Premio Odebrecht - Recopilación de los mejores proyectos 2015

1. > Sistema continúo para el abatimiento de arsénico en agua de bebida para poblaciones aisladas, mediante la reutilización de residuos de la industria metalmecánica > Refrigeración por absorción con colector solar > Energía geotérmica inclusiva > Cómo generar una central eléctrica de 1 Giga negaWatt de bajo costo, usando lámparas led > Hidrocarburos livianos a partir de camalotes > Depuración y reutilización de aguas residuales domiciliarias > Kit para la carga sustentable de agroquímicos y disposición final de los envases > Proyecto camino de luz: cosecha de energía mediante elementos piezoeléctricos > Utilización de propóleos para el control de enfermedades fúngicas en huertas y viveros escolares > Desarrollo de envases ecológicos para reducir el desperdicio de alimentos en la etapa de consumo en restaurants //premio.odebrecht.com.ar/ LOS PROYECTOS En Odebrecht asumimos el desa- fío de buscar soluciones que atien- dan las necesidades del presente sin comprometer a las generaciones futuras. En este camino hacia la sustentabilidad, el Premio Odebrecht para el Desarrollo Sustentable tiene como principales objetivos incentivar y reconocer a aquellos estudiantes y docentes universitarios que se propongan pensar en inge- niería desde una perspectiva sostenible, y generar conocimiento sobre la temática para difundir entre la comunidad académica argentina y la sociedad en general. Con esta iniciativa profundizamos nuestro vínculo con las universidades, fuentes inagotables de talento y creatividad, invitándolas a generar valiosas contribuciones para el desarrollo sustentable. SISTEMA CONTINÚO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA AUTORES Alejandro Moschetto y Andrea Paola Gavarini ORIENTADOR Fernando Yonni Universidad Católica Argentina REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN CON COLECTOR SOLAR AUTORAS Celina Alejandra Perino y Sofia Liz Romero ORIENTADOR Gustavo Raul Figueredo Universidad Tecnológica Nacional (Facultad Regional Resistencia, Chaco) ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA AUTORES Pablo Falcone y Pablo Nuozzi ORIENTADOR Pablo Guillermo Girón Universidad Tecnológica Nacional (Facultad Regional Bahía Blanca) CÓMO GENERAR UNA CENTRAL ELÉCTRICA DE 1 GIGA NEGAWATT DE BAJO COSTO, USANDO LÁMPARAS LED AUTORA Leila Mora Iannelli ORIENTADOR Salvador Gil Universidad Nacional de San Martín HIDROCARBUROS LIVIANOS A PARTIR DE CAMALOTES AUTOR Tayavek Amarú Reynoso ORIENTADOR Guillermo Luján Rodríguez Universidad Nacional de Rosario DEPURACIÓN Y REUTILIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES DOMICILIARIAS AUTORES Carlos Augusto Nicolas Agrelo Brito y Antonella Aymara Giménez ORIENTADOR Javier Luis Mariano Núñez García Universidad Tecnológica Nacional (Facultad Regional de CABA) KIT PARA LA CARGA SUSTENTABLE DE AGROQUÍMICOS Y DISPOSICIÓN FINAL DE LOS ENVASES AUTOR Debortoli Diego Oscar ORIENTADOR Maenza Luis Eduardo Universidad Nacional del Sur PROYECTO CAMINO DE LUZ: COSECHA DE ENERGÍA MEDIANTE ELEMENTOS PIEZOELÉCTRICOS AUTORES Mariano Pablo Naboni y Nicolas Federico Curti ORIENTADORA Estela Mónica López Sardi Universidad de Palermo UTILIZACIÓN DE PROPÓLEOS PARA EL CONTROL DE ENFERMEDADES FÚNGICAS EN HUERTAS Y VIVEROS ESCOLARES AUTORES Gonzalo Daniel Del Prado y Antonela Ermandraut ORIENTADORA Liliana María Gallez Universidad Nacional del Sur DESARROLLO DE ENVASES ECOLÓGICOS PARA REDUCIR EL DESPERDICIO DE ALIMENTOS EN LA ETAPA DE CONSUMO EN RESTAURANTS AUTOR Matías Burstein ORIENTADOR Sebastian Guim Universidad de Buenos Aires www.premioodebrecht.com/argentina GANADORES 2015 PREMIOODEBRECHT2015Recopilacióndelosmejoresproyectos Premio Odebrecht para el Desarrollo Sustentable, Argentina 2015 : Recopilación de los mejores proyectos / Alejandro Moschetto ... [et al.]. - 1a ed . - Ciudad Autónoma de Buenos Aires : Odebrecht, 2016. 160 p. ; 23 x 16 cm. ISBN 978-987-28728-5-4 1. Desarrollo Sustentable. 2. Innovaciones. 3. Premio. I. Moschetto, Alejandro CDD 577

2. realización

3. PRESENTACIÓN El Premio Odebrecht para el Desarrollo Sustentable tiene como principales objetivos incentivar y reconocer a aquellos estudiantes y docentes universitarios que se pro- ponen pensar la ingeniería desde una perspectiva sostenible, además de generar conocimiento sobre la temática para difundir entre la comunidad académica argentina y la sociedad en general. A través de nuestro lema “Sobrevivir, Crecer y Perpetuar”, el compromiso con el desarrollo sostenible está presente desde sus orígenes en nuestra cultura empresarial y ha sido siempre una referencia para la ac- tuación de los integrantes de Odebrecht en todo el mundo. En cada lugar en el que emprendemos nuestras obras generamos ri- quezas para nuestros clientes, accionistas, integrantes y comunidades a través de la construcción de proyectos necesarios para el bienestar de la sociedad, manteniendo siempre el compromiso de contribuir con la inclusión social y la preservación del medio ambiente. Con mucha satisfacción, presentamos la segunda edición del Libro que recopila los diez proyectos finalistas entre decenas de trabajos reci- bidos desde universidades de toda Argentina. Las propuestas selec- cionadas fueron evaluadas por un prestigioso jurado compuesto por directivos de nuestra organización y referentes de sustentabilidad de instituciones académicas, cámaras empresariales, sociedad civil y me- dios de comunicación especializados de nuestro país. Con el Premio Odebrecht para el Desarrollo Sustentable movilizamos la inteligencia y creatividad de estudiantes y profesores universitarios de Argentina, de esta manera, impulsamos la generación de conocimiento de vanguardia; ideas que esperamos, en un futuro cercano, puedan con- vertirse en una realidad que mejoren la calidad de vida de los argentinos. ¡Buena lectura! Todos los trabajos publicados en este libro son de entera responsabilidad de los autores. COORDINACIÓN EDITORIAL Ana Victoria Bologna REVISIÓN DE TEXTOS Silvina Berta Exclusive Comm PROYECTO GRÁFICO Karyn Mathuiy Design www.kmathuiydesign.com.br IMPRESIÓN Casano Gráfica S.A EQUIPO PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SUSTENTABLE ARGENTINA 2015 Agustín Galeano Agustín Massun Aldana Hereñú Alejandro Blanco Ana Victoria Bologna Antonio França Diego Hernán Córdoba Diego Hernandez Gabriel Bronstein Gustavo Ripoll Jairo Anzola Javier Vea Murguia Jorge Bonetto Jorge De Angeli Lucas Utrera Marcelo Ajamil Marcelo Martinez Mauricio Barbosa Peres Mercedes Ciccociopo Nelson Elizondo Pablo Portela Ricardo Ríos Sergio Gaon Verónica Spirito JURADOS Ricardo Vieira Odebrecht Pablo Brottier Odebrecht Adán Levy Ingeniería sin fronteras www.isf-argentina.org Estefanía Giganti Tres Mandamientos www.lostresmandamientos.com.ar Gustavo Weiss Cámara Argentina de la Construcción Karina Yarochevski Ministerio de Desarrollo Social de la Nación María Belén Mendé Universidad Empresarial Siglo 21 Paula Cardenau Njambre Sebastián Bigorito Consejo Empresario Argentino para el Desarrollo Sostenible www.ceads.org.ar

4. SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA GANADORES Sumario 6 Sistema continúo para el abatimiento de arsénico en agua de bebida para poblaciones aisladas, mediante la reutilización de residuos de la industria metalmecánica 22 Refrigeración solar mediante absorción, con colector solar de aluminio reciclado 36 Energía geotérmica inclusiva 54 Cómo generar una central eléctrica de 1 Giga negaWatt de bajo costo, usando lámparas LED 76 Hidrocarburos livianos a partir de camalotes 102 Depuración y reutilización de aguas residuales domiciliarias 114 Kit para la carga sustentable de agroquímicos y disposición final de los envases 126 Proyecto Camino de Luz: cosecha de energía mediante elementos piezoeléctricos 146 Utilización de propóleos para el control de enfermedades fúngicas en huertas y viveros escolares 158 Desarrollo de envases ecológicos para reducir el desperdicio de alimentos en la etapa de consumo en restaurantes

5. Recopilación de los mejores proyectos / 7 E ste trabajo está destinado al desarrollo de un dispositivo simple y económico que permita la reduc- ción de la concentración de arsénico en agua de bebida, de modo tal que se cumplan los niveles indicados en la legislación de Argentina. Según datos de la Subsecretaría de Re- cursos Hídricos de la Nación, una gran cantidad de habitantes se encuentran en áreas con aguas contaminadas con arsé- nico. Además, la población más afectada es de bajos recursos y se encuentra dis- persa en áreas rurales, consumiendo agua sin ningún tratamiento previo y descono- ciendo el riesgo al que está expuesta por la ingesta de arsénico. Por otra parte, el desarrollo de una planta de tratamiento de agua potable convencional no es aplicable a áreas rurales con baja densidad de po- blación, requiriendo una solución particular de escala residencial. AUTORES Alejandro Moschetto Andrea Paola Gavarini ORIENTADOR Fernando Yonni Universidad Católica Argentina SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA Por esta razón, es de principal interés proveer una vía apropiada para que estos ciudadanos tengan acceso a agua de calidad, haciendo hincapié en aquella utilizada para el consumo y la higiene de los alimentos dado que las principales vías de ingreso del arsénico son por ingestión e inhalación, siendo la vía dér- mica no significativa. En este proyecto se propone un sistema de tratamiento de agua que pretende cumplir con los lineamientos del desarrollo sustentable. Para ello se evaluaron distintas alternativas, optando y desa- rrollando aquella que utiliza un material que proviene de residuos de otras actividades: la viruta de acero (compuesta en un 98% por hierro). Éste será el principal componente del sistema de tratamiento.

