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Desaladora de Agua Marina del Nuevo Canal de Cartagena
La Mancomunidad de los Canales del Taibilla es un organismo autónomo adscrito al Ministerio
de Medio Ambiente encargado del abastecimiento de agua potable en red primaria (alta) a los
núcleos de población de 77 municipios de las provincias de Murcia (43; todos excepto Yecla y
Jumilla), Alicante (32; Alicante, Elche, Orihuela, Torrevieja, Santa Pola, etc) y Albacete (2;
Férez y Socovos), con una población estable superior a los 2.100.000 habitantes, que en época
estival se aproxima a los 3 millones.
A partir del año hidrológico 1999/2000, que inicia el actual periodo de extraordinaria sequía de
aportaciones del río Taibilla, los recursos hidráulicos legalmente asignados a la Mancomunidad
han sido insuficientes para atender la demanda, por lo que el Ministerio de Medio Ambiente
otorgó las concesiones para la construcción y explotación de las Plantas Desaladoras de Agua
Marina del Canal de Alicante (puesta en servicio en Septiembre de 2003) y del Nuevo Canal de
Cartagena (con posible puesta parcial en servicio en mayo de 2005 y total a primeros de 2006),
al objeto de aportar 42 Hm3 anuales de nuevos recursos a su sistema hidráulico.
Con la misma finalidad de garantizar el
abastecimiento de agua potable al sureste español, el
programa A.G.U.A. del Ministerio de Medio Ambiente
incluye las ampliaciones de las desaladoras de la
Mancomunidad de los Canales del Taibilla en Murcia y
Alicante, así como la Desaladora del Campo de
Cartagena, contempladas entre las actuaciones
prioritarias y urgentes del Real Decreto- Ley 2/2004,
de 18 de junio. La primera de ellas se materializa en la
ejecución de la Nueva Desaladora del Nuevo Canal
de Cartagena (San Pedro del Pinatar), a instalar en
las inmediaciones de la actual, y con capacidad
similar (24Hm3 anuales); la segunda comprende dos
proyectos: por un lado la ampliación de la capacidad de la actual Desaladora del Canal de
Alicante hasta los 24 Hm3/año y por otro la construcción de la Nueva Desaladora del Canal de
Alicante, también en sus inmediaciones, con capacidad similar a la actual ampliada (24 Hm3
anuales); finalmente la Desaladora del Campo de Cartagena gestionada por la sociedad estatal
Aguas de la Cuenca del Segura S.A., aportará al sistema hidráulico de Mancomunidad la parte
destinada a abastecimiento (20 Hm3) de su producción total (hasta 57 Hm3) Con las
instalaciones de desalación actuales y programadas se obtendrá un volumen anual de 116
Hm3, que garantiza el abastecimiento de agua potable a corto y medio plazo.
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Desaladora de Agua Marina del Nuevo Canal de Cartagena
La concesión correspondiente a la Desaladora del Nuevo Canal de Cartagena fue otorgada a la
Unión Temporal de Empresas “UTE Abengoa-Pridesa” formada por las empresas ABENGOA
S.A. y PRIDESA. La Dirección Técnica de las Obras ha sido realizada por la Mancomunidad de
los Canales del Taibilla, con la Asistencia Técnica de la empresa INTECSA-INARSA S.A.
La Desaladora de Agua Marina del nuevo Canal de Cartagena, con una producción de 65.000
m3 diarios( 24 Hm3 anuales), comprende las siguientes unidades:
•
•
•
•
•
TOMA DE AGUA DE MAR.
NAVE DE PROCESO.
IMPULSIÓN
DE
AGUA
DESALADA
AL
DEPÓSITO
REGULADOR.
DEPÓSITO REGULADOR.
VERTIDO
DE
AGUA
DE
RECHAZO Y DE EFLUENTES
TOMA DE AGUA DE MAR
Después de un estudio de alternativas para la toma de agua de mar, que incluía pozos
verticales y perforaciones horizontales dirigidas, se determina que la solución óptima dadas las
características del terreno es:
•
Toma mediante Perforaciones Horizontales Dirigidas (P.H.D.)
Perfil geológico conceptual. Perforación Horizontal Dirigida.
