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¿Cómo está ayudando la medición inteligente a atajar el problema de la escasez de agua?

  • ¿Cómo está ayudando medición inteligente atajar problema escasez agua?
    Atakoy, en Turquía.
  • En este artículo, Purvang Upadhyay, director internacional de segmentos industriales, soluciones para agua de ABB Measurement & Analytics, explica cómo la tecnología de medición digital está adquiriendo un papel cada vez más relevante al ayudar a que compañías de agua del mundo entero logren que sus suministros sean más sostenibles.

Sobre la Entidad

ABB
Líder tecnológico que impulsa la transformación digital de las industrias. Posee una trayectoria de innovación de más de 130 años y 4 negocios globales enfocados a Electrification, Industrial Automation, Motion y Robotics & Discrete Automation.

Se estima que la población mundial alcance los 9.800 millones de personas para el año 2050, motivo por el cual nunca había sido tan crucial para el planeta examinar sus recursos y preguntarse si se están usando bien. 

Hacer que la gente sea consciente de lo importante que es ahorrar agua puede ser una tarea harto difícil. Aunque dos terceras partes de la Tierra están cubiertas de agua, pocas personas se dan cuenta de que solo una porción muy pequeña sirve para el uso diario. Quienes tienen la suerte de vivir en zonas donde el acceso al agua es sencillo, piensan que es un recurso disponible en todas partes, que se puede consumir sin mayor problema.

Sin embargo, los tiempos están cambiando. El imparable crecimiento de la población mundial, junto con la demanda cada vez mayor de agua para fines domésticos, agrícolas e industriales, ya está llevando los suministros mundiales existentes al límite. Las compañías de suministro de agua deben cerciorarse de obtener, tratar y distribuir el agua de una manera sostenible que cubra las necesidades de los clientes, minimice el uso de recursos, especialmente energía, y proteja el medio ambiente.

Para las empresas de servicios públicos dedicadas al abastecimiento de agua, el tema de la sostenibilidad plantea tres preguntas fundamentales. Primero: ¿son sus procesos todo lo eficientes que podrían ser o se necesita más inversión? En segundo lugar: ¿están protegiendo el medio ambiente y cumpliendo sus obligaciones legales? Y, por último: ¿pueden ampliar su actividad para suministrar más agua a las poblaciones en crecimiento y, al mismo tiempo, cumplir los dos criterios anteriores?

Las compañías de suministro de agua deben cerciorarse de obtener, tratar y distribuir el agua de una manera sostenible

Gestionar significa medir y, en el caso de empresas de servicios públicos para el abastecimiento de agua, el cambio a la medición digital trae consigo un gran número de ventajas, lo que la convierte en la opción lógica para los ingenieros de hidrología que buscan mejorar la eficiencia y controlabilidad de su planta. Gran parte del atractivo de lo digital tiene que ver con la precisión, variedad y calidad de la información que puede facilitar. Gracias a la gran cantidad de datos de primera calidad que aportan los dispositivos digitales de medición, las empresas de servicios públicos para el abastecimiento de agua pueden tomar decisiones mejor fundamentadas, e identificar y rectificar problemas antes de que vayan a más y deriven en conflictos, por ejemplo, infracciones graves de la normativa en materia medioambiental o una reducción de su capacidad de abastecimiento de agua.

Eficiencia

La eficiencia es un importante puntal de la sostenibilidad: si una compañía de agua no puede llevar a cabo su actividad con eficiencia, es probable que, a la larga, no pueda mantenerla, lo que tendría graves consecuencias para los usuarios finales. Los costes son un factor fundamental en compañías de agua de todo el planeta, por lo tanto, cualquier solución que sirva para aumentar la eficiencia, minimizar el tiempo de inactividad y, además, reducir los gastos generales, es más que bienvenida.    

Los actuales instrumentos digitales integran software que hace que las tareas de instalación, configuración y mantenimiento sean fáciles y rápidas, lo que da lugar a una mayor productividad y un tiempo de inactividad mínimo. Hoy en día, es cada vez más factible contactar con un dispositivo y conseguir toda la información necesaria sin tener que ir en persona hasta el dispositivo en cuestión. A continuación, esa información se puede usar para indicar cuál será el siguiente paso y garantizar que los técnicos cuenten con todos los datos que necesitan para solucionar un problema antes de personarse en las instalaciones.

