UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERíA

 

 

Energía solar fototérmica aplicada A LA ACUICULTURA

TRABAJO DE GRADUACIóN

 

Presentado a  Junta Directiva de la

 

Facultad de Ingeniería

 

POR

Luis Fernando de la Roca Mendoza

asesorado por Lic. César Antonio Izquierdo Merlo

Al conferírsele el título de

 

Licenciado en Física Aplicada

 

 

Guatemala, OCTUbre de 2003

 

íNDICE GENERAL

 

 

 

íNDICE DE ILUSTRACIONES                                                                                      iV

LISTA DE SíMBOLOS                                                                                                  VII

GLOSARIO                                                                                                                       IX

RESUMEN                                                                                                                     XIV

OBJETIVOS E HIPóTESIS                                                                                         XV

INTRODUCCIóN                                                                                                          XVI

 

1.     TEORíA DE LOS ESTANQUES SOLARES

1.1          Estanques solares de gradiente salino                                                       1

1.2          Transmisión de la radiación solar                                                                4

1.3          Termodinámica del estanque solar                                                              5

1.3.1     Zona convectiva superior (UCZ)                                                      6

1.3.2     Zona convectiva inferior (LCZ)                                                         8

1.3.3     Zona no convectiva (NCZ)                                                                8

1.3.4     Fronteras de la zona no convectiva                                                 9

1.4     Diseño de la configuración del estanque                                                    9

1.4.1     área superficial del estanque                                                        10

1.4.2     Profundidad de la zona del gradiente                                           10

1.4.3     Concentración de sal                                                                      11

1.5     Construcción del gradiente de salinidad                                                   12

1.5.1     Masa de sal y volumen inicial de la solución salina                     13

1.5.2 Tasa de flujo de agua de inyección                                                   14

1.5.3 Procedimiento de inyección                                                               16

1.6     Estabilidad interna del estanque                                                                19

1.7     Eficiencia de colección del estanque                                                        22

 

2.     MéTODOS Y MATERIALES

2.1     Configuración del estanque experimental.                                                23

2.2     Plan de inyección de agua de baja concentración.                                  25

2.3     Medición de salinidad y temperatura. .                                                      28

2.4     Modelo para predecir la temperatura de la LCZ                                      29

2.5     Modelo para la resistencia total a la transferencia de calor                    32

2.6     Eficiencia de colección de energía                                                            39

2.7     Construcción del estanque experimental                                                  40

2.8     Estabilidad del gradiente                                                                            41

2.9     Turbiedad del agua                                                                                      42

2.10    Material y equipo.                                                                                        42

 

3.     RESULTADOS Y DISCUSIóN

3.1     Perfiles de salinidad                                                                                    49

3.2     Perfiles de temperatura                                                                               51

3.3     Evolución de temperaturas en la LCZ                                                        53

3.4     Eficiencia de acumulación                                                                          54

3.5     Estabilidad del gradiente de salinidad                                                      57

3.6     Temperatura ambiente y velocidad del viento                                          60

3.7     Discusión                                                                                                      62

 

4.     SIMULACIóN DE UN ESTANQUE SOLAR INDUSTRIAL

4.1     Diseño conceptual                                                                                       65

4.2     Estimación de la demanda y del área del estanque solar                      70

4.3     Simulación con PONDFEAS                                                                      71

4.4     Parámetros del estanque                                                                            72

4.5     Aplicación de PONDFEAS                                                                         74

4.6     Análisis comparativo                                                                                   83

 

CONCLUSIONES                                                                                                           85

RECOMENDACIONES                                                                                                  87

REFERENCIAS                                                                                                              89

BIBLIOGRAFíA                                                                                                               92

APéNDICE                                                                                                                       95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

íNDICE de ilustraciones

 

 

 

FIGURAS

 