La estructura del perfil litológico
de esta zona costera constituida
por Margas Yesíferas y Calizas
Lacustres hasta llegar a la zona
de Calcarenitas y Bioarenitas,
permiten, gracias a su estructura
permeable, la entrada del agua
marina libre de impurezas.
Perforación
En esta zona de Calcarenitas y
Bioarenitas
es
donde
se
encuentran
perforados
los
drenes para permitir la filtración
del agua de mar y conducir esta
a la estación de bombeo situada
en la costa.
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Desaladora de Agua Marina del Nuevo Canal de Cartagena
Con el fin de conseguir el caudal de agua necesario para abastecer a la desaladora se han
colocado un total de 20 drenes que se adentran en el mar en forma de abanico consiguiendo
así una optimización de la captación
Para la recogida del agua procedente
de los drenes se ha proyectado una
obra civil soterrada que consta de tres
compartimentos. Una primera cámara
seca para la ubicación de válvulas de
corte.
Una
segunda
cámara
tranquilizadora de agua con una
capacidad de 2.000 m3 y una tercera
para el bombeo hacia la IDAM, en la
cual se dispondrán cuatro bombas
sumergibles de impulsión de 150 CV
cada una y fabricadas en acero
DUPLEX.
Bloque diagrama de drenes.
La impulsión del agua de mar se hace a través de una conducción de Poliéster Reforzado con
Fibra de Vidrio de diámetro 1.400 mm de diámetro y 1.700 m de longitud
El agua marina obtenida llega a la Desaladora a través del edificio de captación, que consta de
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una cántara con una capacidad de 1.000 m y una sala bombeo con cinco grupos de impulsión
ampliables a seis.
NAVE DE PROCESO
La Desaladora del Nuevo Canal de Cartagena presenta en la actualidad 9 líneas de tratamiento
capaces de producir 65.000 m3/día.
El proceso previsto para la desalación consta de los siguientes pasos:
•
•
•
PRETRATAMIENTO
OSMOSIS INVERSA
POSTRATAMIENTO
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Desaladora de Agua Marina del Nuevo Canal de Cartagena
PRETRATAMIENTO
El pretratamiento del agua de mar garantiza las condiciones óptimas del agua de alimentación
a los bastidores de osmosis inversa, tanto desde el punto de vista de sus propiedades
químicas como físicas. Debido a la calidad del agua de toma, se han previsto siete etapas:
•
•
•
•
•
•
•
Desinfección.
Coagulación.
Dosificación de ácido sulfúrico.
Filtración sobre arena.
Adición de dispersante.
Dosificación de bisulfito sódico.
Filtración sobre cartuchos.
1 Desinfección.
En caso de detectar una actividad biológica importante en el agua bruta de mar, se procederá a
una desinfección del agua procedente de la captación.
La desinfección se realizará con hipoclorito sódico mediante equipos instalados en el edificio de
3
captación, consistentes en un depósito de 20 m con su bomba de carga, y dos bombas
dosificadoras (una de reserva).
2 Coagulación.
Se ha previsto instalar en el edificio de captación, como medida de seguridad contra un alto
índice de atascamiento (SDI), un equipo dosificador de coagulante inorgánico (Cloruro férrico),
formado por un depósito de 15 m3 con su bomba de carga, y dos bombas dosificadoras (una de
reserva).
3 Dosificación de ácido sulfúrico.
El agua de mar debe acidificarse para evitar la
precipitación de carbonato cálcico sobre las
membranas. El diseño se ha hecho en principio
para un pH final del agua de alimentación a los
bastidores de 6,5, pudiendo variarse más
adelante.
La dosificación se realizará mediante equipos
instalados en el edificio de captación, consistentes
en un depósito de 15 m3 con su bomba para
trasiego desde el camión cisterna al depósito, y
tres bombas dosificadoras (una de reserva).
Depósito de Ácido Sulfúrico.
4 Filtración sobre arena.
El agua de mar clorada y floculada (si procede) será filtrada a través de doce filtros horizontales
cerrados de presión, construidos en acero al carbono ebonitados interiormente, con un
diámetro de 3.600 mm y una longitud cilíndrica de 12.500 mm.
El lecho filtrante será de arena, con una altura de capa filtrante de 1.050 mm. La velocidad de
filtración será de 11 m/h en condiciones normales y 12 m/h cuando un filtro se esté lavando.
