d.10.03.04+Carasteristicas+de+las+sustancias

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Alejandro Tello:

__Análisis de Fluidos Térmicos__ El aceite térmico usado en plantas termo solares es una mezcla eutéctica de difenilo y óxido de difenilo. El benceno es el máximo representante de los hidrocarburos aromáticos. Aunque es insoluble en agua, es miscible en cualquier proporción con disolventes orgánicos. El benceno es un disolvente eficaz para ciertos elementos como el azufre, el fósforo y el yodo, también para gomas, ceras, grasas y resinas, y para los productos orgánicos más simples. Es uno de los disolventes más empleados en los laboratorios de química orgánica. El benceno tiene un punto de fusión de 5,5 °C, un punto de ebullición de 80,1 °C, y una densidad relativa de 0,88 a 20 °C. Son conocidos sus efectos cancerígenos, y puede resultar venenoso si se inhala en grandes cantidades. Sus vapores son explosivos, y el líquido es violentamente inflamable. A partir del benceno se obtienen numerosos compuestos, como el nitrobenceno. También es empleado en la producción de medicinas y de otros derivados importantes como la anilina y el fenol. __ Principales Propiedades que debe poseer dicho fluido: __
 * Temperatura máxima de utilización. La temperatura a la que las reacciones del degradación del hidrocarburo por cracking térmico son muy rápidas es de 430 ºC. Por encima de esa temperatura, las moléculas se rompen formando radicales libres que catalizan a su vez la reacción de cracking, aumentando aún más la velocidad de las diversas reacciones. Por ello, debe asegurarse que en ningún punto se alcanzan estas temperaturas, especialmente en el interior de los tubos absorbedores o en la caldera auxiliar.
 * Temperatura de congelación. La mezcla de hidrocarburos utilizada presenta un punto eutéctico a 12ºC, es decir, un punto de congelación inferior a cada uno de los componentes por separado. Esta es la razón fundamental por la que se utiliza la mezcla, y no los componentes, que tienen propiedades térmicas parecidas.
 * Densidad. Como otros hidrocarburos, presenta un fuerte cambio de densidad con la temperatura. Así, a 25ºC la densidad es parecida a la del agua (1060 kg/m3, o lo que es lo mismo, una tonelada ocupa 943 litros). En cambio, a 393ºC la densidad es tan solo de 690 kg/m3, o lo que es lo mismo, una tonelada ocupa 1450 litros, es decir, mucho más. Por esta razón es necesario prever unos tanques de expansión capaces de absorber la variación de volumen del HTF con la temperatura.


 * Presión de vapor. A temperatura ambiente, la presión es muy baja, prácticamente 0, lo que quiere decir que no es volátil. Pero a 393ºC la presión de vapor es de 10,6. Eso quiere decir que si la presión es inferior a 10,6 y la temperatura está por encima de 393ºC el fluido cambia de estado y se convierte en vapor, un efecto no deseado. Por ello, la presión debe estar en todos los puntos por encima de 10,6 bar, asegurando de esta forma que en todo momento el fluido permanecerá líquido. Hay que tener en cuenta que una fuga de HTF a alta temperatura provocará una descompresión del HTF, y por tanto una vaporización instantánea: por tanto una fuga provocará la ebullición inmediata del fluido (lo que se verá en una fuga será una nube blanca) que en contacto con el aire y con una chispa provocará un incendio.


 * Calor específico. El calor específico del HTF oscila entre 2300 y 2700 KJ/Kg K, es decir, para elevar la temperatura de un kg de HTF un grado es necesario suministrar 2300 KJ de energía (si el fluido está a unos 300ºC) o 2700 KJ (si el fluido está a unos 400 ºC). Este valor será útil para realizar determinados cálculos, como balances de masa y energía


 * Entalpía. La entalpía es una medida de la energía interna del fluido en unas condiciones determinadas. Su variación es una medida de la cantidad de energía que el fluido ha intercambiado (absorbido o cedido) con su entorno. La entalpía del HTF a 293 ºC es aproximadamente 540 KJ/Kg. A 393 es de unos 800 KJ/Kg. Eso quiere decir, que si un kilogramo de HTF eleva su temperatura desde 293 ºC hasta 393 ºC tiene que absorber aproximadamente 260 KJ.

Aunque su viscosidad es de 0,12 mPa s, aún es mucho mayor que la del agua (unas 1000 veces inferior).
 * Viscosidad. La viscosidad del HTF cambia bruscamente entre 25 ºC y 400 ºC. A 25 ºC es un fluido viscoso que fluye mal, razón por la cual es conveniente que su temperatura nunca baje de 40 ºC. A 393 ºC.

Las técnicas para el control solar tienen como objetivo regular la penetración del sol, es decir deben detenerla en los períodos calurosos pero permitirla en los períodos fríos. Del mismo modo, dentro de estos elementos se encuentran los dispositivos de iluminación natural, que controlan también el paso de los rayos solares.