6. Recopilación de los mejores proyectos / 9 SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA 8 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 INTRODUCCIÓN La contaminación con arsénico de origen natural en agua de consumo humano es un problema serio en el mundo y particularmente en la Argentina. SegúndatosdelaSubsecretaríadeRecur- sos Hídricos de la Nación, una gran cantidad de habitantes están localizados en áreas con aguas contaminadas con arsé- nico, principalmente en zonas rurales sin acceso al servicio de red. Estas familias en general utilizan pozos para captar agua de acuíferos que poseen valores de arsénico superiores a 0,01 mg/l que es el máximo recomendable según lo establecido por la Organización Mundial de la Salud. La mayor parte de los afectados viven en las provincias de Córdoba, Santa Fe, La Pampa, Chaco y Santiago del Estero, aunque estudios recientes muestran que también se encuentra afectada la provincia de Buenos Aires y algunas regiones de la Patagonia, como Santa Cruz. Estos ciudadanos, ya sea que vivan en residencias dispersas o agrupados en pequeños núcleos, necesitan de tecnología simple y de bajo costo que permita remover el arsénico en una escala domiciliaria. Para esta población se requiere que las autoridades de la salud, ambiente y pla- neamiento promuevan la ejecución de programas de prevención y control de riesgo del consumo de agua de bebida con niveles de arsénico superiores a los recomendados. Por otra parte, las plantas de tratamiento de agua potable convencionales no son aplicables a áreas rurales con baja densidad de población debido al alto costo que éstas demandan. En estos casos se han propuestos diversos sistemas de punto de uso, los que mayormente se basan en la optimización de los procesos de tratamiento de plantas potabilizado- ras convencionales, adaptándose a una escala de uso domiciliario. Uno de los te- mas críticos de estos sistemas es que la gestión pasa de estar centralizada en una planta de tratamiento, a estar en manos del usuario. Otra posible alternativa es el uso de un método de remoción de arsénico por oxidación solar (RAOS) pero el manejo operativo de este sistema puede ser com- plicado, ya que pequeños cambios sobre las variables (alcalinidad, contenido de competidores, etc.) pueden tener efectos negativos sobre la remoción de arsénico. Otra opción existente para que los ciudadanos tengan acceso a agua potable es adoptando ciertas prácticas y hábitos necesarios para no ingerir altos niveles de arsénico. Entre ellas se encuentra la compra de agua mineral envasada, que puede ser ingerida de manera directa o mezclada con el agua de pozo para reducir la concentración de arsénico en la última. Pero el principal inconveniente es que no toda la población cuenta con los recursos suficientes para llevar adelante dichos hábitos. Aquí es donde radica el valor social de este proyecto, cuyo objetivo apunta a mejorar la calidad de vida de las familias afectadas por esta problemática. Es de común conocimiento que tener acceso a agua de calidad es necesario para que una familia pueda desarrollarse y prosperar. Las personas estamos cons- tantemente en contacto con ella, ya sea para satisfacer necesidades fisiológicas como la bebida y la limpieza de los alimentos, como también de forma recrea- tiva. El agua es un elemento vital y todas las personas tienen derecho a utilizarla y a poder disfrutarla. Áreas de concentración Ubicación: el estudio se situó al oeste de la provincia de Santiago del Estero, en el departamento Banda, que se encuentra al noreste de la capital, separado de la misma por el río Dulce. Posee un clima subtropical semiárido con estacionalidad de lluvias; las temperaturas máximas alcanzan los 48º C y la media anual varía entre los 20º C y los 25º C. Por otro lado, el promedio de lluvias anual es de 575 mm. Tomando en consideración las caracte- rísticas de la población expuesta y de mayor riesgo a contraer los efectos tó- xicos del arsénico, la residencia de la familia se encuentra en una zona rural, en la localidad Tramo 16 del departamento Banda. (Figura 1) Población destinataria: se consideró una familia tipo compuesta por 5 integrantes: 2 mayores y 3 menores. La familia se de- dica a la actividad agrícola-ganadera y el agua que consume es agua de pozo. Exposición: la localidad Tramo 16 cuenta con 637 habitantes según datos del Ins- tituto Nacional de Estadística y Censos (INDEC) del año 2010, y la concentración de arsénico en agua de pozo contiene entre 0,30 y 1,20 mg/litro como se ve en trabajos de investigación realizados en la zona. En estos estudios también se detalla que hay 9 personas, 5 hombres y 4 mujeres, afectadas por hidroarsenicismo crónico regional endémico (HACRE). FIGURA 1 /Ubicación población expuesta.

7. Recopilación de los mejores proyectos / 11 SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA 10 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Objetivos del proyecto El objetivo del proyecto es desarrollar un dispositivo simple y económico que permita la reducción de la concentración de arsénico por debajo o hasta el nivel guía aceptado, tomando como prioridad las siguientes características: • Bajo requerimiento de mantenimiento. • Mínima generación de residuos. • Independientesdeinsumosprovenientes de centros alejados al punto de consumo. • Seguros. • Económicos. • Fácil manipulación. • Reutilización de residuos. • Diseño sustentable. • Eliminación de arsénico de forma continua (sin necesidad de detener la provi- sión de agua). Propuesta y consideraciones generales Tomando como principal consideración el contexto social en el que se encuentra la población afectada y buscando brindar una solución sustentable a la problemá- tica del arsénico, se optó por el diseño de un filtro comprendido por virutas de hierro provenientes de fábricas, estable- cimientos particulares o industrias que generen este material como desperdicio. Como se verá en el desarrollo del trabajo, la eficiencia de remoción es cercana al 90% para la concentración de arsénico estudiada, pudiendo hacer esta metodo- logía extensiva a aquellos lugares cuyas concentraciones sean superiores, utilizando un filtro de mayor tamaño o de distinta disposición para que el agua esté mayor tiempo en contacto con el hierro. En el estudio se buscó que las concentraciones de arsénico alcancen valores admisibles y, a partir de este criterio, se determinó la cantidad de virutas de hierro a utilizar dado que el tamaño del equipo resulta importante para que no sea de di- fícil ubicación ni manipulación. A continuación de este primer filtro se colocará otro para poder captar el hierro que quedó en el agua. Si bien el hierro decanta de forma espontánea y además no posee un efecto sanitario, es decir, no afecta a la salud ni disminuye la calidad de vida del ciudadano, le otorga un gusto particular y un color característico visualmente indeseado. Se incluyen dos tipos de filtros para este fin: el de lana de oveja y el de carbón activado. Según la conveniencia de cada lugar, se puede op- tar por alguno de los dos. Cada uno posee beneficios particulares, los cuales serán detallados en la etapa de desarrollo del trabajo. Finalmente, se conducirá el agua tratada a un lugar de conveniencia en la casa, como por ejemplo la cocina, dado que el principal uso del agua será para consumo y limpieza de la comida. DESARROLLO Origen del arsénico El arsénico, tanto en las aguas superficiales como en las aguas subterráneas, proviene de la disolución de minerales, la erosión y desintegración de rocas y la de- posición atmosférica. Se lo puede encontrar tanto en su forma trivalente como en su forma pentavalente, según las condiciones del medio. En particular, en Santiago del Estero existen dos orígenes principales dependien- do de la profundidad del acuífero: Para acuíferos profundos, se debe a los aportes de sólidos en suspensión provenientes de la Puna y de las sierras Peripampásicas durante el periodo cua- ternario, que quedaron retenidos en ambientes lagunares. Para acuíferos menos profundos, se debe a la presencia de cenizas volcánicas lle- vadas a la zona por una intensa actividad eólica. Problemas del arsénico en la salud El arsénico existe en 4 estados de valencia: 1. As (-III). 2. As (0) (arsénico metaloide, estado de oxidación 0). 3. As (III) (estado trivalente, arsenitos). 4. As (V) (estado pentavalente, arseniatos). El arsénico metaloide generalmente no es tóxico dado su insolubilidad en agua y fluidos orgánicos. Sin embargo, el As (III) y el As (V) sí presentan efectos tóxicos para la salud, agudos o crónicos, según sea la concentración de arsénico ingerido. La toxicidad del As (III) es varias veces mayor que la del As (V) debido a su mayor captación celular. En el caso de estudio, dado que el agua contaminada se encuentra en acuíferos, es más común encontrar al arsénico en su menor estado de oxidación, de valencia tres, debido a que la aireación de estas fuentes es menor que la de las aguas superficiales por no encontrarse en contacto directo con el aire. A ésto hay que sumarle que la remoción de As (V) es mucho más eficiente que la de As (III) porque el tratamiento se trata de un intercambio iónico selectivo, vién- dose favorecido el estado de oxidación superior. Por lo tanto es recomendable oxidar el agua mediante cloro, por ejemplo, para que la eficiencia de remoción sea superior y que el arsénico remanente en el agua de consumo se encuentre en el estado que genera una menor afectación a la salud. La concentración de arsénico en el consumo de agua contaminada en el país y particularmente en la ubicación del estudio, no alcanza concentraciones que produzcan intoxicación aguda. Los efectos son crónicos derivados de la ingesta de pequeñas cantidades de arsénico en el

8. Recopilación de los mejores proyectos / 13 SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA 12 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 agua y en otros alimentos contaminados durante largos períodos de tiempo. Un consumo de arsénico que cumple con las características antes mencionadas se ha asociado a una enfermedad denomi- nada hidroarsenicismo crónico regional endémico (HACRE), que se caracteriza por presentar lesiones en la piel y alteraciones sistémicas cancerosas y no cancerosas. Se pueden reconocer cuatro etapas en el desarrollo del HACRE: 1. Período prepatogénico: las poblaciones están expuestas a concentraciones elevadas de arsénico en el agua de consumo diario. 2. Período preclínico: la persona no muestra síntomas, pero el arsénico puede ser detectado en muestras de tejidos y de orina. 3. Período clínico: aparecen manifestaciones en la piel, las cuales se describi- rán más adelante. La OMS estima que esta etapa requiere una exposición al arsénico de entre 5 a 10 años. 4. Período de complicaciones: síntomas clínicos más pronunciados y afecta- ción de los órganos internos, desarrollo de cáncer o tumores que afectan la piel u otros órganos. En relación a las manifestaciones físicas del arsénico, su consumo en mayores dosis a las reguladas genera lesiones en la piel, alteraciones sistémicas y afecta el rendimiento escolar de los niños debido a posibles afecciones neurológicas. Como es de esperarse, dada la menor masa cor- poral que tienen los niños respecto a los adultos y por encontrarse en la etapa de crecimiento, son más propensos a sufrir manifestacionesdetoxicidadporarsénico. De igual forma, las mujeres embarazadas expuestas a dosis altas de arsénico pueden afectar a su bebé, ya sea generando un aborto espontáneo o pudiendo el niño nacer con malformaciones. Asimismo aumenta considerablemente el riesgo de contraer cáncer a edades tempranas. Aquí queda de manifiesto que las accio- nes de salud deben estar dirigidas a evitar o discontinuar la exposición, por las implicancias que la toxicidad con arsénico tiene en una familia. Por esta razón, es de principal interés el agua que se utiliza para consumo debido a que las principales vías de ingreso del arsénico son por ingestión e inhalación, siendo la vía dérmica no significativa. Recomendaciones para el agua de bebida La Organización Mundial de la Salud in- cluye al arsénico dentro de las diez sustancias químicas más preocupantes para la salud pública. Como se mencionó an- teriormente, establece un valor máximo de 0,01 mg/l documentado en sus Guías para la Calidad del Agua Potable. Esta concentración de arséni- co permisible para agua de bebida es adoptada y regulada por el Código Alimentario Argentino, en la resolución conjunta 68/2007 y 196/2007 de la Se- cretaría de Políticas, Regulación y Rela- ciones Sanitarias del Ministerio de Salud y de la Secretaría de Agricultura, Gana- dería, Pesca y Alimentos del Ministerio de Economía y Producción. Sistema de tratamiento propuesto Recordando el caso de estudio propuesto para el proyecto, se tomó una familia tipo compuesta por 5 personas (2 mayores y 3 menores) que residen en una zona rural, en la localidad Tramo 16 del departamento Banda, de Santiago del Estero. Dada la versatilidad del sistema de tratamiento, realizando los ajustes necesarios es posible aplicarlo en otros estable- cimientos –por ejemplo en escuelas– y llevarlo a otras localidades que sufren el mismo problema. Se tomó como valor recomendable la ingesta de 2 litros de agua por día en adultos y 1 litro por día en niños. También se tomó en consideración: • El agua destinada a limpieza de alimentos y cocción. • El consumo de agua varía con la estacionalidad, requiriendo de mayor cantidad cuando las temperaturas son elevadas y de menor cantidad en el invierno. • El hecho de que no todas las familias es- tán compuestas por 2 adultos y 3 niños, siendo el caso extremo que tanto los pa- dres como los hijos sean adultos. Se debe asegurar que la familia pueda tener acceso a la cantidad de agua necesaria sin privaciones y que el sistema de tratamiento responda a la demanda máxima. En consecuencia, se procedió a la elabo- ración de un proyecto para tratar 20 litros por día de agua de pozo de forma continua, para satisfacer las necesidades de ingesta, cocción y lavado de alimentos. Estos valores y el posterior dimensionamiento del filtro pueden ser ajustados según la necesidad de cada familia en particular. Una de las principales ventajas de este tratamiento es la versatilidad para poder adaptarlo a las distintas realidades que viven las personas. El sistema consta de las siguientes partes: • Tanque de agua cruda: donde se almacena el agua proveniente del pozo de extracción. • Tanques de Hierro (Fe): dispuestos en serie para aumentar el tiempo de contacto entre el agua a tratar y el hierro, y así aumentar la eficiencia. • Filtro: compuesto por varias capas; en la parte superior grava, luego arena y por último carbón activado de hueso de vaca o lana de oveja según disponibilidad en la zona de instalación. Se colocan en este orden para aumentar la vida útil del carbón o la lana. • Tanque de agua tratada: donde se almacena el agua luego del tratamiento para consumo de la familia.

