayoría de los hogares y en la red eléctrica. Tras el inversor, la electricidad producida por la planta fotovoltaica se envía a un transformador, que aumenta su voltaje para que pueda ser transportada eficientemente a través de líneas de transmisión de alta tensión. Toda la energía eléctrica producida por la central fotovoltaica se vierte a la red eléctrica. • Solar térmica: los sistemas de media y alta temperatura son usados para producir vapor y generar energía eléctrica. Los sistemas de media y alta temperatura (Figura 6) Su empleabilidad es mediante el calentamiento de un fluido caloportador, aprovechando la energía para transferirla mediante intercambiadores de calor y producir vapor. Los sistemas de media temperatura están diseñados para trabajar a temperaturas de hasta 450 ºC, para ello se emplea sistemas cilindro-parabólicos, En este tipo de centrales, el campo solar está diseñado con filas de colectores cilindro parabólicos de forma que la radiación incide de forma paralela al eje del espejo parabólico. Este sistema solo opera con radiación directa, excluyendo radiación difusa. Por otro lado, los sistemas de altas temperaturas hacen referencia a centrales termoeléctricas que alcanzan más de 400ºC. En este caso, los principales elementos para concentrar la radiación solar son un campo de heliostatos, que siguen la posición del sol en todo momento (elevación y acimut) y orientan el rayo reflejado hacia el foco colocado en la parte superior de una torre, siendo este el segundo elemento principal, el cual actúa de receptor. (Tecnología termosolar, 2011). 23 Figura 6: Solar térmica a media y alta temperatura. • Eólica: Consiste en aprovechar el viento, una fuente natural que convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica. Esto es posible gracias a los aerogeneradores, una versión moderna de molinos de viento. Los aerogeneradores deben estar en zonas de viento continuo y con velocidad adecuada para que trabajen correctamente, es lo que se conoce como parques eólicos. El rango de trabajo de estos equipos se establece con una velocidad del viento entre 10-40 Km/h ya que, a velocidades menores, la energía no resulta rentable, y a velocidades mayores suponen un riesgo para la infraestructura. La fuerza del aire necesaria provoca el funcionamiento de las tres partes principales de un aerogenerador. - Rotor: Compuesto por tres palas y el buje que las une, su función es captar la fuerza del viento y convertirla en energía mecánica de rotación. - Multiplicadora: unida al motor mediante un eje, su función es elevar la velocidad de giro de 30 revoluciones por minuto (rpm) a 1500 rpm. - Generador: este elemento se encarga de convertir la energía mecánica de rotación en energía eléctrica. Una vez transformada en alta tensión, se conecta a la red eléctrica consiguiendo de esta manera una energía limpia. Cabe destacar, que este tipo de energía no se puede almacenar, por lo que debe ser consumida de manera inmediata cuando se produce. (https://www.iberdrola.es/blog/sostenibilidad/que-es-energia-eolica- ventajas). • Hidráulica: El agua es una fuente de energía muy interesante, con multitud de opciones para poder abastecer de una forma limpia y sostenible. La energía hidráulica, es la energía que tiene el agua cuando se mueve a través de un cauce (energía cinética) o cuando se encuentra embalsada a cierta altura (es decir, en forma de energía potencial). Esta energía es transformada en energía eléctrica a través del alternador. Es lo que se conoce como centrales hidroeléctricas. El proceso de transformación comienza con la energía potencial acumulada en el agua mediante presas o embalses y tras la conducción del agua se convierte en energía cinética hasta llegar a la sala de máquinas de la central tras su filtración, obteniendo la energía cinética de rotación de la turbina, la cual tiene acoplada un generador que produce energía eléctrica a alta tensión. Para su distribución es necesario 24 un transformador que se adecue a las necesidades de distribución. (Soria, E., 2010). España sigue siendo un país predominante en la energía renovable. En el año 2022, las energías eólica y fotovoltaica consiguen superar sus cifras de años anteriores con unos 61.000 GWh, lo que supone en torno a un 1% más que la cifra registrada en 2021. La eólica podría suponer casi el 22,1% de todo el mix, por detrás del ciclo combinando (24,8 %) y por delante de la nuclear (20,2 %). En cómputo general, las renovables representarían el 42,1% de la producción eléctrica del país. Los datos apuntan que la producción total de energía eléctrica en España en el año 2022 podría ser mayor a 276.000 GWh, un 6,5 % más que en 2021. Por lo que, las emisiones de gases de efecto invernadero se establecen en 44,7 millones de tCO2 eq y la producción libre de emisiones de CO2 equivalente se estima en el 63,1% del total. En 2022, el parque generador español, supera los 117 GW de potencia instalada, un 3,8 % superior a la registrada en 2021. Este año, España ha sumado 4,6 nuevos GW de renovables, en concreto 1,2 GW eólicos y 3,4 GW fotovoltaicos. La capacidad de generación renovable asciende ya a más del 58 % del total del parque. En 2022, ha seguido disminuyendo la presencia de tecnologías contaminantes, fundamentalmente la del carbón que este año ha reducido su potencia en 300 MW. Respecto la demanda de energía eléctrica, disminuye un 2,2% respecto a la de 2021. (Belay, 2022). Red Eléctrica, la empresa pública que gestiona la red de distribución en España, hace un balance anual y los datos obtenidos son muy favorables. Una producción limpia de 135.000 GWh que suma la energía producida por energía eólica, energías solares y centrales hidráulicas. Por tecnologías, la eólica se sitúa como la principal fuente de electricidad en España con 63.700 GWh producidos a lo largo del año. El año anterior la producción alcanza fue de 61.176 GWh. En cuanto a la solar fotovoltaica hubo una producción de 37.000 GWh. Supone un incremento del 34% con respecto a 2022, que se cerró con una producción de 27.864 GWh. A continuación, se detallan datos de los últimos cinco años provenientes de la red eléctrica (Figura 7) sectorizados en función de la fuente generadora utilizada para la venta de energía eléctrica mencionados. 25 Figura 7: Evolución de generación de red eléctrica. Tabla 2: Evolución uso de fuentes renovables 2019 2020 2021 2022 2023 Renovable 37,5 % 44,0 % 46,7 % 42,2 % 50,3 % No renovable 62,5 % 56,0 % 53,3 % 57,8 % 49,7 % La energía solar fotovoltaica ha incrementado en este último año un 33,77 % respecto al año anterior (cercana a los 28.000 GWh), llegando a superar los 37.000 GWh y se reduce en gran medida la generación de electricidad de los ciclos combinados. Finalmente, en la Tabla 2 se observa la evolución del porcentaje de las fuentes de energías renovables y no renovables que generan energía eléctrica ya que en el año 2.019 las renovables tan solo generaban un 37,5 % del total y actualmente superan a las fuentes no renovables con un 50,3 % respecto la energía total generada en el año 2.023. 