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Filtralite® en la desaladora de Beni Saf: incrementa la capacidad de producción y reduce el OPEX

Desaladora de Beni Saf.
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La desaladora de Beni Saf, construida y operada por Tedagua (Grupo Cobra), tras años de lidiar con aguas muy por encima del límite de diseño de sólidos en suspensión en época de lluvias, que producían estrangulamientos en la producción e incremento de costes operativos, decidió remplazar la arena de sus filtros a presión del pretratamiento por Filtralite®. Los resultados después de un exhaustivo seguimiento por parte del operador no dejan lugar a dudas del acierto en la elección.

La última década ha supuesto un cambio en el paradigma del suministro de agua, especialmente en zonas áridas. Este cambio es fruto de la escasez de agua, la variación de patrones climáticos globales y el crecimiento urbano.

Publicado en iAgua Magazine 37 - Diciembre 2021
iAgua Magazine 37

Las tradicionales fuentes de agua superficial y subterránea de bajo coste, en zonas semiáridas con alta densidad de población, son cada vez más escasas y de peor calidad por la presión demográfica, industrial y agrícola. El modelo de planificación de suministro de agua ha evolucionado hacia una cartera de tecnología de suministro de agua diversificada, en la que se equilibran las fuentes de agua convencionales, de bajo costo, con alternativas de suministro de agua más costosas, pero también más confiables como la desalación de agua de mar.

La desalación empleando ósmosis inversa es una solución consolidada y en indiscutible expansión durante los últimos veinte años. Se trata de una tecnología que permite la creación de recursos complementarios allí donde no existen, a partir de una fuente prácticamente inagotable.

La ósmosis inversa, tras haber alcanzado ya unos costes de producción muy competitivos, tiene por caballo de batalla la optimización, tanto de costes de inversión cómo de operación y mantenimiento.

Filtralite® Pure plantea una clara mejora frente a los medios filtrantes tradicionales en lo que se refiere a calidad de la ósmosis

Esta carrera por la mejora del proceso en su conjunto persigue un incremento gradual de la eficiencia por la utilización de nuevos materiales y reactivos, desarrollo de nuevos procesos o niveles de control y toma decisiones mejoradas basadas en la generación de datos. En el horizonte de este esfuerzo vuelve a estar muy presente la mejora del pretratamiento del agua captada. Un pretratamiento optimizado previene y minimiza los fenómenos de incrustación, de biofouling y de desgaste de membranas. Al mismo tiempo, un pretratamiento eficiente y resiliente evita paradas de planta bajo fenómenos recurrentes en agua de mar como las proliferaciones de algas o los altos niveles de sedimentos en época de lluvias.

En este marco, el medio filtrante concebido y fabricado por Saint Gobain, Filtralite® Pure, plantea una clara mejora frente a los medios filtrantes tradicionales en lo que se refiere a cumplir requerimientos de calidad de la ósmosis, reduciendo costes operativos, y aumentando la capacidad de producción de la planta en situaciones críticas.

Agua de mar en época de lluvias con alta concentración de sedimentos (Beni Saf).

Filtralite® Pure presenta unas características óptimas como material granular filtrante. Filtralite® Pure es un medio de última generación fabricado a base de arcilla expandida por Saint Gobain. Su concepción ad hoc se enfoca hacia una filtración de altísima eficiencia, tanto por la calidad de efluente como por la reducción de costes. La explicación de esta calidad superior y su enorme capacidad de producción sin colmatación reside en las características estructurales y de composición del material. Filtralite® Pure es un medio extra-poroso con una superficie específica gigante con una impedancia hidráulica muy baja. En pocas palabras, es el material filtrante ideal. El material retiene la mayor parte de los SS sin disparar la perdida de carga, gracias a su increíble superficie específica, logrando una filtración que aprovecha toda la altura del lecho instalada y ofreciendo la posibilidad de incrementar la capacidad de producción.

Filtralite® Pure es un medio extra-poroso con una superficie específica gigante e impedancia hidráulica muy baja: el material filtrante ideal

El caso de éxito de Filtralite® Pure planta de Beni Saf (Tedagua) en Argelia atestigua esta sustancial mejora por reemplazo del medio filtrante. La planta, propiedad de Beni Saf Water Company (BWC), se ha llevado a cabo bajo un modelo de contrato de financiación, construcción, y explotación y mantenimiento por veinticinco años, por una sociedad de proyecto en la cual el 51% es propiedad de Cobra Instalaciones y Servicios (O&M dirigida por TEDAGUA). El proyecto de la planta desaladora de agua de mar de Beni Saf forma parte de un gran programa emprendido por el gobierno argelino para proporcionar al país una fuente estable de agua potable y permitir la renovación de los acuíferos de la zona costera. Beni Saf tiene una producción de 200.000 m3/día, se trata de una de las mayores plantas desaladoras de agua del Mediterráneo. Cubre las necesidades hídricas de una población de 750.000 personas residentes en las wilayas de Aïn Témouchent y Orán.

En los últimos años, la zona costera argelina ha registrado frecuentes fenómenos de precipitaciones concentradas, tipo gota fría mediterránea, con un patrón de comportamiento complejo en lo que refiere a su predictibilidad. Estos fenómenos de lluvias concentradas dan lugar a importantes caudales –de forma súbita– que se concentran en torrenteras y ramblas. El fenómeno provoca una fuerte erosión de un terreno con escasa vegetación, generando un aporte de sólidos de suspensión, principalmente de origen mineral, en la bahía de captación de la desaladora de Beni Saf.