9. Recopilación de los mejores proyectos / 15 SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA 14 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 • Válvula1:permiteabrirocerrarelsistema de tratamiento. • Válvula 2: permite regular el caudal, para que se encuentre en orden a los 20 l/día. La retención de arsénico ocurre desde los tanques de hierro y hasta la parte media del filtro, donde se encuentra la arena. A continuación se esquematiza el sistema de tratamiento. El esquema propuesto hace referencia a aquellas casas que poseen tanque en el techo, derivando parte del agua al sistema de tratamiento. Sin embargo, este sistema también es aplicable si no se cuenta con un tanque en el nivel superior de la casa. Más específicamente, las experiencias a escala de laboratorio para probar este tratamiento fueron realizadas de esta forma, siendo factible cargar en un recipiente –que posea una dimen- sión apropiada– el agua a potabilizar y recolectarla en otro luego de haber atra- vesado todos los filtros. Los elementos del sistema deberán estar construidos de un material que resista la presión generada por la masa de agua que contendrán, y ser resistentes a las condiciones climáticas a las que serán expuestos, como calor, viento y humedad. Un material que reúne estas carac- terísticas es el PVC. El tanque donde se almacena el agua tratada (Figura 2) cuenta con un flotador, lo cual permite que una vez llenada la capacidad se detenga el sistema de tratamiento de forma automática. Ésto pro- vocará que no circule más agua y que sólo lo haga a medida que se vaya vaciando el tanque de almacenamiento. Ambos tanques de tratamiento conten- drán 2 kg de acero 1010 o 1045 cuyas ca- racterísticas se ven en la tabla 1, obtenidos de los residuos generados en los talleres cercanos de mecanizados. La composi- ción química del acero comercial utilizado se obtuvo de la empresa ACAMEX. Ambos aceros tienen una eficiencia similar en la remoción del arsénico en el agua. Cada filtro tendrá un volumen de agua constante de aproximadamente 10 litros cada uno. La entrada del agua es por la parte inferior del tanque y la salida por la superior. En los contenedores de acero y en el filtro se colocará un pico purgador, para permitir el vaciado de los mismos y poder realizar la limpieza y el cambio de sus respectivos contenidos. Estudios efectuados con anterioridad demostraron que la vida útil del acero, en promedio, es de por lo menos un año. Por lo tanto el recambio se debería realizar una vez por año. El estudio a escala de laboratorio se realizó en las instalaciones de la Pontificia Uni- versidad Católica Argentina (UCA), en el área de Química. Se preparó para el mismo dos soluciones de arsénico cuya concentraciones estaban entre los rangos de 0,25 ppm y 0,50 ppm respectivamente, utilizando 400 g de acero para el abatimiento de arsénico y un caudal continuo de 2 l/día, obteniendo una eficiencia promedio en la remoción cercana al 90%. La determinación de arsénico se realizó utilizando una técnica altamente sensible basada en la reacción de arsina a través de fibra reactiva HgBr2 , que se contrasta con la determinación por absorción ató- mica. El límite de detección es del 0,005 mg/l o 0,005 ppm. La eficiencia en la remoción se calculó mediante la siguiente fórmula: E(%) = (C0 - C1 ) x 100 C0 Donde E (%) es la eficiencia de arsénico removido en la solución, C0 (mg/l) y C1 (mg/l) es la concentración inicial y final de arsénico en la solución, respectivamente. Las ecuaciones químicas de la reacción global de hierro y arsénico se presentan a continuación: 1. Fe(s) + AsO4 3- (aq) + 2H2 O (l) Fe2 + AsO2 - (aq) + 4OH- (aq) 2. H3 AsO4(aq) + Fe(aq) + 2H+ (aq) HAsO2(aq) + 2H2 O(l) 3. 3Fe(s) + 2AsO2 - (aq) + 4H2 O (l) 3Fe2+ + 2As(s) + 8OH- (aq) 4. 3Fe(s) + 2HAsO2(aq) + 6H+ (aq) 3Fe2+ + 2As(s) + 4H2 O(l) FIGURA 2 / Croquis del sistema de tratamiento. Tanque Água Cruda Tanque Água tratada Filtro Água Grava Arena Carbón Fe Fe TABLA 1 / COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ACERO USADO PARA EL SISTEMA DE TRATAMIENTO SAE %C %Mn %P %S 1010 0,08 – 0,13 0,30 – 0,60 0,04 Max 0,05 Max 1045 0,43 – 0,50 0,60 – 0,90 0,4 Max 0,05 Max

10. Recopilación de los mejores proyectos / 17 SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA 16 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 El prototipo empleado para el estudio en el laboratorio se muestra en la Figura 3. A partir de esta configuración, se realizaron las determinaciones obteniendo a la salida agua con valores adecuados de arséni- co. Como se puede observar en la imagen los elementos que formaron el dispositivo fueron obtenidos, en parte, reutilizando objetos que había en el propio laboratorio y que no estaban en uso. Para alcanzar la eficiencia adecuada en la remoción del arsénico es necesario que el As (III) sea oxidado a As (V), y para aumentar la eficiencia de esta reacción lo que se hace es adicionar cloro. Que tam- bién sirve para potabilizar el agua y prevenir la presencia de microorganismos. Existen en la bibliografía distintos papers e informes de la cantidad de cloro necesario para potabilizar un pozo de agua. Estas técnicas se abordan desde dos ángulos: adicionando en el pozo directamente, o particularmente en el agua extraída. En el primer caso, se toma en cuenta el diámetro y la profundidad del pozo y a partir de ello se calcula la concentración de cloro requerida. En el otro, se realiza el cálculo a partir del volumen de agua a ser desinfectada. Esta cuestión está ampliamente estudiada debido a la importancia de la des- infección del agua y la gravedad de las consecuencias de no hacerlo. Por ello y porque esta consideración excede los alcances del estudio, no se hará un análi- sis al respecto. A fin de quitar al agua las característi- cas que le otorgan los residuos de hierro debido al primer filtro, se colocó a con- tinuación un segundo tipo de filtro. De- pendiendo de las condiciones del lugar y la disponibilidad que poseía la familia, se procedió a la elaboración de dos filtros con dos materiales diferentes. El primero está compuesto por arena y lana de oveja, y posee una vida media de 6 meses. El otro, compuesto por arena y carbón activado de hueso de vaca, con una vida media de 1 año. Ambos pueden tener una mayor duración y ésto lo po- drá evaluar la familia, así como cambiar el filtro en caso de detectar alguna ca- racterística típica del hierro en el agua de consumo (como el color o el sabor). El filtro de lana no posee mayores complicaciones en su preparación para ser utilizado en el filtro, siendo ésta su principal ventaja. La desventaja frente al de hueso molido es que su duración es inferior. El carbón activado a partir de hueso de vaca requiere de un proceso previo. Ambos filtros fueron utilizados en el prototipo de laboratorio y demostraron que son aptos para el objetivo requerido, que es la eliminación de hierro del agua. El carbón activado es una variedad amor- fa de carbón sólido cuyo objetivo principal es maximizar su superficie total, es decir, que se busca que el fluido que circula a través de él tenga el mayor contacto posible con este material. Éste es altamente utilizado para el tratamiento de aguas. Los huesos de vaca se pueden obtener a partir del residuo de la actividad ganadera. Obtención de carbón activo a partir de hueso de vaca El proceso de activación consta de 3 partes: la trituración del hueso, la car- bonización del material crudo, y luego la activación propiamente dicha. La primera parte permite disminuir el tamaño del hueso, posibilitando llevar a cabo la segunda fase del proceso en donde se enriquece el material en contenido carbonoso, y se crea una mayor porosidad al deshacer la materia volátil. La acti- vación, que es la última etapa, puede ser física o química y desarrolla la porosidad, otorgando cierto orden en su estructura y generando una estructura sólida altamente porosa. Previo a la trituración del hueso, éste se carboniza en una estufa, en ausencia de oxígeno, a alta temperatura (600º C) entre 4 y 5 horas. El producto de esta etapa es el carbón. La activación química se lleva a cabo embebiendo este material carbonoso en una solución acuosa al 30% de hidróxido de sodio, por 12 horas. En el último tramo del tratamiento, se calienta la mezcla para obtener una pasta. La pasta obte- nida se filtra y se vuelve a calcinar en estufa a una temperatura de 800º C, por 3 horas. Una vez conseguido el producto, se es- pera a que alcance temperatura ambiente para lavarlo: primero con ácido clorhídri- co diluido a fin de neutralizar el hidróxido, y luego con agua destilada hasta alcanzar pH neutro. Por último se seca y se obtie- ne el producto final. Al final de este filtro se colocará un recipiente o un bidón donde recolectar el agua potable para consumo de la familia. De ser posible, el sistema de tratamien- to del agua estará situado sobre una estructura estable y nivelada a una menor elevación de la fuente de agua, y a una elevación superior que la del lugar donde se va a utilizar. Este tipo de disposición facilitará la circulación de agua. Disposición final del hierro y contenido del filtro La provincia de Santiago del Estero por medio de la ley Nº 6.080/94 adhiere a la ley nacional Nº 24.051/91 de residuos peligrosos y a su respectivo decreto re- glamentario 831/93. En dicha ley nacional los residuos que contengan arsénico serán considerados residuos peligrosos, que corresponde a la corriente de dese- chos Y24. Por lo tanto éstos no se podrán disponer de forma conjunta con los residuos domiciliarios. De esta forma, al realizar el cambio una vez por año aproximadamente, el pro- veedor del acero se encargará de retirar estos residuos y disponerlos conforme a la reglamentación.

