Menor energía específica y estimaciones de caudal fiables en la red de aguas residuales

Overview_TEXT

Resumen

La situación

Provas, la empresa municipal de suministro de la ciudad de Haderslev, en el sur de Jutlandia (Dinamarca), se encarga de la gestión del agua potable, las aguas residuales y la gestión de residuos. Como muchas otras empresas de suministro, Provas necesita reducir los costes operativos y disponer así de margen para futuras inversiones. Ahorrar energía en su red formada por más de 150 estaciones de bombeo le ayudaría a lograr esta meta. Sin embargo, Provas tiene además otro reto que abordar.

Tras un proyecto de restructuración de la red, el agua residual se transporta hasta 60 kilómetros desde cada rincón del municipio para su tratamiento centralizado en Haderslev. La gran cantidad de agua de infiltración que ingresa de forma incontrolada aumenta su volumen en las tuberías hasta unos 10 millones de metros cúbicos al año. Esto resulta muy negativo para su negocio, ya que a Provas sólo se le paga por gestionar 2 millones de metros cúbicos. Resolver el problema requiere una visión detallada de los patrones de caudal en cada estación de bombeo. Aunque para este fin se podrían haber instalado caudalímetros externos, ello habría requerido una importante inversión, lo cual impulsó a Provas a buscar otras opciones.

La empresa quería saber si la tecnología de control de bombeo moderna podría ofrecerle una solución. “Saber cómo rinden nuestras estaciones de bombeo, y a qué precio, es esencial si no queremos vernos ahogados por los costes de operación”, dice el director de operaciones de Provas, Erik Jørgensen. “Queremos pasar el mínimo tiempo posible inspeccionándolas. Y que, cuando estén funcionando, lo hagan en el punto de trabajo óptimo para que consuman la menor energía posible”. De este modo, en cooperación con Grundfos, la empresa lanzó un proyecto de ensayo con el objetivo de ahorrar energía y obtener datos detallados del caudal a nivel de cada estación de bombeo.

 

La solución

Provas y Grundfos decidieron comprobar si el controlador de bombeo Dedicated Controls de Grundfos podía resolver ambos problemas. Este controlador, que puede usarse en estaciones de bombeo tanto secundarias como principales, dispone de distintas funciones de serie para el control normal de las bombas (inicio y parada, alternancia entre bombas, medición del sobrecaudal, alarmas y advertencias, etc.), pero disfruta además de varias funciones avanzadas para el transporte de aguas residuales.

La función de optimización energética optimiza el punto de trabajo de las bombas equipadas con variadores de frecuencia, reduciendo así la energía específica. Esta función se recalibra de forma continua para que el desgaste de la bomba y otras condiciones de las instalaciones no afecten negativamente a la eficiencia de la bomba.

La función de estimación del caudal calcula el caudal de la estación de bombeo de forma independiente a la velocidad de la bomba. Como sucede con la función de optimización energética, la estimación del caudal se recalibra continuamente para garantizar la mayor precisión posible.

Estas dos funciones Dedicated Controls se probaron durante tres meses. La función de estimación del caudal se encargó de calcular el caudal en tres estaciones de bombeo alrededor de Haderslev, y los resultados se verificaron usando caudalímetros externos ya existentes. Además, la función de optimización energética se probó en las bombas de aguas residuales de una de las estaciones de bombeo.

 

Funcionamiento

La función de optimización energética de Dedicated Controls puede ayudar a los operarios durante la configuración de las bombas, y es capaz de ajustar automáticamente la frecuencia de bombeo según las condiciones de funcionamiento. Con esto se consigue una energía específica optimizada y el menor coste energético posible para la empresa de suministro.

“Si existe suficiente agua en el pozo, el controlador puede usar una función de barrido para analizar todas las frecuencias de operación del motor de la bomba, y mostrar la correlación entre la frecuencia y la energía específica”, explica el ingeniero comercial de Grundfos, Finn Dalsgaard Nielsen. “Luego se puede encontrar de manera fácil y rápida la frecuencia que ofrece la menor energía específica posible; esta opción está ideada para guiar al usuario durante la configuración inicial de la frecuencia del motor de la bomba. Una vez que la bomba está funcionando, Dedicated Controls monitoriza constantemente el consumo de energía específica y ajusta la frecuencia para adaptarse a las condiciones de funcionamiento reales. Esta opción también es útil para realizar la configuración inicial cuando el nivel de agua en el pozo es bajo”.