1.4 Sistemas renovables en procesos industriales. Las industrias son los grandes consumidores de la energía, donde la generación de calor contribuye en más de un 50 % (Figura 8) de la demanda global, A pesar de que el país tiende a la electrificación, a día de hoy, como se observa en el gráfico, la energía térmica es la que requieren la inmensa mayoría de las industrias y tan solo un 17 % de energía eléctrica es demandada. Para satisfacer las necesidades de calor, aunque exista una transición energética hacia las 32 En la Tabla 4, se puede observar las diferentes aplicaciones industriales de la solar térmica en industria en el rango de baja temperatura. Tabla 4: Aplicaciones de la solar térmica en la industria. Polo, P. (2021). Sector industrial Unidad de operación Rango de temperatura (ºC) Agroalimentario Secado 30-90 Lavado 60-90 Pasteurización 60-80 Tratamiento térmico 40-60 Bebidas Lavado 60-80 esterilizante 60-90 Pasteurización 60-70 Industria del papel Cocinar y secar 60-80 agua para calderas 60-90 Tratamiento superficial del metal tratamiento, electrodeposición 30-80 Ladrillos y bloques Curación 60-140 Industria textil Blanqueamiento 40-80 Teñido 70-90 Lavado 40-80 Todos los sectores industriales Precalentamiento del agua de alimentación a caldera 30-100 Enfriamiento solar industrial 55-180 Calefacción de edificios en fábrica 30-80 Una aplicación novedosa de los sistemas de energía solar a baja temperatura se centra en la industria alimentaria donde desempeña un papel fundamente para mejorar uno de los factores limitantes en el proceso. Tras diferentes observaciones y análisis de este tipo de industrias, se considera un sistema prometedor para el uso industrial, siendo este es el objeto de estudio de este Trabajo Fin de Máster. 33 2. Hipótesis y objetivos La hipótesis que se plantea en este trabajo se enfoca en la posibilidad de aumentar el volumen de producción de un proceso industrial actuando sobre el cuello de botella del volumen de agua residual de la industria alimentaria. El objetivo general de este trabajo consiste en evaluar la viabilidad técnica de incorporar la energía solar térmica como fuente de energía renovable en plantas de residuos industriales alimentarias para conseguir una mejora en el proceso de evaporación. Con este trabajo se pretende contribuir al desarrollo de herramientas de simulación que permitan evaluar el comportamiento de un sistema solar térmico, inusual en procesos industriales. El proceso de simulación describe el funcionamiento de un experimento para verificar las hipótesis mediante datos experimentales y analizar si es apto para reflejarlo en un caso real. Para alcanzar el objetivo propuesto, se plantea desarrollar una serie de objetivos específicos: - OE1. Analizar cuáles son los parámetros de operación de mayor influencia para la evaluación de la viabilidad técnica de la energía solar térmica. - OE2. Analizar experimentalmente, mediante un modelo a escala y diferentes escenarios, el efecto de la incorporación de la energía solar térmica respecto el método convencional de evaporación. - OE3. Desarrollar y analizar, los distintos escenarios previamente definidos mediante modelos matemáticos. 34 3. Metodología Para el desarrollo y cumplimiento de los objetivos expuestos, se aplica la metodología de trabajo que se describe. Para ello se establecen dos secciones en las que se estudia el comportamiento de un proceso industrial y la viabilidad de incorporar un sistema solar básico en un proceso de evaporación natural, con el fin de comparar el rendimiento que aporta el campo solar en una industria de residuos industriales frente a la forma convencional de trabajo. 3.1. Caracterización del proceso industrial Para la adecuada caracterización del proceso industrial se plantea como primera actividad conocer detalladamente el proceso de tratamiento de aguas residuales en una industria alimentaria. Aplicado a la industria alimentaria se establecen las etapas del proceso de tratamiento de aguas residuales (Pretratamiento, Etapa primaria, Etapa secundaria, Etapa terciaria) siendo la etapa secundaria donde se focaliza este trabajo. 3.2. Análisis y evaluación de la integración del sistema de solar térmica Figura 12: Metodología. Fases de desarrollo del modelo experimental 35 La evaluación de incorporación de la energía solar térmica como fuente de energía renovable en plantas de residuos industriales alimentarias para conseguir una mejora en el proceso de evaporación se plantea mediante tres fases fundamentales que recogen en la Figura 12, donde a su vez se representa una línea temporal de todo el proceso desde su fase inicial hasta la obtención de resultados finales. FASE I. Construcción y monitorización de modelo a escala. Se inicia la primera tarea del experimento de esta fase, construcción. Se establece unos pasos a seguir según el diseño realizado. El propósito es realizar tres modelos que permiten valorar de manera simultánea y con mismas condiciones exteriores las siguientes configuraciones: - Estado actual - Incorporación de sistema solar térmica o Menor superficie de intercambio o Mayor superficie de intercambio El enfoque dado permite verificar tanto el comportamiento del estado actual como el de la integración de un sistema de solar térmica. Para ello, a esta primera tarea está ligada la siguiente, la monitorización de los diferentes sistemas. Forma parte de esta primera fase ya que se considera a su vez construcción desde el punto de vista eléctrico. Al finalizar la instalación eléctrica y la monitorización, el paso inmediato es realizar la puesta en marcha para verificar que todos los parámetros establecidos en la tarea de monitorización y todo el material instalado no desencadenen ningún fallo. Además, se establece el análisis de parámetros observados en la monitorización. En el caso de que existiese algún fallo, se vuelve a verificar tanto la construcción como la instalación eléctrica y monitorización en función del error percibido. FASE II. Análisis de datos y modelo matemático Esta fase se inicia con la validación de la fase anterior. Por tanto, toda la información aportada por el sistema construido a partir de ese instante se considera correcta. Para moldear el sistema en función de lo que se requiere para el modelo matemático, se establecen ciertos criterios. En esta fase se desarrolla y se emplea un modelo matemático de simulación con los resultados de los datos experimentales recogidos de los ensayos con el modelo a escala. El modelo matemático permite verificar el aumento de evaporación de cada configuración. El propósito es corroborar que el modelo matemático establecido es próximo a la realidad, para ello, se establece un trabajo de ajuste de diferentes parámetros mediante la herramienta de Microsoft Excel 2016 y el complemento Solver para obtener un valor teórico con el mínimo error, es decir este complemento utiliza el código de optimización no lineal mediante el algoritmo del gradiente reducido generalizado (GRG2). Tras obtener los resultados de las variables iteradas a resolver del modelo 36 matemático, se analizan los errores y se afirma que el modelo matemático desarrollado es apto para su uso en la próxima fase. FASE III. Resultados. En esta última fase ya se conoce cómo responde el modelo durante diferentes días del año, por lo que se muestra la mejora de resultados del caso base sin solar térmica, respecto al caso con solar térmica, y se ponen de manifiesto muchos de los valores que reafirma esta mejora. Además, también se analiza el efecto que tiene el modelo desarrollado sobre un año natural acompañado de los resultados correspondientes. Una vez finalizado el cálculo para la obtención de resultados diarios, se concluye analizando los resultados esperados. 