Valorización energética de lodos de EDAR mediante cogeneración y biomasa

MÁSTER UNIVERSITARIO EN
INGENIERÍA INDUSTRIAL
TRABAJO FIN DE MÁSTER
VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE LODOS DE EDAR
MEDIANTE COGENERACIÓN Y BIOMASA
Es udian e La uscain, Qui ós, Mikel
Di ec o /Di ec o a De la Peña, A angu en, Víc o
Depa amen o Máquinas y Mo o es Té micos
Cu so académico 2019 / 2020
Bilbao, 15, sep iemb e, 2020
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
RESUMEN TRILINGÜE Y PALABRAS CLAVE
CASTELLANO
• Tí ulo: Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR median e cogene ación y
biomasa.
• Resumen: el abajo que se p esen a a con inuación con iene una p opues a de
dimensionamien o de una ins alación de alo ización ene gé ica de lodos
p oceden es de Es ación Depu ado a de Aguas Residuales (EDAR). El p oyec o
iene como obje i o o ece una solución iable a la ges ión de las aguas
esiduales gene adas en las u bes, dándoles una u ilidad como combus ible
ecológico, capaz de au oabas ece el consumo eléc ico de oda la plan a y siendo
espe uoso con el medio ambien e.
• Palab as cla e: lodos, EDAR, alo ización ene gé ica, biomasa, cogene ación.
EUSKERA
• Izenbu ua: HUAko lohien balo izazio ene ge ikoa, kogene azioa en e a
biomasa en bidez.
• Labu pena: ja aian au kez en den lanak Hondakin U en A az egiko (HUA)
lohien balo izazio ene ge iko ako ins alazio ba en dimen sionamendua en
p oposamena jaso zen du. P oiek ua en helbu ua hi ie an so zen di en hondakin
u en kudeake a i i enbide bide aga i ba eskain zea da, e egai ekologiko gisa
e abilga iak izan dai ezen, ins alazioa en kon sumo elek ikoa ho ni zeko gai
izan dai ezen e a ingu umena e espe a deza en.
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
• Hi zgakoak: lohiak, HUA, balo izazio ene ge ikoa, biomasa, kogene azioa.
INGLÉS
• Ti le: Ene gy eco e y om WWTP sludge by means o cogene a ion and
biomass.
• Abs ac : he ollowing epo con ains a p oposal o he sizing o an ins alla ion
o he ene gy eco e y o sludge coming om Was e Wa e T ea men Plan
(WWTP). The aim o he p ojec is o o e a iable solu ion o he managemen
o was e wa e gene a ed in ci ies, gi ing hem a u ili y as an ecological uel,
capable o supplying elec ici y o he en i e plan and being en i onmen ally
espec ul.
• Keywo ds: sludge, WWTP, ene gy eco e y, biomass, cogene a ion
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
ÍNDICE DE CONTENIDOS
1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 9
2. OBJETIVOS Y ALCANCE ............................................................................................................ 12
3. ANTECEDENTES ...................................................................................................................... 14
4. DESCRIPCIÓN DE UNA EDAR .................................................................................................... 16
4.1. INTRODUCCIÓN Y TRATAMIENTO DE LAS EDAR .................................................................................... 16
4.2. LÍNEA DE AGUA ............................................................................................................................... 23
4.2.1 P e a amien o ..................................................................................................................... 23
4.2.2 T a amien o p ima io ........................................................................................................... 26
4.2.3 T a amien o secunda io ....................................................................................................... 28
4.2.4 T a amien o e cia io ........................................................................................................... 29
4.3. LÍNEA DE FANGOS ............................................................................................................................ 31
4.3.1 Espesamien o ....................................................................................................................... 31
4.3.2 Deshid a ación...................................................................................................................... 32
4.3.3 Secado .................................................................................................................................. 33
5. ALTERNATIVA SELECCIONADA ................................................................................................. 35
5.1. DIGESTIÓN PARA PRODUCCIÓN DE BIOGÁS ........................................................................................... 35
5.2. DEPÓSITO EN VERTEDERO ................................................................................................................. 35
5.3. COMPOSTAJE.................................................................................................................................. 36
5.4. INCINERACIÓN ................................................................................................................................ 36
6. RESIDUOS GENERADOS. LODOS .............................................................................................. 38
6.1. ANÁLISIS DE LOS LODOS .................................................................................................................... 38
6.2. ANÁLISIS DE RESIDUOS ORGÁNICOS .................................................................................................... 40
7. DESCRIPCION DE LA INSTALACION........................................................................................... 43
7.1. PLANTA DE COGENERACIÓN .............................................................................................................. 43
7.1.1 Ins alación de a amien o de ai e ....................................................................................... 45
7.1.2 Elemen o mo o .................................................................................................................... 46
7.1.3 Secade o ............................................................................................................................... 49
7.2. PLANTA DE BIOMASA ....................................................................................................................... 52
7.2.1 Calde a de lecho luido ......................................................................................................... 53
7.2.2 Tu bina de apo - Al e nado .............................................................................................. 57
7.2.3 Condensado ......................................................................................................................... 59
7.2.4 Desgasi icado ...................................................................................................................... 60
7.2.5 Bomba de alimen ación ........................................................................................................ 62
8. DIMENSIONAMIENTO INSTALACIÓN ....................................................................................... 63
8.1. PLANTA DE COGENERACIÓN .............................................................................................................. 63
8.1.1 Ins alación a amien o de ai e ............................................................................................ 63

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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
8.1.2 Secade o ............................................................................................................................... 66
8.1.3 In e cambiado de calo ....................................................................................................... 69
8.1.4 Mo o al e na i o de combus ión in e na ............................................................................ 71
8.1.5 Tu bina de gas ...................................................................................................................... 72
8.1.6 Elección de la u bina de gas na u al en el me cado ............................................................ 73
8.2. PLANTA DE BIOMASA ....................................................................................................................... 77
8.2.1 Calde a de lecho luido ......................................................................................................... 78
8.2.2 Tu bina - Al e nado ............................................................................................................. 80
8.2.3 Condensado ......................................................................................................................... 84
8.2.4 Desgasi icado ...................................................................................................................... 86
8.2.5 Bomba alimen ación ............................................................................................................ 88
8.2.6 Rendimien os ........................................................................................................................ 90
9. MANTENIMIENTO Y OPERACIÓN ............................................................................................. 92
9.1. MANTENIMIENTO PREDICTIVO ........................................................................................................... 92
9.1.1 Análisis de ib aciones .......................................................................................................... 92
9.1.2 Lub icación ........................................................................................................................... 94
9.1.3 Endoscopia............................................................................................................................ 95
9.1.4 Te mog a ía .......................................................................................................................... 95
9.2. MANTENIMIENTO DE LOS EQUIPOS PRINCIPALES ................................................................................... 95
9.2.1 Calde a ................................................................................................................................. 95
9.2.2 Tu bina de apo .................................................................................................................. 96
9.2.3 Bomba de alimen ación ........................................................................................................ 98
9.2.4 Tu bina de gas ...................................................................................................................... 98
9.2.5 Comp eso ............................................................................................................................ 99
10. ANÁLISIS ECONÓMICO ......................................................................................................... 101
10.1. PRESUPUESTO ............................................................................................................................ 101
10.1.1 P esupues o de ingenie ía ................................................................................................ 101
10.1.2. P esupues o de equipos ................................................................................................... 102
11. ANÁLISIS DE RENTABILIDAD ................................................................................................. 105
12. CRONOGRAMA – DIAGRAMA GANTT ................................................................................... 108
13. CONCLUSIONES.................................................................................................................... 112
14. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................... 114
15. ANEXOS ............................................................................................................................... 117
ANEXO I. PLANO COMPLETO DE LA INSTALACIÓN. .......................................................................... 118
ANEXO II. CALCULOS REALIZADOS EN EES. ...................................................................................... 119
ANEXO III. RESULTADOS. ................................................................................................................. 126
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Ilus ación 1. Esquema gene al EDAR ................................................................................................... 16
Ilus ación 2. Ciclo línea de agua ........................................................................................................... 19
Ilus ación 3. Ciclo línea de angos ........................................................................................................ 21
Ilus ación 4. Funcionamien o EDAR comple a ..................................................................................... 22
Ilus ación 5. Rejilla de g uesos ............................................................................................................. 23
Ilus ación 6. Canal desa enado ........................................................................................................... 24
Ilus ación 7. Desa enado o ex ......................................................................................................... 25
Ilus ación 8. Ins alación de deseng asado ........................................................................................... 25
Ilus ación 9. Plan a de sedimen ación ................................................................................................. 26
Ilus ación 10. P oceso de lo ación ...................................................................................................... 27
Ilus ación 11. Depu ación secunda ia .................................................................................................. 28
Ilus ación 12. Espesado de g a edad ................................................................................................. 31
Ilus ación 13. Fil o de p ensa .............................................................................................................. 32
Ilus ación 14. Cen í uga ...................................................................................................................... 33
Ilus ación 15. Secade o ........................................................................................................................ 34
Ilus ación 16. P oceso deshid a ación lodos ....................................................................................... 42
Ilus ación 17. Plan a de cogene ación ................................................................................................. 44
Ilus ación 18. Ins alación a amien o de ai e ..................................................................................... 46
Ilus ación 19. Esquema MACI .............................................................................................................. 46
Ilus ación 20. Esquema u bina de gas ................................................................................................ 48
Ilus ación 21. Compa a i a MACI y Tu bina de gas ............................................................................. 49
Ilus ación 22. Esquema secade o ......................................................................................................... 50
Ilus ación 23. Plan a biomasa .............................................................................................................. 52
Ilus ación 24. Calde a de lecho luido .................................................................................................. 54
Ilus ación 25. Funcionamien o calde a de lecho luido ....................................................................... 56
Ilus ación 26. Tu bina de apo ........................................................................................................... 57
Ilus ación 27. Condensado ................................................................................................................. 59
Ilus ación 28. Condenado de un solo y de doble paso ....................................................................... 60
Ilus ación 29. Desgasi icado ............................................................................................................... 61
Ilus ación 30. Bomba de alimen ación ................................................................................................. 62
Ilus ación 31. Secade o da os de pa ida ............................................................................................. 67
Ilus ación 32. Secade o da os agua ..................................................................................................... 68
Ilus ación 33. Secade o da os inales ................................................................................................... 69
Ilus ación 34. Da os in e cambiado de calo ...................................................................................... 70
Ilus ación 35. Da os u bina de gas ...................................................................................................... 74
Ilus ación 36. Esquema plan a de biomasa.......................................................................................... 77
Ilus ación 37. Esquema calde a de lecho luido................................................................................... 78
Ilus ación 38. Calde a de lecho luidizado GE Powe ........................................................................... 80
Ilus ación 39. Esquema u bina - Al e nado ....................................................................................... 81
Ilus ación 40. Tu bina de apo SST - 300 ............................................................................................ 83
Ilus ación 41. Al e nado Le oy - Some .............................................................................................. 83
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median e cogene ación y biomasa
Ilus ación 42. Esquema condensado .................................................................................................. 84
Ilus ación 43. Condensado Schmid - B e en .................................................................................... 86
Ilus ación 44. Esquema desgasi icado ................................................................................................ 87
Ilus ación 45. Desgasi icado ATTSU TERMICA .................................................................................... 88
Ilus ación 46. Esquema bomba de alimen ación ................................................................................. 89
Ilus ación 47. Bomba de alimen ación de KSB ..................................................................................... 90
Ilus ación 48. Diag ama de Gan ...................................................................................................... 110
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Análisis de esiduos o gánicos de lodos .................................................................................. 41
Tabla 2. Fallos p incipales po ib ación ............................................................................................... 93
Tabla 3. P esupues o de pe sonal ....................................................................................................... 101
Tabla 4. P esupues o amo izaciones ................................................................................................. 102
Tabla 5. P esupues o de ingenie ía ..................................................................................................... 102
Tabla 6. P esupues o de equipos ........................................................................................................ 103
Tabla 7. P esupues o o al .................................................................................................................. 104
ÍNDICE DE GRÁFICOS
G á ico 1. En iamien o ai e .................................................................................................................. 64
G á ico 2. Pu gas ai e ............................................................................................................................ 65
G á ico 3. Calen amien o ai e ............................................................................................................... 66
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
1. INTRODUCCIÓN
En es e T abajo de Fin de Más e se p esen a una p opues a de una ins alación de alo ización
ene gé ica a pa i de una Es ación de Depu ación de Aguas Residuales (EDAR). En dicha
ins alación, se p e ende ob ene ene gía eléc ica a pa i de la incine ación de los lodos
esul an es de la EDAR y, haciendo uso de la cogene ación, des ina pa e del calo gene ado
en el p oceso al secado de los angos, con el obje i o de ob ene un aho o ene gé ico y
económico.
El c ecimien o de las u bes y el con inuo desa ollo de la sociedad ha con e ido la gene ación
de esiduos en una a ea de di ícil ges ión. Den o de es os, las aguas esiduales, cada ez con
mayo es con aminan es, necesi an de e minados a amien os capaces de depu a las, con el
obje i o de minimiza su e ec o dañino en el medio ambien e. Pa a ello se u ilizan las EDAR,
ins alaciones capaces de ealiza una se ie de a amien os a las aguas esiduales pa a educi
sus e ec os noci os sob e el medio ambien e. Hay que ene en cuen a que nada en la na u aleza
iene un endimien o del cien po cien, de mane a que es ine i able que se gene en una se ie de
esiduos. Po eso mismo su alo ización ene gé ica, empleándolos como biomasa, puede se
una g an al e na i a.
Es e aumen o gene alizado de la indus ia y de las ciudades es á causando di e sos p oblemas
medioambien ales. Uno de ellos, sino el más impo an e, es la gene ación de gases de e ec o
in e nade o. Pa a palia lo, di e en es ins i uciones, como las Naciones Unidas, lle an años
a ando de adop a medidas e in oluc a a di e en es países en es a lucha. Es aquí donde nace
el P o ocolo de Kio o, i mado en el año 1997, un acue do con a eglo a la Con ención Ma co
de las Naciones Unidas sob e el Cambio Climá ico (CMNUCC) que cons i uye el único
ins umen o ju ídicamen e inculan e a escala mundial pa a educi las emisiones de gases de
e ec o in e nade o, causan es en g an medida del calen amien o global que su e el plane a.
El obje i o p incipal del p o ocolo e a log a que en e 2008 y 2012 los países indus ializados
disminuyesen sus emisiones de GEI a un 8 % menos del ni el de emisiones gene adas en 1990.
Es os gases son:
➢ Dióxido de ca bono (CO2).
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
4. DESCRIPCIÓN DE UNA EDAR
4.1. In oducción y a amien o de las EDAR
Una Es ación Depu ado a de Aguas Residuales es una ins alación cuya unción básica es
ecoge las aguas esiduales de una de e minada egión, an o u banas como indus iales, pa a
some e las a un a amien o con el obje i o de educi sus ni eles de con aminación has a
alcanza los limi es legalmen e es ablecidos.
A es e ipo de ins alaciones llega una ma e ia p ima, como pueden se aguas esiduales de una
de e minada población, y sale un p oduc o, el agua a ada, y subp oduc os, como pueden se
angos y gases. En el siguien e esquema se ep esen a la EDAR, la ma e ia p ima de en ada y
los p oduc os de salida:
Ilus ación 1. Esquema gene al EDAR
Como ya se ha comen ado, el obje i o p incipal de una EDAR es ealiza una se ie de
a amien os a las aguas esiduales pa a ob ene una se ie de p oduc os, los cuales end án unos
ines de e minados. Además, ambién se con emplan como obje i os:
➢ P o ección del medioambien e a a és de la educción de la con aminación de las aguas
a adas.