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Desaladora de Agua Marina del Nuevo Canal de Cartagena
Para el lavado del lecho filtrante se utilizarán tanto
aire como agua. Como agua de lavado se utilizarán
las aguas procedentes del rechazo del proceso de
ósmosis inversa. El aire de lavado será suministrado
por dos grupos motosoplantes.
La secuencia de lavado se efectuará de forma
automática, y por ello se han previsto válvulas con
accionamiento neumático. Un sistema de medida de
la pérdida de carga originará una alarma por
ensuciamiento del lecho de arena.
5 Adición de dispersante.
Batería de Filtros
Contra las posibles precipitaciones de sales de calcio, estroncio y bario que podrían atascar las
membranas se ha previsto dosificar un polímero orgánico como dispersante.
La dosificación se realizará mediante dos cubas de
3.500 l., provistas de agitadores eléctricos, y tres
bombas dosificadoras (una de reserva).
6 Dosificación de bisulfito sódico.
En caso de clorar el agua de mar, el agua filtrada
contendrá cloro libre residual, siendo precisa su
reducción total, ya que dicho oxidante degrada
irreversiblemente las membranas de poliamida.
Cubas para preparación de
dispersante y bisulfito sódico.
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Desaladora de Agua Marina del Nuevo Canal de Cartagena
La reducción se realizará con bisulfito sódico mediante consistentes en dos cubas de 3.500 l.,
provistas de agitadores eléctricos, y tres bombas dosificadoras (una de reserva).
7 Filtración sobre cartuchos.
Como último paso del pretratamiento el agua pasa a
través de diez filtros de cartuchos verticales de
diámetro 1.600 mm y altura 2.600 mm., con
elementos filtrantes de polipropileno con un grado
de filtración de 5 micras.
El ensuciamiento de los cartuchos se controla
mediante un manómetro de presión diferencial que
origina la alarma correspondiente, cuya misión es
activar el lavado de los filtros.
DETALLES FILTROS DE CARTUCHOS
OSMOSIS INVERSA
Descripción general.
La Osmosis Inversa es la etapa fundamental dentro del proceso de la desalación y consta de
tres fases:
•
•
•
Bombeo de Alta Presión y recuperación de
energía
Bastidores de osmosis inversa
Sistema de desplazamiento y limpieza química
La Osmosis Inversa se produce en los bastidores de
membranas a los cuales llega el agua de mar pretratada
con una presión de 70 atm suministrada por los
denominados grupos o trenes de alta presión.
Turbobombas
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Desaladora de Agua Marina del Nuevo Canal de Cartagena
1 Bombeo de Alta Presión y recuperación de energía.
Las bombas de alta presión son el corazón de la planta de ósmosis inversa ya que impulsan la
solución a tratar hacia las membranas ala presión requerida por éstas.
La Desaladora de Cartagena presenta en la actualidad 10 grupos de alta presión (uno de
reserva). Cada grupo consta de:
•
Bomba de alta presión, centrífuga horizontal y multietápica.
Potencia consumida: 1.472 Kw.
•
Turbina Pelton de recuperación de energía.
Potencia recuperada: 585 Kw.
•
Motor eléctrico de accionamiento, de doble extensión de eje.
Potencia nominal: 1.100 Kw. a 6.000 V
2 Bastidores de osmosis inversa.
El agua impulsada por el tren de bombeo es
recogida en el bastidor, donde se encuentran las
membranas de arrollamiento en espiral.
Dichas membranas tiene la función de recoger la
solución a tratar y obtener, mediante el proceso de
osmosis inversa, un agua producto o permeado y
un rechazo o salmuera.
Las características principales de cada bastidor de
módulos de O.I. son las siguientes:
•
•
•
•
•
Bastidores de osmosis inversa.
Conversión: 45%.
Nº de tubos por bastidor: 102.
Nº de membranas por tubo: 7 (714 por bastidor).
Productividad en condiciones normalizadas: 7.295 m3/dia.
Salinidad del permeado: <400 mg/l.
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Desaladora de Agua Marina del Nuevo Canal de Cartagena
Las características más significativas de las membranas utilizadas en esta Desaladora son las
siguientes:
•
•
•
•
•
Tipo de membrana: De arrollamiento en espiral.
Material: Poliamida aromática de tejido cruzado. (TFC).