1          Características típicas de un estanque solar no convectivo                       3

2          Esquema del flujo de calor en el modelo de resistencias                          33

3          Circuito de resistencias térmicas                                                                 37

4          Fotografía del estanque experimental y su ambiente                                 43

5          Difusor con flotadores y termómetro                                                            44

6          Balanza analítica y muestras de agua del estanque                                   44

7          Ensayo de técnica de construcción de gradiente                                                   45

8          Medición de temperaturas por la mañana                                                               47

9          Ensayo de técnica de medición                                                                    47

10       Romana para pesar sal                                                                                  48

11       Perfil de salinidad esperado y perfiles de salinidad medidos                   50

12       Perfiles de temperatura del 3 al 16 de enero                                              51

13       Perfiles de temperatura del 23 de enero al 12 de febrero                        52

14       Perfiles de temperatura del 19 al 27 de febrero                                         52

15       Perfiles de temperatura del 4 al 12 de marzo                                             53

16       Evolución de la temperatura de la LCZ                                                        54

17       Eficiencia de acumulación de energía en la LCZ                                                   55

18       Número de margen de estabilidad SMN, según la altura

            del estanque                                                                                                                58

19       Evolución de la temperatura de la zona de almacenamiento (LCZ)         60

20               Velocidad promedia del viento y velocidad máxima durante los

días de observación                                                                                                   61

 

21               Otras variables meteorológicas: grados de enfriamiento (°C),

punto de rocío (°C) y visibilidad (km)                                                       61

22               Esquema del diseño conceptual para un estanque solar aplicado

a la acuicultura                                                                                            69

23               Indicadores económicos PB, LCE y SIR como función del área

para una carga de 12,000 GJ/anual                                                        77

24               Indicadores económicos PB, LCE y SIR como función del área

para una LCZ = 0.50 m y carga anual variable                                       80

25               Comparación de curvas de PB y área óptima, para tres

situaciones diferentes                                                                                81

26               Comparación de curvas de LCE vrs área óptima, para tres

tipos de situaciones                                                                                   82

27               Comparación de curvas  de SIR vrs área óptima, para tres

tipos de situaciones                                                                                   82

28       Vista del sitio de experimentación desde el noreste                             106

29       Vista del sitio de experimentación desde el oeste                                106

30       Depósitos del primer ensayo de medición de temperaturas                107

31       Vista del sitio de experimentación desde el sureste                             107

32       Ensayo con estanques cubiertos                                                             108

33       Vista de la transparencia de los estanques                                            108

34       Vistas del horno solar tipo caja con reflector en operación                  109

35       Evolución de la temperatura del medio ambiente, del aire del

            interior y de la placa absorbente del horno solar tipo caja                    110

36       Altitud y acimut durante el 10 de diciembre, 6:30 a.m. a

17:30 p.m, tiempo solar                                                                             111

37       Evolución de la temperatura de 2 kg de agua en un  recipiente

dentro del horno solar, de 10:00 a.m. a 14:00 p.m. (+/- 1 grado)         112

38       Potencia del horno solar cada 15 minutos ( +/- 5 W)                             112

39       Vistas de ensayos con secador solar tipo chimenea                            113

40       Instrumentos para mediciones externas del secador solar                        114

41       Fotografías de la ubicación de los termómetros en el interior

            del secador solar tipo chimenea                                                                   115

42       Voluntarias de Monterrico ensayado el horno solar                                    116

 

 

TABLAS

 

I           Valores de Aij para calcular la densidad r(S,T)                                          20

II         Valores de Bij para calcular el coeficiente de estabilidad                                     21

III        Configuración del estanque solar experimental                                          24

IV        Valores del número de Froude durante la inyección de agua                   28

V         Resistencias correspondientes a los flujos de calor relevantes                            37

VI        Eficiencias diarias de colección de calor en la LCZ del estanque           56

VII       Polinomios de ajuste de perfiles de temperatura para estimar

el SMN                                                                                                              57

VIII     Polinomios de ajuste de perfiles de salinidad para estimar el SMN        58

IX        Número de Margen de Estabilidad (SMN)                                                   59

X         Parámetros del estanque de simulación                                                      72