Esta integración inteligente de instrumentos digitales también ayuda a las compañías de agua a suplir el vacío que se crea cuando los técnicos de más edad y experiencia abandonan la industria, llevándose consigo todos sus conocimientos. Por su parte, los técnicos más jóvenes cuentan con un conjunto de habilidades que encaja muy bien con la instrumentación y el software del momento. Por ejemplo, muchos instrumentos pueden generar un código QR para indicar fallos. Al escanear este código con un smartphone, el técnico puede obtener información de diagnóstico y ayuda online del proveedor sobre cómo solucionar el problema, garantizando así que el instrumento vuelva a estar disponible lo antes posible.

La velocidad de este tipo de tecnología es un factor muy importante, especialmente cuando se trata de cuestiones como el cumplimiento. En procesos de tratamiento de aguas residuales, por ejemplo, el fallo de un instrumento puede dar lugar a que las compañías de agua incumplan los niveles aprobados de vertido de efluentes, arriesgándose a sufrir sanciones económicas y daños de reputación.

La eficiencia de los procesos es otro gran tema que hay que trabajar a conciencia. En una depuradora de agua al uso, el agua cruda tiene que pasar por una serie de fases, como las de pretratamiento, coagulación/floculación, sedimentación/filtración y desinfección final, antes de pasar a la red de distribución. En cada una de esas fases, se va a emplear una serie de instrumentos y analizadores para medir la calidad del agua. Los datos resultantes se usarán para establecer el tratamiento necesario en la fase siguiente. Unas instalaciones corrientes podrían tener hasta 26 parámetros, por lo que es un auténtico reto monitorizar y mantener todos y cada uno de ellos. La instrumentación digital puede facilitar el trabajo en cada fase.

Por ejemplo, uno de los principales procesos en el suministro de agua potable es la fase de coagulación, que implica usar dosis de hierro y aluminio para tratar el agua. Es fundamental establecer las dosis correctas. Los coagulantes son caros, por lo que una sobredosis genera más costes; por otro lado, con una dosis insuficiente no se alcanzan niveles de calidad adecuados. Dado que los instrumentos digitales presentan un tiempo de respuesta rápido, es posible visualizar los procesos al instante; por lo tanto, cualquier cambio en la calidad del proceso se detecta al instante. Así, no solo se ahorra dinero, sino que también se evitan condiciones anómalas que podrían generar problemas más adelante.

La eficiencia de los procesos es otro gran tema que hay que trabajar a conciencia

Un elemento fundamental del presupuesto de sostenibilidad es la cantidad de energía que se consume para tratar y distribuir agua. El uso de datos digitales para optimizar procesos significa que se consuma justo la cantidad correcta de energía. Un buen ejemplo es la fase de aireación en una depuradora de aguas residuales. En el proceso de aireación, se añade oxígeno disuelto en los lodos de aguas residuales a fin de fomentar la propagación eficaz de bacterias y otros organismos que se alimentan de las aguas servidas. El oxígeno se introduce en el depósito de aireación de diferentes formas, usando agitadores, bombas o compresores, cada uno de los cuales necesita un control riguroso para lograr la máxima eficiencia energética.

El uso de un sensor digital para medir los niveles de oxígeno disuelto puede ayudar a mantener el proceso de aireación con un rendimiento óptimo, al tiempo que se minimiza la cantidad de energía precisa para proporcionar el oxígeno necesario.

Medio ambiente

Existe un uso cada vez más abusivo de los recursos hídricos, por lo que es importante garantizar que el agua, un recurso con un tratamiento y una distribución tan costosos, no se desperdicie. En todo el mundo, se estima que cada día se pierde la abrumadora cantidad de 45 millones de metros cúbicos por fugas: una ingente cantidad de agua que hay que sustituir, tratar y bombear de nuevo para mantener el suministro a los consumidores. Esto implica usar más energía y recursos, reduciendo aún más la sostenibilidad de las actividades de explotación del agua.  

Los reventones que generan fugas suelen deberse a aumentos transitorios de presión, y los datos digitales pueden resultar muy útiles en este sentido. En Reino Unido, donde las compañías de agua han definido como prioridad trabajar el problema de las fugas, la compañía pública Scottish Water plantó cara al problema usando registradores de datos para medir la presión del agua a un radio de uno, tres y cinco kilómetros alrededor de las instalaciones de bombeo. Se tomaron 128 muestras de datos por segundo.

Los reventones que generan fugas suelen deberse a aumentos transitorios de presión, y los datos digitales pueden resultar muy útiles en este sentido. En Reino Unido, donde las compañías de agua han definido como prioridad trabajar el problema de las fugas, la compañía pública Scottish Water plantó cara al problema usando registradores de datos para medir la presión del agua a un radio de uno, tres y cinco kilómetros alrededor de las instalaciones de bombeo. Se tomaron 128 muestras de datos por segundo.