Se deben considerar los dos componentes de los rayos solares: la térmica y la lumínica. De tal manera que el diseño de dispositivos considere ambos aspectos. Es decir, cuando se diseña una ventana se puede hacer pequeña para evitar la penetración solar, pero se restringe el paso de la luz, o hacerla demasiada grande para tener mayor iluminación, pero se tiene muchas pérdidas o ganancias de calor. Por lo que se debe buscar un equilibrio. Los dispositivos de control solar pueden agruparse en función de su posición respecto a los planos definidores del espacio arquitectónico y en particular de la fachada, por tanto se encuentran sistemas de controles horizontales, verticales y mixtos. A continuación se enuncian las principales soluciones arquitectónicas, como también aquellas relacionadas con los nuevos materiales y las soluciones con dispositivos no arquitectónicos. **//Horizontales//** El volado o voladizo se refiere a cualquier elemento que sobresale del parámetro vertical o de la fachada, mientras que el alero normalmente se forma por la extensión del techo (alero continuo) que rebasa los muros. Los aleros se construyen con fines de protección del sol o de la lluvia. Se llama corredor al espacio o galería cubierta, sostenida por columnas, ubicado a lo largo de una fachada. El pórtico forma un espacio de transición entre los espacios abiertos y cerrados, y puede ser un espacio de circulación o utilitario. Como dispositivo de control solar son elementos horizontales ubicados dentro del claro de la ventana. En general, estas repisas se utilizan como dispositivo de iluminación natural, ya que reflejan los rayos solares hacia el plafón. Consiste en un dispositivo formado por elementos horizontales que permiten el paso de la luz y el aire pero no del sol. Las persianas pueden ser exteriores o interiores y fijas o giratorias en su eje horizontal. Se refiere a cualquier elemento vertical que pende del extremo de un alero o volado. Puede ser macizo, tipo persiana o celosía. Elemento o superficie que sirve para obstruir los rayos solares. Es un elemento vertical colocado frente a la ventana, pero a diferencia del faldón no está unida al alero, aunque puede estar suspendida de él. También puede ser macizo, tipo persiana o celosía. //Pérgola.// Es un enrejado abierto a manera de techo, generalmente asociada con vegetación de enredaderas o trepadoras. En la actualidad este concepto se emplea ampliamente con pergolados tipo persiana o rejilla. //Toldo.// Cubierta fija o plegable fabricada con lona u otro tipo de tela. Tiene la ventaja de poder ser traslúcida, por lo que se pueden controlar los niveles de iluminación. //Techo escudo.// Consiste en un doble techo con el espacio interior o cámara de aire ventilada. Tiene por objeto sombrear la totalidad del techo y así evitar ganancia térmica por radiación solar. **//Verticales//** //Partesol.// Consiste en un elemento vertical saledizo de la fachada que bloquea los rayos solares. Puede estar colocado perpendicular u oblicuo con respecto a la fachada, y también puede ser parte de ella o un elemento separado. //Persiana (vertical).// Dispositivo formado por tablillas verticales que permite el paso de la luz y el aire pero no del sol. Las persianas pueden ser exteriores o interiores y fijas o giratorias en su eje vertical. //Muro doble.// Doble muro con el espacio interior o cámara de aire ventilada. Tiene por objeto sombrear la totalidad del muro y así evitar la ganancia térmica por radiación solar. **//Mixtos//** //Marco.// Dispositivo de control solar formado por la combinación de alero, repisón y partesoles de tal manera que el perímetro del vano está rodeado por voladizos y saledizos. //Celosía.// Combinación de persianas verticales y horizontales o cualquier otro entramado usado como protección solar (y visual). //Cambio de orientación de ventanas.// En ocasiones, cuando la orientación de la fachada es inadecuada es conveniente cambiar la orientación de las ventanas.