37 4. Aplicación innovadora de la solar térmica en procesos de residuos industriales Este apartado del Trabajo Fin de Máster, se centra en la industria alimentaria tras analizar las diferentes vertientes de trabajo que tiene la energía solar térmica. El factor común de este tipo de industrias es la necesidad del tratamiento de aguas residuales, es decir la eliminación de los desechos industriales que se genera en diferentes procesos de fabricación. En la industria alimentaria, el proceso de tratamiento de aguas residuales (Figura 13) se divide en cuatro etapas. (Lizeth, R., 2019). - Pretratamiento. Etapa de retención de sólidos visibles en que el agua bruta, las cuales pueden causar atascos, y mal funcionamientos en los equipos, de los procesos posteriores. Los equipos más comunes para eliminar estos sedimentos son rejas y desarenador. - Tratamiento primario. Eliminación de sólidos mediante procesos de decantación y flotación, fundamentado en la diferencia de densidad. - Tratamiento secundario. Eliminación de la materia orgánica gracias a procesos biológicos cuyo objetivo principal es convertir la materia orgánica en materia orgánica biodegradable por medio de bacterias en material biológico, que son eliminados por sedimentación y en forma de gases. Los microorganismos que ayudan a la eliminación de la materia orgánica son: Bacterias, protozoos y metazoos. Las bacterias son las encargadas de transformar la materia orgánica. Los protozoos ayudan a mantener la población bacteriana para que continúen su función y además aumentan la densidad de la biomasa. Por su afinidad con el oxígeno, los microorganismos pueden ser aerobios si requieren de oxígeno para su crecimiento, anaerobios cuando no necesitan el oxígeno para su desarrollo, o facultativos cuando pueden crecer en ambas condiciones. Los tipos de procesos biológicos más comunes aplicados en esta etapa se pueden clasificar en lagunas de estabilización, proceso de fangos activos y digestor anaerobio. - Tratamiento terciario. Su finalidad es eliminar sólidos en suspensión y sustancias contaminantes que no hayan sido eliminadas en los tratamientos secundarios con el fin de reutilizar el agua para un uso posterior. Una vez finalizado el tratamiento terciario, aparece la línea de fangos, donde se tratan los subproductos originados en las etapas anteriores (Calleja, M, et al., 2019). Una de las primeras etapas es el espesamiento, donde reduce el volumen de los fangos eliminando el agua que contiene y aumentando la concentración de fangos. Otra etapa corresponde a la estabilización, la cual corresponde a la eliminación de olores, materia orgánica y organismos patógenos para reducir los riesgos sobre la salud. Y por última, la etapa de deshidratación o de secado de lodos con la que se consigue una reducción de su masa y volumen, lo que 38 conlleva un ahorro en almacenamiento, manipulación y transporte. Las formas más comunes de deshidratación de lodos son la centrifugación y los filtros prensa. Tras el proceso de deshidratación, los lodos se caracterizan por tener un alto contenido de humedad, alrededor de un 80 %. Este post tratamiento puede significar más del 50 % del coste operativo. Figura 13: Esquema general de una EDAR. (Jiménez, N., 2014) En los procesos de residuos industriales explicados, existe dos etapas donde puede involucrarse la energía solar térmica mediante captadores solares: la etapa de tratamiento secundario de una EDAR y la etapa de deshidratación o secado de la línea de tratamiento de fangos. La primera de ellas hace referencia al proceso de sistema de depuración de laguna de estabilización. Una balsa de agua residual procedente de la actividad industrial, en la cual ocurre un proceso de evaporación natural, es decir un cambio de estado de líquido a gas a cualquier temperatura. Son de las tecnologías más sencillas y rentables usadas para el tratamiento de aguas residuales. Las lagunas facultativas son dimensionadas con una profundidad reducida para permitir la evaporación vertical natural de las aguas residuales desde la superficie del estanque a la atmósfera gracias a la radiación solar. Además, este proceso mejora la reducción de la carga contaminante de las aguas residuales con unos costes de operación inferior y con unas necesidades de mantenimiento menores respecto a los de la depuración tradicional. La segunda corresponde con el proceso de secado, concretamente en la etapa de deshidratación. La energía solar térmica puede ser utilizada para proporcionar el calor necesario y la eliminación de agua existente en los lodos. El proceso de la incorporación de este sistema es calentar agua u otro fluido a través de los captadores solares alcanzando temperaturas altas para posteriormente transferir el calor a los lodos a través de intercambiadores de calor. El aporte de calor gracias a la energía solar facilita la deshidratación de los lodos, convirtiéndose el agua que inicialmente se encontraba en los lodos en 39 vapor, reduciéndose la humedad de los mismo. El objetivo es conseguir un menor volumen de fango para abaratar los costes que suponen. Este enfoque permite realizar el proceso de deshidratación de manera más sostenible al utilizar la energía solar como fuente de calor en lugar de depender de fuentes de energía convencionales. Es importante realizar un diseño adecuado del sistema para garantizar que la capacidad de los colectores solares sea suficiente para satisfacer la demanda de calor del proceso de deshidratación. En la industria oleícola todos los procesos son importantes, desde su comienzo en la cosecha, a su fin en el envasado. La cosecha de aceitunas comienza cuando hayan alcanzado su máximo desarrollo o madurez. Tras su cosecha debe ser transportado y recepcionado a la planta donde se realizan controles de calidad. A continuación, se inicia el proceso de selección y clasificación, dividiendo las aceitunas cosechadas en función del tamaño. Seguidamente, se inicia la etapa más importante del proceso. El tratamiento químico de las aceitunas comienza con la eliminación del glucósido amargo. La hidrólisis se realiza en un medio alcalino, para esto las aceitunas clasificadas, se colocan en tanques de tratamiento de capacidad variable y se incorpora una solución de soda cáustica, bien sea hidróxido de sodio o de potasio, es lo que se conoce como “cocido de aceituna”. La dilución de soda a emplear varía, dependiendo de la variedad de aceituna con que se trabaje, por lo general se usan soluciones entre 1.8 a 2.5 %. La preparación de la solución de soda debe realizarse al menos 12 horas previas al cocido. Esta etapa varía en función de la variedad, tamaño, estado de madurez, temperatura, etc., siendo el tiempo medio entre 5 y 7 horas. El objetivo principal es la eliminación total de la soda cáustica. A medida que se retira la solución de hidróxido de sodio, se alimenta de agua clorada al tanque donde se realiza el cocido. El primer lavado continuará hasta que el líquido que sale por el desagüe desplace totalmente a la solución de soda, más tarde, se cierra la salida y se deja en reposo entre 4 a 6 horas. Posteriormente, se realiza un segundo lavado más duradero, entre 6-10 horas. Se considera que el tiempo de lavado no debe superar las 12 horas. Se toman muestras y se evalúa si el tratamiento fue efectivo, ya sea en el agua de lavado o en las aceitunas tratadas. (Agropecuarios, P., 2015) A continuación, comienza el proceso de fermentación, se colocan en una salmuera de unos 10º donde sufren la típica fermentación láctica. Tras la fermentación se realiza un periodo de conservación aumentando la concentración de sal entre un 8,5 % y 9,5 %. Terminada la fermentación, las aceitunas deben reunir las características adecuadas para ser destinadas a su envasado y consumo. En la preparación comercial de las aceitunas, se produce un gran volumen de vertidos líquidos, siendo estas aguas de lavado, lejías y salmuera, muy contaminantes debido a su elevada carga de sólidos disueltos y de materia orgánica. Estos vertidos son muy contaminantes para el medio ambiente. 