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Dispositivos y herramientas on-line para la monitorización y optimización de la Eficiencia Energética en EDARs

23-11-2015 | Publicado en WT en los medios
Wiehl - Aggerverband

Wiehl – Aggerverband

Prácticas actuales y avances que propone el proyecto H2020 ENERWATER

Tradicionalmente la eficiencia energética en el tratamiento de aguas residuales no ha sido una prioridad sino que la gestión diaria de las plantas se ha enfocado principalmente a garantizar el cumplimiento de las regulaciones de las aguas vertidas, sin preocuparse en exceso por el gasto de energía.

Esta falta de preocupación era aún más evidente en las situaciones en las que el tipo de contratación permitía que la electricidad fuera pagada no por la propia empresa gestora, sino por el ayuntamiento de la población a la que se ofrecía el suministro de agua.

Como resultado, en la mayoría de los casos, el control de la energía no ha sido adoptado como parte de los procedimientos de control de las plantas, como tampoco el diseño de la instalación eléctrica ha sido concebido para medir las fases de tratamiento de manera aislada.

Es sólo en los últimos años en los que, como respuesta a la normativa de energía de la UE y a los objetivos previstos para 2020, el sector ha empezado a introducir medidas de eficiencia energética y en consecuencia ha surgido la nueva necesidad de vigilar la eficacia de estas medidas, estudiando el antes y el después y comparando las diferentes plantas entre sí.

¿Cómo se vigilaba el consumo energético en el pasado?

Gracias al proyecto ENERWATER, hemos observado que es muy común que en las EDAR´s, independientemente de la edad que tengan, es común la existencia de los siguientes elementos para la vigilancia del comportamiento energético: analizadores de redes eléctricas, voltímetros y amperímetros de aguja. Estos se suelen instalar en la acometida eléctrica únicamente. Para ciertas piezas de equipamiento de gran consumo tales como rotores y soplantes, es normal supervisar cada uno de ellos a través de amperímetros de aguja, pero sólo en una fase en este caso. En última instancia, por supuesto, todas las plantas tienen el contador de la compañía eléctrica que se utiliza para la facturación y que tiene la “última palabra” sobre el consumo de la planta. Es práctica común que los operariosrealicen una anotación diaria de la medida de estos equipos y lleven un registro de ellas en sus libros de registro. Este es el “procedimiento de control de energía ” más común que se hace en la mayoría de plantas en Europa.

¿Qué propone el proyecto ENERWATER para mejorar la forma en que la energía se mide y se reporta?

ENERWATER propone acordar un método común para la medición y evaluación de la eficiencia energética en EDAR´s, para lo que se están haciendo esfuerzos hacia la estandarización y creación de una norma en la que participan universidades, centros de investigación y empresas europeas. El proyecto está actualmente conformando por la red de partes interesadas en www.enerwater.eu.

El método proporciona indicadores del rendimiento clave “KPI”, por su acrónimo en inglés, y datos de referencia para la evaluación comparativa de cada uno de ellos, que permite la clasificación de la planta en categorías energéticas A, B, C, D … Estos KPI´s y las fases de tratamiento específicas a ser monitorizadas están siendo acordadas en eventos de networking, el último en la feria ECOMONDO en Rimini (Italia) celebrado el pasado 6 de Noviembre.Las fases de tratamiento a monitorizar se han acordadopor el momento como: Preliminar, primario, secundario, terciario, tratamiento de lodos, Servicios Auxiliares, tratamiento de olores y producción de energía.

Los KPI´s se están configurando cómo un coeficiente de consumo de energía (kWh), dividido por la producción de agua (m3) y nutrientes eliminados (Kg DQO), así que cada uno de estos parámetros que conforman el KPI tiene que ser recogido de forma automática o manual y la metodología explicará cómo los datos serán tratados y procesados para obtener la clasificación energética A, B, C, D…

El método propone, en primera instancia, recopilar datos detallados de energía por procesos, para lo que es necesario instalar los analizadores de red en los circuitos a observar. El número de analizadores necesarios puede oscilar entre los 8 (uno por tratamiento), pero, en la práctica, el número definitivo dependerá del diseño del cableado eléctrico y del posicionamiento de los circuitos, por lo que se espera tener que instalar unos cuantos más para el plantas ya construidas. Es intención del proyecto que en el futuro el método sea ampliamente adoptado y las plantas se diseñen desde el inicio teniendo en cuenta la norma; si en el diseño de la planta las fases de tratamiento están eléctricamente aisladas unas de otras, luego la instalación de dispositivos de medición es mucho más sencilla.

Para poder hacer una correcta visualización y análisis de los datos energéticos adquiridos los analizadores de red deberán estar conectados al SCADA de la planta o auna aplicación WEB.

Ventajas y desventajas de SCADAS y aplicaciones WEB

Los SCADA´s pueden integrar casi un número ilimitado de dispositivos no sólo para la vigilancia, sino también para el control de la planta, al tratarse de sistemas muy potentes con un gran número de funcionalidades. Hay intereses enormes en estos sistemas y grandes empresas desarrollan sistemas propietarios que tienen que ser adaptados y personalizados a cada caso. Asimismo, los SCADA´s necesitan un gran esfuerzo para su desarrollo y el mantenimiento es costoso y no asequible para las industrias más modestas. También hay SCADA´s  de “código abierto” que se ofrecen sin coste,y que puede llegar a ser una solución adecuada en estos casos, pero el principal inconveniente es que no hay apoyo o “help-desk” detrás de ellos.

En los últimos años los sistemas de monitorización basados en Web han tratado de responder a la necesidad de sistemas de monitorizacióneconómicos que tienen ventajas tales como: un desplieguemás rápido y fácil,debido a que el sistema se aloja en la “nube” (SaaS); un acceso multiplataforma desde diferentes lugares; el mantenimiento es más fácil y su desarrollo y evolución posterior se puede hacer de forma remota.

Una vez que los datos se recogen en el sistema de monitorización ya sea SCADA o basado en WEB el siguiente paso es procesar los datos para evaluar la eficiencia energética de la planta. Para ello ENERWATER publicará un documento que establecerá los KPI´s y datos de referencia (benchmarks) que permitirán clasificar una planta como A, B, C, D… Así los fabricantes y desarrolladores de sistemas de monitorización SCADA o WEB podrán seguir el documento y adaptar sus sistemas a las directrices acordadas por el sector.

Como alternativa publicaremos un método en línea en el que los datos de energía serán introducidos manualmente, los inconvenientes de este método son que la clasificación de la energía no se realiza en tiempo real y que el proceso de introducción de datos puede tomar mucho tiempo.

Wellness Smart Cities como parte del consorcio ENERWATER adaptará su solución basada en WEB para la monitorización de la energía “WESAVE” a las directrices ENERWATER y será puesto a prueba en 50 EDAR’s en Italia, Alemania y España.

Antonio Chaparro, jefe de proyectos de Innovación de Wellness Smart Cities & Solutions

Este artículo fue publicado en el blog de Wellness Smart Cities & Solutions en el portal i-ambiente cities.