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median e cogene ación y biomasa
- Eliminación de sólidos en suspensión, como pueden se g asas, acei es o
a enas.
- Eliminación de compues os noci os pa a la salud como amoniaco o os o o.
➢ Aho o ene gé ico g acias a un sis ema co ec o de depu ación de las aguas.
➢ Ap o echamien o e icien e de los subp oduc os que se ob ienen as el a amien o de
las aguas con aminadas.
En el a amien o exis en dos p oduc os inales: el agua depu ada y el sólido o ango esidual.
Además de es os, ambién se pueden o ma una se ie de gases que no se suelen ene en cuen a,
ya que se e acúan de o ma inocua a la a mos e a.
En p ime luga , las aguas esiduales que llegan a una EDAR son de una p ocedencia muy
di e sa. En unción de su o igen, el ipo de a amien o a e ec ua puede su i a iaciones que
hay que ene en cuen a. En una EDAR se pueden encon a , po lo menos, es ipos de
co ien es acuosas
1. Ve idos acuosos indus iales.
Pueden ene una na u aleza muy di e sa incluso den o de una misma áb ica o p oceso.
Es con enien e abo da la depu ación o a amien o de las di e sas co ien es
sepa adamen e, pe o sin emba go en la mayo pa e de los casos es a opción no es iable y
acaban mezclándose co ien es de muy di e sa na u aleza.
2. Aguas plu iales o de esco en ía
Se ecogen de un es anque o depósi o donde debe con ola se su calidad. En caso de no
encon a se p esencia de óxicos se e acuan di ec amen e a la ed de alcan a illado.
3. Aguas sani a ias
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
Se deben en ia a la ed de colec o es que la au o idad local debe p o ee pa a ecoge las
aguas de la zona de la EDAR.
Cada una de es as co ien es equie e de un a amien o especí ico, po lo que lo ideal es no
mezcla las y a a cada una de ellas po sepa ado. A pesa de que la legislación obliga a ene
edes sepa adas, en la ealidad la al a de in aes uc u a hace que habi ualmen e se mezclen las
di e sas co ien es. Es o lo único que hace es aumen a los cos es y di icul a el abajo pos e io
de a amien o, ya que es más ácil elimina un componen e indi idual de una co ien e de bajo
olumen y al a concen ación. Además, la mezcla puede gene a gases óxicos, in lamables o
nue os compues os. Debido a es o, se u ilizan di e en es equipos de mezcla con el obje i o de
in oduci las aguas esiduales en la EDAR en las mejo es condiciones posibles.
En cuan o al a amien o de las aguas esiduales que llegan a la EDAR, es e cons a de cua o
ases o e apas bien di e enciadas:
✓ P e a amien o.
✓ T a amien o p ima io.
✓ T a amien o secunda io.
✓ T a amien o e cia io o a anzado.
El obje i o del a amien o no es más que co egi las ca ac e ís icas no deseables de dichas
aguas, es deci , los con aminan es, de al mane a que su uso pos e io pueda da se de acue do a
la legisla u a igen e. De es a o ma, lo que se busca es elimina sólidos en suspensión, ma e ial
o gánico biodeg adable y o ganismos pa ógenos o me ales pesados.
En el siguien e esquema se mues a, de mane a gene al, cual es el p oceso a segui y el obje i o
en cada una de las ases de la línea del agua:
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
Ilus ación 2. Ciclo línea de agua
Po o a pa e, en el p oceso de a amien o de las aguas esiduales se gene an una se ie de
lodos, en los cuales se concen a oda esa con aminación eliminada del agua y cuyo a amien o
PRETRATAMIENTO: Eliminación de sólidos de g an amaño
TRATAMIENTO PRIMARIO: Eliminación de la ma e ia en suspensión
TRATAMIENTO SECUNDARIO: Eliminación de la ma e ia o gánica biodeg adable
TRATAMIENTO TERCIARIO: T a amien o especí ico de acue do al uso pos e io del agua
AGUAS RESIDUALES +
MICROORGANISMOS
+ CONTAMINANTES
AGUAS RESIDUALES +
LODOS + GASES
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
y eliminación se hace di ícil. Los dos p incipales ocos de p oducción de angos son el
a amien o p ima io y el a amien o secunda io.
Es os angos p esen an las siguien es ca ac e ís icas:
❖ Poseen una g an can idad de agua, en o no al 95-99%, po ello ocupan un olumen
impo an e.
❖ Poseen g an can idad de ma e ia o gánica. Es o gene a malos olo es, ya que en an
en descomposición ápidamen e.
❖ Con ienen una g an can idad de o ganismos pa ógenos, po lo que pueden se
causan es de nume osas en e medades.
En unción de la u ilidad que se le ayan a da a los angos, el p oceso de a amien o de es os
segui á un camino de e minado. En el caso de la incine ación, po lo gene al, pueden da se es
ases di igidas a educi lo máximo es os p oblemas y a a los adecuadamen e:
✓ Espesamien o.
✓ Deshid a ación.
✓ Secado.
En el siguien e esquema se mues a de mane a esquemá ica la línea de a amien o que deben
segui los angos en una EDAR:
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
Ilus ación 3. Ciclo línea de angos
Son p ocesos que, de no ealiza los de la mane a adecuada, pueden supone una g an amenaza
pa a su en o no, de mane a que deben es a pe ec amen e con olados. Po o o lado, de nada
si e odo es e a amien o si pos e io men e se ie en esos angos ya a ados en cualquie io
o e ede o.
ESPESAMIENTO: Reducción del olumen de los angos
DESHIDRATACIÓN: Eliminación del agua con enido en los angos
SECADO: Eliminación del agua y acondicionamien o pa a la incine ación de los angos
LODOS GENERADOS EN EL
TRATAMIENTO PRIMARIO
Y SECUNDARIO
LODOS
TRATADOS

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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
En la siguien e igu a se mues a el diag ama uni ila que siguen las aguas esiduales al en a
en la EDAR, con odos los p ocesos p e iamen e explicados:
Ilus ación 4. Funcionamien o EDAR comple a
AGLOMERACIÓN
URBANA
AGUAS
RESIDUALES
PRETRATAMIENTO
TRATAMIENTO
PRIMARIO
DECANTACIÓN
PRIMARIA
TRATAMIENTO
SECUNDARIO
DECANTACIÓN
SECUNDARIA
TRATAMIENTO
TERCIARIO
RESIDUOS DEL
PRETRATAMIENTO
LODOS
PRIMARIOS
LODOS
SECUNDARIOS
LODOS
TERCIARIOS
LODOS
MIXTOS
ESPESAMIENTO
DESHIDRATACIÓN
SECADO
LODOS
TRATADOS
AGUAS
DEPURADAS
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
4.2. Línea de agua
4.2.1 P e a amien o
Engloba a aquellos p ocesos que se si úan a la en ada de la plan a depu ado a pa a elimina
esiduos sólidos, a enas y g asas, que de no se sepa ados daña ían mecánicamen e los equipos
de las siguien es ases de a amien o y sedimen a ían en las ube ías y conduc os de la
ins alación. Las p incipales ope aciones de p e a amien o son: desbas e, desa enado y
deseng asado.
Desbas e
Es una ope ación en la que se eliminan los sólidos de mayo amaño del agua esidual. El agua
se hace pasa po ejas o amices y iene como obje i o sepa a odos aquellos ma e iales de
amaño excesi amen e g ueso que además de ep esen a po sí una o ma de con aminación
(sólidos en suspensión), pueden daña u obs aculiza las ases sucesi as de a amien o. Exis en
di e en es ipos de disposi i os pa a se u ilizados, en unción de la ma e ia que se quie a
elimina y de su amaño:
- Rejillas de g uesos.
- Rejillas de inos.
- Rejillas de ex a inos.
- Mic o amices.
Ilus ación 5. Rejilla de g uesos
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
Desa enado
El p oceso de desa enado se u iliza pa a sepa a la a ena o g a a a as ada en suspensión po
la co ien e. Es a a ena o igina depósi os en canales y ube ías, ab asión y desgas e sob e los
elemen os mecánicos en mo imien o y di icul a la eliminación y diges ión de los lodos
sepa ados en los anques de sedimen ación al aumen a su densidad.
En cuan o a los equipos u ilizados en es a e apa del p oceso, se pueden dis ingui los siguien es
ipos de desa enado es:
- Canales desa enado es: consis en en hace pasa el agua esidual a a és de un canal,
de mane a que se p oduzca la decan ación de las a enas en el ondo del canal,
man eniendo en suspensión po a as e los sólidos en suspensión.
- Desa enado es ai eados: consis e en un canal que dispone de un colec o p o is o de
di uso es que c ean un mo imien o de ipo helicoidal al agua a su paso po el equipo.
Las pa ículas más pesadas, caen en el ondo, y el gi o del agua man iene en suspensión
las pa ículas o gánicas, sacándolas del anque.
- Desa enado es o ex: la o ma del equipo obliga al agua a segui una ayec o ia
ci cula ipo o ex den o de un anque ci cula de co o iempo de e ención, de o ma
que las pa ículas de a ena decan an.
Ilus ación 6. Canal desa enado
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Deseng asado
El deseng asado consis e en la sepa ación de las g asas y acei es a as ados po el agua esidual.
Las g asas en las aguas esiduales c ean nume osos p oblemas en el p oceso de depu ación,
en e los que des acan:
❖ Adhesión a equipos, conduc os o depósi os, di icul ando la depu ación.
❖ Obs ucción de las ejillas inas.
❖ Fo mación de una capa en la supe icie de los decan ado es que di icul a la
sedimen ación.
No malmen e, la ope ación de deseng asado se lle a a cabo en el mismo ecin o del
desa enado , c eando una zona de anquilización donde se acumulan las g asas en su supe icie,
e acuándose po e ede o o ba ido supe icial.
Ilus ación 8. Ins alación de deseng asado
Ilus ación 7. Desa enado o ex
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median e cogene ación y biomasa
haciendo que es as asciendan a la pa e supe io . Una ez allí son ba idas po asque as, has a
una ol a de ecogida.
4.3.2 Deshid a ación
Consis e en la eliminación de la mayo can idad de agua posible, median e un medio ísico, de
mane a que se acili e el anspo e y manejo de los lodos.
Fil o de p ensa
El il o p ensa es un disposi i o de sepa ación sólido-líquido que unciona según el p incipio
de il ación a al a p esión median e un medio il an e de malla ela i amen e upida. La
il ación se ealiza po p esión en cáma as es ancas.
La en aja de es a écnica ela i amen e an igua eside en la p oducción de una o a,
gene almen e de más de un 30% de con enido en ma e ia seca.
Cen í uga
Los angos se pueden sepa a en dos ases dis in as median e la aplicación de una ue za
cen í uga, sin la ba e a de un medio il an e como con los il os p e iamen e explicados.
El ango acondicionado se in oduce en el equipo, a medida que un dis ibuido gi a o io epa e
el ango hacia la pe i e ia y lo impulsa en el espacio anula en e la cube a y el o nillo. Po el
e ec o de la ue za cen í uga, las pa ículas pesadas decan an y se deposi an con a la pa ed
in e io de la cube a.
Ilus ación 13. Fil o de p ensa