XI        Costos de construcción según la cantidad del área                                   73

XII       Parámetros económicos                                                                                73

XIII     Resultados de la primera simulación para la temperatura promedia

del estanque y la energía extraída durante un año de operación              75

XIV     Resultados de la segunda simulación para la temperatura promedia

del estanque y la energía extraída durante un año de operación              76

XV      Indicadores de rendimiento térmico y económico para diferentes

áreas y una carga de 12,000 GJ anuales                                                                78

XVI     Comparación de áreas para diferentes cargas, LCZ = 1m

y LCZ = 0.50 m                                                                                                79

XVII    Fracciones solares e indicadores económicos para estanques

solares en dos latitudes diferentes                                                                      84

XVIII   Hoja de cálculo para la configuración del estanque, el plan

de inyección de agua y el Número de Froude                                        96

XIX     Hoja de cálculo para el margen de estabilidad (SMN)                          99

XX      Hoja de cálculo para la estimación de temperaturas en la LCZ                       101

XXI      Hoja de cálculo para la eficiecia de acumulación de energía y

            el error de estimación                                                                                103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LISTA DE SíMBOLOS

 

 

 

ALCZ                     área de la zona de almacenamiento del estanque solar

Aij                   Matriz de coeficientes para convertir salinidad en % a densidad

CU                  Costo por metro cuadrado de construcción

cp                    Calor específico

Dam                 Concentración de la solución en el ambiente que se inyecta agua

Di                    Concentración del agua de inyección

d                     Altura de paso de agua del difusor

Fr                    Número de Froude

Fsolar               Fracción anual por energía solar

g                     Constante gravitacional

GJ                  GigaJoule, equivalente a 109 Joules

GZ                  Profundidad de la zona entre el fondo del estanque y el manto friático

H                                Irradiación diaria promedio mensual sobre una superficie horizontal (kWh/m2día)

I                      Irradiación horaria, intensidad de radiación solar

IT                     Insolación instantánea global incidiendo sobre la superficie

L                                 Profundidad de zona de calentamiento de un estanque, calor latente de evaporación del agua

LCE               Costo o tarifa actualizada de GJ de energía

LCS                           Ahorro de costos con proyecto del estanque solar, durante la vida útil del proyecto

LCZ                Zona de almacenamiento de un estanque solar

n                     Día del año, horas de brillo solar en un día

N                     Longitud del día en horas

NCZ               Zona de gradiente de salinidad y aislante natural

P                     Potencia

PB                  Período de recuperación de la inversión

r                      Radio

R                     Tasa de flujo de un fluido

Rb                   Factor geométrico de radiación directa

Rd                   Factor geométrico de radiación difusa

RT                   Factor geométrico de radiación total

S                     % de salinidad

spg                Gravedad específica

SIR                 Tasa de ahorro de costos con relación a la inversión

SMN               Margen de estabilidad (o de seguridad)

t                      Tiempo

T                     Temperatura

UCZ               Zona convectiva superior de baja salinidad

z                     Altura

a                     Absorbencia

b                     Inclinación o pendiente

d                     Declinación solar, grosor (localmente definido), coeficiente

de estabilidad

D                     Intervalo o incremento

h                     Eficiencia (definida localmente)

q                     ángulo entre la normal a la superficie y la radiación incidente

r                     Reflectancia del suelo, densidad

t                      Transmitancia, tiempo

Sa/z                       Gradiente de salinidad medido

Si/z            Gradiente de salinidad teórico

 

 

 

Glosario

 

 

 

Absorbencia                       Radiación absorbida por un material, con relación a la radiación total que se recibe.

 

Absorbente                         Placa plana de color negro, utilizada en los colectores solares para absorber la energía radiante.

