Integración de las energías renovables en el ciclo integral del agua

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Sobre el blog

Lourdes Cot
Ingeniera Técnica Industrial, especialidad Química Industrial y Máster en Gestión de Calidad y Medioambiente.

Llega el 22 de marzo y con él, el momento de reflexionar sobre uno de los bienes más preciados de los que disponemos: EL AGUA.

Celebremos este día con la alegría de poder disfrutar de él y con optimismo de que los que aún disponen plenamente de agua están en camino de hacerlo.

“El agua es un bien escaso” ¡Todos lo sabemos! Nuestro planeta ya no nos permite más distracciones en cuanto a despilfarro de recursos y hay que poner en primer plano la sostenibilidad en el momento de poner en marcha un proyecto. Afortunadamente, en estos momentos disponemos de métodos y procesos para hacer frente a la escasez del recurso hídrico, sin olvidar hacerlo de forma sostenible.

¿CUÁLES SON ESTOS MÉTODOS?

  • La REUTILIZACIÓN del agua para riego, antes de ser devuelta al río tras su depuración.
  • La DESALACIÓN de agua de mar, para obtener agua de consumo humano.

Podríamos analizar en qué consisten y cómo se llevan a cabo estos procesos, pero dentro de sus múltiples variantes hay un trasfondo común: ¡CONSUMEN MUCHA ENERGÍA!

Disponemos de métodos y procesos para hacer frente a la escasez del recurso hídrico

Pensareis que los consumos elevados de electricidad para poner en marcha nuestras plantas son un factor limitante a la hora de optimizar los procesos de tratamiento del agua y entonces entramos en un debate sobre qué es lo más adecuado en estos casos:

Una posible SOLUCIÓN: Encontremos métodos sostenibles que reduzcan el consumo de combustibles fósiles para obtener la gran cantidad de energía que necesitan las plantas de tratamiento de agua.

¿CÓMO?: La respuesta está en el Control Automático de Procesos y en la Integración de las Energías Renovables en el Ciclo Integral del agua.

Veamos el ejemplo de una EDAR.

1.¿QUÉ LUGAR OCUPAN LOS COSTES ENERGÉTICOS DE UNA EDAR?

Las depuradoras, que tienen grandes gastos en energía eléctrica (el 45% de los costes de operación), son de los principales destinatarios de la aplicación de medidas de control para el ahorro de energía, a la vez que se aseguran sus necesidades y correcto desarrollo de procesos.

Datos obtenidos de www.3-tec.net

Información de ESAMUR: Entidad de saneamiento y depuración de la Región de Murcia.

Este gasto energético se desglosa en:

  • los arranques cíclicos de los equipos,
  • los consumos de las impulsiones de bombeos,
  • la falta de un efectivo mantenimiento preventivo,
  • la necesidad de mantener una aireación en los reactores, etc.

Estos y otros consumos se pueden reducir, sin afectar al proceso.

2.¿QUÉ TIPOS DE RENOVABLES SE PUEDEN INTEGRAR EN LA EDAR?

Cuando hablamos sostenibilidad en las plantas de tratamiento de agua y de integrar las energías renovables en ellas nos referimos fundamentalmente a dotar a la planta de un sistema de obtención de energía que cubra las necesidades sin tener que  utilizar combustibles fósiles y a su vez evite la expulsión de gases efecto invernadero a la atmósfera.

¿Cómo lo conseguimos? Analizando los consumos de electricidad de la planta y diseñando un sistema que permita obtener esa cantidad de energía de forma limpia y renovable, mediante:

  • Un sistema de energía solar fotovoltaica de paneles solares y baterías
  • Un sistema mini eólico de aerogeneradores
  • La utilización del biogás generado en la propia digestión anaerobia del fango de la planta, mediante un motor de combustión.

La energía eléctrica generada mediante estos sistemas reducirá el consumo de la planta e incluso podrá aportar el excedente a la red (aunque para estos habrá que hablar con los distribuidores…).

Instalar un sistema fotovoltaico puede parecer algo ideal; pero es importante saber que dependemos del sol. Igualmente si hablamos de un aerogenerador, dependemos del viento.

Enumerando los consumos que se producen en la planta, se diseñará un sistema de captadores solares Fotovoltaicos y un sistema de inversores de energía. Esta energía podrá ser utilizada en la planta o vertida a la red eléctrica. Lo más económico a la hora de la instalación utilizar la electricidad de la red eléctrica  en la planta y a su vez vender la energía generada por nuestros paneles a la red eléctrica española.

Con esto evitamos un gran gasto en baterías que acumulen energía para uso en horas en las que no hay insolación y nos aseguramos un suministro constante en el tiempo, sin depender de las condiciones meteorológicas del momento.

Al final conseguiremos el balance neto, esto es, devolver a la red la misma energía que la consumida por nuestra planta, con la satisfacción de que esta energía es fruto de una fuente renovable, y por tanto, libre de consumo de combustible fósil para su generación, contribuyendo de esta forma a la sostenibilidad en el uso de estas plantas.

3.OTRAS MEDIDAS A ADOPTAR PARA  LA REDUCCIÓN DEL CONSUMO

Para contribuir a la sostenibilidad de los procesos que se desarrollan en nuestras plantas de tratamiento tenemos que tener presente no sólo la utilización de renovables, sino la necesidad de reducir en lo posible el gasto energético.

Para llegar a esta reducción contamos con muchos avances tecnológicos que nos permiten actuar sobre el funcionamiento de los equipos de la planta reduciendo y optimizando su consumo eléctrico.

Conocer el estado de eficiencia energética de la planta es vital para adoptar las medidas de ahorro necesarias. Para ello podemos realizar una auditoría energética en la que medir en diferentes puntos y cuadros eléctricos de la planta los consumos producidos.

¿Sobre qué  escenarios podemos actuar?

En el caso de las bombas: utilizando variadores de frecuencia que regulan la velocidad de las electrobombas según el caudal, se consiguen menos paradas, menos arranques y un ahorro de energía a la vez que un mejor mantenimiento del equipo.

Para el consumo del sistema de aireación del tratamiento biológico, que es una de las partidas más importantes, ya que representa entre el 50% y el 70% respecto del total: La mejora implementada consistiría en la sustitución de las soplantes de émbolos rotativos (tipo roots) por turbocompresores centrífugos de alta velocidad, energéticamente más eficientes.

Automatización del alumbrado exterior de la planta mediante temporizador astronómico que reducirá las horas de iluminación y el uso de lámparas eficientes de bajo consumo.

Muchas de estas recomendaciones para el uso eficiente de la energía pueden llegar automatizarse: la programación del encendido de los equipos de iluminación, de bombeo, la detección de fugas de agua o el control de la energía reactiva…

Este es el papel del SCADA, el software que analizará en tiempo real nuestra instalación y nos dará datos sobre desviaciones que puede afectar al consumo eléctrico.

Los sistemas de supervisión e información además de  gestionar la aplicación de las buenas prácticas en lo que al ahorro energético se refiere, nos permiten  comprobar su implantación, mejorar la operación y extender el conocimiento adquirido en nuevas instalaciones gracias al registro de los datos.

Con toda esta información para optimizar, reducir y sustituir el consumo eléctrico en las plantas de tratamiento de agua contribuimos al desarrollo sostenible y a su vez avanzamos en una cultura de energías renovables que se debe implantando con fuerza en el futuro cercano.

¡Feliz día Mundial del agua!

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