Productividad en condiciones standard: 18,9 m3/dia.
Rechazo de sales: 99,4%.
Presión máxima de operación: 1.000 PSI (69,2 bar).
3 Sistema de desplazamiento y limpieza química.
Cuando el agua producto no cumple con los requerimientos de salinidad exigidos en el interior
de las cajas de presión, se activa el sistema de desplazamiento y limpieza química.
El objetivo de la limpieza es eliminar la suciedad que se acumula en las membranas. Los
productos de limpieza se introducen el interior de las cajas de presión desplazando el agua
desalada que no ha alcanzado la calidad exigida.
La mezcla resultante de esta limpieza se conduce hacia la planta de tratamiento de efluentes.
POSTRATAMIENTO
Descripción general.
La función del postratamiento del agua desalada sirve para garantizar las condiciones óptimas
del agua dulce, tanto desde el punto de vista de sus propiedades químicas como físicas antes
de su entrega a la red de abastecimiento de la Mancomunidad de los Canales del Taibilla.
•
•
•
Depósito de agua producto.
Remineralización.
Dosificación de hipoclorito sódico
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Desaladora de Agua Marina del Nuevo Canal de Cartagena
1 Depósito de agua producto.
El agua producida por los diferentes bastidores de O.I. se recoge en un colector general, a
partir del cual se conduce al depósito de almacenamiento del permeado, de 2.000 m3 de
capacidad, construido en hormigón armado y de sección rectangular, y que llevará un
evestimiento epoxy interiormente.
2 Remineralización.
El agua ha de ser remineralizada mediante dosificación de hidróxido cálcico y CO2 al objeto de
cumplir los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano (R.D. 140/2003, de
7 de febrero)
3 Dosificación de hipoclorito sódico.
Como el agua que se va a desalar ha sido desprovista de sus características oxidantes
mediante la dosificación de bisulfito sódico, en el agua producto no existe rastro de cloro
residual.
Debido a que antes de su uso esta agua se almacena en un depósito regulador existe el riesgo
de que se contamine por lo que es necesario volverla a clorar para cumplir la normativa
sanitaria en cuanto a presencia de cloro en la red. Para ello de dosifica hipoclorito sódico.
Depósito, Saturador y Sala de Postratamiento.
IMPULSIÓN DE AGUA DESALADA AL DEPÓSITO REGULADOR.
Una vez desalada y postratada el agua de mar se impulsa a través de una conducción de
fundición, de 800 mm en su diámetro y 7,5 Km de de longitud, hasta el depósito regulador, para
su posterior entrega al Nuevo Canal de Cartagena.
Bombeo de agua producto
La salida del depósito de agua producto conecta con las bombas que impulsan el agua hasta el
depósito regulador, mediante cinco grupos motobomba (uno de reserva), de 315 Kw de
potencia, capaces de bombear un caudal de 813 m3/h. A una altura de 90 m.c.a.
Al inicio de la conducción se dispone un calderín como dispositivo de protección frente al golpe
de ariete.
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Desaladora de Agua Marina del Nuevo Canal de Cartagena
DEPÓSITO REGULADOR.
El depósito regulador está situado junto al Nuevo
Canal
de
Cartagena
propiedad
de
la
Mancomunidad de los Canales del Taibilla, al que
vierte sus aguas, y consta de los siguientes
elementos:
•
•
•
Cámaras de regulación
Cámaras de válvulas
Entrega al canal
1 Cámaras de regulación
En el depósito se encuentran ubicadas dos cámaras de 32.500 m3. cada una, para permitir las
oportunas tareas de mantenimiento. Su construcción es de hormigón armado y tiene una
capacidad total de 65.000 m3, el equivalente a la producción diaria.
El depósito incluye dos entradas de agua en la
parte posterior conectadas a la impulsión que
procede de la desaladora, dos tomas de fondo,
dos desagües de fondo y un aliviadero. La salida
conecta con los canales de la Mancomunidad
mediante sendas arquetas de entrega.
Las dimensiones interiores en planta son 110 x
118 metros, con una altura de lámina de agua de
mas de 5 metros.
2 Cámaras de válvulas.
El depósito consta de dos cámaras de válvulas, una en la parte trasera desde la que se
distribuye el agua procedente de la impulsión, y otra en su parte frontal de la que parte la
conducción hacia la obra de entrega del agua producto al nuevo canal de Cartagena.