 

Acuacultura                        Excepcionalmente, también se le conoce como acuicultura. Cultivo de la fauna y flora acuática mediante el empleo de métodos y técnicas para su desarrollo controlado en todo estadio biológico y ambiente acuático y en cualquier tipo de instalación. Ejemplos: producción controlada de postlarvas, crías, larvas, huevos, semillas, cepas algas y esporas en laboratorio, o el desarrollo y engorde de éstos en estanques artificiales, lagos, presas, así como en instalaciones ubicadas en bahías, estuarios y lagunas costeras o en el medio marino.

 

Acimut solar                        Desplazamiento angular desde el sur de la proyección de la radiación directa sobre un plano horizontal.  En algunos casos y en otros contextos gs se mide a partir del norte.

 

Altitud solar                         Complemento del ángulo cenit (90-qz).

 

ángulo cenit                       ángulo subtendido por una línea vertical al cenit (es decir, el punto directamente encima) y la línea que apunta directamente al sol.

 

ángulo horario                   ángulo comprendido entre el meridiano y el círculo máximo, que pasa a través de un objeto celeste, se mide hacia el oeste sobre la esfera celeste y da el tiempo desde que el objeto cruzó por ultima vez el meridiano.

 

Puesta del sol                     ángulo horario correspondiente a la altitud solar igual a 0°, es decir ángulo cenit igual a 90°.

 

área óptima                         Es el área que optimiza el período de recuperación de la inversión y la relación de ahorro de costos con la inversión.

 

Brillo solar                           Tiempo durante el cual se tiene una irradiancia superior a 120 W/m2  en un período determinado.  Unidad: horas/día, horas/mes, horas/año, dependiendo del período escogido.

 

Constante solar                 Cantidad de energía solar que incide perpendicularmente por unidad de tiempo sobre una superficie de área unitaria, colocada fuera de la atmósfera terrestre a una distancia igual a la distancia promedio del sol a la tierra.

 

 

La referencia radiométrica mundial WRR (WRR: World Radiometric Reference) del WRC (World Radiation Center) es 1367 W/m2 = 433.3 Btu/(ft2*h) = 1.96 cal/(cm2*min), con una desviación estándar de 1.6 W/m2 y una desviación máxima de +/- 7 W/m2.  En la literatura también son utilizados los valores de 1353 W/m2 y de 1373 W/m2.

 

Declinación solar              ángulo medido desde el ecuador hasta el punto dado por el semicírculo mayor que pasa por el polo celeste (polo del mundo) y dicho punto (por el círculo de declinación).  En el hemisferio boreal la declinación es positiva, el austral negativa.

 

Ecuación del tiempo         Corrección que toma en cuenta las perturbaciones en la rotación de la Tierra, que afectan el tiempo para el cual el sol cruza el meridiano del observador.

 

Energía                                 Capacidad de producir un trabajo. La energía mantiene junta la materia. Puede convertirse en masa o derivarse de la masa, se presenta en varias formas tales como la energía cinética potencial química, eléctrica, calorífica y energía atómica y puede cambiar de una de estas formas a otra.

 

Factor geométrico             Relación entre la radiación sobre una superficie inclinada, respecto a la radiación que incide sobre una superficie horizontal, puede establecerse para radiación directa, difusa y promedia global.

 

Irradiancia                           Tasa en la cual la energía radiante incide sobre una superficie por unidad de área y de tiempo ( W/m2).

 

Irradiación                           Energía incidente por unidad de área sobre una superficie, encontrada por integración de la irradiancia durante un tiempo específico, usualmente una hora o un día.  (El término insolación se aplica  específicamente para la irradiación solar.)

 

Latitud                                  Localización al norte o al sur del Ecuador, positivo al norte, -90° £ l £ 90°.

 

Mediodía solar                    Tiempo solar en que el sol cruza el meridiano del observador.

 

Meteorológico                    Cambios en las condiciones atmosféricas que se dan de un día a otro y algunas veces de manera instantánea sobre un lugar o área determinada.  En contraste, el clima abarca la totalidad de estadísticas de todas las condiciones meteorológicas para un largo periodo de tiempo sobre un lugar o área. Las condiciones atmosféricas son medidas por medio de seis parámetros meteorológicos que son: temperatura del aire, presión barométrica, velocidad del viento, humedad, nubes y precipitación.