11. Recopilación de los mejores proyectos / 19 SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA 18 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Presupuesto Respecto a esta cuestión, los elementos que se necesitan para efectuar este sistema de tratamiento pueden obtenerse a partir de objetos cotidianos que utilizan las familias. Además el sistema posee la versatilidad de poder usar varios tipos de objetos que cumplan un mismo rol, como por ejemplo emplear caños de PVC o mangueras para conducir el agua. A su vez, los precios en los pueblos cercanos a las residencias rurales difieren a aquellos encontrados en ciudades o pueblos más grandes. Debido a que los elementos que componen el sistema son de fácil obtención y económicos, el presupuesto necesario para llevar a cabo este proyecto no resulta significativo. Por otro lado, el acero se obtendrá de los talleres e industrias locales y el hueso de vaca o lana de oveja de la producción de la familia. Finalmente la grava y la arena se pueden recolectar de la vera del río, seleccionán- dolas con tamices y satanizándolas, evitando de esta manera su compra. Modelo Canvas Se ha estructurado el proyecto según el modelo Canvas, que permite presentar la propuesta mostrando los aspectos clave, los actores intervinientes y los costos asociados. Este modelo de negocio busca recopilar todos los datos importantes de un emprendimiento y visualizarlo de forma global, para poder detectar opor- tunidades de mejora o potenciales inconvenientes. El modelo se presenta en la Figura 4. Al ser un proyecto social tanto el gobierno como la sociedad en sí son actores fundamentales. El vector clave para esta iniciativa es la comunicación, a fin de poder alcanzar a todas las familias afectadas para que posean este conocimiento que les permita mejorar su calidad de vida y prevenir enfermedades futuras. CONCLUSIÓN A partir del trabajo de investigación llevado a cabo, se determinó la factibilidad de armar un sistema de tratamiento para agua con niveles superiores de arsénico a los recomendados por el Código Alimen- tario Argentino, mediante el empleo de residuos de talleres e industrias locales y la fabricación de filtros a partir de residuos ganaderos, también locales. Esta propuesta es aplicable a familias rurales de bajo recursos que consumen agua de pozo, permitiéndoles obtener una mejor calidad de vida. La principal ventaja radica en la senci- llez, tanto de su preparación como su uso diario y desmontado. También posee la versatilidad de ser colocado en cualquier lugar, ya sea dentro o fuera de la casa. Otro aspecto clave es que el principal material constitutivo es un desecho y que los demás elementos se encuentran disponibles en la industria nacional, lo que hace que el proyecto sea econó- micamente viable, ambientalmente solidario y se encuentre enmarcado dentro del desarrollo sustentable. Por otro lado, la simplicidad en el manejo del sistema hace que éste sea extrema- damente seguro y permite ser operado por cualquier persona, sin necesidad de grandes conocimientos técnicos. Que sea seguro es un aspecto imprescindible dado que puede estar en presencia de niños. Luego de realizar los análisis correspondientes se pudo alcanzar el objetivo propuesto, cumpliendo con todas las características que se consideraron fundamentales. ANEXO FIGURA 3 / Arreglo experimental. Modelo piloto de la columna de absorción para la remoción de arsénico del agua.

12. Recopilación de los mejores proyectos / 21 SISTEMA CONTINUO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO EN AGUA DE BEBIDA PARA POBLACIONES AISLADAS, MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA METALMECÁNICA AcerosAcamex.ComposiciónquímicadelAcero. http://www.acerosacamex.com.mx/ contacto.php http://www.acerosacamex.com.mx/ contacto.php http://www.aquaquimi.com/Paginas/Trat_ agua_pot/Desinfeccion agua/trat_pozo.html Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica (ANMAT). Código Alimentario Argentino, capítulo XII. Bebidas Hídricas, Agua y Agua Gasificada. Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades. La toxicidad del arsénico. http://www.atsdr.cdc.gov/es/csem/arsenic/destino_biologico.html http://www.atsdr.cdc.gov/es/csem/arsenic/ destino_biologico.htmlhttp://s1.ucse.edu. ar/indicadores/enfermedades/sistemicas/ hidroarsenicismo.htm Bissen, Monique y Frimmel, Fritz H. (2003). Arsenic - a Review. Part II: Oxidation of Arsenic and its Removal in Water Treatment. Review from Wiley Inter Science. Suiza. Curto, Susana I., Mendiburo, Nora A., Plasti- na, Romina, Boffi, Rolando (2001). Arsénico en Acuíferos: Influencia sobre la Salud de la Población. Ministerio de Salud de la Nación. Buenos Aires. Ley nacional Nº 24.051/91 y su decreto regla- mentario 831/93. Ley provincial Nº 6.080/94 de Santiago del Estero. FIGURA 4 / Modelo Canvas. Referencias Bibliográficas Ministerio de Salud de la Nación, Programa Nacional de Prevención y Control de las Intoxicaciones - PRECOTOX. Hidroarsenicis- mo Crónico Regional Endémico (HACRE). Padial, Carlos Eduardo. Estado actual del Hi- droarsenicismo Crónico Regional Endémi- co en el departamento Banda, provincia de Santiago del Estero. Presidencia de la Nación. Ministerio de Edu- cación. Programa Nacional Mapa Educa- tivo. Zonas de concentración de arsénico. h tt p : //www. m a p a e d u c a t i vo . e d u . ar/Atlas/Arsenicohttps://www.watersystemscouncil.org/download/ wellcare_information_sheets/well_water_ testing_&_treatment_information_sheets/ La Desinfeccion de su pozo 10-09.pdf Triszcz, J., Chippano, L., Pacho, E., Gordon, A., García Einschlag, F. Remoción de arsénico en aguas de consumo domiciliario mediante el empleo de la técnica ZVI (Hierro Cero Valen- te). Laboratorio de Ingeniería Sanitaria (LIS), Departamento de Hidráulica, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata. http://www.ing.unlp.edu.ar/hidraulica/ar- chivos/remocion_de_arsenico_en_aguas_ de_consumo_domiciliario.pdf Wellcare®. La desinfección de su pozo. https://www.watersystemscouncil.org/ download/wellcare_information_sheets/ well_water_testing_&_treatment_infor- mation_sheets/La%20Desinfeccion%20 de%20su%20pozo%2010-09.pdf 20 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015

13. Recopilación de los mejores proyectos / 23 E l calentamiento global está produciendo variaciones climáticas sin precedentes en nuestro planeta. Las temperaturas en las zonas cálidas son cada vez más extremas. Es impensable, y así lo determinan la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización Inter- nacional del Trabajo (OIT), que en estas condiciones las personas puedan desarrollarse y formarse efectivamente. Considerando que el alivio para el cambio climático será un camino muy lento, deben buscarse soluciones a corto plazo que no contribuyan al calentamiento global, que es la causa de raíz. AUTORAS Celina Alejandra Perino Sofia Liz Romero ORIENTADOR Gustavo Raul Figueredo Universidad Tecnológica Nacional (Facultad Regional Resistencia, Chaco) REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR DE ALUMINIO RECICLADO Por ello y apelando a la formación ingenie- ril integral en el desarrollo sustentable de prácticas al servicio de la comunidad, se propone un sistema de refrigeración que actúa accionado por una de las formas más limpias e inagotables de energía: la energía solar. El sistema está constituido por una máquina de refrigeración por absorción de simple etapa, accionada por un colector construido con aluminio reutilizado. El objetivo del proyecto es ofrecer una alternativa para la refrigeración de ambientes en instituciones educativas rurales, aprovechando energías limpias y productos reciclados.

14. Recopilación de los mejores proyectos / 25 REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR DE ALUMINIO RECICLADO 24 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 INTRODUCCIÓN Este proyecto está orientado a dar so- lución a la falta de acondicionamiento de ambientes en una escuela rural de la provincia de Formosa. Esta institución, si bien cuenta con los servicios mínimos de energía eléctrica, no tiene un sistema de refrigeración adecuado para enfrentar las condiciones climáticas extremas que sufre la mayor parte del año. La inversión necesaria podría abocarse directamente a la adquisición de má- quinas de acondicionamiento de aire convencionales. Sin embargo, como in- genieros formados en el desarrollo sustentable de prácticas al servicio de la comunidad, consideramos nuestra responsabilidad dar respuesta a estas cuestiones optimizando el uso de recursos. Es imprescindible pensar en alternativas más amigables con el ambiente a corto plazo, mediante la utilización de materiales reciclados para las construcciones, y a largo plazo a través de la disminución en el consumo de combustibles y emi- sión de contaminantes. El presente escrito desarrollará una propuesta de sistema integral que combina: una máquina frigorífica de absorción, accionada por energía limpia y renova- ble; colectores solares construidos con materiales reciclados y de bajo costo; y un sistema de disipación que permite el aprovechamiento de calor en la obten- ción de agua caliente sanitaria. Si bien se hará énfasis en el colector solar de bajo costo, puesto que es la clave del proyecto, se describirá en primera instancia la institución y el contexto que motivaron la investigación, luego el ciclo y equipamiento de refrigeración por absorción, y, finalmente, la construcción del colector. DESARROLLO El lugar y la problemática Se eligió como ámbito de aplicación el Barrio Qompí, comunidad aborigen que nucleaaunas100familiasdelaetniaPilagá, ubicada a 3 km de la ruta nacional Nº 81, en la provincia de Formosa. Se encuentra en el departamento Patiño, perteneciente a la jurisdicción del municipio de Pozo del Tigre, 270 km al oeste de la capital formoseña. En este escenario funciona una escuela de ciclo básico secundario rural para ado- lescentes y adultos, a la que asisten 70 personas incluyendo alumnos, docentes y personal no docente. (Figura 1) El establecimiento está conectado a la red eléctrica, contando con las instalaciones básicas de luz. Sin embargo, en el contexto mencionado la instalación y mantenimiento de equipos acondiciona- dores de aire resulta costoso. Sumado a esta situación, se debe considerar que la durabilidad de los equipos se ve afectada por las condiciones inestables del servicio de energía, que incluyen bajones de tensión y en muchos casos cortes prolongados. La provincia de Formosa se caracteriza por tener primaveras y veranos muy agresi- vos. Si bien la temperatura media anual es de 23° C, en verano se alcanzan temperaturas extremas de 50° C a la sombra. La zona oeste de la provincia, donde está establecido el Barrio Qompí, presenta un climacálidoconestaciónseca,temperaturas anuales superiores a los 23º C, con variaciones extremas en verano que llegan hasta los 45° C y sensaciones térmicas de hasta 50º C. Las temperaturas máximas se registran en los meses de diciembre y enero. El balance hídrico es marcadamen- te deficitario: las lluvias son escasas y ori- ginan grandes períodos de sequía. Es impensable que en estas condiciones los alumnos y el personal de cualquier institución puedan desempeñarse co- rrectamente en sus actividades diarias, cuando la ley de Higiene y Seguridad establece el máximo de carga térmica en unos 32º C. Este clima, que combina altas temperaturas, altos índices de radiación solar y baja humedad, es idóneo para la instalación de refrigeración por absorción con colector solar, prescindiendo de un sistema de deshumidificación del ambiente. Antecedentes El uso cada vez más extensivo de equipos eléctricos de refrigeración por compresión es responsable de una mayor demanda de energía eléctrica en verano, que llega a alcanzar el límite de la capacidad del sistema eléctrico en algunas zonas. Las emisiones de gases de efecto invernadero han aumentado, ya sea por la mayor demanda de energía o por las fugas de fluidos de refrigeración, intensificando el círculo vicioso del cambio climático. Existe un amplio abanico de soluciones pasivas, para nuevos edificios en fase conceptual o para los ya existentes, que mejoran las condiciones de los espacios cerrados sin necesidad de ningún sistema de compresión, reduciendo espectacu- larmente las necesidades de refrigera- ción durante el periodo estival. Pese a que existe un gran mercado potencial para la tecnología de refrigeración solar, los sistemas que hoy por hoy existen no son económicamente competiti- vos frente a los equipos de climatización a gas y eléctricos, debido principalmente al elevado coste de inversión de los sistemas de colección solar, y al bajo precio de los combustibles convencionales, aunque este último parámetro está siendo puesto en jaque por la crisis del petróleo. Si se reduce el coste de los distintos componentes (colectores solares, principalmente) y se mejora su rendimiento, la situación podrá cambiar radicalmente; con todo es difícil predecir la fecha en que dichas tecnologías solares alcanzarán la madurez en términos económicos.