Ubicándose también en ésta la salida del desagüe de fondo del depósito.
La conducción dentro de la arqueta de válvulas de salida se efectúa en tubería de chapa de
acero galvanizada con diámetros de 400mm para los desagües de fondo y 800mm para la
toma de agua. Estas tuberías disponen de sus correspondientes válvulas de mariposa.
3 Entrega al canal.
La entrega al canal desde el depósito se
realiza con tubería de fundición dúctil de 800
mm.
Tras la salida de la arqueta de válvulas se
sitúa una arqueta con un caudalímetro para
controlar el caudal de entrega. La arqueta se
compone de dos cuerpos con un vertedero
intermedio de forma que en ella de produce
una ruptura de carga y el agua entra al canal
exenta de carga con el fin de no interferir en el
funcionamiento del mismo.
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Desaladora de Agua Marina del Nuevo Canal de Cartagena
VERTIDO DE AGUA DE RECHAZO Y DE EFLUENTES
1 Agua de rechazo.
Del agua de mar, tras la ósmosis inversa, se obtiene agua desalada y agua de rechazo con
una concentración de sales aproximadamente del doble que la del agua de mar, que se
devuelve al mismo.
2 Tratamiento de efluentes.
Los efluentes generados en la planta desaladora, procedentes del lavado de filtros y
membranas de ósmosis inversa son tratados para conseguir la calidad exigida por la
Declaración de Impacto Ambiental antes de ser vertidos al mar.
La instalación de tratamiento está formada por los siguientes elementos principales:
• Depósito recogida de rechazo salmuera para lavado de filtros de arena.
• Balsa de neutralización de los vertidos procedentes del lavado de membranas.
Planta de tratamiento de efluentes
3 Obras de vertido.
Tanto el agua de rechazo como el efluente tratado, serán conducidos al mar mediante un
emisario de 5.800 metros de longitud y 1.400 mm de diámetro.
El emisario que conduce al mar el agua de rechazo consta de los siguientes elementos:
•
Un tramo terrestre, desde la cámara de salida hasta la ribera del mar construido
con tubería de Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio y de 700 m de longitud y
construido en parte bajo el canal perimetral del Parque Regional de Las Salinas de
San Pedro del Pinatar.
•
Un tramo de conducción submarina de 5.109 metros que constituye el propio
emisario, que a su vez se compone de tres tramos. Uno primero proyectado con un
microtunel de 315 m de tubería de hormigón (hasta salvar la zona de rompientes de
la playa), un segundo tramo de 2.485 m con tubería de Polietileno enterrada en
zanja bajo escollera y un último tramo de 2.310 m también con tubería de
Polietileno lastrada sobre el lecho marino.
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Desaladora de Agua Marina del Nuevo Canal de Cartagena
Pozo de ataque del microtunel.
El emisario submarino atraviesa la pradera de Posidonia Oceánica, incluida con la calificación
de hábitat natural de interés comunitario en la Directriz Hábitat, superando en más de 1 Km su
límite inferior. Su ejecución fué prescrita en la Declaración de Impacto Ambiental de la
Desaladora formulada en diciembre de 1999 por el órgano competente de la Comunidad
Autónoma de la Región de Murcia, para garantizar que la hipersalinidad del vertido no afectara
a la pradera, dada su elevada fragilidad ante las perturbaciones de origen antrópico.
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS
CONVERSIÓN:
PRODUCCIÓN DIARIA:
45%
65.000 m3
PROCESO DE DESALACIÓN:
Osmosis inversa
Nº DE LÍNEAS DE PROCESO:
9 unidades
TIPO DE CAPTACIÓN:
VERTIDO DE AGUA DE RECHAZO
POTENCIA INSTALADA:
CONSUMO ENERGÉTICO ESPECÍFICO DE LA
PLANTA:
CONDUCCIÓN DE IMPULSIÓN:
DEPÓSITO REGULADOR:
INVERSIÓN:
FINANCIACIÓN FONDO DE COHESIÓN:
Conjunto de 20 drenes horizontales
Emisario de 5.800 m. en ∅ 1.400mm.
15 MVA
3,75 KW/m3
7.500 m en Ø 800 mm
65.000 m3
72 Millones de euros
85 % del Coste Elegible
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