40 Visto los procesos desde la recogida de aceituna hasta su comercialización, se determina un factor común en cada una de las etapas, y es la cantidad de agua necesaria para el lavado en las diferentes etapas correspondiente a 2,7 litros de líquido/kg de aceituna. Este líquido deriva a las lagunas de almacenamiento y evaporación. Es aquí donde surge el principal problema de este tipo de industrias, lugar donde se considera el cuello de botella del proceso. La problemática de no poder verter estos líquidos residuales debido a su alto porcentaje de DQO conlleva a construir más balsas de almacenamiento/evaporación y su baja velocidad de evaporación actualmente, disminuye la producción de aceitunas. 5. Caso de estudio 5.1 FASE I: Construcción y monitorización del modelo a escala Tras la investigación de diferentes procesos industriales, se abre una nueva línea de desarrollo para la incorporación de la solar térmica. Se estudia el comportamiento y la influencia de un sistema solar básico tras su incorporación en un proceso de evaporación con el fin de comparar el rendimiento que aporta el campo solar en una industria de residuos industriales frente a la forma convencional de trabajo. La velocidad de evaporación es posible aumentarla conforme se aumente la temperatura del fluido líquido, es por ello, que la energía solar térmica tiene un gran impacto en la mejora de los procesos industriales. La aplicación de añadir un sistema auxiliar como son los captadores solares térmicos en las lagunas de estabilización se realiza mediante un serpentín en el fondo del estanque, consiguiendo que el agua se encuentre a una temperatura superior dentro del serpentín y ceda el calor al estanque solar para que finalmente haya pérdidas por evaporación a la atmósfera (Figura 14). Figura 14: Estanque con serpentín solar El modelo a escala se basa en conocer la influencia de la energía solar en el proceso de evaporación del agua. En este contexto, el presente estudio busca explorar y cuantificar la diferencia en el índice de evaporación entre dos 41 condiciones distintas: la exposición del agua al ambiente sin la intervención de placas solares y su exposición bajo la influencia directa de la radiación solar capturada por estas placas. CONSTRUCCIÓN La instalación se encuentra ubicada en Dos Hermanas (Sevilla) a fecha de Junio de 2023, durante un periodo de tiempo de 8 meses transcurre esta primera fase. Se realizan tres experimentos de manera simultánea y se toman medidas durante este periodo para ver la influencia entre los diferentes casos. Para dar pie al comienzo del experimento, se inicia con la fase de construcción. El primer paso es la obtención de los elementos necesarios para el experimento, se reúnen tres recipientes de polietileno de alta densidad con unas dimensiones idénticas de 1,15 x 0,99 m2. Tras su implantación en la ubicación del experimento, el segundo elemento necesario son los serpentines para los casos que llevan incorporada la solar térmica. Estos serpentines son de distintas dimensiones para poner a prueba la diferencia existente entre uno de menor superficie de intercambio (0,235 m2) y otro con mayor superficie de intercambio (0,424 m2) manteniendo las mismas condiciones tanto de superficie de captación como de superficie disponible de los recipientes. Tras incorporar estos serpentines y colocar unas estructuras para la sujeción de los serpentines correspondientes en el interior de las balsas, se establece un sistema de sujeción de una regla métrica en el interior de la balsa para conocer la altura del agua en cada instante. El caso de estudio quedaría del siguiente modo: - Caso base: Balsa - Caso 1: Balsa + serpentín de menor superficie - Caso 2: Balsa + serpentín de gran superficie El segundo paso es el montaje y colocación del sistema de captación. Se obtiene las diferentes barras para su montaje en una terraza plana y siguiendo el manual TERMICOL CP 21&26, se consigue su montaje como aparece en la Figura 15. Figura 15: Montaje estructuras Las estructuras de los captadores son orientadas hacia el sur con una inclinación de 45 º. Tras su montaje, el tercer paso es el anclaje de los captadores en la estructura en los largueros de las piezas P6. Se incluye una unidad para el caso 48 Figura 23: Monitorización En la Figura 24 se observa el sistema completo una vez finalizado el conexionado y listo para realizar la puesta en marcha. Figura 24: Instalación completa La fase de instalación se finaliza con el llenado del circuito mediante agua de red por la toma superior de la instalación. En este caso no se considera necesario el uso de propilenglicol debido a que no existen temperaturas extremadamente bajas en la ubicación de la instalación. Una vez finalizado el llenado, se aseguran las conexiones para que no exista ninguna fuga ente ellas. MONITORIZACIÓN ANALÍTICA. PUESTA EN FUNCIONAMIENTO Una vez finalizada la fase de instalación, se inicia la puesta en marcha de los tres tipos de casos. El guion a seguir en esta fase se divide por objetivos. El primer objetivo a cumplir en esta puesta en funcionamiento es verificar que la fase de instalación sea correcta y no se haya cometido ningún fallo de instalación. El segundo objetivo es la monitorización y comprobación de los parámetros de interés. 49 Gracias a la monitorización, se observan ciertos comportamientos anómalos en el sistema, visualizados mediante las gráficas del programa del datalogger. Los primeros datos tomados corresponden a fecha de octubre de 2023 indican que los sistemas no están trabajando correctamente, siendo los principales problemas los siguientes: - Fuga entre conexiones. - Posicionamiento de la sonda S2. - Caída de tensión de red. Se realizan pruebas con el voltímetro para conocer de donde proviene la bajada de tensión. - Vaciado de circuito por aumento de presión. - Caída de datalogger. Pérdida de histórico de datos - Fallo del caso 2. El principal problema deriva de la caída de tensión de red. Este problema provocaba una parada de la bomba del circuito, lo que conlleva al aumento de la temperatura y un aumento de presión lo que conduce a un vaciado de circuito. En la gráfica se observaba una variación diaria cada vez mayor entre la temperatura del captador y la temperatura de retorno debido a que la válvula de seguridad actuaba expulsando agua del circuito y provocando un sistema con agua y aire. En la Figura 25 aparentemente parece un funcionamiento correcto de un día de noviembre, sin embargo, el salto térmico es mayor de 20 ºC entre la temperatura de salida de captador (amarilla) y temperatura de retorno (naranja) siendo lo habitual unos 12 ºC. Esto conlleva que durante el paso de los días la temperatura de salida del captador sobrepasara los 100 ºC y nuevamente se vaciase el circuito por la válvula de seguridad debido a altas presiones. Figura 25: Parámetros erróneos La solución establecida fue incorporar un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) en cada instalación para que no se produjera las paradas de la bomba y por consiguiente no se vaciase el circuito hidráulico. 