Respetar el medio ambiente reduciendo al máximo los costes energéticos en el agua

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Sobre el blog

Enrique Castellanos Rodrigo
16 años trabajando en el Sector del Agua. Actualmente como Coordinador de Proyectos Internacionales de Xylem Water Solutions Iberia (Spain-Portugal). Escritor de Novela y Relato Corto. Blogguer FreeLance. Six Sigma Green Belt (LSS).
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Feliz día,

Hoy nos encontramos en la encrucijada de ser efectivos en las aplicaciones y, a la vez, respetar el medio ambiente reduciendo al máximo los costes energéticos. Debido al alto precio actual del kWh y la permanente tendencia a incrementarse, es de vital importancia la elección de sistemas y aplicaciones que disminuyan al máximo este alto coste de explotación y así reducir su incidencia en el entorno natural reducciendo entre otras cosas, los contaminantes. De ahí que haya decidido exponeros un ejemplo en este campo basado en la relación existente entre la Eficiencia o rendimiento energético y el rendimiento real operativo en un sistema de bombeo de agua residual (no de agua limpia, siendo muy importante esta diferenciación).

Para comenzar esta introducción, es importante señalar que una de las claves sea la de tratar de recoger las consideraciones fundamentales a tener presentes para poder tomar decisiones acerca de los rendimientos reales en el sistema de bombeo. Este será el axioma principal o conductor que guiará todas las subsiguientes consideraciones.

Muchas de estos razonamientos iniciales que he expuesto y que expondré, suelen ser obviados, ya que solemos basar nuestras decisiones en unos parámetros reales, pero que no dejan de ser teóricos, acerca del comportamiento de los equipos de bombeo en unas condiciones ideales y de agua limpia; estos parámetros reales son los que se suelen exponer en las curvas de funcionamiento de las bombas de agua. Sin embargo distan notablemente de las condiciones reales de trabajo. De hecho, el comportamiento del equipo luego suele estar supeditado a unas consiciones de trabajo mucho más agresivas y,a menudo, muy cambiantes.

Es de vital importancia la elección de sistemas y aplicaciones que disminuyan al máximo este alto coste de explotación y así reducir su incidencia en el entorno natural reducciendo entre otras cosas, los contaminantes  

También es importante analizar otro factor en solfa: lo que pueden aportar los variadores de frecuencia inteligentes, que optimizan constantemente su frecuencia de trabajo en función de las características reales del bombeo en cada momento. Dado que la técnica avanza tanto, la tecnología ya nos ha cambiado la acepción ”variador” por la de ”Controladores Inteligentes” en vez de referirnos a la simpleza de la denominación, variador de frecuencia que resume muy parcamente su función.

Por último hay que listar también el estudio de una serie de bombeos para analizar el ahorro energético en función de la curva del sistema y la proporcionalidad de las pérdidas que se producen con respecto a la altura manométrica total en la que trabajará el equipo o los equipos.

Durante esta serie de artículos deberemos de tener en cuenta la terminología usada: hablaremos mucho sobre el Ratio de eficiencia de un bombeo o la Energía Específica, el Rendimiento Real Operativo, la Hidráulica del impulsor semiabierto y bicanal (que suelen ser muy efectivo para el ahorro de costos energéticos durante su periodo operacional), y los anteriormente mencionados variadores de fecuencia inteligentes, así como de la curva de pérdida de carga del sistema.

Una Breve Introducción

La energía específica se define como los kW reales consumidos por cada m3 de agua residual bombeada por el sistema de bombeo  

En el bombeo de las aguas residuales es importante reducir al máximo los costes operativos en las instalaciones. Para ello sigue siendo fundamental la fiabilidad del sistema de bombeo. Dicha fiabilidad está basada en dos características primordiales:

  • Que las bombas no se obstruyan, pudiendo desde su construcción en ingeniera dotarla de características que reduzcan al máximo este problema.
  • Minimizar el consumo energético: la dualidad de la hidráulica y el motor son fundamentales.

Por otro lado, también el coste generado por la mano de obra (ya sea directo por explotación o indirecto por una posterior contratación) supone, en la mayoría de los casos, tener que parar una estación de bombeo por el atasco de las bombas. Esto trae de inmediato gravísimas consecuencias en la Planta. Por ende, se une el incremento constante y progresivo del precio del kWh que conlleva el tener que analizar con una importante estrategia financiera y global de inversiones en las nuevas instalaciones (así como la sustitución de los equipos existentes por equipos mucho más fiables frente a los atascos y la eficiencia energética, el fin último que perseguimos siempre a la hora de buscar soluciones sostenibles en el tiempo de funcionamiento de la Planta).

Resumimos los costes a tener en cuenta en un sistema de bombeo de aguas residuales en el gráfico de abajo:

Por último, y con el objeto de poder comparar las distintas soluciones posibles a la hora de seleccionar el equipo de bombeo más adecuado a las características iniciales de la Planta (es posible que posteriormente este proyecto inicial deba de ser adaptado cuando dichas condiciones cambien), debemos de considerar el Ratio de Eficiencia Energética o Energía Específica.

Este dato es el único que realmente refleja el rendimiento o eficiencia real de un sistema de bombeo de aguas residuales en las condiciones operativas in situ y que sean propias de la instalación en cuestión.

La energía específica se define como los kW reales consumidos por cada m3 de agua residual bombeada por el sistema de bombeo.

Podemos expresar la fórmula de la siguiente manera:

Ratio Eficiencia o Energía Específica = kW consumido/ m3 bombeado

En el siguiente artículo, seguiremos con esta temática explicando los factores que hay que poner sobre la mesa para la reducción del ratio de Eficiencia Energetica que, en definitiva, será el camino a seguir para conseguir nuestra meta que exponíamos al principio: respetar el medio ambiente reduciendo al máximo los costes energéticos y, como consecuencia directa, los contaminantes al medio.

Un afectuoso saludo

Enrique Castellanos Rodrigo

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