La función de estimación del caudal calcula el caudal de aguas residuales de acuerdo con el nivel de agua en el pozo, la presión de salida y los datos de funcionamiento de la bomba. “Esta función no depende del caudal de entrada de aguas residuales al pozo, y es capaz de realizar el cálculo incluso con velocidades de bombeo variables”, dice Finn Dalsgaard Nielsen. Al igual que sucede con la función de optimización energética, la función de estimación del caudal se recalibra automáticamente para compensar cualquier desgaste de la bomba, por lo que siempre brinda unas estimaciones precisas.

 

El resultado

Después de tres meses de pruebas, los resultados eran claros: La energía específica se redujo en un 36 % en una de las tres estaciones de bombeo, y las estimaciones de caudal en las tres fueron correctas con un margen de error del 5 %; lo bastante buenas como para que Provas las use en sus operaciones diarias y en la planificación a largo plazo. “Dadas las cantidades de agua a las que nos enfrentamos, las pequeñas diferencias no son muy relevantes. Las estimaciones son perfectamente adecuadas”, comenta Erik Jørgensen. Estas estimaciones facilitan además una mejor planificación de las operaciones. Dedicated Controls permite que el operador monitorice el consumo de energía específica a lo largo del tiempo, lo que hace posible planificar la limpieza y el mantenimiento para optimizar el consumo energético del sistema. “Quizá sólo necesitemos usar el rascador de tuberías semestralmente, en lugar de mensualmente”, dice Casper Højlund Koch. “Eso significa que podemos emplear nuestra mano de obra en otros lugares donde es más necesaria”.

Los resultados obtenidos indican que, gracias al uso de la tecnología del controlador de bombeo de Grundfos, Provas puede disfrutar de varias ventajas:

  • La empresa se beneficia de ahorros en sus operaciones (menor energía específica, no hay que instalar costosos caudalímetros externos, reducción en la demanda de inspecciones visuales gracias al mantenimiento basado datos y oportunidades de reducir el agua de infiltración de la red).
  • La empresa goza de una mejor vista general del sistema (estimaciones detalladas del caudal en cada estación de bombeo, oportunidad de identificar rápidamente los problemas de cada emplazamiento y sugerencia de puntos por donde se infiltra el agua).
  • La planificación de proyectos puede apoyarse en datos de funcionamiento reales en lugar de modelos computacionales genéricos.

Tanto Erik Jørgensen como Casper Højlund Koch están satisfechos con la forma en que se gestionó el proyecto. “Nuestra colaboración con Grundfos fue estupenda, como siempre”, confirma Erik Jørgensen. “Ambas partes estábamos centradas en lograr un buen resultado”. Casper Højlund Koch también considera que la exitosa colaboración ha sido un aspecto central de este proyecto que ha mejorado la eficiencia del sistema.

“No cabe duda de que los aspectos técnicos son importantes, pero suelo pensar que lo más interesante es el propio proceso en sí”, afirma. “Es verdaderamente importante aprovechar las fortalezas de cada uno y encontrar buenos socios como Grundfos para colaborar. ¡A largo plazo, va a resultar muy beneficioso!”.

Tema:

Estimaciones de caudal y optimización de energía en las estaciones de bombeo en red

Ubicación:

Haderslev (Dinamarca)

Empresa:

Provas (empresa de suministro encargada de los residuos, el agua potable y las aguas residuales)

DEDICATED CONTROLS: CONTROLADOR DE BOMBEO AVANZADO PARA ESTACIONES DE BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES
Entre las funciones avanzadas ofrecidas se encuentran la optimización energética (para estaciones de bombeo equipadas con variadores de frecuencia) y la estimación del caudal
Casper Højlund Koch, gerente de redes de aguas residuales de Provas
“Es verdaderamente importante aprovechar las fortalezas de cada uno y encontrar buenos socios como Grundfos para colaborar. ¡A largo plazo, va a resultar muy beneficioso!”.- Casper Højlund Koch, gerente de redes de aguas residuales de Provas
Contacts_TEXT

Contacto

Si necesita una solución parecida, por favor, póngase en contacto con nosotros.

Teléfono

918488800

Fax

916280465

Dirección

Camino de la Fuentecilla, s/n
E-28110 Algete (Madrid)

Contacto

Si necesita una solución parecida, por favor, póngase en contacto con nosotros.

Teléfono

918488800

Fax

916280465

Dirección

Camino de la Fuentecilla, s/n
E-28110 Algete (Madrid)

How to Buy_TEXT

Cómo comprar

En esta sección, podrá contactar con Grundfos España

Teléfono

918488800

Fax

916280465

Dirección

Camino de la Fuentecilla, s/n
E-28110 Algete (Madrid)