50 Finalmente, otro de los problemas ocasionados es la caída de Datalogger. Como se ha indicado previamente, este equipo está conectado a un router portable, el cual, se encuentra en la propia instalación. Se entiende que por problemas meteorológicos no fue posible continuar con la misma señal, por lo que se creó un compartimento para la protección eléctrica de la instalación y se cambió la señal WIFI. Esto derivó a tener que realizar el proceso de configuración de nuevo y, por lo tanto, la pérdida de los parámetros obtenidos. A continuación, se presentan uno de los días tipo tomados durante este periodo, correspondiente a resultados no válidos para el análisis final pero sirven para verificar la importancia del análisis diario para mejorar y llegar a un buen comportamiento del sistema. Los datos aportados corresponden al 23/11/2023. Es un claro ejemplo tanto numéricamente (Tabla 6) como gráficamente (Figura 26) que existía un comportamiento erróneo en el sistema dando unos resultados ilógicos, ya que de forma natural el caso 2 debería estar aportando una mayor evaporación que respecto el caso 1, sin embargo, la mejora en ambos casos es la misma respecto al caso base. Además, se comienzan a detectar los problemas comentados anteriormente como una posible parada de bomba para el caso 1 y un vaciado del circuito en el caso 2. Tabla 6: Datos erróneos día tipo 23/11/2023 Evaporación caso base (cm) Evaporación caso base (cm) % caso 1 Evaporación caso 2 (cm) % caso 2 0,9 1,2 33 % 1,2 33 % Figura 26 :Análisis de resultados erróneos día tipo 23/11/2024 51 Tras realizar los cambios correspondientes para que el sistema funcionase correctamente, durante los siguientes días comenzaron a generarse en el caso 2 comportamientos anómalos. Durante un día normal, se generaban ciertos picos de aumento de temperatura en la temperatura de salida del captador y del mismo modo picos de bajada de temperatura de retorno, por lo que era un indicador de fallo en el sistema. (Figura 27). Lamentablemente a este error no se le ha podido dar solución, por lo que de ahora en adelante se continúa con el caso base y el caso 1. Figura 27: Error en caso 2 La monitorización de resultados ocurre de forma simultánea con la puesta en funcionamiento ya que el acceso de monitorización permite verificar la irregularidad de resultados y, en consecuencia, la detección de errores de las fases previas. 5.2 FASE II: Análisis de datos y modelo matemático Tras conseguir un comportamiento correcto, del caso base y del caso 1, se inicia el periodo de análisis de datos con la ayuda de la monitorización. Para un mejor desarrollo del experimento, se establecen ciertos criterios adecuados al modelo matemático. - La altura del serpentín se coloca a 3 centímetros de la superficie de la balsa. Se plantea un primer análisis referente a la altura donde debe situarse el serpentín de intercambio. Tras diferentes pruebas a diferentes alturas, se plantea comenzar el experimento dejando el serpentín a 3 cm respecto la lámina superficial del agua ya que de este modo la masa de agua a calentar es menor que si se mantuviera a una mayor distancia. - La bomba funciona como todo o nada. Para mayor facilidad de obtención de la energía generada por el captador. - El periodo de medición se establece diario. Siguiendo el modelo matemático establecido. 52 ANÁLISIS DE DATOS Una vez pasado un periodo de tiempo de análisis y mantenimiento correctivo de la instalación, en febrero de 2024 se inicia la toma de datos cumpliendo los criterios establecidos y con un correcto funcionamiento de la instalación. Por lo que a partir de esta fecha los datos se consideran definitivos para obtener una conclusión final. A continuación, se indican las tomas en ambos casos obtenidas durante este periodo (Tabla 7), el cual no ha sido posible que sea continuo debido a meteorología y causas mecánicas. Tabla 7: Resultados experimentales. Fecha Evaporación Caso base (cm) Evaporación Caso 1 (cm) 19/02/2024 0,80 1,20 20/02/2024 0,70 1,30 21/02/2024 0,70 1,20 22/02/2024 0,60 1,10 05/03/2024 0,80 1,40 06/03/2024 0,90 1,60 11/03/2024 0,70 1,20 12/03/2024 0,80 1,30 13/03/2024 0,70 1,20 15/04/2024 0,90 1,50 17/04/2024 0,80 1,30 22/04/2024 1,00 1,60 23/04/2024 1,30 2,00 24/04/2024 0,90 1,50 25/04/2024 1,10 1,60 14/05/2024 1,20 1,90 15/05/2024 1,10 1,70 16/05/2024 0,70 1,30 La mejora de resultados es evidente ya que para las mismas condiciones exteriores se incrementa la evaporación de la balsa en el caso de aplicación de energía solar térmica. Bien es cierto, que los resultados obtenidos y la mejora de los mismos se deben analizar detalladamente en la fase III. MODELO MATEMÁTICO • Construcción del modelo matemático Se determina un modelo matemático de la evaporación teórica con cálculos termodinámicos. El objetivo es conseguir una similitud de los datos calculados de la evaporación teórica y los datos obtenidos de la evaporación real tomada en el experimento. Se lleva a cabo un análisis del error cuadrático cometido para determinar la precisión y la fiabilidad del método utilizado en la aproximación teórica. Se comparan las desviaciones entre la evaporación 53 teórica y la real, y se aplican posibles correcciones o ajustes al método para mejorar su exactitud. Para calcular la evaporación teórica se ha tenido en cuenta la siguiente expresión (Ecuación 1). 𝐸𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑎 =(𝑅𝑛 +𝐻𝑠)· 𝐴 + 𝐵 · 𝑄𝑐𝑎𝑝𝑡 Ecuación 1 En el primer término de la ecuación 1 se obtiene la evaporación del agua de forma natural y en el segundo término se calcula la evaporación influenciada por el impacto de la instalación solar térmica. De la Ecuación 1, se obtienen tres parámetros principales, los cuales se determinan del siguiente modo: - Rn: la energía capaz de liberar el agua de la balsa tras la radiación diaria. - Hs: La energía capaz de liberar el agua por convección natural. - Qcapt: La energía generada por el captador. Estos tres términos se obtienen a través de las siguientes ecuaciones (Ecuación2, Ecuación 3, Ecuación 4): 𝑅𝑛=𝐼𝑟𝑟𝑚 ·𝑆𝑢𝑝𝑏𝑎𝑙𝑠𝑎 · 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 Ecuación 2 Tabla 8: Resultados Rn (Energía diaria aportada por la radiación solar) Fecha Irrm (Wd/m2) Rn (Wd) 19/02/2024 4496 4606,83 20/02/2024 4549 4661,13 21/02/2024 4186 4289,18 11/03/2024 5248 5377,36 12/03/2024 5198 5326,13 15/04/2024 7148 7324,20 17/04/2024 5625 5763,66 22/04/2024 6811 6978,89 23/04/2024 7428 7611,10 24/04/2024 6438 6596,70 14/05/2024 7113 7288,34 15/05/2024 7766 7957,43 16/05/2024 5403 5536,18 En la Tabla 8 se observan los resultados obtenidos de este primer parámetro. Se puede calcular de forma directa ya que se conocen los parámetros que influyen para su cálculo. La irradiancia diaria (Wd/m2), valor obtenido a través de una estación meterológica, el valor de la superficie de la balsa es un término fijo 1,138 m2 y la absortividad se considera de 0,9 ya que según diferentes 54 estudios la reflectividad del agua se puede estimar entre un 0,07 – 0,14, por lo que se fija en 0,1. El segundo término a analizar es el valor de Hs, correspondiente a la energía liberada por convección natural. Este valor se calcula dependiendo de valores experimentales tomados a lo largo del experimento con la siguiente Ecuación. 