Aislamiento y Masa Térmica
Durante el día la masa térmica almacena calor y lo libera durante la noche; en verano esta función se cumple igualmente, pero el calor acumulado es el de la casa de forma que la mantiene fresca. La masa térmica actúa también entre días, acumulando calor en días calurosos y evacuándolo en días nublados. Incluso entre estaciones diferentes, la masa térmica es capaz de equilibrar las diferencias bruscas de temperatura. Para defender la casa del calor y del frío el aislamiento térmico es básico. Los materiales muy aislantes para los recubrimientos son efectivos, aunque no se debe exagerar su uso para evitar las infiltraciones. El aislamiento del vidrio o acristalamientos es otro procedimiento necesario: doble vidrio, contraventanas, persianas, paneles o cortinas son elementos adicionales que ayudan a preservar el edificio del calor o del frío. La energía solar se obtiene mediante la captación de la radiación emitida por el sol. La cantidad de radiación solar recibida depende de numerosos factores aunque nuestro país se encuentra en una situación ventajosa respecto a otros por su especial climatología, con un elevado número de horas de sol percibidas anualmente. Las condiciones climáticas son idóneas, 4kWh/m2 de energía solar de media por año. A pesar de ello, es necesario destacar que la emisión de radiaciones solares es un proceso con grandes variaciones, en muchas ocasiones no previsibles, que conllevan cambios bruscos. Además las necesidades de calor son inversamente proporcionales a la cantidad de radiación solar emitida, con exceso de radiación en verano y escasez en invierno, que es cuando la necesidad de calor es mayor. Para que el uso de la energía solar sea una alternativa energética viable es preciso garantizar el suministro necesario mediante una mejora de los sistemas de captación, acumulación y distribución. El nivel técnico actual de dichos sistemas es muy elevado habiéndose desarrollado grandes avances en todos los campos. Se puede afirmar que las posibilidades técnicas de la energía solar están en un orden muy superior al aprovechamiento actual que se está haciendo de este tipo de energía. Además, la energía solar puede perfectamente ser complementada con otras energías renovables o convencionales lo que haría que se redujesen las necesidades de acumulación en períodos periodos de escasa radiación solar. La energía solar se puede aprovechar de dos formas diferentes, o bien de una manera directa, aprovechando la generación de calor mediante captadores o colectores térmicos, o bien transformándola en energía eléctrica gracias a los paneles fotovoltaicos. Estas dos formas de aprovechamiento determinan los dos tipos de energía solar : Energía Solar Térmica y Energía Solar fotovoltaica. Estos dos tipos de energía solar tienen procesos de desarrollo muy diferentes tanto en lo que se refiere a la tecnología empleada como en lo relativo a su aplicación posterior en los edificios.

La energía solar térmica aprovecha directamente la energía emitida por el sol. **Su calor es recogido en colectores líquidos o de gas que son expuestos a la radiación solar absorbiendo su calor y transmitiéndolo al fluido utilizado.** Este calor acumulado se puede utilizar directamente o puede ser empleado para la generación de electricidad, esta diferencia en el proceso nos permite distinguir entre los dos tipos de Energía Solar Térmica, dependiendo de si utilizan o no elementos mecánicos para conseguir el efecto térmico.
 * Energia qumica ** Energía Química

**Productos químicos que lleva una plataforma solar** **islas rodriguez oscar** **con negrito estan algunas substancias químicas para el proyecto** En la PSA hay instaladas varias plantas empleando CPCs (captadores cilindroparabólico compuestos). La más antigua (1994) consta de tres módulos cada uno con una superficie de 3 m2 con una inclinación sobre la horizontal de 37º. El volumen total del sistema es de aproximadamente 250 L y el del tubo absorbedor es de 108 L (volumen iluminado). En 2002 se instaló un nuevo captador de 15 m2 que permite realizar experimentos con hasta 300 L. Además, se dispone de 2 pequeños prototipos gemelos (instalados en 1998) para realizar experiencias en paralelo: 3.08 m2 y 40 L, de los cuales 22 L es el volumen total irradiado. Esta instalación se ha renovado recientemente (mayo 2007) cambiando los CPCs por unos nuevos con la posibilidad de poder ser cubiertos con Plexiglass trasparente a UV-Solar que puede permitir trabajar a mayor temperatura, importante para el proceso de foto-Fenton. Esta cubierta es desmontable y esto permite conocer el efecto de la temperatura en experimentos similares con y sin cubierta. Estos nuevos CPCs también tiene la característica de poder ser montados y desmontados con más sencillez que los antiguos y de disponer de más superficie por módulo, de forma que 2 módulos suman 3.08 m2, cuando antes hacían falta 3 módulos. Desde 2004 se cuenta con otro CPC (con diámetro de foto-reactor de 50 mm, más adecuado para aplicaciones de foto-Fenton) con su correspondiente tanque y bomba de recirculación (75 L), y además acoplado con él se ha instalado un reactor biológico (descrito más adelante) y un sistema de ozonización (**50 L, con un sistema de producción de ozono de hasta 15 g O3/h**). Todo ello monitorizado (**pH, T, ORP, O2, caudal, H2O2, O3**) y controlado (**pH, T, caudal**) por un ordenador. Acoplado a estos foto-reactores se encuentra el sistema biológico de tratamiento de aguas del grupo de detoxificación y desinfección de la PSA (2.7). Este sistema biológico consta de tres tanques: un tanque cónico de 165 L de volumen total en el que se acondiciona el agua residual a tratar, un tanque de recirculación también cónico de 100 L de volumen total y un reactor de lecho fijo con fondo plano de 170 L de volumen total. El reactor de lecho fijo está relleno de soportes **de polipropileno** marca Pall®Ring, que ocupan un volumen entre 90-95 L y que son colonizados por fangos activos procedentes de la EDAR. El proceso está totalmente automatizado, dispone de sondas de **pH**, de potencial REDOX, de oxígeno disuelto, y de temperatura. Además se lleva a cabo el control automático del **pH** mediante bombas dosificadoras y del **oxígeno** disuelto.