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4.3.3 Secado
Po úl imo, el secado pe mi e elimina una can idad de agua que el p oceso de deshid a ación
es incapaz de e apo a , pe mi iendo el uso de los angos como esiduo a incine a .
Secado é mico con encional
En ellos la uen e de calo puede se la combus ión di ec a de un combus ible con encional o
el ap o echamien o del calo esidual de los gases de escape y el agua calien e p oceden es de
un mo o o u bina de cogene ación. Exis en nume osos sis emas de secado cuyo p incipio de
uncionamien o se basa en la ansmisión de calo , ya sea po conducción de calo (con ac o del
ango con la es uc u a me álica calien e del secado ), po con ección (donde la co ien e de
ai e de gases calien es en a en con ac o con la masa de angos a seca ) y po adiación (donde
la g an empe a u a de la es uc u a me álica del secado emi e adiación con a el ango a
seca ). En el mundo indus ial lo no mal es que el p incipio de uncionamien o de los secado es
sea una combinación de uno o más de los sis emas desc i os an e io men e. En odos los casos
el apo de agua y compues os olá iles son ans e idos a una co ien e de gases que debe
ci cula en ci cui o ce ado. Hay que señala que, en España, lo más habi ual es usa la
cogene ación como uen e de calo pa a el secado é mico.
Ilus ación 14. Cen í uga
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Ilus ación 15. Secade o
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5. ALTERNATIVA SELECCIONADA
La gene ación de esiduos, debido a la g an can idad de los mismos que se gene an, es un ema
que equie e de una impo an e ges ión. Hoy en día, debido al amaño de las g andes ciudades,
la can idad de basu as, plás icos o id io que acaba en los con enedo es es muy ele ada. Den o
de es os, uno de los esiduos con mayo olumen de gene ación son los lodos.
Una ez a ados, los lodos pueden cumpli di e en es unciones, siendo las al e na i as muy
a iadas. Den o de es as, las más empleadas son:
5.1. Diges ión pa a p oducción de biogás
Uno de los posibles ines de los lodos es á elacionado con la p oducción de biogás, ya que
pueden se u ilizados como combus ible al e na i o una ez a ados.
El mé odo más u ilizado pa a lle a a cabo es a ope ación es la diges ión anae obia. Es a écnica
consis e en una e men ación mic obiana en ausencia de oxígeno que da luga a biogás ( o mado
p incipalmen e po me ano o dióxido de ca bono) y un ma e ial es abilizado conocido como
ango dige ido. Las p incipales en ajas de es a al e na i a son:
- Es abilización del esiduo ob enido as la diges ión anae obia, lo que hace posible
su uso ma e ial pa a compos aje, abono…
- Gene ación de biogás como combus ible pa a calde as y mo o es de cogene ación
en las plan as de a amien o.
- Reducción del olumen de angos.
5.2. Depósi o en e ede o
La al e na i a más simple pa a la ges ión de lodos es su deposición en e ede o. Median e es a
opción, simplemen e se deben deposi a los esiduos inales de las EDAR en luga es
acondicionados pa a ello. En e sus p incipales des en ajas se pueden encon a :
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- Bajo alo añadido
- Pago de impues os y asas
- Poco espe uoso con el en o no
5.3. Compos aje
El compos aje de lodos de EDAR, jun o con la adición de un agen e deses uc u an e, pe mi e
ob ene un p oduc o de eno me po encial ag onómico que puede aplica se sin iesgos de
i o oxicidad, y que p esen a una ma e ia o gánica es able y un con enido de elemen os
nu i i os óp imo pa a la plan a. Su uso es á muy ex endido al ob ene se a pa i de un p oceso
simple y poco cos oso.
5.4. Incine ación
Po úl imo, se iene la incine ación. A pa i de es a al e na i a se consigue una educción de
los lodos de en e el 70 y 90 %, y se puede gene a ene gía eléc ica, u ilizando dichos angos
como combus ible.
Den o de las di e en es opciones, la incine ación cob a una g an impo ancia debido a las
nume osas en ajas que o ece espec o al es o de al e na i as, como, po ejemplo:
- Eliminación de una g an can idad de lodos
Median e es a écnica es posible elimina al ededo del 80% de los lodos inales de la
EDAR, po lo que se con ie e en una de las al e na i as más e icaces a la ho a de elimina
dicho esiduo.
- Posibilidad de ob ene mayo can idad de ene gía
Tal y como ya se ha explicado, el obje i o de la incine ación de lodos de EDAR no solo es
deshace se de dichos esiduos, sino ambién gene a una de e minada can idad de ene gía
eléc ica, po lo que se les apo a un alo añadido a los mismos.
- Al e na i a p obada, de mane a que su uso es á ex endido y no suele da
p oblemas
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No se a a de una écnica nue a, po lo que p ác icamen e no hay ince idumb e espec o a
su uso. De es a o ma, la p obabilidad de éxi o es mayo y es p obable que los di e en es
p oblemas que puedan apa ece engan una solución iable.
- Zona de población al a
Si la zona en la que se ins ala la plan a de alo ización ene gé ica iene una al a densidad
de población, la can idad de lodos que llegan a la EDAR es mayo a medida que dicha
población aumen a, po lo que la can idad de combus ible disponible ambién aumen a.
- Eliminación de odos los lodos a cambio de una ene gía limpia
Además de deshace e de un esiduo y da le un de e minado alo , la incine ación de lodos
es á conside ada como una ene gía limpia. Los lodos pe enecen al g upo de la biomasa,
que alude a oda la ma e ia o gánica p oceden e de plan as y deshechos suscep ible a
ans o ma se en ene gía. Como sus emisiones son conside adas neu as, se puede a i ma
que se a a de una ene gía espe uosa con el medio ambien e.
Po an o, se concluye inalmen e que la al e na i a más adecuada pa a ealiza la ges ión de los
lodos es la incine ación de los mismos, ya que es la opción que mejo se adecua a las
ca ac e ís icas de la zona y posee di e en es en ajas en e a las o as al e na i as.

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6. RESIDUOS GENERADOS. LODOS
Las ca ac e ís icas de los lodos de depu ación de una EDAR son di e en es en unción de si se
han a ado aguas de p ocedencia indus ial, u bana o ag ícola. Su análisis se á po an o
di e en e en cada uno de los casos y se án di e en es los análisis a ealiza en unción del uso
que se les aya a da a dichos lodos.
6.1. Análisis de los lodos
El análisis de lodos consis e en ob ene di e en es da os de los compues os o elemen os
con enidos en esos lodos, pa a e i ica que sean ap os pa a un de e minado uso. Cabe des aca
que es e ipo de análisis se hace gene almen e cuando los lodos an a ene un uso ag ícola, po
lo que simplemen e se menciona án los ipos de análisis p incipales.
Pa áme os ag onómicos
Es impo an e ob ene in o mación ela i a a la composición de los lodos cuando an a
u iliza se en suelo ag ícola. La medida de los siguien es pa áme os se hace imp escindible:
• pH
• Conduc i idad eléc ica
• Ca bono
• Ni ógeno
• C/N
• Hie o
Me ales Pesados
Se es ablecen alo es lími es pa a la aplicación de los lodos de depu ación a suelo ag ícola ya
que es la opción de a amien o de los lodos más es ic i a. Es os lími es son ma cados po el
Real Dec e o 1310/1990.
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• Cadmio
• Cob e
• Níquel
• Plomo
• Cinc
Mic oo ganismos pa ógenos
El es udio de es os mic oo ganismos uel e a se impo an e sob e odo si pueden limi a su
uso ag ícola. Aunque a di e encia de con los me ales pesados, con los mic oo ganismos
pa ógenos no exis e no ma i a.
• Salmonella
• Esche ichia Coli
• Coli o mes o ales y ecales
Mic ocon aminan es o gánicos
Es necesa io ene in o mación de los posibles con aminan es o gánicos que puedan exis i en
los lodos, con el in de ene he amien as pa a comba i los y es a p epa ados:
• AOX: Compues o o gánicos halogenados
• DEHP: Di(2-E hilhexil)-F ala o
• NPEs: Nonil enol y nonil enole oxilados
• LAS: Sul a os de alquilbenceno lineales
• PAHs: Hid oca bu os a omá icos policíclicos
• PCDD/Fs: Dioxinas y u anos
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6.2. Análisis de esiduos o gánicos
Los lodos, una ez a a iesan los di e en es a amien os de la EDAR, poseen una se ie de
pa áme os ísico-químicos en unción de las ope aciones a las que han sido some idos y de su
p ocedencia. La calde a a u iliza en la alo ización ene gé ica de los lodos a ia á en unción
de dichas ca ac e ís icas, po lo que el es udio de los angos es una a ea imp escindible a la
ho a de diseña la plan a de alo ización ene gé ica.
A con inuación, se indican alo es medios de los lodos de una EDAR ípica.
PARAMETRO
RESULTADO
Resul ados sob e ma e ia húmeda
pH
6,45
Conduc i idad (mmh/cm)
2,55
Humedad (%)
83
Resul ados sob e ma e ia seca
Ma e ia O gánica (%) (calcinación)
65,7
Ni ógeno (%)
5,37
Fós o o (%)
0,27
Po asio (%)
0,37
Sodio (%)
0,32
Calcio (%)
4,03
Magnesio (%)
0,54
Cob e (ppm)
80
Manganeso(ppm)
437
Hie o (%)
1,05
Cinc (ppm)
420
Bo o(ppm)
26
Cadmio (ppm)
1,1
C omo(ppm)
289
41
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Níquel (ppm)
21
Plomo (ppm)
43
Me cu io (ppm)
0,21
Tabla 1. Análisis de esiduos o gánicos de lodos
Tal y como se ap ecia en la abla, la humedad a la que los lodos salen de la EDAR es muy al a,
algo supe io al 80%. Es os angos, al posee al can idad de agua, no pueden in oduci se
di ec amen e en la calde a, de mane a que deben se secados an e io men e. Po ello, deben
pasa po un p oceso de deshid a ación. Es e es á compues o po dos e apas, ambas con el
obje i o de educi el con enido en agua de los lodos. Los equipos a u iliza son:
➢ Fil o de p ensa
El obje i o del il o de p ensa es elimina la mayo can idad de agua posible ealizando un
p ensado de los lodos. Es a e apa es capaz de elimina al ededo del 15 % del agua de los
lodos.
➢ Secade o
Una ez salen los lodos del il o de p ensa, siguen con eniendo demasiada can idad de
agua como pa a que la alo ización sea en able, po lo que se in oducen en un secade o,
cuyo obje i o es el mismo que el del equipo an e io , pe o en es e caso se p e ende elimina ,
a pa i de un secado con encional, esa can idad de agua que el il o de p ensa no ha sido
capaz de elimina . Así, los lodos salen del secade o con 25 o 30 % de agua, lo cual pe mi e
que su alo ización ene gé ica sea en able. Debido a es o, es e disposi i o es i al den o
de la ins alación, ya que pe mi e elimina g an can idad del agua de los lodos, con el
obje i o de que su alo ización ene gé ica sea en able.
Finalmen e, una ez los angos salen del secade o, su pode calo í ico in e io , que es lo que
ealmen e in e esa a la ho a de alo iza los ene gé icamen e, se á el adecuado pa a ob ene una
en abilidad acep able.
A con inuación, se mues a un esquema con el p oceso que deben segui los lodos pa a elimina
la can idad de agua necesa ia pa a que su alo ización ene gé ica sea iable:
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o Ene gía eléc ica.
o Comp eso : ai e comp imido acciona una biela mani ela. Pa a si uaciones de
eme gencia o apagón eléc ico.
2. Tu bina de gas
El esquema de la u bina de gas es el siguien e:
Ilus ación 20. Esquema u bina de gas
En es e caso los gases de escape salen a unos 500 ºC. Los gases esiduales se lle an a una
calde a de ecupe ación, a un secade o o a un sis ema pos – combus ión. El endimien o
ene gé ico es del 30 – 35 %.
Las u binas de gas abajan con mayo exceso de ai e que los MACI. De es a o ma, al aumen a
la p opo ción de oxígeno en la combus ión, se disminuye con oladamen e la empe a u a de
combus ión en la cáma a, y así se e i an los desgas es p oducidos en los álabes del expanso
p o ocados po las ele adas empe a u as.
Los humos p oceden es de u bina de gas, al con ene un ele ado con enido en oxígeno, se
pueden emplea como ai e combu en e en ho nos. Es o no ocu e con los MACI. En la siguien e
imagen se mues a un esquema de los humos en un MACI y en una u bina de gas:

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median e cogene ación y biomasa
Ilus ación 21. Compa a i a MACI y Tu bina de gas
7.1.3 Secade o
Es e equipo se basa en u iliza los gases de escape del elemen o mo o (indi ec amen e, ya que
es el ai e calen ado po es os el enca gado de seca los lodos) pa a calen a los lodos y así
aho a pa e de ese consumo eléc ico necesa io en el secade o. Con es o se jus i ica el uso de
la cogene ación, ya que el secade o demanda una g an can idad de ene gía calo í ica pa a lle a
a cabo el secado. De es a o ma, se consigue un aho o económico y se es espe uoso con el
medio ambien e.
El secado supone una de las ope aciones más impo an es a la ho a de alo iza lodos de EDAR,
ya que, de no ealiza lo co ec amen e, la alo ización ene gé ica no se á en able. El mé odo
más habi ual es el denominado secado di ec o con ómel, y es una ecnología de secado a al a
empe a u a.
A con inuación, se explica el p oceso de secado di ec o con ómel, ep esen ando su ope ación
en el esquema siguien e:
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Ilus ación 22. Esquema secade o
El p oduc o húmedo (4) se in oduce en el ómel (5), donde es anspo ado mecánica y
neumá icamen e al mismo iempo que se deshid a a po medio de los gases calien es (3) que se
gene an en el elemen o mo o (2). Las pa ículas lige as se anspo an ápidamen e a a és del
ómel, mien as que las pa ículas más pesadas pe manecen más iempo en la co ien e de ai e
calien e, y po lo an o alcanzan el mismo con enido de humedad a la salida del ómel. El
p oduc o (7) se sepa a de los gases de deshid a ación en un cajón decan ado y pos e io men e
en un ciclón (6). Los gases de deshid a ación, jun o con el agua e apo ada, se emi en a la
a mós e a di ec amen e a a és del en ilado p incipal (9).
El secade o que se elige es del ab ican e PRODESA. Las dimensiones p incipales del secade o
son:
➢ Longi ud: 20m.
➢ Diáme o: 3m.
➢ Velocidad de gi o: 3 .p.m.
Mien as que las en ajas más signi ica i as a la ho a de abaja con es e equipo son:
- Bajo consumo ene gé ico.
- Tecnología o almen e p obada.
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- Óp ima calidad de p oduc o.
- Ope ación au omá ica.
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7.2. Plan a de Biomasa
La plan a de biomasa es el luga en el que los lodos an a se incine ados con el obje i o de
ob ene ene gía eléc ica. Dicha ins alación a a es a o mada po un ciclo Rankine. És e es el
ciclo ideal que si e de base al uncionamien o de las cen ales é micas, las cuales p oducen
ac ualmen e la mayo pa e de la ene gía eléc ica que se consume en el mundo.
La e olución de las cen ales é micas ha es ado condicionada po la búsqueda de mejo as en
el endimien o é mico del ciclo e modinámico. La idea básica de ás de odas las
modi icaciones pa a inc emen a el endimien o de un ciclo de po encia es aumen a la
empe a u a p omedio a la cual el calo se ans ie e al luido de abajo en la calde a, o
disminui la empe a u a p omedio a la cual el luido de abajo cede calo al condensado . Es o
se consigue con una selección cuidadosa de las condiciones de ope ación de la calde a (p esión
y empe a u a a la que gene a el apo ), y del condensado (p esión de ope ación), así como
con la inco po ación de ecalen amien os en e di e en es e apas de expansión y calen amien os
egene a i os del agua de alimen ación.
Ilus ación 23. Plan a biomasa
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Es e ipo de ciclo u iliza un luido de abajo que al e na i amen e e apo a y condensa,
no malmen e agua, aunque ambién pueden usa se o os ipos de sus ancias. Median e la quema
de un combus ible (en es e caso lodos), el apo de agua es p oducido en una calde a a al a
p esión pa a luego se lle ado a una u bina donde se expande pa a gene a abajo mecánico
en su eje, y es e, solida iamen e unido al de un gene ado eléc ico, es el que gene a á la
elec icidad en la plan a. El apo de baja p esión que sale de la u bina se in oduce en un
condensado , donde condensa y cambia a es ado líquido (habi ualmen e el calo es e acuado
median e una co ien e de e ige ación p oceden e del ma , de un ío o de un lago).
Pos e io men e, una bomba se enca ga de aumen a la p esión del luido en ase líquida pa a
ol e a in oduci lo nue amen e en la calde a, ce ando de es a mane a el ciclo.
La elección de es e p ocedimien o es básicamen e po dos azones:
• Fácil de con ola .
• G an alo añadido, po la ob ención de ene gía eléc ica.
Pa a ello, la ins alación de alo ización ene gé ica a a es a compues a po di e en es equipos,
los cuales compond án el ciclo Rankine. Los elemen os p incipales de la plan a son:
❖ Calde a de lecho luido
❖ Tu bina de apo + al e nado
❖ Condensado
❖ Desgasi icado
❖ Bomba de agua
7.2.1 Calde a de lecho luido
Una calde a es un disposi i o u ilizado pa a calen a agua o gene a apo a una p esión supe io
a la p esión a mos é ica. Su obje i o es aumen a la en alpía del luido de abajo, que

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gene almen e es agua debido a sus ca ac e ís icas e modinámicas. Además, el agua es de bajo
cos e, ácil de maneja y de nula oxicidad.
El aumen o de en alpía se da en es zonas di e enciadas den o de la calde a:
1. Economizado : donde el agua aumen a su empe a u a desde las condiciones de en ada
has a las de líquido sa u ado. Es e equipo se enca ga de ans e i el calo esidual al
agua de alimen ación de la calde a o al ci cui o de agua de e o no, pe o ambién puede
se usado pa a calen a agua domés ica u o o luido de p oceso.
2. E apo ado : donde el agua cambia de ase, de líquido sa u ado a apo sa u ado.
3. Sob ecalen ado : donde el apo sa u ado se calien a has a alcanza las condiciones de
apo sob ecalen ado. Se u iliza solamen e en aquellas calde as que gene en apo
sob ecalen ado.
Ilus ación 24. Calde a de lecho luido
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Po o o lado, los elemen os p incipales de una calde a son:
- Quemado : luga donde se p oduce la mezcla de combus ible y de ai e combu en e.
- Hoga : zona den o de la calde a donde ienen luga la combus ión.
- Zona de ubos: cons i uida po el economizado , e apo ado y sob ecalen ado .
- Sis ema de con ol: pa a con ola pa áme os undamén eseles como la empe a u a
de en ada y salida del agua, y del apo , la p esión y caudal de apo , e c.
P oceso de luidización
El é mino luidización se emplea pa a desc ibi un ipo de p oceso o enómeno consis en e en
el con ac o en e sólidos y luidos, de modo que las pa ículas sólidas apa ecen suspendidas en
el luido, que se mue e a a és del lecho o mado po dichas pa ículas, en di ección e ical
y sen ido ascenden e. De es a mane a, el suelo del hoga de la calde a es á o mado po o i icios
po donde en a el ai e p ima io, a una p esión supe io a la que lo hace en las calde as de
pa illa. Se p e ende con es o que el combus ible sólido se man enga lo ando mien as se
p oduce la combus ión, dándose la luidi icación.
Además, cuando se queman lodos, se pone una base de a ena y cenizas pa a sus en a el lodo
sob e las en adas de ai e.
Los lechos luidos p esen an una se ie de ca ac e ís icas en ajosas con is as a su u ilización
en p ocesos indus iales:
1. La dis ibución de empe a u as es mucho más uni o me que en un lecho ijo o mó il,
llegando a condiciones casi iso é micas.
2. El amaño de pa ículas es de un o den de magni ud meno que en un lecho ijo o mó il,
aumen ando la supe icie de con ac o gas-sólido.
56
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
3. La elocidad de ans e encia de calo en e el gas y las pa ículas es mayo que en los
lechos ijos y, debido a eso, pe mi en una más ácil ecupe ación del calo con enido en
los sólidos esiduales.
Ilus ación 25. Funcionamien o calde a de lecho luido
Composición y p o undidad del lecho
La ma e ia cons i u i a del lecho es á o mada, como consecuencia del e ec o de la combus ión,
po los siguien es componen es:
➢ Combus ible, p incipalmen e en o ma de pa ículas casi sin olá iles.
➢ Cenizas p oceden es de la ma e ia mine al del combus ible.
➢ Adi i o ine e, que es necesa io en algunos casos, como pueden se la a ena y la alúmina.
La p o undidad del lecho puede a ia desde 15-20 cm has a 0,8- 1,0 m o más, dependiendo del
g ado de desul u ación eque ido. Po o o lado, el pa áme o cla e de diseño es la al u a del
lecho o al u a de la pila de biomasa. Si la al u a ue a muy g ande, el ai e p ima io no a a esa ía
la masa y se ob u a ía, po lo que no se p oduci ía la combus ión. Si la al u a baja a mucho, el
57
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
i o se ía an ue e que no encon a ía esis encia, po lo que la combus ión se ía muy mala y
se o ma ía una pol a eda muy g ande.
7.2.2 Tu bina de apo - Al e nado
La u bina es el equipo enca gado de ans o ma ene gía po encial en o ma de p esión de
apo en ene gía ciné ica de o ación. El uncionamien o es muy sencillo: se in oduce apo a
una empe a u a y p esión de e minadas y la expansión de es e apo en el in e io de la ca casa
hace gi a los álabes, unidos a un eje o o ; a la salida de la u bina, el apo que se in odujo
iene una p esión y una empe a u a in e io .
La mayo pa e de la ene gía pe dida po el apo en e la en ada y la salida se emplea en mo e
el o o , y una pequeña pa e se pie de en o ma de oces del apo con pa es ijas, ozamien o
del eje en los cojine es, pé didas de calo po la ca casa en o ma de adiación, conducción o
con ección, y ugas de apo , in e nas o ex e nas.
Ilus ación 26. Tu bina de apo
Más del 50 % de la ene gía eléc ica gene ada en el mundo se p oduce dia iamen e con u binas
de apo . La u bina es un equipo an conocido y obus o que si se espe an una se ie de no mas
elemen ales iene una ida ú il la ga y exen a de p oblemas.
64
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
𝐻𝑟1=90 %
U ilizando el diag ama psic omé ico se i án ob eniendo los di e en es pun os has a llega al
secade o. En p ime luga , se hace pasa el ai e húmedo po un en iado , con el obje i o de
sa u a dicho ai e, es deci , ob ene un ai e lo más húmedo posible pa a, en el siguien e paso,
pu ga el agua condensada y hace que la humedad absolu a disminuya. Po ello, en el pun o 2
(salida del en iado ) la humedad ela i a debe se del 100 %, y la empe a u a de ocío (pun o
en el que el agua con enida en el ai e empieza a condensa ) se ob end á con el diag ama:
G á ico 1. En iamien o ai e
De es a o ma, las condiciones en el pun o 2 son:
𝑇2=𝑇𝑟2=8,5 º𝐶
𝐻𝑟2=100 %
A con inuación, se deben ealiza las pu gas. Lo que se p e ende es educi la humedad absolu a
del ai e pa a que, al llega al secade o, sea capaz de abso be la mayo can idad del agua
con enida en los lodos. Debido a es o, en el pun o 3 se educi á la empe a u a has a los 5 ºC y