 

Nivel freático                       Superficie de agua que se encuentra en el subsuelo bajo el efecto de la fuerza de gravitación y que delimita la zona de aireación de la de saturación.

PONDFEAS                         Abreviatura de ponds feasibility software y consiste de un programa que se utiliza para hacer simulaciones acerca de la factibilidad de un estanque solar.

 

Radiación                            Emisión de partículas atómicas o rayos de energía electromagnética de longitudes de onda corta, emitidas por los núcleos de algunos átomos. Algunos elementos son, radiactivos después de ser bombardeados con neutrones u otras partículas. Los tres tipos más comunes de radiación son los rayos alfa, beta y gama.

 

Radiación difusa               Radiación solar recibida desde luego que su dirección ha sido cambiada por el efecto de la atmósfera.  En algunos casos también se le llama así a la radiación reflejada por superficies tales como las nubes, el suelo y las paredes.

 

Radiación directa              Radiación solar recibida desde el sol sin considerar el efecto de la atmósfera.

 

Tiempo solar                       Tiempo basado en el movimiento angular aparente del sol en el firmamento.

 

Turbiedad                            Condición nebulosa del agua o falta de lucidez debido a la presencia de partículas suspendidas las cuales pueden ser removidas por filtración.

RESUMEN

 

 

 

La observación experimental de la temperatura y del gradiente salino de un estanque solar que se construyó siguiendo la técnica de difusión por pasos, dentro de un depósito de asbesto cemento de 1.54 m de diámetro y 1.05 m de altura, sobre una plancha de concreto y expuesto al ambiente natural de Monterrico (13° 59´ latitud Norte) y resultó con una eficiencia de acumulación promedia de 17.8%, durante 67 días de calentamiento alcanzando una temperatura máxima de 65 °C en la zona de almacenamiento.

 

Se aplicó el programa de simulación PONDFEAS para hacer una evaluación preliminar de la viabilidad técnica y de la prefactibilidad económica de un estanque solar de gradiente salino, como fuente de energía para una granja hipotética de hidrobiológicos operando en la costa sur de Guatemala.  Se  asume que la granja necesita agua de calidad para sus estanques de producción y que requiere energía para elevar la temperatura de 56,000 m3 de agua de 25 a 75 °C durante un año de operación, lo que significa una carga anual de 12,000 GJ, utilizando combustible Diesel.

 

Se determinó que el área óptima del estanque es de 2,065 m2, con una profundidad en la zona de almacenamiento igual a 0.50 m.  El rendimiento térmico del proyecto se estimó en una fracción solar de 0.22.  El rendimiento económico resultó con un período de recuperación del capital de 5.3 años y una tasa de ahorro de costos de 4.98 respecto de la inversión con proyecto.  Los resultados de la simulación para dos latitudes diferentes ponen en evidencia la ventaja comparativa que se tiene en latitudes bajas, como la de Guatemala.

 

OBJETIVOS

 

 

 

¨      General

 

Establecer la viabilidad técnica de la aplicación de estanques solares de gradiente salino, como fuente alternativa de energía en actividades industriales que operan a bajas temperaturas, menos de 100 °C, tales como la acuicultura.

 

¨      Específicos

 

1.        Observar experimentalmente la eficiencia de acumulación de energía solar en forma de calor sensible en el fondo de un estanque solar de gradiente salino a pequeña escala.

 

2.        Hacer una simulación para un estanque solar a nivel industrial.

 

 

 

HIPóTESIS

 

 

 

            Un estanque solar de gradiente salino, con un diámetro de 1.54 m, expuesto al ambienta natural de la Estación Experimental del CEMA, bajo condiciones de estabilidad de acuerdo con un valor de número margen de estabilidad (SMN) menor de 2.5, tiene una eficiencia de acumulación de energía solar mayor o igual a 20%.