15. Recopilación de los mejores proyectos / 27 REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR DE ALUMINIO RECICLADO 26 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Sólo es posible comparar una tecnolo- gía solar con otra que utilice fuentes de energía convencional si se incluyen en cada caso los costos medioambientales y los costos sociales. También debe tenerse en cuenta la imposibilidad de predecir los precios de los combustibles convencionales a largo plazo. En términos generales, en relación con las tecnologías de energía solar, se veri- fica que: • Su costo desciende conforme se van produciendo masivamente. • Su madurez técnica les permite satisfacer las necesidades de los consumi- dores. • Son mucho más respetuosas con el medio ambiente que los sistemas de aire acondicionado convencionales. Principios físicos En los sistemas de aire acondicionado solares se utiliza calor del sol como motor del proceso de refrigeración. Los sistemas de aire acondicionado solares disponibles actualmente se pueden clasificar como: • Sistemas cerrados: son máquinas fri- goríficas que proporcionan agua fría que se utiliza en unidades de acondicionamiento de aire para suministrar aire acondicionado (enfriado, deshumi- dificado) o que se distribuye a través de una red de agua fría a las estancias de- signadas. Las máquinas disponibles en el mercado para este fin son las máqui- nas frigoríficas de absorción (las más comunes) y las máquinas frigoríficas de adsorción (unos pocos centenares en el mundo, pero de creciente interés en la aplicación de sistemas de aire acondicionado solar). • Sistemas abiertos: ofrecen un comple- to acondicionamiento del aire al suministrar aire enfriado y ajustado en humedad, en función de las condiciones de confort. El “refrigerante” es siempre agua, dado que está en contacto directo con la atmósfera. Los sistemas más comunes son de tipo refrigeración evaporativa con desecante, que utilizan un deshumidificador rotativo con sor- bente sólido. Los ciclos termodinámicos de enfriamiento de absorción permiten sacar calor del espacio que quiere enfriarse y llevarlo a otro lugar donde se disipa. Para hacerlo se aprovecha la necesidad de un fluido, el refrigerante, de obtener calor del entorno para pasar del estado líquido al de vapor. Ésto se consigue aportando calor a una mezcla del refrigerante y otra sustancia que se caracteriza por tener una gran afi- nidad con él y absorberlo fácilmente. Existen dos tecnologías bien diferencia- das en máquinas de absorción comer- ciales: una en la que se utiliza amoniaco (NH3) como refrigerante y agua como absorbente, y la otra en la que el agua es el refrigerante y una solución de bromu- ro de litio (LiBr) en agua, el absorbente. Para este proyecto se seleccionó la segunda opción ya que: • Requiere temperaturas de activación más bajas (80-95° C respecto a 95- 120° C en el caso de amoníaco-agua) en ciclos de simple efecto. • Para las mismas prestaciones, presenta un mayor rendimiento. • Opera a presiones más reducidas en el evaporador y condensador. • Construcción más simple, ya que el sistema de NH3 -H2 O (amoníaco-agua) requiere un rectificador para separar el NH3 del agua del vapor generado en el generador. • El NH3 es un refrigerante tóxico e infla- mable. • Si bien el ciclo con NH3 puede alcanzar temperaturas menores a 0° C, en este caso no es necesario. El sistema Máquina de absorción de simple etapa con H2O/LiBr El ciclo de refrigeración por absorción de simple etapa consta de 4 componentes principales en que se intercambia calor: evaporador, condensador, absorbedor y generador. En el evaporador se produce el efecto frigorífico mediante la evaporación del refrigerante, agua en este caso, a baja temperatura y baja presión, gracias al calor transferido desde el medio a enfriar. A continuación, el vapor de agua generado accede al absorbedor en donde es absorbido por una solución acuosa concentrada o rica en LiBr procedente del generador. El proceso de absorción del vapor de agua por la solución rica se realiza con liberación de calor, que se disipa mediante una corriente de agua de enfriamiento. La solución diluida, o pobre en sal resultante es entonces bombeada al generador. Allí, es calentada por la fuente externa de calor y una vez en ebullición se genera vapor de agua que es condu- cido al condensador, mientras que la so- lución resultante, concentrada en sal, es enviada de nuevo al absorbedor. La con- densación del vapor de agua tiene lugar en el condensador y el calor liberado se disipa mediante una corriente de agua de enfriamiento. (Figura 2) Distribución del agua fría al ambiente Una vez que el agua fría abandona el evaporador debe distribuirse por el edificio. El sistema de distribución puede realizarse por: • Techo radiante. • Fan coil. • Sistema de refrigeración de techos o calefacción / refrigeración de conduc- ción central, entre otros. Se opta por la primera alternativa. Cuan- do se utilizan como sistema de refrigera- ción, los techos radiantes están dotados de un circuito de agua fría. Tan pronto como se enfrían, las personas y objetos

16. Recopilación de los mejores proyectos / 29 REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR DE ALUMINIO RECICLADO 28 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 que se encuentran en el espacio irradian su calor hacia el techo frío y se produce de inmediato un claro efecto de refrige- ración. Este efecto consiste en que el aire caliente del espacio interior asciende al techo, allí se enfría y baja de nuevo al espacio. Para obtener una refrigeración de gran eficiencia mediante un techo radiante, por lo general y en la práctica, no es necesario prever un gasto energético comparable al de una bomba frigorífica. Por ello, la refri- geración por techo radiante es un sistema de climatización para espacios, naves y edificios que permite ahorrar energía. Para garantizar una refrigeración eficaz por techo radiante, por lo general basta con utilizar como agente refrigerante agua, que no supera una temperatura de 12º C. El sistema de techo radiante está recu- bierto por cartón-yeso, aislado mediante un panel de espuma de poliestireno de alta densidad. Su instalación es sencilla y rápida. Es fundamental controlar las condiciones higrométricas, temperatura y humedad relativa ambiente, de forma que la temperatura superficial no descienda por debajo de la temperatura de rocío y evitando de este modo la formación de condensaciones. El colector solar Los colectores solares son dispositi- vos utilizados para colectar, absorber y transferir energía solar térmica a un fluido, que puede ser agua o aire. La ener- gía solar puede ser utilizada para calentar agua, para sistemas de calefacción o para climatización de piscinas. Normalmente, un captador solar está constituido no sólo por una superficie absorbedora sino también por elementos de proteccióntérmicaymecánicadelamisma. Existen diversos tipos de captadores solares térmicos, que se diferencian por el aislamiento térmico que usan, y la utiliza- ción o no de concentradores, adaptándo- se a diferentes temperaturas: • Captadores de tubo de vacío: para calentamiento de agua y producción de vapor. • Captadores concentradores con cubierta (CPC): para calentamiento de agua y producción de vapor. • Captadores planos con cubierta: para calentamiento de agua. • Captadores planos sin cubierta: para climatización de piscinas. Las máquinas de simple efecto se pueden accionar con calor proveniente de captadores solares para mediana temperatura, entre los que se pueden citar a los colectores planos con superficies selectivas, los CPC y los de tubos de vacío. En los sistemas de aire acondicionado solares la diferencia de funcionamien- to con respecto a los sistemas de colectores térmicos solares para producir agua caliente sanitaria, consiste en la alta temperatura a la que los colectores han de suministrar el calor útil. En las confi- guraciones más difundidas, que utilizan máquinas de refrigeración por absorción, el empleo de colectores de placa plana selectiva se limita a áreas con elevada irradiación. Para otras áreas y para má- quinas frigoríficas que requieren temperaturas mayores de accionamiento, habrá que instalar colectores más eficaces, por ejemplo, del tipo tubo de vacío que alcanzan temperaturas de 170° C. En el caso de la presente propuesta, la temperatura de activación del ciclo de absorción de simple etapa se reduce al mínimo posible, mediante la reducción de la temperatura de disipación y la ele- vación de la temperatura de producción de agua fría. Utilizando agua de una napa subterránea es posible disminuir la temperatura de disipación en aproximadamente 15º C, quedando posteriormente el agua disponible para su utilización como agua caliente sanitaria o riego. La zona geográfica en la que se plantea aplicar el sistema tiene baja humedad ambiente, por lo tanto no es necesario producir agua fría a temperaturas muy bajas (9º C) para deshumidificación como en los equipos convencionales. Por todo ésto, es posible seleccionar un colector de placa plana. La propuesta El colector necesita ser seleccionado cuidadosamente de acuerdo a la temperatura del fluido que debe proporcionar, para la aplicación prevista y de acuerdo al clima del lugar en el cual va a estar emplazado. Para la construcción de colectores solares deben utilizarse materiales que posean las propiedades térmicas y físicas adecuadas, tales como el vidrio templado en la cubierta transparente, y el hierro, cobre o aluminio para la placa absorbedora y el serpentín. De éstos, el aluminio resulta ser el más indicado teniendo en cuenta sus características, que es de fácil obtención y manipulación. Justificación del uso de aluminio El principio de reducir los residuos, reutilizar y reciclar recursos y productos es usualmente llamado 3 R. • Reducir significa elegir elementos con cuidado para minimizar la cantidad de residuos generados. • Reutilizar implica el uso repetido de ítems o partes de ellos que todavía son utilizables. • Reciclar significa usar los residuos como recursos. El aluminio es el metal más abundante en la corteza terrestre. No por ello debe usarse y descartarse, ya que a fin de cuentas, se trata de un recurso no reno- vable. Una cualidad atractiva del aluminio es que es 100% reciclable y no pierde calidad, como es el caso del papel, por lo que se puede reciclar indefinidamente. El proceso de reciclaje es mucho menos

17. Recopilación de los mejores proyectos / 31 REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR DE ALUMINIO RECICLADO 30 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 costoso que crear nuevos materiales de aluminio, ya que primero debe ser obte- nido mediante la minería a partir de un mineral llamado bauxita, y luego refina- do para obtener el óxido de aluminio. En ésto se requiere gran cantidad de ener- gía y genera mucha contaminación. El resultado es el aluminio que se utiliza para gran cantidad de elementos cotidianos como recipientes de bebidas, los cuales pueden ser reciclados gastando apenas el 5% de la energía necesaria para obtener nuevo aluminio. Las latas metálicas son fácilmente reci- clables, pero se necesitan plantas recu- peradoras con un nivel de sofisticación que permita separar la hojalata de la ba- sura triturada. Se trata de una tecnología muy costosa, aunque en estos momentos puede recuperar casi el 2% del metal procedente de las latas que se encuentran en los residuos sólidos urbanos. Para la recu- peración del acero de las latas es preciso desestañarlas y extraerles el aluminio. Si bien el reciclado de aluminio es una práctica creciente, supone una industria- lización –con sus consecuentes impac- tos ambientales y económicos–. Por ello, es importante buscar alternativas de reutilización en el estado en el que son desechadas. Se propone entonces la construcción de un colector de placa plana reutilizando latas de aluminio. Éstas se usarán sin necesidad de su reprocesamiento, siempre y cuando estén en buen estado. De esta manera, se contribuye a la regla de las 3 R de la ecología: reducir, reutilizar y reciclar, incentivando buenos hábitos de consumo responsable. Construcción y funcionamiento En primer lugar se lleva a cabo la cons- trucción de la base, utilizando cajas de poliestireno expandido. Para el circuito de calentamiento de agua, se construye una cañería de la siguiente manera: las latas de aluminio se unen con ayuda de silicona para altas temperaturas, formando pequeñas secciones de la tubería; posteriormente se acoplan mediante codos de PVC hidráulico de 1½ pul- gada, de manera que la tubería adquiera una configuración en serpentín. La tubería está unida a la placa de lámi- na metálica utilizando abrazaderas fabri- cadas con las mismas latas de aluminio, con el fin de evitar movimientos y dando mayor soporte y rigidez. Para minimizar pérdidas de calor por los lados y la parte de abajo del colector se colocan aislan- tes, por ejemplo, placas de poliestireno expandido o un manto de lana de vidrio, recubiertos por una lámina de aluminio reflectante. (Figura 3) Por los captadores circula un fluido tér- mico, en circuito cerrado (figura 4), con intercambio térmico hacia el circuito de consumo a través de un intercambiador de calor interior o exterior al depósito. El calor resultante de la conversión térmica de la radiación solar se almacena en un depósito de acumulación. Expansión del proyecto Debe tenerse en cuenta una serie de cuestiones que pueden apoyar al proyec- to presentado: • Gasoducto: la construcción del gasoducto en la región del NEA (noreste argentino) favorecerá la aplicación de un sistema de respaldo para los días en que no haya sol, o si es necesario, que el sistema funcione de noche. Si bien no se tratará de una energía limpia, sí es menos dañina que las calderas alimen- tadas por fueloil que se utilizan en la actualidad, y permitirá el funcionamiento del sistema en casos de necesidad. • Aprovechamiento del sistema de disi- pación para calentamiento de agua caliente sanitaria: en la zona de aplicación del proyecto existe agua subterránea que puede utilizarse como agua de re- frigeración para el absorbedor y el condensador. De esta manera, el balance energético se utiliza de manera eficiente pues se le agrega valor a la energía disipada. En primer lugar, el calor se utiliza para producir frío y, posteriormente, la misma energía puede calentar el agua que es demandada para su uso. • Reproducibilidad: las máquinas frigorí- ficas de absorción pueden instalarse en cualquier institución que requiera acondicionamiento de ambientes. De esta manera escuelas, edificios, hoteles e incluso plantas industriales pueden valer- se de energía solar, aportando a la dis- minución del uso de fuentes de energías no renovables y contaminantes. CONCLUSIÓN Gracias al trabajo de investigación llevado a cabo, se determinó la posibilidad de instalar un sistema integral de refrigeración mediante absorción, el cual es mucho más sencillo y seguro que los sistemas por compresión, aparejado con la cons- trucción sustentable de un captador de energía solar, una de las formas de ener- gía más limpias e inagotables disponibles. Ésto es aplicable en primera instancia y en vistas de difundir su funcionamiento, a la institución de educación rural que mo- tivó el desarrollo del proyecto. El hecho de que el principal material de construcción del colector solar sea un desecho, y los demás elementos se encuen- tren disponibles en la industria nacional, hace que sea económicamente conve- niente y ambientalmente solidario. Los sistemas de refrigeración utilizando energías limpias no son una novedad. Sin embargo, es importante recordar que los inventos no son innovaciones hasta que los ciudadanos comunes pueden acceder aellos.Losavancestecnológicosnodeben quedar confinados al ámbito académico o retenidos por las grandes corporaciones: si queremos preservar nuestro planeta,

