Reduce los costes de electricidad en plantas de tratamiento de aguas dedicando más energía al análisis de datos

El consumo de electricidad representa una parte significativa de los gastos operativos en las plantas de tratamiento de agua (ETAP) y de aguas residuales (EDAR), motivo por el cual la optimización del uso de la energía cobra tanta importancia en estos escenarios. ¿Pero a qué nos referimos exactamente con esta optimización?

Ahorrar energía va más allá de simplemente encender y apagar equipos. Por el contrario, el control y gestión de la energía abarca desde el análisis de las curvas de bombeo hasta la reducción de las fugas de agua no contabilizada, pasando por la programación de las operaciones en torno a las ventanas de tarifas especiales. Estas acciones, que son posibles gracias a la explotación de datos, tienen un potencial de amortización impresionante.

Comprender las correlaciones de datos para controlar los costes

La energía representa al menos el 30% de los gastos de explotación (OPEX) en los servicios de agua, una cifra que aumenta durante los picos de mayor demanda de aireación de aguas residuales. De nuevo, podríamos afirmar que hay fuertes incentivos para reducir el consumo energético.

Al ser dos de los mayores consumidores de energía de la red local, las ETAP y las EDAR pueden beneficiarse económicamente si se asocian con empresas de suministro eléctrico interesadas en reducir los picos de demanda. Sin embargo, para que esto ocurra requieren de una infraestructura adecuada y datos sólidos para la toma de decisiones.

Un sistema de inteligencia operativa que vincule mejor los datos de la infraestructura física con las personas que toman las decisiones puede transformar las operaciones. Al acceder fácilmente a las condiciones de funcionamiento de la planta en tiempo real y analizar tendencias históricas, los responsables de la toma de decisiones en una empresa de suministro de agua o de consultoría pueden identificar mejores opciones para reducir las tensiones en las operaciones físicas y el OPEX.

Una vez logrado esto, la modelización y el análisis de las oportunidades a largo plazo pueden contribuir también a tomar decisiones más acertadas sobre los gastos de capital (CAPEX).

Un pequeño (gran) paso para empezar

Si quieres elegir una solución de análisis asequible y escalable para comenzar, no necesitas que contenga un gran volumen de datos: 1.000 tags pueden ser suficientes, representados en sensores, entradas de instrumentos, recursos de datos existentes en la organización o en la nube, etcétera. Esta pequeña inversión puede empezar a recuperarse en cuestión de días.

Además, existen algunas decisiones relacionadas con la energía que pueden mejorarse con la información adecuada:

• Identificación de fugas:
  El agua no contabilizada debido a fugas desperdicia energía, productos químicos de tratamiento y capacidad de la planta, afectando al resultado final.
  Lo vemos en el caso de una empresa de 90.000 clientes, que gracias a identificar las fugas con rapidez, consiguió reducir con creces los costes operativos, con un ahorro anual de 300 mil dólares en la primera semana, 900 mil dólares en dos años y un gasto de capital diferido a largo plazo de 20 millones de dólares en dos décadas.
• Seguimiento de la eficiencia de las bombas:
  Cualquier compañía de suministro de agua puede controlar la eficiencia de las bombas, midiendo la cantidad de energía necesaria para mover un determinado volumen de agua (por ejemplo, para llenar un depósito). Con una solución analítica integrada, como AVEVA PI Data Infrastructure, es posible automatizar el proceso y supervisar cuánto se desvía el rendimiento real de las curvas específicas de las bombas.Asimismo, una solución digital de este tipo permite priorizar qué bombas necesitan más atención de mantenimiento en función de cuánto se desvían del rendimiento ideal. También puede configurarse para activar una alarma cuando el rendimiento se desvía más allá de un porcentaje aceptable.
• Modelización de la mejora de procesos:
  Uno de los mayores retos a los que se enfrentan los ingenieros internos y consultores encargados de diseñar o perfeccionar operaciones de ETAP y EDAR eficientes, desde el punto de vista energético, es disponer de datos de funcionamiento reales para modelizar y probar enfoques alternativos. Un desafío asequible con una buena solución analítica. Asimismo, gracias al acceso directo a estos datos, los ingenieros consultores pueden ofrecer sus propios servicios analíticos a los clientes de las organizaciones de servicios públicos.

Estrategias multifacéticas de ahorro energético

Responder a la demanda de agua potable o a la afluencia de aguas residuales sin tener en cuenta los costes energéticos puede salir caro. Tener una idea histórica de las tendencias de los caudales y las demandas de energía puede dar a las ETAP y EDAR la capacidad de adoptar una programación más eficiente sin interrumpir los procesos de tratamiento. En este contexto, algunas estrategias que potencian el ahorro energético son:

• Tarifas por tiempo de uso:
  Equilibrar las necesidades de movimiento de agua con los costes de electricidad durante los períodos de tarifas eléctricas más elevadas es una forma sencilla de reducir los costes energéticos globales de las ETAP. Tomar decisiones adecuadas, por ejemplo, sobre cómo gestionar los embalses y la reposición de agua de las torres en función de las tarifas eléctricas y el análisis del consumo histórico maximiza esas oportunidades de ahorro.
• Contratos ajustados a demanda:
  Las organizaciones de agua y saneamiento pueden beneficiarse de tarifas eléctricas lucrativas a través de contratos ajustados a la demanda con sus compañías eléctricas, siempre que dispongan de los conocimientos y la flexibilidad necesarios para modificar el consumo eléctrico basándose en análisis exhaustivos
  La flexibilidad en la infraestructura y una buena base de datos y recursos analíticos permiten satisfacer las demandas de tratamiento, incluso con grandes motores al ralentí para evitar picos de demanda de energía, y conseguir importantes ahorros energéticos.
• Control de la cogeneración:
  Las plantas de tratamiento de aguas residuales que utilizan digestores anaerobios generan biogás que puede aprovecharse para generar energía suplementaria. En este tipo de situaciones, la capacidad de comparar los costes energéticos con las demandas de tratamiento ayuda a los gestores energéticos y a los responsables de planta a tomar decisiones acertadas para optimizar la programación de la cogeneración.