𝐻𝑠= ℎ𝑐𝑜𝑛𝑣 ·𝑆𝑢𝑝𝑏𝑎𝑙𝑠𝑎 · (𝑇𝑠,𝑚𝑒𝑑 − 𝑇𝑒𝑥𝑡,𝑚𝑒𝑑) Ecuación 3 Al igual que en la anterior ecuación, la superficie de la balsa es conocida, y en este caso, 𝑇𝑠,𝑚𝑒𝑑 hace referencia a la temperatura media diaria de la balsa y 𝑇𝑒𝑥𝑡,𝑚𝑒𝑑 hace referencia a la temperatura media ambiente diaria. Por tanto, el único parámetro que queda por deducir es el coeficiente convectivo diario (ℎ𝑐𝑜𝑛𝑣), que corresponde a la primera incógnita de la simulación. En la Tabla 9, se muestran los valores obtenidos de este valor con las variables mencionadas y tal y como se puede observar, el valor de Hs obtenido tanto para el caso base como para el caso 1 es cero. De cara al ajuste, se consiguen mejores resultados al hacer ℎ𝑐𝑜𝑛𝑣 cero, por lo que se considera entonces despreciable con respecto al efecto de la radiación solar incidente. Bien es cierto que se puede ver claramente como difiere la temperatura media diaria de la balsa respecto un caso y otro. Tabla 9: Resultados Hs. Fecha Ts (ºC) caso base Ts (ºC) Caso 1 Text (ºC) Hs (Wd) caso base Hs (Wd) Caso 1 19/02/2024 15,0 22,3 16,8 0 0 20/02/2024 17,8 24,3 18,4 0 0 21/02/2024 18,0 25,0 16,9 0 0 11/03/2024 15,4 22,1 14,2 0 0 12/03/2024 16,7 23,6 15,7 0 0 15/04/2024 24,2 29,9 22,4 0 0 17/04/2024 23,1 27,3 20 0 0 22/04/2024 22,7 27,5 21 0 0 23/04/2024 20,8 25,5 19,9 0 0 24/04/2024 19,8 24,8 19,4 0 0 14/05/2024 22,6 26,1 20,8 0 0 15/05/2024 20,2 24,0 19,2 0 0 16/05/2024 20,3 23,9 18,4 0 0 El último término a resolver es la energía generada por el captador (Qcapt). El cálculo de este parámetro se solventa con un balance de energía. 𝑄𝑐𝑎𝑝𝑡 = 𝑚 · 𝑐𝑝· (𝑇𝑜𝑢𝑡 − 𝑇𝑖𝑛) Ecuación 4 Gracias al experimento podemos determinar la energía generada por el captador. En este caso, se realiza la operación en intervalos de 10 minutos con los valores que se recogen y se obtiene el computo diario. Los valores a recopilar son la temperatura de salida del captador (𝑇𝑜𝑢𝑡), la temperatura de entrada del 55 captador (𝑇𝑖𝑛) y el caudal del circuito (m). El termino restante corresponde al calor específico del agua, estipulado en 4,180 (kJ/kg K). Para el caso base al no tener un apoyo de solar térmica, el término de generación de energía se determinar igual a cero (Qcapt = 0). En la Tabla 10, se muestran los resultados calculados tras la suma de los intervalos minutales. Tabla 10: Resultados Qcapt (Energía diaria aportada por el captador solar) Fecha Qcapt (Wd) 19/02/2024 3968,73 20/02/2024 4069,06 21/02/2024 4099,93 11/03/2024 4527,49 12/03/2024 4640,63 15/04/2024 5248,26 17/04/2024 4435,81 22/04/2024 5386,76 23/04/2024 5780,80 24/04/2024 5907,59 14/05/2024 5648,15 15/05/2024 5852 16/05/2024 4517,74 Para finalizar el análisis de los parámetros, quedan pendientes en la Ecuación 1 los términos A y B, que hacen referencia a un factor de corrección, el primero de ellos correspondiente a la evaporación natural y el segundo a la evaporación influenciada por la solar térmica. Los cálculos se llevan a cabo mediante la herramienta Excel Solver para ajustar las 3 variables comentadas del modelo y lograr el objetivo de una similitud entre la evaporación teórica y los resultados prácticos observados en el experimento. Para ello, se realiza el sumatorio inicialmente del caso base de los errores cuadráticos de cada día, este valor obtenido es el que se introduce en Solver con el objetivo de minimizarlo. Para conseguirlo, se seleccionan las tres variables (A, B, ℎ𝑐𝑜𝑛𝑣) modificables y el resultados de estas es el valor óptimo final para obtener la similitud entre la evaporación teórica y la evaporación real. Cabe destacar, que todos los datos recogidos y calculados mediante el modelo matemático no son aptos para el análisis final. Los valores atípicos obtenidos se desvían significativamente del resto de datos obtenidos y puede inducir a error en la medición, siendo su desvío superior al 20 %. Gracias a este modelo, finalmente se obtienen los resultados confiables. En la tabla 11 se muestra los valores atípicos que no se tienen en cuenta para la conclusión del experimento. 56 Tabla 11: Valores atípicos caso base Finalmente, se recalcula las tres variables de ajsute (A, B, ℎ𝑐𝑜𝑛𝑣) y se obtiene el resultado final del modelo. (Tabla 12). Tabla 12: valores finales de variables de ajuste A 0,000147542 h 0 B 0,000116761 • Validación del modelo matemático Tras realizar el modelo matemático, hay que poner en vigor los cálculos realizados. Para ello, tras la obtención de las tres variables (A, B, ℎ𝑐𝑜𝑛𝑣) ya conocidas se vuelve a medir datos experimentales durante varios días siendo un 25 % de los días totales, y finalmente, al incorporar los resultados experimentales y los resultados teóricos aplicando los resultados obtenidos de las tres variables mencionadas se valida que el modelo matemático resultante es acorde a los resultados experimentales. Con este modelo se obtiene un valor de evaporación teórico el cuál es validado con los datos experimentales recogidos con errores inferiores al 15 % en el caso base y un 10 % en el caso 1. A continuación, se muestra los resultados del modelo matemático completo tras su validación tanto para el caso base (Tabla 13) como para el caso 1 (Tabla 14). Tabla 13:Resultados modelo matemático. Caso base CASO BASE Fecha E real (cm) E teórica (cm) Rn (Wd) Hs (Wd) Qcapt (Wd) Error cuadrático 19/02/2024 0,8 0,7 4606,83 0 0 0,01447 20/02/2024 0,7 0,7 4661,13 0 0 0,00015 21/02/2024 0,7 0,6 4289,18 0 0 0,00451 11/03/2024 0,7 0,8 5377,36 0 0 0,00872 12/03/2024 0,8 0,8 5326,13 0 0 0,00020 15/04/2024 0,9 1,1 7324,20 0 0 0,03263 17/04/2024 0,8 0,9 5763,66 0 0 0,00254 22/04/2024 1 1,0 6978,89 0 0 0,00088 23/04/2024 1,3 1,1 7611,10 0 0 0,03135 sumatorio error cuadrático 0,09545 Fecha Evaporación real (cm) Evaporación teórica (cm) 22/02/2024 0,6 0,2 05/03/2024 0,8 0,6 06/03/2024 0,9 0,6 13/03/2024 0,7 0,5 25/04/2024 1,1 0,8 57 • Validación caso base Fecha E real (cm) E teórica (cm) Rn (Wd) Hs (Wd) Qcapt (Wd) Error (%) 24/04/2024 0,9 1,0 6596,70 0 0 7,53% 14/05/2024 1,2 1,1 7288,34 0 0 -11,59% 15/05/2024 1,1 1,2 7957,43 0 0 6,31% 16/05/2024 0,7 0,8 5536,18 0 0 14,30% Tabla 14: Resultados modela matemático. Caso 1 CASO 1 Fecha E real (cm) E teórica (cm) Rn (Wd) Hs (Wd) Qcapt (Wd) Error cuadrático 19/02/2024 1,2 1,1 4606,83 0 3968,73 0,00324 20/02/2024 1,3 1,2 4661,13 0 4069,06 0,01882 21/02/2024 1,2 1,1 4289,18 0 4099,93 0,00782 11/03/2024 1,2 1,3 5377,36 0 4527,50 0,01489 12/03/2024 1,3 1,3 5326,13 0 4640,64 0,00077 15/04/2024 1,5 1,7 7324,20 0 5248,27 0,03741 17/04/2024 1,3 1,4 5763,66 0 4435,82 0,00467 22/04/2024 1,6 1,7 6978,89 0 5386,77 0,00344 23/04/2024 2 1,8 7611,10 0 5780,80 0,04083 sumatorio error cuadrático 0,13189 • Validación caso 1 Fecha E real (cm) E teórica (cm) Rn (Wd) Hs (Wd) Qcapt (Wd) Error (%) 24/04/2024 1,5 1,7 6596,70 0 5907,59 9,81% 14/05/2024 1,9 1,7 7288,34 0 5648,16 -9,52% 15/05/2024 1,7 1,9 7957,43 0 5852,00 8,47% 16/05/2024 1,3 1,3 5536,18 0 4517,74 3,30% 5.3 FASE III: Resultados. Tras la recogida y obtención de datos, se establece un nuevo escenario o una nueva fase, la fase de resultados. En la tabla 15, se muestra los valores recogidos durante el experimento de la evaporación de cada una de las balsas. Como se observa hay una última columna donde se ve la diferencia entre de evaporación con solar térmica y sin solar térmica diaria, lo que corresponde con una media de mejora del 65,33 %. 