 

INTRODUCCIóN

 

 

 

Este trabajo de graduación abarca principalmente la observación del desempeño de un miniestanque solar de gradiente salino expuesto al ambiente externo, así como con la estimación preliminar de los parámetros de diseño para un estanque solar con aplicaciones industriales.  El esquema que se presenta para realizar la simulación es al nivel conceptual y de viabilidad técnica.  Se entiende que el diseño de ingeniería procede cuando se han evaluado todas las opciones técnicas viables (U.S. Department of Energy, 1998).

 

Las tendencias actuales en el ámbito mundial exigen que las industrias y los consumidores de energía sean más eficientes en el uso de las fuentes energéticas.  Los criterios para evaluar la eficiencia del uso de fuentes de energía tienden a considerar el enfoque de la segunda ley de la termodinámica, complementando el enfoque de evaluación de la primera ley de la termodinámica.  Algunos autores se refieren a la aplicación de este enfoque como Análisis Exergético o Exergética (Wall, 1998).  La importancia del enfoque del análisis exergético radica en la consideración de la degradación de la fuente de energía utilizada y del ambiente que engloba al sistema energético en cuestión.  Entonces, resulta conveniente que las fuentes de energía estén eficientemente asociadas con los procesos que generan su consumo, desde el punto de vista económico y exergético.

 

La conveniencia del enfoque exergético será mayor en la medida que las fuentes renovables sustituyan o complementen el uso de fuentes convencionales de energía, particularmente en procesos que se dan a bajas temperaturas y que no requieren combustibles tan estructuralmente organizados y con altas entalpías, como los derivados del petróleo.

El criterio que se asumió coincide con que los sistemas fototérmicos para producción de calor a bajas temperaturas, menos de 100 °C, son buenos candidatos para una correcta asociación entre el destino final de la energía y la fuente de donde proviene.  Estos sistemas degradan la calidad de energía a un ritmo menor que los combustibles convencionales.  Esta premisa se considera válida por lo menos hasta que otras modalidades de recursos naturales renovables alcancen niveles comerciales favorables para la industria nacional, luego de recuperar los costos de investigación y desarrollo en los que actualmente están incurriendo los centros especializados.

 

El estado actual de la investigación y el desarrollo de la tecnología de estanques solares todavía no ha superado los problemas prácticos que limitan su difusión y comercialización pero, en el ámbito internacional, hay grupos de investigación que están haciendo esfuerzos por superar estas dificultades.  En Estados Unidos de Norte América hay un consorcio de tres universidades: Universidad de Texas, El Paso;  Universidad de Houston;  y, Universidad de Texas A & M,  el consorcio administra el proyecto de EL Paso, Texas, donde se mantiene una infraestructura para actividades de investigación, laboratorio de demostración y facilidades de entrenamiento.  En Australia, el Royal Melbourne Institute of Technology, conjuntamente con varias instituciones gubernamentales y privadas australianas, conducen un proyecto ambicioso que pretende comercializar la tecnología de estanques solares.

 

En Guatemala no se encontraron antecedentes de estudios relacionados con estanques solares, situación que puede conducir a perder  oportunidades de generar tecnología propia o disminuir las posibilidades de éxito de la transferencia de tecnología cuando esta tecnología alcance niveles comerciales atractivos para los inversionistas, lo que usualmente conlleva costos difíciles de apreciar cuando no se conoce la tecnología en cuestión.

Los estanques solares parecen ofrecer buenos resultados como fuente alternativa de energía, particularmente en aquellos procesos que requieren bajas temperaturas.  Algunos autores sostienen que los estanques solares son la mejor opción para países en vías de desarrollo (Kreith y Kreither, 1978).

 

Este trabajo de graduación pretende contribuir con la incorporación de los aspectos fundamentales de la tecnología de estanques solares a la investigación institucional del Centro de Estudios del Mar y Acuicultura y de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de San Carlos, consecuentemente a la investigación energética en Guatemala.

 

El alcance del estudio se limitó a generar información experimental de carácter cualitativo, así como obtener experiencia para construir, operar y evaluar estanques experimentales en un ambiente natural y  fuera de laboratorio.