18. Recopilación de los mejores proyectos / 33 REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR DE ALUMINIO RECICLADO 32 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 todos debemos tener acceso a las tecno- logías sustentables. Este proyecto logró el objetivo: proponer un sistema integral que permita transitar el camino hacia la aplicación de la ciencia y la tecnología en la preservación de nuestro planeta, ofreciendo alternativas de mejora en la calidad de vida de la población. ANEXOS FIGURA 1 / (a) Ubicación de Pozo del Tigre, en la provincia de Formosa. (b) Ubicación de la escuela en el barrio Qompí, en Pozo del Tigre. FIGURA 2 / Esquema del sistema de refrigeración. FIGURA 3 / Esquema de un colector plano con cubierta. A B Superficie absorbedora Cubierta transparente Aislamiento térmico Caja Circuito de fluido térmico Evaporador Absorbedor Condensador Água fria Generador SISTEMA DE DICIPACIÓN PLANTA SOLAR

19. Recopilación de los mejores proyectos / 35 REFRIGERACIÓN SOLAR MEDIANTE ABSORCIÓN, CON COLECTOR SOLAR DE ALUMINIO RECICLADO 34 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 ClimateWell© (enero 2010). Descripción de soluciones estándares. Estocolmo. www. solarcombiplus.eu/docs/D43_ClimateWell_ v03_Spanish.pdf Figueredo, Gustavo R. (2012). Caracterización experimental y modelización de una enfria- dora de absorción de simple/doble efecto de H2O-LiBr con accionamiento a dos temperaturas para climatización de edificios. Tesis Doctoral, Universitat Rovira i Virgili, Depar- tament d’Enginyeria Mecànica. Tarragona. www.tdx.cat/handle/10803/119330 FIGURA 4 / Esquema del circuito hidráulico del colector. Referencias Bibliográficas García, Carlos A. (1984). Termodinámica Técni- ca. Buenos Aires: Editorial Alsina. Guía Climasol. http://sistemamid.com/preview. php?a=3010 Ley nacional 19.587/72 de Higiene y Seguridad enelTrabajoydecreto351/79.www.me.gov. ar/spu/guia_tematica/infraestructura_u/ doc/Decreto_351.pdf www.soliclima.es/techo-radiante Agua caliente Agua fria

20. Recopilación de los mejores proyectos / 37 E l presente trabajo consiste en un anteproyecto y diseño preliminar basado en el aprovechamiento de las aguas del sistema hidrotermal de Bahía Blanca, para mejorar la situación de los habitantes del barrio Villa Rosas y zonas aledañas. La utilización de estas aguas provenientes del surgente permitiría brindar cale- facción, agua potable y sanitaria al predio deportivo del Club Libertad para que pueda ser aprovechado por la comunidad. Al mismo tiempo, usar este recurso para proveer a una pileta de natación pública ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA que posee el barrio, con agua a suficiente temperatura de modo que pueda ser utilizada para realizar actividades durante todo al año. Dicha pileta también cuenta con un vestuario. En la actualidad este predio puede aprove- charse solamente durante el verano, mientras las condiciones climáticas lo permiten. Es importante destacar que el agua de surgente en Bahía Blanca emerge a temperaturas entre 55 y 60° C, brindando una fuente de energía térmica que si bien supone un costo de inversión inicial, tiene un bajo costo de explotación. AUTORES Pablo Falcone Pablo Nuozzi ORIENTADOR Pablo Guillermo Girón Universidad Tecnológica Nacional (Facultad Regional Bahía Blanca)

21. Recopilación de los mejores proyectos / 39 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 38 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 INTRODUCCIÓN Contexto histórico Durante los primeros tiempos, la ciudad de Bahía Blanca comenzó abastecién- dose de agua proveniente del arroyo Napostá Grande. A principios del siglo XX se constituye la Compañía de Aguas Corrientes de Bahía Blanca, la cual puso en funcionamiento una toma de agua en el río Sauce Grande. A los efectos de suplementar la provi- sión de agua, conforme al crecimiento poblacional de la ciudad, durante la dé- cada de los cincuenta se perforaron unos 18 pozos en el acuífero profundo de Bahía Blanca, que suministraba agua termal a la población. Esta cantidad se fue incrementando notoriamente y el nú- mero de pozos superó los 60 pozos en la ciudad y la zona. A fines de dicha década, se decidió la construcción de un dique y acueducto desde Paso de las Piedras y, paralelamente, se construyó una toma adicional sobre el arroyo Napostá Grande a la altura del paraje Los Mirasoles. En 1978 se inauguró el dique y el acueducto Paso de las Piedras sobre el rio Sauce Grande, que remplazó a las obras preexistentes y que constituye el actual servicio de agua potable de la ciudad. Como consecuencia de esta obra, desde ese momento hasta la fecha el uso de los pozos fue decreciendo considerablemente, contribuyendo al deterioro de su estructura, el abandono de los mismos, el traspaso de su uso a manos privadas, el dinamitado o clausura, entre otros problemas. Tal es el abandono, que en la actualidad no se cuenta con un registro fiable de la cantidad de pozos en funcionamiento y, de gran número de pozos, no se tienen datos sobre el caudal, estado de las cañerías, calidad del agua, entre otros datos relevantes. Como resultado del desuso de las per- foraciones del acuífero, gran cantidad de agua extraída se pierde como efluente vertido directamente en los desagües, se vuelca directamente al canal Maldonado sin darle un uso previo, se desperdicia en terrenos baldíos –generando incluso la proliferación de vectores– y en todos los casos –salvo usos particulares de privados– se desaprovecha el potencial térmico de las aguas. Cabe mencionar que Bahía Blanca es considerada como centro termal, oficializado en 1999 por la Comisión Nacional de Termas. Es sabido que esta zona sufre habitual- mente crisis hídricas asociadas a perio- dos de sequía recurrentes, generando un grado de desconcierto en la población sobre el futuro del abastecimiento del recurso. Debido a ésto, nos encontramos frente a la necesidad de proyectos alter- nativos que suministren agua ante el peor escenario posible. ¿Qué es la energía geotérmica? Se llama energía geotérmica a la energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor interno de la Tierra. La temperatura aumenta con la profundidad. Es decir, que las capas profundas es- tán a temperaturas elevadas y a menudo hay capas freáticas en las que se calienta el agua. Cuando asciende, tanto el agua caliente o el vapor, producen manifestaciones en la superficie como los géiseres o las fuentes termales. Sus ventajas son: • Por un lado la energía geotérmica es una de las energías consideradas como limpias. Para su producción no se utilizan recursos fósiles ni se reali- zan procesos químicos de combustión. La producción de energía por medio del calor del interior de la Tierra no provoca la emisión de gases de efecto invernadero y, por tanto, no produce daños en la capa de ozono ni contribuye al cambio climático y al calentamiento global. • Es una energía que tampoco produce casi residuos, o al menos los produce en mucha menor medida que otras energías que usan recursos fósiles o materiales radiactivos. • Los costos de producción de electricidad a partir de este tipo de energía son muy baratos, más económicos que en las plantas de carbón o en las centrales nucleares. • Es la que más recursos ofrece. Se cree que la energía geotérmica existente hoy en día es capaz de ofrecer más energía que todo el petróleo, gas natural, carbón y uranio del mundo juntos. Antecedentes en Bahía Blanca En la actualidad existen unas pocas ini- ciativas del sector público y privado con el fin del aprovechamiento de este recurso. Tal es el caso del Vivero Cultivos Ba- hía Blanca, ubicado en calle Florida 4500, el cual posee una perforación que utiliza para su emprendimiento comercial, ca- lefaccionando los invernáculos a través de un sistema de cañerías que recorre las instalaciones por debajo del piso. En un comienzo el sistema funcionaba en circuito cerrado, es decir, el agua que circu- laba era tratada (destilada) y previamente elevaba su temperatura en un intercambiador de calor. Este sistema tuvo el inconveniente que al cabo de 5 años la corrosión sufrida por las partes metálicas del intercambiador de calor lo inutilizaron. Debido a los elevados costos de su remplazo, se decidió que el agua que circula dentro del vivero sea directamente la que sale de la perforación, dado que este tipo de cañerías plásticas no sufren corrosión y soportan muy bien las incrustaciones. El agua es utilizada además para la ingesta y uso sanitario del vivero y de la vi- vienda de sus dueños. (Figura 1 y 2) Otro caso es el de la 3ra División de Ejér- cito “Teniente General Julio Argentino