65
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
se ealiza án las pu gas de la can idad de agua condensada. Rep esen ando dicha si uación en
el diag ama:
G á ico 2. Pu gas ai e
Mien as que las condiciones en el pun o 3 son:
𝑇3=5 º𝐶
𝐻𝑟3=100 %
Po úl imo, se debe calen a el ai e has a una empe a u a acep able pa a in oduci lo al
secade o. Es aquí donde los gases de escape en an en juego. Es os, a a és de un
in e cambiado de calo , son los enca gados de calen a al ai e, al y como se puede obse a en
el diag ama:
66
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
G á ico 3. Calen amien o ai e
Y las condiciones a las que el ai e en a á al secade o son:
𝑇4=40 º𝐶
𝐻𝑟4=12 %
Donde la empe a u a 𝑇4 es el obje i o a consegui y la humedad ela i a se ha calculado a
a és del diag ama psic omé ico.
8.1.2 Secade o
Una ez calculadas las condiciones del ai e húmedo en los di e en es pun os, se debe calcula
el caudal de ai e necesa io pa a llega a las condiciones deseadas en cuan o a deshid a ación de
lodos se e ie e. Pa a ello, en p ime luga , se debe ealiza un balance de aguas en el secade o,
y en segundo luga un balance de ene gía en el mismo equipo.
Lo p ime o de odo es calcula la can idad de p oduc o seco y agua que componen los lodos. El
siguien e esquema ep esen a los caudales de en ada y salida del secade o:
67
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
Ilus ación 31. Secade o da os de pa ida
En donde “ 𝑥 ” es el caudal de agua a la salida del secade o. Así pues, se debe calcula dicho
pa áme o eniendo en cuen a que la humedad de los lodos a la en ada de la calde a (es o es, a
la salida del secade o) es del 25 %. Dicho de o a o ma, “ 𝑥 ” es el 25 % del p oduc o o al a
la salida del secade o (30.000 + “ 𝑥 ”). Ope ando:
𝑥=0,25∙(30.000+𝑥)
𝑥=0,25∙30.000+0,25∙𝑥
𝑥−0,25∙𝑥=0,25∙30.000
0.75𝑥=0,25∙30.000
Y despejando la incógni a:
𝑥=0,25∙30.000
0,75
Da como esul ado inal:
𝑥=10.000𝑡 𝑎ñ𝑜
⁄
Es o quie e deci que el caudal de agua a la salida del secade o es de 10.000 𝑡 𝑎ñ𝑜
⁄, mien as
que el p oduc o o al a la salida del mismo es:
𝑃𝑇=30.000+𝑥=30.000+10.000
𝑃𝑇=40.000𝑡 𝑎ñ𝑜
⁄
SECADERO
𝑚󰇗𝑝𝑠𝑒=30.000 𝑡 𝑎ñ𝑜
⁄
𝑚󰇗𝑝𝑠𝑠=30.000 𝑡 𝑎ñ𝑜
⁄
𝑚󰇗𝐻2𝑂𝑒=70.000 𝑡 𝑎ñ𝑜
⁄
𝑥
68
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median e cogene ación y biomasa
Y ep esen ándolo en el diag ama uni ila :
Ilus ación 32. Secade o da os agua
Una ez se ob ienen odos los caudales, se deben con e i a 𝑘𝑔 𝑠
⁄. Se debe ene en cuen a que
las ho as o ales disponibles en un año se conside an 8.000, ya que las 760 ho as es an es se
oman como pa adas, man enimien o, e c. Los caudales a la en ada del secade o se án:
𝑚󰇗𝑝𝑠𝑒=30.000 𝑡𝑜𝑛
𝑎ñ𝑜∙1 𝑎ñ𝑜
8.000 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 ∙1 ℎ𝑜𝑟𝑎
3.600 𝑠 ∙1.000 𝑘𝑔
1 𝑡𝑜𝑛 =1,042 𝑘𝑔
𝑠
𝑚󰇗𝐻2𝑂𝑒=70.000 𝑡𝑜𝑛
𝑎ñ𝑜∙1 𝑎ñ𝑜
8.000 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 ∙1 ℎ𝑜𝑟𝑎
3.600 𝑠 ∙1.000 𝑘𝑔
1 𝑡𝑜𝑛 =2,431 𝑘𝑔
𝑠
Mien as que a la salida:
𝑚󰇗𝑝𝑠𝑠=30.000 𝑡𝑜𝑛
𝑎ñ𝑜∙1 𝑎ñ𝑜
8.000 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 ∙1 ℎ𝑜𝑟𝑎
3.600 𝑠 ∙1.000 𝑘𝑔
1 𝑡𝑜𝑛 =1,042 𝑘𝑔
𝑠
𝑚󰇗𝐻2𝑂𝑠=10.000 𝑡𝑜𝑛
𝑎ñ𝑜∙1 𝑎ñ𝑜
8.000 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 ∙1 ℎ𝑜𝑟𝑎
3.600 𝑠 ∙1.000 𝑘𝑔
1 𝑡𝑜𝑛 =0,347 𝑘𝑔
𝑠
Como se puede obse a , la can idad de p oduc o seco se man end á cons an e, mien as que la
can idad de agua se e á conside ablemen e educida.
Así pues, ealizando el balance de aguas en el secade o:
𝑚󰇗𝐻2𝑂𝑒+𝑚󰇗𝑎𝑖𝑟 ∙𝑤4=𝑚󰇗𝐻2𝑂𝑠+𝑚󰇗𝑎𝑖𝑟 ∙𝑤5
Y el balance de ene gías:
SECADERO
𝑚󰇗𝑝𝑠𝑒=30.000 𝑡 𝑎ñ𝑜
⁄
𝑚󰇗𝑝𝑠𝑠=30.000 𝑡 𝑎ñ𝑜
⁄
𝑚󰇗𝐻2𝑂𝑒=70.000 𝑡 𝑎ñ𝑜
⁄
𝑚󰇗𝐻2𝑂𝑠=10.000 𝑡 𝑎ñ𝑜
⁄
69
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
LODOS HÚMEDOS
AIRE HÚMEDO
LODOS HÚMEDOS
𝑚󰇗𝑝𝑠𝑒∙𝐶𝑝𝑙𝑜𝑑𝑜𝑠 ∙𝑇1+𝑚󰇗𝐻2𝑂𝑒∙𝐶𝑝𝐻2𝑂 ∙𝑇1+𝑚󰇗𝑎𝑖𝑟 ∙ℎ4
=𝑚󰇗𝑝𝑠𝑠∙𝐶𝑝𝑙𝑜𝑑𝑜𝑠 ∙𝑇6+𝑚󰇗𝐻2𝑂𝑠∙𝐶𝑝𝐻2𝑂 ∙𝑇6+𝑚󰇗𝑎∙ℎ5
Se pueden ob ene an o la empe a u a en el pun o 6 como el caudal de ai e necesa io pa a
lle a a cabo el secado de los lodos en dichas condiciones. Pa a ello se debe i e a , dando alo es
a la empe a u a del pun o 5 (salida del ai e del secade o) e in en a que ambos lados de la
ecuación sean lo más simila es posible. De es a o ma, se ob iene una empe a u a en el pun o
5 de:
𝑇5=19,1 º𝐶
Mien as que la empe a u a del pun o 6 y el caudal de ai e necesa io son:
𝑇6=29,39 º𝐶
𝑚󰇗𝑎𝑖𝑟 =248,6 𝑘𝑔/𝑠
Po úl imo, en el siguien e esquema se ep esen an las condiciones de en ada y salida del
secade o, an o de la co ien e de ai e como de la de lodos:
Ilus ación 33. Secade o da os inales
8.1.3 In e cambiado de calo
Una ez calculado el caudal de ai e, se puede p ocede a calcula la can idad de humos necesa ia
pa a llega a las condiciones p e iamen e desc i as. El equipo a a és del cual se a a calen a
el ai e es un in e cambiado de calo . En él, los gases de escape del mo o calen a án el ai e, de
mane a que, cuan o mayo sea el caudal de humos in oducido al in e cambiado , mayo se á la
ans e encia de calo a la co ien e de ai e. A con inuación, se ep esen a el equipo
mencionado, con ambas co ien es de ai e y gases:
AIRE SECO

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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
Ilus ación 34. Da os in e cambiado de calo
Así pues, se plan ea un balance de ene gía en el in e cambiado :
𝑚󰇗𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 ∙ℎ7+𝑚󰇗𝑎𝑖𝑟 ∙ℎ3=𝑚󰇗𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 ∙ℎ8+𝑚󰇗𝑎𝑖𝑟 ∙ℎ4
Que simpli icando queda:
𝑚󰇗𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 ∙(ℎ7−ℎ8)=𝑚󰇗𝑎𝑖𝑟 ∙(ℎ4−ℎ3)
Las en alpías de los pun os 3 y 4 ya se conocen, así como el caudal de ai e que ci cula po la
ins alación (p e iamen e calculado). Se comienza el dimensionamien o con un mo o
al e na i o de combus ión in e na (MACI), y en unción de los esul ados se elegi á el mo o o
se eha án los cálculos pa a una u bina de gas. Como las empe a u as de los pun os 7 y 8 son
400 ºC Y 140 ºC espec i amen e, eniendo en cuen a que se conside a un calo especí ico de
los humos de 1,1 𝑘𝐽 𝑘𝑔∙º𝐶
⁄, se pueden ob ene las en alpías co espondien es a los mismos:
ℎ7=𝑇7∙𝐶𝑝𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 =400 º𝐶∙ 1,1 𝑘𝐽
𝑘𝑔∙º𝐶=440 𝑘𝐽
𝑘𝑔
ℎ8=𝑇8∙𝐶𝑝𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 =140 º𝐶∙ 1,1 𝑘𝐽
𝑘𝑔∙º𝐶=154 𝑘𝐽
𝑘𝑔
De es a o ma, ya se puede ob ene el caudal de gases de escape necesa io pa a llega a las
condiciones calculadas:
𝑚󰇗𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 =𝑚󰇗𝑎𝑖𝑟 ∙(ℎ4−ℎ3)
ℎ7−ℎ8=248,6𝑘𝑔
𝑠∙(54,31−18,58)𝑘𝐽
𝑘𝑔
(440−154)𝑘𝐽
𝑘𝑔
𝑚󰇗𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 =31,06 𝑘𝑔
𝑠
71
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
8.1.4 Mo o al e na i o de combus ión in e na
Una ez se iene el caudal de humos necesa io, se puede comenza a dimensiona el mo o . Pa a
ello, el p ime paso es calcula la po encia (o calo ) gene ado po los humos del mo o en el
in e cambiado de calo :
𝑊󰇗𝑔=𝑚󰇗𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 ∙𝐶𝑝𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 ∙(𝑇7−𝑇8)
𝑊󰇗𝑔=31,06 𝑘𝑔
𝑠∙ 1,1 𝑘𝐽
𝑘𝑔∙º𝐶∙(400−140)º𝐶
𝑊󰇗𝑔=8.883,16 𝑘𝑊
El siguien e paso es de e mina , a pa i del endimien o de los gases del mo o , el calo
ans e ido a pa i de la combus ión. Teniendo en cuen a que el endimien o de los gases del
mo o se es ima en un 22 %:
𝜂𝑐=22 %
𝜂𝑐=𝑊󰇗𝑔
𝑄󰇗𝑐=8.883,16 𝑘𝑊
𝑄󰇗𝑐=0,22
El calo apo ado al mo o se á:
𝑄󰇗𝑐=40.378 𝑘𝑊
Po úl imo, se debe calcula la po encia eléc ica gene ada po el mo o . Pa a ello se u iliza el
endimien o eléc ico del mismo, que se es ima en un 44 %:
𝜂𝑒=44 %
𝜂𝑒=𝑊󰇗𝑒
𝑄󰇗𝑐=𝑊󰇗𝑒
40.378 𝑘𝑊=0,44
𝑊󰇗𝑒=17.766,32 𝑘𝑊
Tal y como puede ap ecia se, se ob iene una po encia eléc ica de 17,7 MW, de mane a que la
u ilización del mo o al e na i o se desca a al no exis i mo o es capaces de p opo ciona al
po encia.
72
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
8.1.5 Tu bina de gas
Po es a azón, se decide ins ala una u bina de gas, po lo que se deben ehace los cálculos pa a
es e segundo caso. Cabe des aca que an o los da os del secade o como los de la ins alación de
a amien o de ai e son los mismos, po lo que se debe án epe i los cálculos en el in e cambiado
de calo y en la p opia u bina de gas.
Así pues, se ealiza de nue o el balance de ene gía en el in e cambiado . En es e caso, los humos de
escape de la u bina salen a 500 ºC, de mane a que las en alpías de los humos a la en ada y salida
del in e cambiado se án:
ℎ7=𝑇7∙𝐶𝑝𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 =500 º𝐶∙ 1,1 𝑘𝐽
𝑘𝑔∙º𝐶=550 𝑘𝐽
𝑘𝑔
ℎ8=𝑇8∙𝐶𝑝𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 =140 º𝐶∙ 1,1 𝑘𝐽
𝑘𝑔∙º𝐶=154 𝑘𝐽
𝑘𝑔
Y el balance de ene gía:
𝑚󰇗𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 ∙(ℎ7−ℎ8)=𝑚󰇗𝑎𝑖𝑟 ∙(ℎ4−ℎ3)
De es a o ma, despejando el caudal de humos, se ob iene el siguien e esul ado:
𝑚󰇗𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 =22,43 𝑘𝑔/𝑠
Una ez se iene el caudal de humos se puede ob ene la po encia calo í ica de dichos gases:
𝑊󰇗𝑔=𝑚󰇗𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 ∙𝐶𝑝𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 ∙(𝑇7−𝑇8)
𝑊󰇗𝑔=22,43 𝑘𝑔
𝑠∙ 1,1 𝑘𝐽
𝑘𝑔∙º𝐶∙(500−140)º𝐶
𝑊󰇗𝑔=8.882,28 𝑘𝑊
El siguien e paso consis e en ob ene el calo ans e ido. Teniendo en cuen a un endimien o de los
gases del 55 %, es e se á:
𝜂𝑐=𝑊󰇗𝑔
𝑄󰇗𝑐=8.882,28 𝑘𝑊
𝑄󰇗𝑐=0,55
𝑄󰇗𝑐=16.149,6 𝑘𝑊
73
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
Po úl imo, se debe calcula la po encia eléc ica a pa i del calo calculado p e iamen e y un
endimien o eléc ico del 30 %:
𝜂𝑒=𝑊󰇗𝑒
𝑄󰇗𝑐=𝑊󰇗𝑒
16.149,6 𝑘𝑊=0,3
𝑊󰇗𝑒=4.845 𝑘𝑊
De es a o ma, se ob iene una u bina de una po encia eléc ica de 4,84 MW.
8.1.6 Elección de la u bina de gas na u al en el me cado
Exis en di e en es u binas de gas en unción de la po encia eléc ica gene ada, po lo que a pa i de
es e da o se debe á elegi una y ol e a ealiza los cálculos en o den in e so. Es as po encias an
desde 1 MW has a unos 500 MW ap oximadamen e, en unción del ab ican e.
En es e caso, al habe ob enido una po encia eléc ica de 4,84 MW, una única u bina se á su icien e.
De en e los di e en es ab ican es se elige la u bina Siemens SGT – 100, de 5,05 MW (e), cuyas
ca ac e ís icas son las siguien es:
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
Siendo el caudal de apo :
𝑚󰇗𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 =4,845 𝑘𝑔 𝑠
⁄
Así pues, se debe elegi una calde a de lecho luido capaz de ope a en las condiciones
p e iamen e mencionadas y asnpo a el caudal calculado. Po ello, se elige la calde a del
ab ican e GE Powe , de lecho luidizado ci culan e, con ecnología CFB y que puede sopo a
has a 330 ba de p esión.
Ilus ación 38. Calde a de lecho luidizado GE Powe
8.2.2 Tu bina - Al e nado
El siguien e paso a da es el dimensionamien o del g upo u bina – al e nado . Es e equipo es
el enca gado de gene a la ene gía eléc ica de la plan a. La u bina iene como misión expandi
el apo sob ecalen ado que le llega, de mane a que esa ene gía con enida en el agua se
ans ie a a la u bina, y de es a al al e nado . Pa a ello, el apo mue e los alabes de la u bina,
y es os, a su ez, accionan el al e nado .
El al e nado es una máquina capaz de ans o ma la ene gía mecánica que le llega de la u bina
en ene gía eléc ica, gene ando una co ien e al e na median e inducción elec omagné ica.
Po o o lado, al y como se puede obse a en el esquema, la u bina se e á some ida a dos
ex acciones: una al condensado y o a al desgasi icado :