El pretratamiento con Filtralite® MC 0.8-1.6 aumenta la disponibilidad de producción en condiciones climáticas adversas de forma significativa

Esta alta carga de sólidos puntual –que excede ampliamente los valores de consigna de la garantía técnica de la planta– ha estrangulado el funcionamiento del pretratamiento de la desaladora, conformada por 48 filtros arena en primera etapa y 28 filtros en segunda etapa repartidos en dos líneas independientes. El fenómeno ha obligado a proceder a paradas de bastidores de ósmosis y reducción de la producción. En el periodo entre 2014 y 2019, la planta dejó de producir por estos fenómenos un promedio de dos millones de metros cúbicos anuales. Esta caída de producción especialmente concentrada en periodos concretos es un reto para el abastecimiento de la zona servida por la planta.

La explotadora de la planta, Tedagua, en coordinación con la propiedad, después de un intenso estudio de mejoras posibles y basado en referencias técnicas y con un enfoque de minimizar la inversión y optimizar resultados, decidió optar por el remplazo de todo el medio filtrante de la primera etapa de filtración, 48 filtros, por Filtralite® Pure MC 0.8-1.6. El objetivo primero era reducir al máximo el tiempo de parada de bastidores en época de altos SS, y colateralmente optimizar costes operativos, por reducción de contralavados, mejora de calidad y disminución de la pérdida de carga en filtración.

Se planificó el trabajo en dos fases. El primer paso de filtración de la primera línea, 24 filtros, se reemplazaron en octubre de 2020, y el primer paso de filtración de la segunda línea fue reemplazada en octubre de 2021.

Filtros Presurizados y conexiones. Desaladora de Beni Saf.

El reemplazo en 2020 permitió hacer una comparación en paralelo de la línea operando con Filtralite® versus la línea instalada con arena. Esta comparativa se realizó en el periodo que va de noviembre de 2020 a febrero de 2021, coincidiendo con fenómenos de lluvias intensas. Durante este tiempo de estudio y validación se constataron una serie de mejoras notables, tanto para el explotador como para la propiedad.

A nivel de incremento de las carreras de filtración, según los datos del operador, se demostró que el ciclo promedio de Filtralite® MC 0.8-1.6 tiene una duración de un 200% superior a los filtros de arena de la línea 2. Es necesario precisar que los datos son conservadores en detrimento de Filtralite®, porque en la mayoría de las ocasiones los filtros con Filtralite® fueron contralavados antes de llegar al final de la carrera de filtración. La gran duración de las carreras de filtración se refleja en una diferencia de la pérdida de carga diferencial promedio de la línea de Filtralite® de 0,3 bares menos que los filtros de arena.

Filtralite® ha supuesto para la desaladora de Beni Saf una mejora en prácticamente todos los parámetros de control de su pretratamiento

De forma complementaria a la optimización operativa que supone el aumento de las carreras de filtración, Filtralite® presentó una notable reducción de los tiempos de maduración. Entiéndase tiempo de maduración como el periodo necesario para volver a la calidad de filtración objetivo que permite entrar en proceso nuevamente a un filtro post-lavado. Estos tiempos de maduración se reducen en casi un 66% con Filtralite®.

De las dos horas que implican los filtros de arena se pasó a cuarenta minutos de maduración con Filtralite®. Acortar la vuelta a operación tiene muchas implicaciones en lo referente a aumento de la capacidad de producción y mejora de la calidad promedio, entre otros parámetros.

En lo que se refiere a la producción, se compararon las pérdidas de producción para el mismo periodo, noviembre de 2019 a febrero de 2020, con las sufridas en 2020-2021 ya con Filtralite instalado en 24 filtros. Las pérdidas pasaron de 673.000 m3, del periodo a 2019-2020, a 380.000 m3. Se trata de una reducción del 45%. De lo que se puede inferir que el pretratamiento con Filtralite® MC 0.8-1.6 aumenta la disponibilidad de producción en condiciones climáticas adversas de una forma muy significativa. Importante puntualizar que la reducción del 45% se logró con Filtralite® únicamente instalado en el primer paso de filtración de una de las líneas de la planta. Con el remplazo de la segunda línea llevado a cabo en 2021, se espera –apoyándose en los datos de 2020– que la reducción por paradas esté por encima del 85%.

Filtralite® Pure se emplea para la desnitrificación en aguas potables

Durante este periodo, se registró también una mejora de la calidad promedio del agua filtrada de entre 0,3 y 0,5 puntos de SDI con respecto a los datos del mismo periodo del año anterior. Esta mejora se tradujo en una reducción de la frecuencia de reemplazo de filtros cartucho, lo que en costes operativos y de un O&M es determinante.

En conclusión, Filtralite® ha supuesto para la desaladora de Beni Saf una mejora en prácticamente todos los parámetros de control de su pretratamiento de filtros presurizados de arena, simplemente con un reemplazo de medio filtrante. La notable reducción de costes operativos –energía, cartuchos, lavados químicos, O&M– y el aumento de la capacidad de producción hacen que el retorno de la inversión por reemplazo sea muy reducido y competitivo en cualquier escenario.