La misión de reducir las fugas ha llevado a muchas compañías públicas a utilizar caudalímetros nuevos que ofrecen una monitorización más precisa y otras funciones, como la comunicación GSM a distancia, que permite localizar y rectificar de manera inmediata fugas y otros problemas.  

La accesibilidad inmediata que brindan los analizadores e instrumentos digitales los convierten en plataformas perfectas para tener una medición continua de la calidad del agua. En comparación con métodos convencionales de muestreo manual, los sistemas analizadores online en continuo permiten realizar de forma automática la medición y el análisis en el punto de muestreo. Es una forma de salvaguardar el compromiso medioambiental de la compañía, además de mejorar la productividad al facilitar indicaciones en tiempo real de las condiciones del proceso actual. También elimina gran parte de la incertidumbre ligada al muestreo manual, que supone llevar las muestras tomadas a un laboratorio para proceder a analizarlas. Esto da margen a que se produzcan errores provocados por cambios en las propiedades del agua durante el traslado.

Cuando hay que verter agua tratada al entorno, las empresas de servicios públicos para el abastecimiento de agua deben asegurarse de cumplir la normativa de los mercados donde operan. Muchas compañías utilizan registradores digitales de datos para proporcionar un informe inmediato de los vertidos de efluentes, así como información histórica sobre las tendencias de la planta, que se pueden analizar para identificar la causa raíz de cualquier caso de vertido irregular.  Si el proceso incumple las normas, es posible que la planta tenga que detener su actividad y reiniciarla más adelante, lo que supone una pérdida de eficiencia y un mayor riesgo de sufrir sanciones económicas si la planta está inactiva demasiado tiempo. Para evitarlo, algunos registradores ofrecen la opción de enviar un correo electrónico a un operario o responsable si los caudales u otros parámetros se salen de los límites establecidos.

Ampliación

A medida que la población mundial crece, las empresas de servicios públicos para el abastecimiento de agua tienen que ampliar sus operaciones para ir a la par de la demanda. Sin embargo, muchos países desean que sus empresas de servicios públicos aprovechen al máximo lo que ya tienen y, en consecuencia, hay menos instalaciones nuevas que antiguas.  

La necesidad de sacar el máximo partido de unas infraestructuras ya antiguas precisa adoptar el firme compromiso de hacer un seguimiento de indicadores clave de rendimiento. Esto puede ayudar a optimizar los programas de mantenimiento, proteger las infraestructuras y minimizar el riesgo de sufrir fallos inesperados en los equipos.  

El crecimiento y la estabilidad a nivel mundial van a depender de que las infraestructuras de aguas limpias y residuales del planeta den respuesta a la demanda actual

La posibilidad de hacer preguntas a distancia a los instrumentos y acceder a análisis de mantenimiento predictivo resulta especialmente útil cuando instrumentos y analizadores van instalados en operaciones fundamentales que están en servicio las 24 horas del día. Un proyecto que lo deja patente es el realizado en Turquía para ampliar la planta de tratamiento biológico avanzado de aguas residuales en Atakoy, con una capacidad diaria de 240.000 m³. Además de aprovechar la oportunidad de actualizarse con caudalímetros digitales avanzados, la planta también añadió una solución de verificación para los dispositivos. Así, la compañía de agua puede comprobar con rapidez la precisión de los caudalímetros in situ, garantizar que mantienen los niveles de rendimiento esperados, minimizar el tiempo de inactividad del proceso y ahorrar dinero.

Otro ejemplo es la nueva instalación de desalinización de Tuas, gestionada por PUB, la compañía estatal de agua de Singapur. Ahora, gracias a esta planta, la desalinización suministra el 30 por ciento del agua potable del país. Como compañía pública, PUB necesitaba cerciorarse de que las soluciones de medición que estaba usando fueran rentables y válidas para el futuro, es decir, que ofrecieran una producción fluida de agua desalinizada de alta calidad durante décadas.

La planta desalinizadora incluye transmisores digitales de presión, analizadores online de conductividad y contenido químico, y caudalímetros que se complementan con un software de verificación para garantizar una mayor operatividad, así como una disponibilidad y precisión sin interrupciones.

Medidas hacia un suministro mundial de agua más sostenible

El crecimiento y la estabilidad a nivel mundial van a depender de que las infraestructuras de aguas limpias y residuales del planeta den respuesta a la demanda actual y futura de una población que no deja de crecer. Es obvio que los instrumentos digitales avanzados tienen mucho que ofrecer a las empresas de servicios públicos para el abastecimiento de agua por lograr unas operaciones más sostenibles y eficientes, y seguir atendiendo las necesidades y expectativas de sus clientes y de la sociedad en general.

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