TÉCNICAS DE GESTIÓN DE REDES DE AGUA PARA REGADÍO. Girona 20 Marzo 2013

Transcripción

1 TÉCNICAS DE GESTIÓN DE REDES DE AGUA PARA REGADÍO Girona 20 Marzo 2013

2 INTRODUCCION AQUALOGY, GRUPO AGBAR Y SUEZ ENVIRONNEMENT El Grupo Agbar es el principal operador del ciclo integral del agua en España y tiene como principales accionistas a la Caixa y Suez Environnement, segunda mayor empresa de agua del mundo millones de euros cifra de negocios global 580 millones inversión agregada profesionales Actividad en 15 países Adaptación a las necesidades del cliente Desde años de experiencia Clientes industriales 28 millones de personas servidas

3 INTRODUCCION PRESENCIA EN EL MUNDO MÉXICO (2001) (Saltillo) 724,624 inh. USA (Atlanta) CUBA (1994) (Havana, Varadero) 1,129,713 inh. REINO UNIDO (2006) (Bristol) 1,153,839 inh. ESPAÑA (1867) 13,250,582 inh. TURQUÍA PERÚ (2010) (Lima) 8,000,000 inh. COLOMBIA (1994) (Cartagena de Indias) 926,778 inh. ALGERIA (2007) (Oran) 1,443,000 inh. CHILE (1999) (Santiago) 6,227,267 inh. BRASIL 3

4 INTRODUCCION AQUALOGY COMO INTEGRADOR DE SERVICIOS Y TECNOLOGÍA Aqualogy es la marca del Grupo Agbar que refuerza su compromiso empresarial iniciado años atrás enfocando su actividad hacia la integración de servicios y venta de tecnología a terceros (sector público y privado, así como a múltiples industrias tales como la alimentación y bebidas, celulosa, minería, etc.) Externalización total de infraestructuras vinculadas al agua Tecnología Proveedor e integrador de tecnologías para el ciclo integral del agua Partner en el desarrollo de proyectos y diseño de infraestructura ligada al agua (plantas de tratamiento, redes de abastecimiento y distribución, etc.) Implantador y constructor de infraestructura Gestión externa de infraestructuras Desarrollo y construcción de infraestructura Posicionamiento Aqualogy Gestión del conocimiento Mejora del desempeño Proveedor de servicios para optimizar la gestión de costes y de recursos Soporte en la gestión del conocimiento y capacitación de profesionales en el ciclo integral del agua Aqualogy es agua, por lo que la gestión de cualquier aspecto relacionado con el agua se encuentra en el ADN de la organización

5 La eficiencia de redes Concepto de eficiencia Ejes de mejora de la eficiencia Auditorías de eficiencia hidroenergética Detección de fugas Tecnologías de sectorización Sectorización estática Microsectorización dinámica Herramientas de sectorización Actuadores Hidráulicos Sanatub i-meter Proceso de datos SECTEL SAED

6 Introducción a la eficiencia Es la cantidad mínima de recursos consumidos para obtener un nivel dado de servicios, productos, etc. + Esfuerzo - - Rendimiento + 6

7 Efectos de la ineficiencia CORTO PLAZO Factura eléctrica elevada y de costes crecientes. Mayor consumo de agua. LARGO PLAZO Deterioro prematuro de las instalaciones. Aumento frecuencia de averías. Aumento coste de reparaciones. ENTORNO Aumento coste energía. Disminución de cantidad de agua disponible. 7

8 Propuestas Eficiencia Aqualogy CORTO PLAZO Auditorias Hídrico-Energéticas. Diagnostico de Redes. MEDIO PLAZO Detección de fugas. Sectorización de redes Proceso de datos LARGO PLAZO Mantenimiento predictivo y preventivo de instalaciones. Renovación planificada de instalaciones. Aqualogy ofrece asesoramiento técnico-económico, que contiene distintos servicios, que engloban la tecnología, desarrollos y experiencia en cuanto a la gestión energética ligada a grandes consumos de agua 8

9 AUDITORÍAS DE EFICIENCIA HIDROENERGÉTICA

10 Auditorias Eficiencia Hidroenergética El ahorro y la eficiencia en las redes de riego está ligada a los factores que afectan al consumo de agua, por que las auditorias se deben centrar en los elementos del sistema de abastecimiento de agua. Si bien, hay un consumo energético en otros procesos como la iluminación, climatización, estos son fácilmente cuantificables. CONTENIDO AUDITORÍA Análisis tarifario (Adecuación de tarifa, ajuste de potencias contratadas, Compensación de la energía reactiva) Evaluación del rendimiento de una bomba (punto óptimo de funcionamiento). Dimensionamiento adecuado de los centros de transformación. Instalación de variadores de frecuencia. Numero de sectores, horas de riego y caudales punta de cada sector. Programación y tiempos de riego aplicados. Análisis de labores de mantenimiento. Posibilidad de Energía solar fotovoltaica. Mejoras en iluminación. Mejoras en la climatización. Para Aqualogy una auditoria energética es mucho más que una simple adecuación de tarifa, con estudio en profundidad del origen de los consumos, aportando mas valor y a más largo plazo. 10