22. Recopilación de los mejores proyectos / 41 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 40 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Roca” que utiliza el agua para uso sanitario, ingesta y una pileta de natación, con un consumo promedio 100 m³ dia- rios para una población de 500 personas. El agua se extrae con la ayuda de una bomba sumergida de 20 hp a través de un caño de 100 mm de diámetro, llevándola a una torre de enfriamiento de 325 m³ de capacidad, para luego ser transportada hacia todo el cuartel. Un tercer caso es el de la Unidad Peniten- ciaria IV Villa Floresta, donde esta energía se aprovecha en la cría de peces tropica- les y ranas, dándoles empleo a los pro- pios internos del penal. Situación local Barrios Villa Rosas, Spurr, Mapuche, Talleres, Moresino, 1810, Thompson, Villa Se- rra, Centenario, entre otros, son barrios que se encuentran en la periferia sur- este de Bahía Blanca; un lugar de bajas temperaturas consecuencia de los vien- tos del sur y su cercanía al mar. Estos barrios albergan personas de muy bajos recursos, excluidas socialmente, en algunos casos viviendo en casas he- chas de chapa, y además algunas instala- das en tierras fiscales que se encuentran desocupadas sin ningún tipo de servicio como luz, gas o agua. En otros casos el barrio presenta viviendas de clase media baja que en mayor o menor medida cumplen con los requisitos mínimos de confort. En esta zona hay dos puntos importantes donde se desarrollan tanto actividades sociales como deportivas. Uno es la pileta municipal, con dos vestuarios con baños y duchas, ubicada en el Parque Arturo Illia. Se encuentra al aire libre y es llenada con agua fría de red, por lo cual su uso se limita a la época de verano, donde se realiza una colonia a la que asisten 350 niños de 6 a 12 años. Durante los fines de semana es utilizada como pileta pública, contando con la concurrencia de gran cantidad de familias. (Figura 3) El otro punto es el Club Libertad, una en- tidad social y deportiva que brinda con- tención a aproximadamente 200 chicos y chicas de todas las edades, siendo el úni- co club en 25 barrios a la redonda. Cuenta con un predio ubicado en calle Tierra del Fuego y Tarapaca, que consta de 3 can- chas de fútbol número once, 2 vestuarios con duchas y un galpón comedor que no cuenta ni con calefacción ni con servicio de agua. (Figura 4) Pozo surgente Estación Spurr – Villa Rosas El pozo se encuentra ubicado en las calles Tierra del Fuego y Esmeralda, frente a la Estación Spurr, y es propiedad de la Administración de Infraestructuras Fe- rroviarias Sociedad del Estado (ADIF). Actualmente posee 4 bocas de salida continuas de agua (Figura 5) donde los vecinos cargan bidones para su consumo. El resto del agua cae en una precaria pileta de material, la cual desagota en una zan- ja sin ningún tipo de acondicionamien- to, que se dirige paralelamente a las vías del tren formando piletones naturales (Figura 7) utilizados por niños de la zona. Luego el agua sigue su cauce hasta un arroyo y posteriormente llega al mar. La perforación tiene un caño de salida de 4 pulgadas, que a través de la surgencia natural extrae un caudal aproximado de 15 m³/h a una temperatura de 60° C (Figura 6). Estos datos fueron medidos en forma directa como parte del presente trabajo. La calidad del agua Según el informe de la Autoridad del Agua (ADA) realizado en 2014 se ratificó la calidad del agua: APTA PARA EL CONSUMO, con los siguientes datos para el Pozo surgente Estación Spurr – Villa Rosas. FIGURA 1 Y 2 / Instalaciones del vivero FIGURA 3 / Pileta municipal. FIGURA 4 / Galpón comedor del Club Libertad.

23. Recopilación de los mejores proyectos / 43 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 42 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 DESARROLLO El proyecto Consiste en la utilización de estas aguas provenientes de surgente para brindar calefacción, agua potable y sanitaria al predio deportivo del Club Libertad y al complejo del natatorio público ubicado en el Parque Arturo Illia, aprovechando este recurso para dotar también de agua caliente a su pileta. Situación actual La situación espacial es la que se muestra en la figura 8, donde se observa el predio del Club Libertad y la pileta pública que se encuentran a 695 y 945 m del pozo ubicado en calle Tierra del Fuego y Esmeral- da, respectivamente. Transporte de agua Para transportar el caudal necesario tan- to para la utilización de la pileta como de las instalaciones del club, colocaremos un sistema de cañerías que constará de un tanque de rebalse de 1.500 litros a la salida del pozo surgente, el cual estará a 3 metros de altura aprovechando la pre- sión con la que sale el agua del pozo. El agua será transportada por cañería sub- terránea de PVC de 2 pulgadas de diámetro que transportarán 10 m³/h desde el tanque de rebalse hasta la pileta. En el punto “A” (Figura 8) se bifurca una cañería de 1 pulga- da transportando 3,5 m³/h hacia el Predio Club Libertad y el resto del caudal seguirá camino hacia el predio del Parque Illia. Toda la instalación se aislará térmica- mente con una funda de polietileno expandido de 20 mm de espesor. FIGURA 5 / Bocas de salida. FIGURA 6 / Relevamiento de temperatura. FIGURA 7 / Desagote. FIGURA 8 / Vista aérea de los puntos más importantes Predio club Liberdad Pileta Pozo 470 mts Calle Tierra del Fuego CalleEsmeralda 75 mts 150 mts 150 mts 120 mts 130 mts CalleTarapaca

24. Recopilación de los mejores proyectos / 45 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 44 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Dimensionamiento de la bomba Para que el fluido circule por toda la ins- talación se colocará una bomba presurizadora de 6 hp (componente 3) a la salida del tanque de rebalse. Estas bombas se caracterizan por iniciar automáticamente su marcha en el momento en el que ocurre una caída de presión en la línea y se detiene en el momento en que se cierra el último consumo. Como consecuencia si alguien, ya sea en el club como en el predio de la pileta, requiere utilizar el sistema la bomba iniciará sola. El equipo elegido para esta instalación será una Rowa GPR 6001 P ya que se adapta perfectamente a este proyecto, teniendo en cuenta caudales requeridos (10m3 /h) y pérdidas de presión del sistema, que ronda los 40 metros de altura. Además de los 42 metros de altura que nos otorga esta bomba contamos con la presión hidrostática remanente a nuestro favor que brinda el tanque de rebalse. Club Libertad El predio cuenta con un comedor cerrado que es utilizado para reuniones y como comedor, que mide 25 metros de largo por 10 metros de ancho y 3,2 metros de altura. (Grafico 1) Además dos pequeños vestuarios con tres duchas cada uno. FIGURA 9 / Esquema del proyecto. GRAFICO 1 / GPR Línea "P".. TABLA 1 / Componente Nombre Cantidad 1 Tanque de agua 3 2 Valvula esclusa 11 3 Bomba 1 4 Valvula no retorno 1 5 Manometro 1 6 Calefaccion del club 1 7 Valvula de flotador 2 8 Tanque australiano 1 9 Usos Sanitarios 2 10 Duchas 2 11 Pileta de natacion 1 12 Calefaccion de carpa 1 TABLA 2 / CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Modelo GPR Presión Máx. (m.c.a.) Caudal Máx. (l/h) HP I (A) Tensión (V) Conexión Peso (Kg) (sin vaso de expansión) Dimensiones (mm) (sin vaso de expansión) 60001P 54 18000 6 9 380 1 1 /2" 97 850 710 700 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 Presión(m.c.a.) Caudal (m3 /h) GPR 6001 P GPR 5001 P GPR 4001 P Club Libertad Pozo Pozo Parque Ilia Desague pluvial Desague pluvial Desague pluvial Riego Revalse

25. Recopilación de los mejores proyectos / 47 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 46 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 El agua llegará hasta las instalaciones del club con 2 grados menos que en el tanque de rebalse cuya temperatura eran 60 grados. Esta estimación de caída de temperatura se calculó y se describe en el anexo. El caño principal estará conectado a un sistema de cañerías, el cual proveerá ca- lefacción por radiación, aguas para consumo, riego, sanitaria y ducha. Eldiseñodelsistemadecañeríasfuepensa- do para que todos los servicios se puedan brindar tanto juntos como por separado. Sistema de calefacción Para calefaccionar este establecimiento instalaremos un sistema de losa radiante, el cual consiste en un entramado de tuberías que recorren el interior del piso transportando agua caliente e irradian- do calor hasta obtener una temperatura media de 20 grados. Por estas tuberías circularán 3,5 m³/h de agua, caudal necesario para que la misma ceda 50 kcal/h por cada metro cúbico de recinto cerrado (según norma NAG 201 de ENARGAS). Este sistema dispondrá de 4 colectores que distribuirán el agua a cada uno de los circuitos de tuberías correspondientes a cada sector, permitiendo la regulación termo hidráulica independiente de cada uno de ellos. Los 4 colectores se dividen en 2 utilizados para el retorno dotados con medidores de caudal y válvulas termostáticas, y otros 2 de impulsión con un caudalímetro regu- lable. Además todos los colectores poseen termómetros y válvulas de purgue. Una vez que el agua haya circulado por el sistema de calefacción y atraviese los colectores de retorno, el fluido –ya con unos 7 grados menos– se dirigirá al tanque de agua de 1.500 litros. Elección del equipo Utilizaremos tuberías de polietileno reticulado de 20 mm de diámetro por sus excelentes propiedades tanto para so- portar temperaturas como para evitar las incrustaciones. Para evitar pérdidas de calor hacia el suelo nativo, aislaremos el hormigón armado donde se encuentran sumergidas las cañerías con poliespuma de 20 mm de espesor, y realizaremos lo mismo con todo el perímetro. Ésto además de evitar las pérdidas de calor funciona como jun- ta dilatante. La elección de este sistema de calefac- ción se basó principalmente en que en este tipo de sistemas la temperatura de impulsión es inferior (entre 30º C y 40º C) a la de la calefacción por radiadores, donde la temperatura del agua puede alcanzar hasta los 80º C. Agua para consumo, riego, sanitaria y ducha Es indispensable tener el tanque de agua siempre lleno para satisfacer tanto las necesidades de las personas como también las de riego, por lo que el mismo puede ser abastecido con agua de circulación de la calefacción o también con agua que llegue directamente del caño principal. El agua a esta altura todavía posee dema- siada temperatura para cualquiera de estos usos. Por esta razón, el agua utilizada para satisfacer las necesidades de las personas debe mezclarse con agua fría de red a fin de poder ser utilizada. El agua de riego debe ser enfriada previamente, tarea que se lleva a cabo en un tanque australiano de 50 m³, que tendrá una gran superficie de intercambio para acelerar el enfriamiento. En el caso particular de que se encuentre en funcionamiento el sistema de calefac- ción y los tanques tanto de agua como de enfriamiento estén llenos, el agua proveniente de la calefacción se desviará al sistema pluvial. Parque Arturo Illia Pileta de natación La pileta de natación tiene unas dimensiones de 25 m de largo, 10 m de ancho, y 2,20 m de profundidad. Para mantener el agua a una temperatura estable de 27° C, por conocimiento empí- rico se estima que es necesaria una re- novación del 5%. Es decir, renovar el 5% del agua en un tiempo de 4 h. Para este propósito necesitaremos un caudal de 7 m3 /h. (Anexo "Caudal para pileta") En épocas de altas temperaturas el sistema de recirculación quedaría fuera de funcionamiento por razones obvias. Además, para mantener un clima agra- dable se colocará una carpa de lona de 18 m por 30 m dividida en módulo de 5 m, construida con chapa galvanizada y que abarcará la totalidad de las dimensiones de la pileta y la zona que conecta los vestuarios con la pileta. Climatización de la carpa La calefacción se llevará a cabo por un método similar al utilizado en el predio Club Libertad, que consta de un sistema de suelo radiante dividido en 3 zonas de 70 m2 cada una. En épocas de alta temperaturas existe la posibilidad de rebatir los laterales de la carpa e incluso el techo. Vestuarios Los vestuarios son dos, uno para hombres y otro para mujeres y poseen cada uno 2 duchas y 2 baños, los cuales serán abastecidos de agua caliente que previamente recorre el sistema de calefacción, aportándole calor a la carpa y al mismo tiempo bajando su temperatura para que llegue a las duchas con una temperatura adecuada, ya que al sistema de calefac- ción llega con una temperatura de aproximadamente 57° C. Vale aclarar que el predio cuenta con agua fría de red que puede ser utilizada para regular la ducha.