81
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
Ilus ación 39. Esquema u bina - Al e nado
En p ime luga , se deben calcula los caudales de cada una de las ex acciones. Cabe des aca
que el caudal que llega al desgasi icado es muy pequeño compa ado con el del condensado .
A pesa de ello, se an a calcula ambos caudales. Pa a ello se deben ealiza balances an o de
masa, como de ene gía en el desgasi icado .
El balance de masa es:
𝑚󰇗𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 =𝑚󰇗𝑡𝑢𝑟𝑏 +𝑚󰇗𝑑𝑒𝑠𝑔
Mien as que el balance de ene gía:
𝑚󰇗𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 ∙ℎ13 =𝑚󰇗𝑡𝑢𝑟𝑏 ∙ℎ12 +𝑚󰇗𝑑𝑒𝑠𝑔 ∙ℎ14
Resol iendo el sis ema de ecuaciones se ob ienen los caudales de cada una de las ex acciones,
siendo es os:
𝑚󰇗𝑡𝑢𝑟𝑏 =4,393 𝑘𝑔/𝑠
𝑚󰇗𝑑𝑒𝑠𝑔 =0,4522 𝑘𝑔/𝑠
En segundo luga , se debe calcula la po encia eléc ica que p opo ciona la u bina. Es a a a
depende , po un lado, de la expansión en la u bina y po o o, del caudal de apo que llega a
la misma. Además, se debe ene en cuen a el endimien o isoen ópico, mecánico y eléc ico.
Así pues, la po encia de la u bina queda:
𝑊𝑡𝑢𝑟𝑏 =𝑚󰇗𝑡𝑢𝑟𝑏 ∙(ℎ9−ℎ10)∙𝜂𝑚∙𝜂𝑒
82
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
De es a o ma, se debe ob ene la en alpía del pun o 10 a pa i del endimien o isoen ópico y
la en alpia del pun o 10s (pun o 11 en el EES) con el Diag ama de Mollie .
Lo p ime o de odo es calcula la en alpía en el pun o 10, que es la salida de la u bina, o en ada
al condensado . Pa a ello, se debe u iliza el endimien o isoen ópico. Teniendo en cuen a que
los dis in os endimien os del equipo los da el ab ican e, es os se pueden de ini como:
𝜂𝑠=70 %
𝜂𝑚=90 %
𝜂𝑒=97 %
Teniendo en cuen a es e endimien o y con el apoyo del Diag ama de Mollie , se ob iene la
en alpia del pun o 10. La ó mula del endimien o isoen ópico se exp esa como:
𝜂𝑠=ℎ1−ℎ2
ℎ1−ℎ2𝑠
Po o o lado, pa a la ob ención de la en alpía del pun o 10s se debe emplea el mencionado
Diag ama de Mollie . Es e diag ama es la ep esen ación g á ica en una ca a semiloga í mica
en el plano p esión / en alpía de los es ados posibles de un compues o químico (en es e caso, el
agua). Po ello, como la p esión en el pun o 10 es conocida (0,1 ba ), y se supone una expansión
isoen ópica (en opía cons an e en e 9 y 10), se puede ob ene la en alpía del pun o 10s:
ℎ10𝑠=2.128 𝑘𝐽 𝑘𝑔
⁄
E in oduciendo es e da o en la exp esión del endimien o isoen ópico en e la en ada y salida
de la u bina:
0,70=3.302 𝑘𝐽 𝑘𝑔
⁄−ℎ10
3.302 𝑘𝐽 𝑘𝑔
⁄−2.128 𝑘𝐽 𝑘𝑔
⁄
Se ob iene la en alpía a la salida de la misma:
ℎ10 =3.302 𝑘𝐽 𝑘𝑔
⁄−0,70∙(3.302 𝑘𝐽 𝑘𝑔
⁄−2.128 𝑘𝐽 𝑘𝑔
⁄ )
ℎ10 =2.480 𝑘𝐽 𝑘𝑔
⁄
83
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
Tomando los alo es de caudal de apo y en alpias de los pun os 9 y 10 (en ada y salida de la
u bina), la ecuación queda:
𝑊𝑡𝑢𝑟𝑏 =4,393 𝑘𝑔 𝑠
⁄∙(3302 𝑘𝐽 𝑘𝑔
⁄−2.480 𝑘𝐽 𝑘𝑔
⁄)∙0,90∙0,97
De mane a que la ene gía disponible en la u bina es:
𝑊𝑡𝑢𝑟𝑏 =3.152,44 𝑘𝑊
𝑊𝑡𝑢𝑟𝑏 =3,15 𝑀𝑊
El equipo elegido es la u bina de apo SST – 300, de Siemens, capaz de gene a de 0 a 45
MW, que cumple con las especi icaciones eque idas.
Ilus ación 40. Tu bina de apo SST - 300
Mien as que el al e nado que i á unido a la u bina de apo se á del ab ican e Le oy – Some .
Ilus ación 41. Al e nado Le oy - Some
84
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
8.2.3 Condensado
El siguien e paso consis e en ealiza el dimensionamien o del condensado . El condensado es
el equipo enca gado de ealiza el cambio de ase del apo que le llega de la u bina,
en iándolo pa a consegui ce a el ciclo. Pa a ello, es necesa io una uen e que sea capaz de
e ige a esa co ien e de apo . No malmen e se u iliza agua, an o del ma como de íos o
embalses, ya que se suelen necesi a g andes can idades debido a las ele adas empe a u as a
las que el apo sale de la u bina.
Po o o lado, con el in de maximiza la po encia p opo cionada po la u bina, se in en a
educi la p esión del condensado lo máximo posible, de mane a que el sal o en álpico en la
u bina sea lo más g ande posible.
Rep esen ando el esquema del equipo, és e queda ía:
Ilus ación 42. Esquema condensado
En cuan o al dimensionamien o, se debe calcula el caudal de e ige ación que ci cula po el
condensado . Pa a ello se ealiza un balance de ene gía en el mismo, de mane a que:
𝑚󰇗𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 ∙(ℎ10−ℎ12)=𝑚󰇗𝑟𝑒𝑓∙𝐶𝑝𝐻2𝑂 ∙(𝑇18 −𝑇17)
Y despejando el caudal de e ige ación se ob iene:
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median e cogene ación y biomasa
𝑚󰇗𝑟𝑒𝑓 =𝑚󰇗𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 ∙(ℎ10−ℎ12)
𝐶𝑝𝐻2𝑂 ∙(𝑇18−𝑇17)
Pa a calcula lo se deben ob ene las en alpías de los pun os 10 y 12 (en ada y salida del
condensado del caudal de apo ) y de los pun os 17 y 18 (en ada y salida del condensado del
caudal de e ige ación). La en alpía del pun o 10 ya ha sido calculada p e iamen e, siendo su
alo :
ℎ10 =2.480 𝑘𝐽 𝑘𝑔
⁄
La en alpia del pun o 12 se ob iene con la p esión a la que es á some ido el condensado . En
es e caso, como el equipo abaja a una p esión de 0,1 ba , la empe a u a de sa u ación a esa
p esión es:
𝑇12 =𝑇120,1 𝑏𝑎𝑟 =45,81 º𝐶
Y, como se a a de agua líquida, u ilizando el calo especi ico del agua se ob iene la en alpía:
ℎ12 =𝑇12∙𝐶𝑝𝐻2𝑂 =45,81 º𝐶∙ 4,184 𝑘𝐽
𝑘𝑔∙º𝐶
ℎ12 =191,7 𝑘𝐽 𝑘𝑔
⁄
T as es e p ime cálculo, se deben de ini los pun os 17 y 18. Es os ep esen an la en ada y
salida del caudal de e ige ación, po lo que se a a supone una empe a u a del medio
e ige an e de 20 ºC y un sal o de empe a u a en e es os dos pun os de 7 ºC:
𝑇17 =20 º𝐶
∆𝑇=7 º𝐶
De es a o ma, es posible calcula la empe a u a a la salida, sin más que suma es os dos
alo es:
𝑇18 =𝑇17+∆𝑇=20 º𝐶+ 7 º𝐶
𝑇18 =27 º𝐶
Así pues, ya se ienen de inidos los cua o pun os y se puede calcula el caudal de e ige ación
del condensado :

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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
𝑚󰇗𝑟𝑒𝑓 =4,845𝑘𝑔
𝑠∙(2.480𝑘𝐽
𝑘𝑔−191,7𝑘𝐽
𝑘𝑔)
4,184 𝑘𝐽
𝑘𝑔∙º𝐶∙(27 º𝐶− 20 º𝐶)
Que da como esul ado:
𝑚󰇗𝑟𝑒𝑓 =378,6 𝑘𝑔 𝑠
⁄
Tal y como se ha dicho an es, es un caudal muy ele ado, azón po la cual se suelen u iliza
ma es o íos como uen es de e ige ación.
En cuan o al equipo, se elige el modelo de co aza y ubos de Schmid – B e en, cons uido en
ace o.
Ilus ación 43. Condensado Schmid - B e en
8.2.4 Desgasi icado
El siguien e paso es dimensiona el desgasi icado . Es e equipo iene una doble misión. El
obje i o p incipal es ex ae el oxígeno disuel o, es o es, las posibles bu bujas o bolsas de ai e
que pueda con ene el agua líquida, ya que, as es o, se debe en ia a la bomba de alimen ación,
po lo que es impo an e que el agua no con enga nada de oxígeno pa a no daña la. Además,
iene la misión de p opo ciona la p esión hid os á ica necesa ia (NPSH) pa a e i a el
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
enómeno de ca i ación en las bombas de alimen ación. Po o a pa e, ambién iene como in
p ecalen a el agua an es de en a en la calde a, con el obje i o de educi el sal o de
empe a u a que su e la misma y así educi el consumo de combus ible.
Pa a su dimensionamien o, se debe ene en cuen a que el desgasi icado cumple sus di e en es
obje i os u ilizando el calo que se gene a en el ciclo, a a és de una ex acción que se ealiza
en la u bina de apo . Así pues, es el p opio calo del p oceso, o una pequeña pa e del mismo,
el que ealiza ese abajo.
En la siguien e imagen se ep esen a el esquema del desgasi icado :
Ilus ación 44. Esquema desgasi icado
En él se pueden ap ecia las di e en es co ien es que llegan al mismo:
1. La co ien e 𝑚󰇗12 ep esen a la salida del condensado , siendo es a co ien e agua
líquida.
2. La co ien e 𝑚󰇗14 ep esen a la ex acción ealizada en la u bina. Se a a de una pa e
muy pequeña de odo el caudal que a a iesa la u bina, ya que no es necesa io
demasiado calo pa a ealiza el abajo en el desgasi icado .
3. La co ien e 𝑚󰇗13 ep esen a la salida del desgasi icado , y no es más que la suma de los
dos caudales p e ios. En es e pun o el agua sigue siendo líquida y es á lib e de pa ículas
de oxígeno que puedan daña las bombas de alimen ación a la calde a, que es el siguien e
equipo.
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median e cogene ación y biomasa
Las condiciones en el desgasi icado son:
𝑇𝐷=105 º𝐶
𝑃𝐷=3 𝑏𝑎𝑟
A a és de balances de masa y ene gía, se pueden ob ene los es caudales mencionados, al y
como se ha hecho p e iamen e pa a calcula la po encia de la u bina. Se elige el desgasi icado
de la emp esa ATTSU TERMICA.
Ilus ación 45. Desgasi icado ATTSU TERMICA
8.2.5 Bomba alimen ación
El úl imo paso a da pa a inaliza con el dimensionamien o de la plan a es de ini la bomba de
alimen ación a la calde a. Su misión es p opo ciona al agua que le llega del desgasi icado la
su icien e p esión como pa a in oduci la en la calde a, al y como se ep esen a en el esquema:
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median e cogene ación y biomasa
Ilus ación 46. Esquema bomba de alimen ación
Así pues, lo p ime o de odo es calcula la po encia de la bomba de alimen ación, siguiendo la
siguien e o mula:
𝑊𝐵
𝑡=𝑚󰇗𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 ∙[∫ 𝑣∙𝑑𝑝
𝑃16
𝑃15 ]
Realizando la in eg al, la exp esión queda:
𝑊𝐵
𝑡=𝑚󰇗𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 ∙𝑣∙(𝑃16 −𝑃15)
La p esión en el pun o 15 es la p esión del desgasi icado , mien as que la p esión del pun o 16
es la de la calde a, po lo que las dos p esiones son conocidas, al igual que 𝑚󰇗𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟, que
simplemen e es el caudal de apo que ci cula po el ciclo:
𝑚󰇗𝑣=4,845 𝑘𝑔 𝑠
⁄
𝑃15 =3 𝑏𝑎𝑟
𝑃16 =60 𝑏𝑎𝑟
Po úl imo, se debe de ini el é mino 𝑣. Es e se a a del olumen especi ico del agua, que se
conside a cons an e, ya que la a iación que su e en e esos dos pun os es mínima. De es a
o ma, su alo se es ima en:
𝑣=0,001123 𝑚3𝑘𝑔
⁄
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median e cogene ación y biomasa
• Con oles químicos del agua de alimen ación y del agua de pu gas. Se ealizan análisis
en el labo a o io.
Ta eas mensuales:
• Eng ase de mo o es y bombas: lo ma ca el ab ican e.
• Análisis del mapa de ib aciones: lo da el ab ican e. Se ma can unos pun os del mo o
en un esquema y se da la ampli ud y ecuencia óp ima de cada pun o.
• Comp obación del buen es o de los equipos en ese a. Los equipos, aunque no se usen,
en ejecen. Se deben ene a pun o.
G andes e isiones:
• Re isión de quemado es, bombas de alimen ación y ál ulas mo o izadas.
• Comp oba y calib a los lazos de p esión, empe a u a, caudal y ni el.
• Inspección isual de ubos en el in e io de la calde a.
• Inspección gene al de la es uc u a sopo e de la calde a y de las ube ías.
• Re isiones legales.
9.2.2 Tu bina de apo
La u bina de apo , jun o con el al e nado , es el equipo enca gado de gene a ene gía eléc ica.
Las p incipales a e ías que se pueden encon a son:
➢ Al os ni eles de ib ación en el educ o o el al e nado .
➢ Fugas de apo .
➢ Fallos en la ins umen ación.