64 6. Conclusiones Este Trabajo Fin de Máster se ha desarrollado con el objetivo de evaluar, mediante un modelo matemático, cómo afecta la solar térmica en la evaporación. Para ello se ha estudiado y realizado un modelo a escala 1:1 consistente con una balsa con unas dimensiones idénticas de 1,15 x 0,99 m2, además de unos serpentines para los casos que llevan incorporada la solar térmica. Estos serpentines son de distintas dimensiones para poner a prueba la diferencia existente entre uno de menor superficie de intercambio (0,235 m2) y otro con mayor superficie de intercambio (0,424 m2) y por último una superficie de captación 2,41 m2. Esto permite una monitorización y evaluación de datos simultánea de diferentes casos durante un periodo de 9 meses (septiembre 2.023 – mayo 2.024). En primer lugar, se han examinado las posibles líneas de negocio o vías de desarrollo donde puede actuar diferentes energías renovables y se ha analizado la problemática del sector alimentario. Tras su análisis, se ha detallado la posible aplicación de la energía solar térmica en el sector. Para llevarlo a cabo, ha sido necesario implementar un modelo a escala con el que se ha podido realizar una comparativa simultánea en el tiempo de un caso con evaporación natural y otro caso con la implementación de la tecnología solar térmica. A partir del modelo matemático y alcanzando los objetivos específicos propuestos, se puede concluir que: - Conclusión 1. El principal punto de conflicto detectado en la industria se centra sobre las balsas de estabilización. La compra de terreno y construcción de nuevas balsas es habitual en estas industrias debido a que la evaporación natural limita la producción final. Por tanto, se considera que el uso de una fuente renovable como es la energía solar térmica es una gran apuesta para crear una línea de mejora en el proceso. La aplicación de la energía solar térmica se enfoca en aumentar la evaporación de estos procesos, lo que se traduce en disminuir la limitación de la producción final, lo que conlleva un incremento de producción y beneficio. El efecto de la incorporación de la energía solar térmica respecto al método convencional de evaporación ha sido comprobado siguiendo diferentes fases de desarrollo. De la primera fase, de construcción y monitorización del modelo a escala, se identifica en primer lugar que los parámetros más influyentes son la superficie de la balsa ya que es el elemento principal de partida y la referencia del resto de parámetros; la superficie de intercambio del serpentín, y la superficie de captación, siendo que con la combinación de ambos parámetros se consiguen resultados significativos; y la altura 65 del serpentín respecto la lámina superficial de agua para una mejora de la evaporación, ya que la disposición del serpentín a 3 cm disminuye la masa de agua a calentar que tiene sobre sí mismo. - Conclusión 2. Mediante la aplicación de diferentes casos con simultaneidad temporal ha sido posible el desarrollo de una comparativa diaria de los casos presentes, evidenciando la influencia y su capacidad de mejora en procesos industriales del sector alimentario. Del análisis experimental se establecen distintos casos. Un primer caso base mediante evaporación natural; el caso número 1 con solar térmica mediante una superficie de intercambio de menor capacidad; y un segundo caso número 2 con solar térmica y una superficie de intercambio de mayor capacidad, manteniendo el resto de parámetros idénticos. Tras su construcción y monitorización, se evidencia la imposibilidad de obtener valores experimentales en el caso con apoyo solar de mayor superficie de intercambio (Caso 2) debido a los siguientes aspectos como fuga entre conexiones, caída de tensión de red y vaciado de circuito por aumento de presión. - Conclusión 3. Tras el desarrollo del modelo matemático, mediante la herramienta Solver de Excel con una optimización no lineal: algoritmo del gradiente reducido generalizado (GRG2), se concluye que es necesario establecer unos criterios determinados para la evaluación de los resultados experimentales recogidos en la fase construcción y monitorización. Estos criterios son: o El funcionamiento de la bomba como todo o nada, que facilita la obtención de la energía generada por el captador. o El establecimiento de un periodo de medición diario. - Conclusión 4. En cuanto el análisis de resultados, cabe destacar la influencia de la solar térmica durante todo el año consiguiendo una mejora de la evaporación respecto al caso sin solar térmica de un 99,18 %. Si bien es cierto, se detecta que la energía solar térmica es más eficiente durante el periodo de invierno, obteniendo unos valores de mejora de hasta 133,69 %. En los meses de invierno, con una menor radiación solar y por tanto una menor evaporación natural de la balsa, conlleva un aporte de energía proveniente del captador, entre 5.500 y 6.000 Wd lo que supone un 60 - 70 % de la energía total diaria. Por el contra, en los meses de verano con mayor radiación solar y mayor evaporación global del sistema, el aporte de energía proveniente del captador disminuye significativamente a unos 4.500 Wd, aproximadamente un 40 % de la energía total diaria. 66 Estas conclusiones demuestran que es posible mejorar el proceso de la industria alimentaria reduciendo el cuello de botella de la planta gracias a la mejora de evaporación en las balsas introduciendo la energía solar térmica, cumpliendo los objetivos perseguidos en este trabajo. No obstante, como futuras líneas de investigación se podrían obtener mejores resultados con la combinación de las variables fijadas desde el inicio, siendo la superficie de captación, la superficie de balsa y la superficie de intercambio susceptibles de modificación y ajuste, así como el análisis de viabilidad económica. 