26. Recopilación de los mejores proyectos / 49 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 48 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Inversión necesaria El proyecto se encuentra aún en etapa de ingeniería básica y diseño preliminar. En función de ésto, las estimaciones que puedan realizarse de los costos de los componentes del sistema poseen un margen de error que se irá reduciendo a medida que el proyecto vaya avanzando en su desarrollo. En base a consultas con proveedores y estimaciones de costos realizadas, ha po- dido establecerse una idea aproximada de la inversión que se discrimina en la Tabla 3. Marco legal ¿De quién es el recurso? Producida la reforma constitucional de 1994 se puede concluir que el recurso pertenece a la provincia; la regulación fue delegada hacia la Nación, reservando capacidad de regulación complementaria. El código lo determina como bien público, por tanto, nadie puede apropiárselo ni por venta o prescripción adquisitiva, y el uso es general siempre bajo sujeción a las normas regulatorias. Administrador de la tierra El terreno donde se encuentra el afluen- te de análisis, ubicado en calles Tierra del Fuego y Esmeralda (Ch 348) tiene como administrador a la Administración de Infraestructuras Ferroviarias Sociedad del Estado. El administrador de la parcela es una sociedad del Estado, con capacidad para ce- der o generar una servidumbre de paso o lo que sea necesario para la extracción y transporte Regulación La Autoridad del Agua podrá conceder el derecho al uso o aprovechamiento del agua pública y del material que lleve en suspensión, además del derecho a la construcción de obras relacionadas al agua en beneficio colectivo. Entendemos que para realizar una obra de este tipo se deberá solicitar permiso a la Autoridad del Agua (ADA). Ente que regula y supervisa los asuntos relativos a las aguas ¿Qué es el BUDURH? El Banco Único de Datos de Usuarios de los Recursos Hídricos (BUDURH) tiene como objetivo identificar con exactitud la real demanda de abastecimiento que tienen los concesionarios del servicio, y además establecer y sistematizar las necesidades de utilización de las aguas subterráneas y superficiales. Todos los usuarios deberán inscribirse de manera obligatoria, completando las formas previstas a tal fin. El trámite es totalmente gratuito y será requisito obli- gatorio para tramitar permisos y/o docu- mentación ante la Autoridad del Agua. TABLA 3 / Transporte de agua Material Cantidad Precio unidad Precio total Bomba presurizadora grundfos 1 60000 60000 Caño PVC 2" 10m 160 348 55680 Codo PVC 2" 12 26 312 Caño PVC 1,5'' 10m 75 267 20025 Codo PVC 1,5" 12 24 288 Valvulas plasticas de retencion 8 100 800 Valvula plastica anti retorno 5 500 2500 Tanque de agua 1500 lts 1 3995 3995 Subtotal 143600 Calefaccion Material Cantidad Precio unidad Precio total M3 hormigon armado 20 1400 28000 Espuma de polietileno 20mm 1mx20m 10 850 8500 Tubo pex reticulado 20mm 400m 3960 3 11880 Colector plastico premontado con valvulas y termometros 3999 2 7998 Tanque de agua 1500 lts 3995 1 3995 Caños PVC 1,5" 10m 4 267 1068 Codos PVC 1,5" 4 4 16 Subtotal 61457 Tanque australiano Material Cantidad Precio unidad Precio total Chapa galvanizada 1,25m x 3,05 1280 6 7680 Funda tanque australiano 3500 1 3500 Subtotal 11180 Pileta municipal Material Cantidad Precio unidad Precio total Carpa estrucural polietileno y lona 1 350000 350000 Valvula solenoide 1 1199 1199 M3 hormigon armado 15 1400 21000 Espuma de polietileno 20mm 1mx20m 3 850 2550 Tubo pex reticulado 20mm 400m 1 3960 3960 Colector plastico premontado con valvulas y termometros 1 3999 3999 Tanque de agua 1500 lts 1 3995 3995 Subtotal 386703 Total 602940

27. Recopilación de los mejores proyectos / 51 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 50 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Conclusión del marco legal El Código de Aguas Provincial, que crea la Autoridad del Agua, es el órgano de control de este tipo de proyecto. El código permite el proyecto, además que debe ser autorizado, concesionado y fiscali- zado técnicamente por la Autoridad del Agua. Asimismo es necesaria la inscrip- ción en el BUDURH. CONCLUSIÓN Desde el punto de vista del uso de los recursos hídricos de este tipo, Bahía Blanca posee un enorme potencial para su aprovechamiento ya que se encuentra en una zona privilegiada. El numeroso listado de pozos surgentes, permite encarar una variedad de emprendimientos basados en el aprovechamiento de un recurso que hoy no se está utilizando. Si bien en el pasado la utilización de los surgentes fue descartada en función del aprovechamiento de otras fuentes de agua potable para el consumo humano, la nueva realidad energética de nuestro país en particular y del mundo en general, ponen de manifiesto la necesidad de explorar el uso de fuentes alternativas de energía. Por otra parte resulta paradójico que existiendo una fuente de agua caliente gratuita y potable, parte de la comunidad cercana carezca de servicios básicos que podrían proveerse a partir del aprovechamiento de este tipo de fuentes. Más allá de las particularidades de este anteproyecto y de la realidad puntual que busca atender, el mismo podría dar paso a un estudio integral del aprovechamiento del recurso geotérmico en Bahía Blanca, no sólo en este barrio en particular sino en otras zonas de la ciudad. ANEXO Cálculo de suministro de caudales Caudal para calefacción del predio Club Libertad Los condicionantes que han de conside- rarse previamente al cálculo son: • ta. - Temperaturas de diseño del ambiente: de 18 a 24º C. • ΔT. - Tida - Tretorno del agua de los circuitos: de 5 a 10º C. • f. - Flujo calorífico aportado a los inte- riores: de 50 kcal/m³ • tp. - Temperaturas máximas recomen- dables de la superficie. En nuestro caso: Volumen a climatizar= 500 m³ ta = 20° C ΔT =7º C Q = 25.000 kcal/m³ tp = 25º C Cañerías = 20 x 2 mm Q = G x Cp x ΔT G = Caudal 3.500 l/h es el caudal necesario para la calefacción. Caudal para pileta A tener en cuenta: • Volumen de la pileta = 550 m³ • Porcentaje de agua a recircular para mantener la temperatura del agua = 5% • Tiempo para recircular = 4 h 500 x 0.05 = 6.87 m³/h ≈ 7 m³/h 4hs 7 m³/h es el caudal necesario para la pileta. Pérdidas en cañerías Tramo bomba – A Tramo A – calefacciónG = 25000 = 3.500 kg/h = 3.500 l/h 1 x 7 Leq = 3 x 0,21 + 0,4 + 2 x 8,5 + 2,4 = 115.3 m 0.009 Le = Σκ . d f Leq = 2 x 8.5 + 0.4 + 4 0.21 x 0.02554 = 42.32 m 0.009 Leq = Σκ . d f Leq = 0.00277 = 1.77 m/s π x 0.05082 4 V = Q A Leq = 0.00009 = 0.286 m/s π x 0.022 4 V = Q A V = 0.000972 = 1.91 m/s0.000506 V= Q A HL= 0.009 x (545 + 115.3) x 7702 = 18.69 m 0.0508 x 2 x 9.8 HL= f x (L + Leq) x v2 d x 2g HL= 0.011 x (150 + 42.32) x 1.912 = 15.5 m 0.0254 x 2 x 9.8 HL= fx (L + Leq) xv2 d x 2g Pérdida de carga total Tramo serpentín del suelo radiante HL = 0.012 x120 x 0.2862 = 0.30 m 0.02 x 2 x 9.8 HL = f x 1 x v2 d x 2g HL Total = 18.69+15.5+0.30+4= 38.5 m Siendo: Q = Caudal (m³/s) F = Coeficiente de fricción A = Área

28. Recopilación de los mejores proyectos / 53 ENERGÍA GEOTÉRMICA INCLUSIVA 52 / PREMIO ODEBRECHT – ARGENTINA 2015 Argentina. Ministerio de Infraestructura y Ser- vicios Públicos. Autoridad del Agua. http:// www.ada.gba.gov.ar/institucional/bh.php Asociación Geológica Argentina. Carrica, Jorge (1998). Hidrogeología de la cuen- ca del Arroyo Napostá Grande, Provincia de Buenos Aires. (Tesis de Doctorado). Univer- sidad Nacional del Sur. Código Civil y Comercial de la Nación. Gentile, Sebastián O. Cañerías para instalaciones industriales. Holman, J. P. Transferencia de calor (4a ed.). Noseda, Paula. El rol del derecho ambiental: Pasado, presente y futuro de la gestión del agua en la República Argentina. Pontificia N = 10 x 38.5 x 1000 = 2.03 cv = 2 hp 75 x 0.7 x 3600 N = Q x HLT o tal x ρ 75 x η x3600 Si bien la potencia resulta 2 hp para lograr la presión necesaria utilizaremos una de 6 hp Aislación de cañerías Along1 = 2 π x (0.0061) x 950 = 280 In (0.0508/0.0447) Along = 2 π x (re - ri) In ( re ) ri Along2 = 2 π x (0.003) x 945 = 359.1 In (0.0708/0.0508) Q = ΔT ( re - ri + re - ri ) kcaño x Along1 kaislante x Along2 Q = 60 = 25890.9 Kcal/h( 0.0061 + 0.02 ) 0.03 x 280 0.035 x 359.1 Q = G x ρFluido x CP x (Tent-Tsal) 25890.9 = 10 x 1000 x 1 x (ΔT) ΔT = 2.5º C 2.5º C es la variación que va a tener la temperatura del agua desde la entrada hasta la salida en un recorrido de 950 m. Es coincidente con las mediciones que realizó el dueño del “Vivero Vanoli” en sus instalaciones, quien nos mencionó que la temperatura caía 1º C cada 300 m. Siendo: Q = Calor (kcal/h) re = Radio externo ri = Radio interno Δx = Espesor del aislante Along = Área longitudinal l = largo de la cañería Tent = Temperatura de entrada al caño Tsal = Temperatura de salida al caño ΔT = Diferencia de temperatura entre el interior y exterior del caño Referencias Bibliográficas Universidad Católica Argentina. Convenio marco UCA-CONICET. http://www.uca.edu.ar/uca/common/ grupo72/files/Pasado-_Presente_Futuro_ Agua_en_Argentina.pdf Potter, Merle C. y Wiggert, David C. (2002). Mecánica de Fluidos (3a ed.). Roca Suárez, Manuel. Calefacción suelos radiantes. Sebastián Noguera, Jordi. Climatización de una piscina cubierta mediante la combinación de energía solar térmica, geotermia y caldera de apoyo de biomasa. Universidad Nacional del Sur. Pozo Surgente Acuífero de Agua Profunda. V = Velocidad HL = Pérdidas (m c a) D = Diámetro de la cañería L = Largo de la cañería Leq = Largo equivalente Potencia de la bomba

29. Recopilación de los mejores proyectos / 55 L a demanda eléctrica es la de mayor crecimiento en Argentina, su- perando el 3% anual. La capacidad eléctrica instalada es algo mayor a los 30 gigawatts (GW). Así, para sostener la demanda actual, cada año deberíamos construir centrales que generen 1 GW. En este trabajo exploramos la posibilidad de generar un ahorro de energía equivalente a través de un programa de canje de lámparas, similar al realizado en el pasado reciente por la Secretaría de Ener- gía de la Nación, pero esta vez usando lámparas LED. AUTORA Leila Mora Iannelli ORIENTADOR Salvador Gil Universidad Nacional de San Martín CÓMO GENERAR UNA CENTRAL ELÉCTRICA DE 1 GIGA NEGAWATT DE BAJO COSTO, USANDO LÁMPARAS LED La diferencia es que, aprovechando la drástica caída en el precio de este tipo de luminarias, se podría lograr un ahorro de 1 GW en las horas pico, a un costo de unos 70 millones de dólares, que se amortiza- rían en menos de un año con el ahorro de electricidad importada. Esta inversión es considerablemente inferior a casi cualquier alternativa de gene- ración convencional y reduciría de forma significativa las emisiones de CO2 . Su im- plementación es relativamente simple y con resultados que pueden lograrse en pocos meses.

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