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median e cogene ación y biomasa
➢ Bloqueo o g ipaje del o o .
Al igual que en el caso de la calde a, el man enimien o se puede di idi en es g andes g upos:
Ta eas dia ias:
• Comp obación de ala mas y p e-ala mas.
• Vigilancia de los pa áme os p incipales: empe a u as, p esiones, e oluciones…
• Inspección isual de la u bina y de los elemen os auxilia es.
Ta eas mensuales:
• Limpieza del acei e y comp obación del ni el del mismo.
• Inspecciones de las ugas de apo y del agua de e ige ación.
• Análisis del mapa de ib aciones.
• Comp obación de lub icación del educ o y el al e nado
• Inspección isual del sis ema hid áulico.
G andes e isiones:
• Te mog a ía del g upo u bina – al e nado .
• P uebas de po encia y endimien o.
• Inspección de álabes.
• Cambia de acei e y de il os de acei e.
• Análisis del espec o de ib ación de la u bina, educ o y al e nado .
• Inspección gene al de odos los elemen os que con o man la u bina.
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median e cogene ación y biomasa
9.2.3 Bomba de alimen ación
Las bombas de alimen ación son equipos dinámicos cuyo obje i o es impulsa líquidos. Los
ac o es p incipales a conside a en su uncionamien o son:
➢ Lub icación.
➢ Re ige ación.
➢ Alineación.
➢ Sellado.
Además, se deben ene en cuen a di e en es ope aciones de man enimien o en dos momen os
pun uales: el a anque y la pa ada.
En el a anque:
• Comp oba que la bomba es á llena de p oduc o.
• Comp oba que las ál ulas de e ige ación es án abie as.
En la pa ada:
• Vigila los sis emas auxilia es de cie e.
• Comp oba el consumo del mo o .
• Vigila la co ec a lub icación y epone el ni el.
• Comp oba que las p esiones de aspi ación e impulsión es án den o del ango
9.2.4 Tu bina de gas
La complejidad ecnológica de las u binas de gas obliga a con a a el man enimien o con el
ab ican e. Exis en dos ipos de man enimien o: dia ia y e isiones p og amadas.
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median e cogene ación y biomasa
Man enimien o dia io
Lo ealiza el p opie a io, chequeando los pa áme os p incipales de uncionamien o de la
u bina:
• Po encia gene ada.
• Tempe a u a de salida de los gases.
• Tiempo de a anque y de pa ada.
• Mapa de ib aciones.
• Rendimien o de la u bina.
Re isiones p og amadas
Es as se ealizan con la u bina pa ada:
• Limpieza de los il os de ai e.
• Inspección de los elemen os de combus ión.
• Inspección de las pa es calien es.
• Inspección gene al, que equie e la ape u a de la u bina cada 50.000 ho as.
9.2.5 Comp eso
Den o del man enimien o del comp eso , los dos g upos mas impo an es son la lub icación y
la e ige ación.
Lub icación
Es el capí ulo más impo an e en la ida de la máquina. Realiza una pe ec a lub icación con
un acei e de buena calidad y adecuado pa a comp eso es, ala ga conside ablemen e la ida ú il
del comp eso .
100
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
Es undamen al, an es de la pues a en ma cha, e i ica el ni el de acei e del cá e . El ni el
debe man ene se en e las muescas de máximo y mínimo de la misma y siemp e se obse a á
en calien e y con la máquina pa ada. Las ca ac e ís icas p incipales del acei e a con ola son:
• Viscosidad.
• Tempe a u a de in lamación.
• Tempe a u a de congelación.
Re ige ación
Po o o lado, es undamen al que el comp eso es é su icien emen e e ige ado, po dos
mo i os p incipales:
➢ E i a los p oblemas de i ados del calen amien o.
➢ Reduci el consumo de ene gía.
En cuan o a los luidos e ige an es, los comp eso es pequeños se pueden en ia po ai e,
mien as que los g andes se deben en ia con agua.
Una buena e ige ación exige man ene el comp eso siemp e limpio. La suciedad ac úa como
un aislamien o muy e icaz. Pa a ello hay que con ola dia iamen e las empe a u as de en ada
y salida del luido que se u ilice como e ige an e (agua o ai e).
Cuando el comp eso es su icien emen e g ande, se puede ap o echa su calo de e ige ación
como cale acción, pa a calen a la na e indus ial o las o icinas. Es uno de los sis emas de
ap o echamien o ene gé ico de los comp eso es más u ilizado y con en abilidades ele adas.
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median e cogene ación y biomasa
10. ANÁLISIS ECONÓMICO
En el siguien e apa ado se an a explica las di e en es pa idas de p esupues o que exis en,
exponiendo una se ie de da os pa a ene una idea de la in e sión necesa ia en el p oyec o.
Pa a ello, se a a ealiza un p esupues o ap oximado, sepa ando po un lado las ho as in e nas
empleadas en el p oyec o, y po o o, los equipos come ciales y ecu sos necesa ios pa a la
ejecución, mon aje y pues a en ma cha de la ins alación.
10.1. P esupues o
Tal y como se ha dicho, el p esupues o se a a sepa a en dos g andes g upos: p esupues o de
ingenie ía y p esupues o de equipos.
10.1.1 P esupues o de ingenie ía
En es e p ime apa ado se an a ene en cuen a las ho as abajadas po los dis in os empleados
que pa icipan en el p oyec o: ingenie o junio , ingenie o senio y coo dinado de p oyec o. Se
end án en cuen a an o las ho as abajadas po cada uno de los abajado es como la di e encia
sala ial exis en e en e cada uno de los g upos ci ados.
Tabla 3. P esupues o de pe sonal
Po o o lado, se deben calcula una se ie de ecu sos u ilizados pa a la ealización del p oyec o
que se impu an como amo izaciones. Es as amo izaciones se calculan median e la siguien e
ó mula:
𝐴𝑚𝑜𝑟𝑡𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (€)=𝐶𝑜𝑠𝑡𝑒 (€) ∙ 𝑈𝑠𝑜 (ℎ)
𝑉𝑖𝑑𝑎 ú𝑡𝑖𝑙 (ℎ)

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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
A con inuación, se mues an las dis in as amo izaciones empleadas:
Tabla 4. P esupues o amo izaciones
Po úl imo, en la siguien e abla se ecogen odos los gas os con abilizados de ingenie ía,
incluidas las amo izaciones. Además, se iene en cuen a una pa ida de cos es indi ec os,
es imada en un 5 % del o al:
Tabla 5. P esupues o de ingenie ía
Tal y como se puede obse a , el impo e o al asciende a 274.149,75 €.
10.1.2. P esupues o de equipos
En es e segundo apa ado se mues an el cos e de odos los equipos necesa ios pa a lle a a
cabo la ins alación de la plan a, así como las pa idas de mon aje, pues a en ma cha y
supe isión. Es e p esupues o es a á compues o po es bloques undamen ales:
❖ Cogene ación: equipos p incipales de la plan a de cogene ación.
❖ Biomasa: equipos p incipales de la plan a de biomasa.
❖ Gene al: equipos o ins alaciones comunes a ambas plan as y de ca ác e gene al.
103
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median e cogene ación y biomasa
A con inuación, se mues a la abla con el impo e de cada uno de los equipos o ins alaciones:
PRESUPUESTO EQUIPOS
Plan a Cogene ación
4.880.000 €
G upo Tu bina de Gas - Al e nado
3.100.000 €
In e cambiado humos - ai e
630.000 €
Equipos auxilia es
800.000 €
Sis ema eléc ico y de con ol
350.000 €
Plan a Biomasa
6.770.000 €
Calde a
2.900.000 €
G upo Tu bina de Vapo - Al e nado
2.600.000 €
Equipos auxilia es
950.000 €
Sis ema eléc ico y de con ol
320.000 €
Pa idas comunes
5.300.000 €
Ob a ci il
2.100.000 €
Mon aje mecánico
1.400.000 €
Mon aje eléc ico
1.550.000 €
Pues a en ma cha
250.000 €
TOTAL Equipos
16.950.000 €
Tabla 6. P esupues o de equipos
Pa a inaliza con el p esupues o, se mues a una abla comple a, incluyendo las pa idas de
ingenie ía y ejecución, así como o as es pa idas adicionales:
• Cos es indi ec os: des inados a cub i aquellos gas os indi ec os, como pueden se
elec icidad, ma e ial de o icina o cualquie ac i idad elacionada con el p oyec o que
suponga algún gas o. Se es iman en un 4% de los cos es o ales.
• Imp e is os: cos es debido a posibles allos que puedan apa ece en el p oyec o y que
no se habían p e is o. Se es iman en un 10 % de los cos es o ales más los indi ec os.
• Cos es inancie os: aquellos cos es elacionados con las dis in as decisiones que se
oman en el p oyec o y que pueden aca ea consecuencias económicas. Se es iman en
un 7 % de los cos es o ales, indi ec os e imp e is os.
Con odo es o, en la siguien e abla se mues a el p esupues o comple o del p oyec o:
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median e cogene ación y biomasa
PRESUPUESTO INGENIERÍA
Ho as ingenie ía
256.000 €
Amo izaciones
5.095 €
Sub o al
261.095 €
Cos es indi ec os
13.055 €
TOTAL Ingenie ía
274.150 €
PRESUPUESTO EQUIPOS
Plan a Cogene ación
4.880.000 €
G upo Tu bina de Gas - Al e nado
3.100.000 €
In e cambiado humos - ai e
630.000 €
Equipos auxilia es
800.000 €
Sis ema eléc ico y de con ol
350.000 €
Plan a Biomasa
6.770.000 €
Calde a
2.900.000 €
G upo Tu bina de Vapo - Al e nado
2.600.000 €
Equipos auxilia es
950.000 €
Sis ema eléc ico y de con ol
320.000 €
Pa idas comunes
5.300.000 €
Ob a ci il
2.100.000 €
Mon aje mecánico
1.400.000 €
Mon aje eléc ico
1.550.000 €
Pues a en ma cha
250.000 €
TOTAL Equipos
16.950.000 €
PRESUPUESTO FINAL
TOTAL ingenie ía y equipos
17.224.150 €
Cos es Indi ec os
688.966 €
SUBTOTAL 1
17.913.116 €
Imp e is os
1.791.312 €
SUBTOTAL 2
19.704.427 €
Financie os
1.379.310 €
TOTAL
21.083.737 €
Tabla 7. P esupues o o al
Como se puede obse a , el cos e o al del p oyec o asciende a 20.777,717 €.
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
11. ANÁLISIS DE RENTABILIDAD
En es e segundo apa ado del análisis económico se p e ende ealiza un pequeño es udio de la
iabilidad económica del p oyec o, analizando los ing esos y los gas os del mismo a a és de
una se ie de cálculos que se expond án a con inuación.
En p ime luga , cabe des aca que el obje i o p incipal de la plan a no solo es ob ene una
en abilidad económica de la misma, sino da les una uncionalidad a los lodos a a és de una
ges ión e icien e de los mismos, po lo que el bene icio económico no es el único obje i o a
consegui .
Se an a calcula , po una pa e, los ing esos o el aho o que se ob iene de la ins alación de la
plan a, y, po o a pa e, los gas os de i ados de la misma.
Ing esos
Pa e de la ene gía eléc ica ob enida en la ins alación a a se u ilizada pa a el au oconsumo de
la misma, es deci , pa a la ins alación de alo ización ene gé ica (plan a de cogene ación
comple a y auxilia es, ya que de la plan a de biomasa ya se ha es ado el au oconsumo). Se
asume que es e au oconsumo a a se , ap oximadamen e, el 15 % de la po encia gene ada. La
po encia o al ob enida es la suma de la p oducida po la u bina de gas y la plan a de biomasa:
• Cogene ación: 5,05 MW
• Biomasa: 2,70 MW
La po encia o al ob enida es de 7,75 MW, mien as que el au oconsumo, que es el 15 % de la
po encia o al:
𝐴𝑢𝑡𝑜𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜=0,15 ∙ 7,75 𝑀𝑊=1,163 𝑀𝑊
Aho a se debe calcula el aho o debido a es e au oconsumo. Como el p ecio de comp a se
supone en 84 €/MWh, el aho o se á:
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
13. CONCLUSIONES
A con inuación, se an a p esen a una se ie de conclusiones o pun os p incipales del
p oyec o, con el in de esumi de una o ma gene al las ideas más ele an es del mismo:
1. Los lodos de EDAR es án p esen es en cualquie u be del mundo y su ges ión se hace
ine i ablemen e necesa ia. Un buen sis ema de depu ación es imp escindible si se
desea log a una ges ión e icien e.
2. A la ho a de ges iona los lodos de EDAR, debido a las cada ez más exigen es
condiciones medioambien es, se debe espe a el en o no, así como con ola las
dis in as emisiones o esiduos inales que se puedan gene a .
3. Exis en di e en es al e na i as a la ho a de ges iona los lodos a ados, pe o la
alo ización ene gé ica o ece una se ie de en ajas que la con ie en en una g an
opción. Además de da le una salida a esos angos, se ob iene ene gía eléc ica a a és
de su incine ación y se es espe uoso con el medioambien e.
4. El p oceso de secado de los lodos equie e de una can idad ele ada de calo , pa a
pode deshid a a los lo su icien e pa a su pos e io incine ación. Po es a azón la
cogene ación queda comple amen e jus i icada y su uso mejo a el endimien o de la
ins alación.
5. Más allá de la posible en abilidad económica que se puede o no ob ene del p oyec o,
los obje i os p incipales son la ges ión y uncionalidad de los lodos una ez a ados,
así como su impac o medioambien al.
6. La ins alación, con la elec icidad que gene a a pa i de la plan a de biomasa y la
u bina de gas, es capaz de au oabas ece se, alimen a ene gé icamen e a la EDAR y
ende la ene gía sob an e.