 

La investigación fue realizada en la Estación Experimental del CEMA, ubicada en Monterrico, Santa Rosa, Guatemala, América Central.  Se observó la eficiencia de acumulación de un estanque solar rústico pequeño, de 1.54 m de diámetro y 1 m de profundidad, encontrándose valores de eficiencia de colección consistentes con los esperados para estanques de esas dimensiones, entre 15 y 20%.

 

Se utilizó el programa de simulación PONDFEAS (Cler, 1990) para investigar y optimizar el comportamiento de un estanque solar sometido a las condiciones de la estación meteorológica Hilo de Hawaii, como una aproximación al rendimiento en una localidad cerca de la costa sur de Guatemala.  Se presentan los resultados de la simulación con base en parámetros establecidos por Henning y Reid (1995), algunos de ellos se modificaron para adaptarlos a las condiciones de Guatemala.

Se estimó que para mejorar la calidad del agua de los estanques productores y auxiliares de reproducción y crianza, para una granja de las dimensiones de la Estación Experimental del CEMA en Monterrico, con un régimen de dos cosechas por año, se requieren 12,000 GJ anuales de energía térmica, para someter a 56,000 m3 de agua anuales a una temperatura entre 70 y 75 °C.  El área del estanque solar capaz de cogenerar esta energía, conjuntamente con un calentador de combustible líquido, se estimó entre 1,500 y 2,000 m2.

 

Las características de este trabajo son consistentes con las iniciativas regionales  tales como los acuerdos políticos enmarcados en la Alianza para el Desarrollo Sostenible (ALIDES), organismos de coordinación como la Comisión Centroamericana de  Ambiente y Desarrollo (CCAD), y otras instancias regionales (Windevoxhel et al, sf.).  La continuación de este trabajo puede ser considerada como una propuesta a considerar dentro de la primera fase del paradigma del programa que propone el Grupo de Expertos Sobre los Aspectos Científicos de la Protección Ambiental Marina (GESAMP), “Manejo Costero Integrado”, Fase 1: Identificación y evaluación de asuntos claves (IMO/FAO/UNESCO-IOC/WMO/IAEA/UN/UNEP, 1996).

 

El capitulo 1  trata sobre la teoría y prácticas de los estanques solares relacionadas con este trabajo de graduación.

 

El capítulo 2 se refiere a los materiales, métodos y condiciones que prevalecieron durante la construcción, calentamiento y observación del estanque experimental.  Se describe el procedimiento que se ha seguido para construir y para evaluar la estabilidad de la zona del gradiente salino (NCZ), así como estimar la eficiencia del estanque para colectar y almacenar energía térmica en la zona de almacenamiento (LCZ).

 

En este capítulo también se describe el procedimiento que se siguió para elaborar un modelo para estimar la temperatura de la zona de almacenamiento y  la resistencia total a las pérdidas térmicas.

 

El capítulo 3 trata sobre los resultados experimentales de la observación del estanque solar de gradiente salino y la discusión de los mismos.  El análisis de error y las hojas de cálculo se incluye en el apéndice

 

El capítulo 4 presenta una aproximación al diseño de un sistema energético basado en un estanque solar de gradiente salino, con la utilización del programa de simulación PONDFEAS.  El material que se expone en este capítulo no pretende ser un diseño de ingeniería, más bien presenta algunos elementos básicos para que el físico, el ingeniero y el especialista en acuicultura eventualmente puedan hacer el diseño definitivo y llevarlo a la práctica.  También se incluye un análisis comparativo entre los indicadores térmicos y económicos para dos localidades localizadas a diferentes latitudes, para evaluar el efecto de la latitud sobre los indicadores mencionados.

 

El apéndice incluye algunos resultados de casos relacionados con el Ejercicio Profesional Supervisado que sirvió de base para este trabajo de graduación, realizado en la Estación Experimental del Centro de Estudios del Mar y Acuicultura.