7. Anexos ANEXO A: Representación gráfica de los datos finales de medición. - 19 de febrero 68 - 20 de febrero 69 - 21 de febrero 70 - 22 de febrero 71 - 5 de marzo 72 - 6 de marzo 73 - 11 de marzo ANEXO B: Resultados finales de un año natural Fecha E (caso base) E (caso 1) % 01/01/2023 0,3 0,8 171,17% 02/01/2023 0,3 0,9 171,17% 03/01/2023 0,3 0,9 171,17% 04/01/2023 0,3 0,9 171,17% 05/01/2023 0,3 0,9 171,17% 06/01/2023 0,3 0,9 171,17% 07/01/2023 0,3 0,9 171,17% 08/01/2023 0,3 0,9 171,17% 09/01/2023 0,3 0,9 197,35% 10/01/2023 0,3 0,9 171,17% 11/01/2023 0,3 1,0 208,05% 12/01/2023 0,4 1,0 171,17% 13/01/2023 0,4 1,0 171,17% 14/01/2023 0,4 1,0 171,17% 15/01/2023 0,4 1,0 171,17% 16/01/2023 0,4 1,1 213,50% 17/01/2023 0,4 1,0 171,17% 18/01/2023 0,4 1,1 205,39% 19/01/2023 0,4 1,0 171,17% 20/01/2023 0,4 1,0 171,17% 21/01/2023 0,4 1,1 202,46% 22/01/2023 0,4 1,1 200,88% 23/01/2023 0,4 1,1 190,13% 24/01/2023 0,4 1,1 171,17% 25/01/2023 0,4 1,2 171,17% 26/01/2023 0,4 1,1 187,01% 27/01/2023 0,4 1,2 196,44% 28/01/2023 0,4 1,3 208,42% 29/01/2023 0,4 1,2 171,17% 30/01/2023 0,4 1,3 210,77% 31/01/2023 0,4 1,4 212,20% 01/02/2023 0,4 1,0 130,24% 02/02/2023 0,5 1,0 113,17% 03/02/2023 0,4 1,0 123,70% 04/02/2023 0,5 1,0 113,17% 05/02/2023 0,5 1,1 133,82% 06/02/2023 0,5 1,1 126,70% 07/02/2023 0,4 0,9 112,65% 08/02/2023 0,5 1,2 134,57% 09/02/2023 0,5 1,2 131,51% 10/02/2023 0,5 1,1 113,17% 11/02/2023 0,5 1,2 113,17% 12/02/2023 0,5 1,2 113,17% 81 13/02/2023 0,6 1,2 113,17% 14/02/2023 0,5 1,1 123,51% 15/02/2023 0,5 1,2 124,08% 16/02/2023 0,6 1,2 113,17% 17/02/2023 0,6 1,3 131,54% 18/02/2023 0,5 1,2 124,22% 19/02/2023 0,5 1,2 120,90% 20/02/2023 0,6 1,3 128,62% 21/02/2023 0,6 1,2 121,59% 22/02/2023 0,6 1,2 119,40% 23/02/2023 0,6 1,3 119,49% 24/02/2023 0,6 1,2 113,12% 25/02/2023 0,6 1,3 117,50% 26/02/2023 0,5 1,1 106,52% 27/02/2023 0,6 1,2 111,07% 28/02/2023 0,6 1,2 109,55% 01/03/2023 0,6 1,0 77,54% 02/03/2023 0,6 1,1 80,79% 03/03/2023 0,6 1,0 76,47% 04/03/2023 0,6 1,1 79,75% 05/03/2023 0,6 1,1 77,00% 06/03/2023 0,6 1,1 78,27% 07/03/2023 0,6 1,1 78,31% 08/03/2023 0,7 1,2 80,67% 09/03/2023 0,6 1,1 77,29% 10/03/2023 0,6 1,1 76,49% 11/03/2023 0,7 1,2 78,52% 12/03/2023 0,6 1,1 76,29% 13/03/2023 0,7 1,2 79,24% 14/03/2023 0,7 1,3 80,51% 15/03/2023 0,7 1,2 78,95% 16/03/2023 0,7 1,3 79,38% 17/03/2023 0,7 1,2 78,10% 18/03/2023 0,7 1,3 78,22% 19/03/2023 0,7 1,3 79,81% 20/03/2023 0,7 1,3 80,33% 21/03/2023 0,8 1,4 80,90% 22/03/2023 0,7 1,3 78,50% 23/03/2023 0,8 1,4 82,09% 24/03/2023 0,8 1,3 78,20% 25/03/2023 0,8 1,4 80,39% 26/03/2023 0,8 1,4 79,84% 27/03/2023 0,8 1,3 77,31% 28/03/2023 0,7 1,3 76,00% 29/03/2023 0,8 1,3 76,19% 30/03/2023 0,8 1,4 79,03% 82 31/03/2023 0,8 1,3 59,91% 01/04/2023 0,8 1,2 59,06% 02/04/2023 0,8 1,3 59,93% 03/04/2023 0,8 1,3 60,21% 04/04/2023 0,8 1,3 59,85% 05/04/2023 0,8 1,2 59,09% 06/04/2023 0,8 1,3 59,71% 07/04/2023 0,8 1,3 59,65% 08/04/2023 0,8 1,4 59,87% 09/04/2023 0,8 1,3 59,53% 10/04/2023 0,9 1,4 59,91% 11/04/2023 0,8 1,4 59,61% 12/04/2023 0,9 1,4 59,54% 13/04/2023 0,9 1,4 59,57% 14/04/2023 0,9 1,4 59,49% 15/04/2023 0,8 1,3 59,11% 16/04/2023 0,9 1,4 59,99% 17/04/2023 0,9 1,4 60,01% 18/04/2023 0,9 1,5 60,27% 19/04/2023 0,9 1,4 59,83% 20/04/2023 0,9 1,5 60,12% 21/04/2023 0,9 1,5 60,39% 22/04/2023 0,9 1,4 58,84% 23/04/2023 1,0 1,5 60,27% 24/04/2023 1,0 1,6 60,80% 25/04/2023 1,0 1,6 61,05% 26/04/2023 1,0 1,6 60,29% 27/04/2023 0,9 1,5 59,60% 28/04/2023 0,9 1,4 58,97% 29/04/2023 1,0 1,6 60,58% 30/04/2023 1,0 1,6 60,34% 01/05/2023 0,9 1,4 50,56% 02/05/2023 0,9 1,4 50,69% 03/05/2023 0,9 1,4 50,66% 04/05/2023 1,0 1,5 50,31% 05/05/2023 0,9 1,3 50,98% 06/05/2023 0,9 1,3 50,95% 07/05/2023 0,9 1,4 50,71% 08/05/2023 1,0 1,5 50,51% 09/05/2023 0,9 1,4 50,85% 10/05/2023 1,0 1,4 50,72% 11/05/2023 1,0 1,5 50,53% 12/05/2023 1,0 1,6 50,34% 13/05/2023 1,0 1,6 50,33% 14/05/2023 1,0 1,6 50,32% 15/05/2023 1,0 1,5 50,39% 83 16/05/2023 1,1 1,6 50,14% 17/05/2023 1,1 1,6 50,20% 18/05/2023 1,1 1,6 50,15% 19/05/2023 1,0 1,6 50,39% 20/05/2023 1,0 1,6 50,36% 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1,2 1,7 45,60% 29/06/2023 1,2 1,7 45,64% 30/06/2023 1,1 1,6 46,45% 84 01/07/2023 1,1 1,6 48,36% 02/07/2023 1,2 1,7 47,48% 03/07/2023 1,1 1,7 47,58% 04/07/2023 1,2 1,7 47,28% 05/07/2023 1,2 1,7 47,27% 06/07/2023 1,2 1,7 47,42% 07/07/2023 1,1 1,7 47,75% 08/07/2023 1,2 1,7 47,44% 09/07/2023 1,2 1,7 47,12% 10/07/2023 1,2 1,7 47,28% 11/07/2023 1,2 1,7 47,30% 12/07/2023 1,2 1,7 47,09% 13/07/2023 1,2 1,7 47,01% 14/07/2023 1,2 1,7 47,36% 15/07/2023 1,2 1,7 47,16% 16/07/2023 1,2 1,7 47,14% 17/07/2023 1,2 1,7 47,09% 18/07/2023 1,2 1,7 47,14% 19/07/2023 1,2 1,7 47,21% 20/07/2023 1,1 1,6 47,63% 21/07/2023 1,2 1,7 47,17% 22/07/2023 1,2 1,7 47,16% 23/07/2023 1,1 1,7 47,31% 24/07/2023 1,1 1,7 47,23% 25/07/2023 1,1 1,6 47,49% 26/07/2023 1,1 1,6 47,40% 27/07/2023 1,1 1,6 47,38% 28/07/2023 1,1 1,6 47,34% 29/07/2023 1,1 1,6 47,38% 30/07/2023 1,1 1,6 47,55% 31/07/2023 1,1 1,6 47,61% 01/08/2023 1,1 1,7 56,05% 02/08/2023 1,1 1,7 56,01% 03/08/2023 1,1 1,7 55,99% 04/08/2023 1,1 1,7 55,90% 05/08/2023 1,1 1,7 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13/09/2023 0,8 1,4 72,76% 14/09/2023 0,8 1,4 72,29% 15/09/2023 0,8 1,5 73,58% 16/09/2023 0,8 1,3 70,62% 17/09/2023 0,8 1,3 70,20% 18/09/2023 0,7 1,2 68,19% 19/09/2023 0,7 1,2 68,37% 20/09/2023 0,7 1,2 68,91% 21/09/2023 0,7 1,1 67,84% 22/09/2023 0,7 1,2 69,61% 23/09/2023 0,7 1,2 71,02% 24/09/2023 0,7 1,2 70,76% 25/09/2023 0,7 1,2 69,51% 26/09/2023 0,7 1,1 69,13% 27/09/2023 0,7 1,1 69,51% 28/09/2023 0,7 1,1 68,84% 29/09/2023 0,6 1,0 67,07% 30/09/2023 0,6 1,1 68,56% 86 01/10/2023 0,6 1,2 93,12% 02/10/2023 0,6 1,2 93,88% 03/10/2023 0,6 1,3 98,45% 04/10/2023 0,6 1,1 91,30% 05/10/2023 0,6 1,2 97,38% 06/10/2023 0,5 1,0 86,37% 07/10/2023 0,6 1,2 98,20% 08/10/2023 0,6 1,1 93,47% 09/10/2023 0,6 1,2 101,11% 10/10/2023 0,5 1,0 90,08% 11/10/2023 0,6 1,1 93,86% 12/10/2023 0,5 1,0 91,27% 13/10/2023 0,6 1,1 96,21% 14/10/2023 0,6 1,1 96,81% 15/10/2023 0,5 1,0 94,59% 16/10/2023 0,5 0,9 85,55% 17/10/2023 0,5 1,1 97,92% 18/10/2023 0,5 1,0 94,25% 19/10/2023 0,5 1,0 95,90% 20/10/2023 0,5 0,9 90,57% 21/10/2023 0,5 1,1 103,06% 22/10/2023 0,5 1,1 104,14% 23/10/2023 0,5 1,1 107,78% 24/10/2023 0,5 1,1 106,95% 25/10/2023 0,5 1,1 108,13% 26/10/2023 0,5 1,0 105,30% 27/10/2023 0,5 1,1 109,05% 28/10/2023 0,5 1,0 105,85% 29/10/2023 0,5 1,1 99,49% 30/10/2023 0,5 1,1 114,54% 31/10/2023 0,5 1,0 110,84% 01/11/2023 0,5 1,3 177,57% 02/11/2023 0,5 1,2 164,01% 03/11/2023 0,5 1,3 178,88% 04/11/2023 0,4 1,2 167,48% 05/11/2023 0,4 1,2 166,49% 06/11/2023 0,5 1,2 150,87% 07/11/2023 0,5 1,3 184,60% 08/11/2023 0,4 1,2 179,82% 09/11/2023 0,4 1,2 179,30% 10/11/2023 0,4 1,1 150,87% 11/11/2023 0,4 1,1 150,87% 12/11/2023 0,4 1,1 176,04% 13/11/2023 0,4 1,1 174,01% 14/11/2023 0,4 1,1 150,87% 15/11/2023 0,4 1,1 150,87% 87 16/11/2023 0,4 1,0 173,20% 17/11/2023 0,4 1,1 183,78% 18/11/2023 0,4 1,0 150,87% 19/11/2023 0,4 1,0 171,82% 20/11/2023 0,4 0,9 168,67% 21/11/2023 0,4 1,0 176,72% 22/11/2023 0,3 0,9 162,97% 23/11/2023 0,4 0,9 150,87% 24/11/2023 0,3 0,9 166,99% 25/11/2023 0,4 0,9 150,87% 26/11/2023 0,4 0,9 150,87% 27/11/2023 0,4 0,9 150,87% 28/11/2023 0,4 0,9 150,87% 29/11/2023 0,4 0,9 150,87% 30/11/2023 0,4 1,0 150,87% 01/12/2023 0,4 1,1 200,34% 02/12/2023 0,3 1,0 188,58% 03/12/2023 0,4 1,1 190,40% 04/12/2023 0,3 1,0 230,35% 05/12/2023 0,3 1,0 193,86% 06/12/2023 0,3 0,9 195,49% 07/12/2023 0,3 1,0 197,04% 08/12/2023 0,3 1,0 198,50% 09/12/2023 0,3 1,1 252,92% 10/12/2023 0,3 1,0 201,17% 11/12/2023 0,3 1,0 202,36% 12/12/2023 0,3 1,0 251,46% 13/12/2023 0,3 1,0 204,43% 14/12/2023 0,3 1,0 205,30% 15/12/2023 0,3 1,0 257,74% 16/12/2023 0,3 0,9 206,70% 17/12/2023 0,3 0,9 240,55% 18/12/2023 0,3 0,9 207,63% 19/12/2023 0,3 0,9 207,91% 20/12/2023 0,3 0,9 208,07% 21/12/2023 0,3 1,0 247,52% 22/12/2023 0,3 1,1 262,99% 23/12/2023 0,3 0,9 207,78% 24/12/2023 0,3 0,9 207,44% 25/12/2023 0,3 0,9 206,98% 26/12/2023 0,3 1,0 206,40% 27/12/2023 0,3 0,9 205,69% 28/12/2023 0,3 1,0 251,51% 29/12/2023 0,3 0,8 203,96% 30/12/2023 0,3 0,9 221,75% 31/12/2023 0,3 1,0 239,68% 88 8. 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