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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
7. La asa de e o no es ele ada, lo cual quie e deci que la in e sión se ecupe a á en un
la go pe iodo de iempo.
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
14. BIBLIOGRAFÍA
[1] P o ocolo de Kio o, Comisión Eu opea (U.E.):
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[2]: Comp omisos España P o ocolo Kio o (Gobie no de España):
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[3] Calidad y e aluación ambien al, lodos de depu ado a (Gob. España):
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[4] E.D.A.R. Galindo:
h ps://www.bizkaia21.eus/ i xa egiak/09/bizkaia21/Te i o io_Sos enible/dokumen uak/2010
1011115000053_eda Gal.pd ?hash=eb a21ae3c9b415b a2c8e5d 6 7b a9
[5] Ap o echamien o de lodos de E.D.A.R. (UVa): h p://u adoc.u a.es/handle/10324/6157
[6] Reducción lodos gene ados en E.D.A.R. (P oyec o Wa e Reuse):
h ps://www.si a.es/si es/de aul / iles/Reducci%C3%B3n_de_lodos_gene ados_en_EDARI%
27s_CTC_JUN_2015.pd
[7] T a amien o aguas esiduales (Cyclusid): h ps://www.cyclusid.com/ ecnologias-aguas-
esiduales/ a amien o-aguas/
[8] Secado y ap o echamien o ene gé ico de lodos de E.D.A.R. (Tecnoaqua):
h ps://www. ecnoaqua.es/a iculos/20200810/secado-ap o echamien o-ene ge ico- angos-
EDAR#.X1eqMnkzbIU
115
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
[9] Guía de alo ización ene gé ica de esiduos (Comunidad de Mad id):
h ps://www.o icemen.com/wp-con en /uploads/2017/05/Guia-de- alo izacion-ene ge ica-de-
esiduos.-Fene com-2010.pd
[10] Desc ipción plan as de biomasa: h p://www.plan asdebiomasa.ne /
[11] Equipos de desgasi icación (US):
h p://bibing.us.es/p oyec os/ab ep oy/5344/ iche o/PFC.pd
[12] Plan as de cogene ación: h p://www.plan asdecogene acion.com/index.php/las-plan as-
de-cogene acion
[13] Secado di ec o con omel (P odesa): h ps://p odesa.ne /wp-con en /uploads/Secado-
di ec o-con- omel.pd
[14] Gas u bines (Siemens – ene gy): h ps://www.siemens-
ene gy.com/global/en/o e ings/powe -gene a ion/gas- u bines/sg -100.h ml
[15] Al e nado es Le oy - Some : h ps://acim.nidec.com/gene a o s/le oy-some
[16] Siemens s eam u bine SST - 300:
h ps://asse s.new.siemens.com/siemens/asse s/api/uuid:79682b366c8732c55d1ca2e8c9992e
08a2d 11d/ss -300-in e ac i ep aes.pd
[17] Desgasi icado ATTSU TERMICA: h ps://www.di ec indus y.es/p od/a su- e mica-
sl/p oduc -37754-614230.h ml
[18] Condensado Schmid - B e en: h ps://www.di ec indus y.es/p od/api-schmid -b e en-
api-hea - ans e -g oup/p oduc -39767-1872715.h ml
116
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
[19] Calde a lecho luidizado GE Powe : h ps://www.di ec indus y.es/p od/ge-
powe /p oduc -205105-2079851.h ml
[20] Bomba de alimen ación KSB: h ps://www.ksb.com/ksb-
es/P oduc os_y_Se icios/Ene gia/Powe -
S a ions_up_ o_100_MW/Boile _ eed_pumps_ om_KSB/
117
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
15. ANEXOS
En es e apa ado se incluye una in o mación adicional de di e so ipo con el in de ayuda al
clien e a en ende el p oyec o.
Los di e en es anexos que se incluyen son los siguien es:
ANEXO I. PLANO COMPLETO DE LA INSTALACIÓN.
ANEXO II. CÁLCULOS REALIZADOS EES.
ANEXO III. RESULTADOS.

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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
ANEXO I. PLANO COMPLETO DE LA INSTALACIÓN.
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Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
ANEXO II. CALCULOS REALIZADOS EN EES.
{----------------------------- DIMENSIONAMIENTO TRATAMIENTO AIRE HÚMEDO --------------------------}
P1=1,013 {ba }
T_amb=20 {ºC}
{Pun o 1}
T[1]=10 {ºC}
h[1]=0,9
omega[1]=HumRa (Ai H2O;T=T[1]; = h[1];P=P1) {kgH2O/kg a.s.}
m_ [1]=m_ai *omega[1] {kg/s}
{Pun o 2}
T[2]=8,5 {ºC}
h[2]=1
omega[2]=HumRa (Ai H2O;T=T[2]; = h[2];P=P1) {kgH2O/kg a.s.}
m_ [2]=m_ai *omega[2] {kg/s}
{Pun o 3}
T[3]=5 {ºC}
h[3]=1
h[3]=En halpy(Ai H2O;T=T[3]; = h[3];P=P1) {kJ/kg}
omega[3]=HumRa (Ai H2O;T=T[3]; = h[3];P=P1) {kgH2O/kg a.s.}
m_ [3]=m_ai *omega[3] {kg/s}
{Pun o 4}
T[4]=40 {ºC}
h[4]=0,12
h[4]=En halpy(Ai H2O;T=T[4]; = h[4];P=P1) {kJ/kg}
omega[4]=HumRa (Ai H2O;T=T[4]; = h[4];P=P1) {kgH2O/kg a.s.}
m_ [4]=m_ai *omega[4] {kg/s}
{------------------------------------------- DIMENSIONAMIENTO LODOS EDAR ------------------------------------}
m_lodos_e=100000 { /año}
m_H2O_e=0,7*m_lodos_e { /año}
m_ps_e=m_lodos_e-m_H2O_e { /año}
{Se desea ob ene un 25% de humedad en lodos a la salida del secade o}
m_ps_s=m_ps_e { /año}
m_H2O_s=0,25*(m_ps_s+m_H2O_s) { /año}
m_lodos_s=m_ps_s+m_H2O_s { /año}
m_ps_e_SI=m_ps_e*((1000)/(8000*3600)) {kg/s}
120
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
m_ps_s_SI=m_ps_e_SI {kg/s}
m_H2O_e_SI=m_H2O_e*((1000)/(8000*3600)) {kg/s}
m_H2O_s_SI=m_H2O_s*((1000)/(8000*3600)) {kg/s}
{---------------------------------- DIMENSIONAMIENTO SECADERO -------------------------------------}
{Pun o 5}
T[5]=19,1 {ºC}
h[5]=1
omega[5]=HumRa (Ai H2O;T=T[5]; = h[5];P=P1) {kgH2O/kg a.s.}
m_ [5]=m_ai *omega[5] {kg/s}
h[5]=En halpy(Ai H2O;T=T[5]; = h[5];P=P1) {kJ/kg}
{Balance de aguas secade o}
m_H2O_e_SI + m_ai *omega[4] = m_H2O_s_SI + m_ai *omega[5]
{Balance ene gía secade o}
Cp_H2O=4,184 {kJ/kgºC}
Cp_lodos=2 {kJ/kgºC}
m_ps_e_SI*Cp_lodos*T[1] + m_H2O_e_SI*Cp_H2O*T[1] + m_ai *h[4] = m_ps_s_SI*Cp_lodos*T[6] +
m_H2O_s_SI*Cp_H2O*T[6] + m_ai *h[5]
LADO_1=m_ps_e_SI*Cp_lodos*T_amb + m_H2O_e_SI*Cp_H2O*T_amb + m_ai *h[4]
LADO_2=m_ps_s_SI*Cp_lodos*T[5] + m_H2O_s_SI*Cp_H2O*T[5] + m_ai *h[5]
LADO_3=m_H2O_e_SI + m_ai *omega[4]
LADO_4=m_H2O_s_SI + m_ai *omega[5]
{---------------------------------- DIMENSIONAMIENTO MACI -----------------------------------------------}
Cp_gases=1,1 {kJ/kgºC}
T[7]=400 {ºC}
T[8]=140 {ºC}
h[7]=T[7]*Cp_gases {kJ/kg}
h[8]=T[8]*Cp_gases {kJ/kg}
{Balance ene gía MACI}
m_gases*(h[7]-h[8])=m_ai *(h[4]-h[3])
{Lo p ime o que hay que hace es calcula la po encia gene ada en el in e cambiado de calo po los
humos del mo o }
W_do _g=m_gases*Cp_gases*(T[7]-T[8])
{A con inuación, se u iliza el endimien o de los gases}
e a_g=0,22
e a_g=W_do _g/Q_do _c
121
Valo ización ene gé ica de lodos de EDAR
median e cogene ación y biomasa
{Po úl imo, se u iliza el endimien o eléc ico pa a ob ene la po encia del mo o }
e a_e=0,44
e a_e=W_do _e/Q_do _c
{--------------------------------------- DIMENSIONAMIENTO TG -----------------------------------------------}
Cp_gases=1,1 {kJ/kgºC}
T[7]=500 {ºC}
T[8]=140 {ºC}
h[7]=T[7]*Cp_gases {kJ/kg}
h[8]=T[8]*Cp_gases {kJ/kg}
{Balance ene gía TG}
m_gases*(h[7]-h[8])=m_ai *(h[4]-h[3])
{Lo p ime o que hay que hace es calcula la po encia gene ada en el in e cambiado de calo po los
humos de la TG}
W_do _g=m_gases*Cp_gases*(T[7]-T[8])
{A con inuación, se u iliza el endimien o de los gases}
e a_g=0,55
e a_g=W_do _g/Q_do _c
{Po úl imo, se u iliza el endimien o eléc ico pa a ob ene la po encia de la TG}
e a_e=0,3
e a_e=W_do _e/Q_do _c
{-------------------------------------- DIMENSIONAMIENTO PLANTA BIOMASA -------------------------------}
{Pun o 9}
P[9]=60 {ba }
T[9]=450 {ºC}
h[9]=En halpy(Wa e ;T=T[9];P=P[9]) {kJ/kg}
s[9]=En opy(Wa e ;T=T[9];P=P[9])
{Pun o 10}
P[10]=0,1 {ba }
e a_s=0,70
e a_s=(h[9]-h[10])/(h[9]-h[11])
{Pun o 10s=11}
P[11]=0,1 {ba }