11 Auditorias Eficiencia Hidroenergética 11

12 Auditorias Eficiencia Hidroenergética ACTIVIDADES PREVIAS AUDITORÍA Esquema de las instalaciones con cotas, longitudes, diámetros, etc. Curvas de las bombas a auditar Picaje de ½ ó ¾ a la salida de la bomba y antes de la válvula de regulación, para colocar manómetro. Picaje en la aspiración para bombas grandes Puntos de toma de tensión en los cuadros eléctricos Medidas exactas del pozo de bombeo. En bombeos de aguas residuales Tubo piezométrico o sonda de nivel en sondeos. Régimen horario de explotación Volúmenes de agua elevados por meses Facturas eléctricas de los 12 últimos meses. ELEMENTOS DESCRIPTIVOS Antecedentes Datos de partida Descripción de la instalación» Datos característicos de la explotación» Volúmenes de agua (m3/mes)» Consumos de energía (kwh/mes)» Tarifa contratada (precios unitarios de bloques de consumo y energía)» Régimen horario de trabajo de la instalación» Datos característicos de los equipos» Esquemas de la instalación (cotas, diámetros, longitudes, materiales y piezas especiales)» Curvas de las bombas (punto de funcionamiento)» Fotografías de la instalación 12

13 Auditorias Eficiencia Hidroenergética ELEMENTOS ANALÍTICOS Medidas obtenidas Cálculo de los rendimientos» Caudales» Consumos eléctricos» Presiones» Cálculo hidráulico de la instalación» Rendimientos de los equipos» Ratios de consumo PROPUESTAS DE MEJORA Mejoras propuestas Resumen y conclusiones» Estudio de la tarifa mas adecuada y beneficios obtenidos» Análisis del régimen de explotación, con alternativas de mejora» Propuestas para ajuste de rendimientos o sustitución de equipos» Cálculos de ahorros obtenidos y costes de inversiones» Recomendación para tramitación de subvención en vigor» Síntesis de actuaciones a realizar» Resumen de costes, nuevos consumos y ahorros obtenidos 13

14 Auditorias Eficiencia Hidroenergética Aqualogy se plantea la eficiencia como un conjunto de actuaciones, que abarcan desde el diagnostico inicial, hasta el seguimiento permanente de la actividad, pasando por la ejecución de acciones correctoras, energías alternativas, mejoras operacionales o cualquier otra acción precisa. 14

15 Auditorias Eficiencia Hidroenergética Qué es el análisis tarifario? Eliminación de consumos en periodos punta.- Optimizar el horario de funcionamiento de aquellos equipos susceptibles de disminuir su actividad e incluso parar durante las horas caras. Instalación de sistema de telemando y telecontrol ó sistemas de control automatizados locales que permitan establecer horarios de funcionamiento, en función de la hora del día y disponibilidad de información de cómo está funcionando la instalación. Optimización de la potencia contratada.- Estudiar si existen penalizaciones por exceso de potencia y por tanto se hace necesario aumentar la potencia contratada en algún periodo, o bien estudiar la posibilidad de reducir la potencia contratada en aquellos periodos donde sea posible, puesto que según el RD 1164/2001, es posible contratar diferente potencia para cada periodo con la condición obligatoria de que en P(1+n) sea mayor que la del periodo anterior, siendo la potencia a facturar la que se obtiene como la suma de los importes obtenidos en cada periodo, cogiendo el valor máximo de la potencia registrada por los aparatos de medida (maxímetros) para cada periodo tarifario. Optimización del consumo de energía reactiva.- Un factor de potencia próximo a 1 indica que la potencia absorbida de la red se transforma prácticamente en trabajo y pérdidas por calentamiento, optimizando el consumo. La acción consiste en hacer que el factor de potencia de la instalación este lo más cerca posible del valor 1, mediante la instalación de condensadores fijos o baterías de condensadores. Adecuación de la tarifa eléctrica.- 15

16 Auditorias Eficiencia Hidroenergética Qué es el rendimiento de equipos hidráulicos? La determinación del punto de funcionamiento de una instalación de bombeo se realiza por la intersección de la curva característica de la bomba HB con la de la instalación HI. Ambas curvas son función del caudal: la curva de la bomba tiene forma descendente mientras que en circuitos cerrados la curva de la instalación es una función cuadrática que parte desde el origen. El punto de funcionamiento se puede determinar haciendo la intersección de las mismas mediante un método gráfico o analíticamente igualando las ecuaciones En función del consumo de cada instalación es necesario planificar una sistemática de control del rendimiento de una bomba. Una bomba cuyo punto de trabajo sea constante y de Ia que se conozca el caudal real elevado, la altura de elevación y de los kwh consumidos para un caudal determinado, se puede controlar la evolución y la situación de su rendimiento en base al ratio de Wh/m3/m, que en función de su rendimiento varía. 16

17 Auditorias Eficiencia Hidroenergética Resultados de nuestras auditorias Resultados auditorias Ahorros ( ) 17% 28% 55% Análisis de tarifas eléctricas Mejoras en equipos Modificaciones del régimen de explotación Medidas enfocadas a aquellas que tienen relativamente fácil implementación y requieren de una inversión económica asumible y amortizable., se pueden plantear medidas genéricas potencialmente aplicables a cualquier tipo de instalaciones del ciclo integral del agua. 17

18 Detección de fugas con gases trazadores DEFUGASI

19 Detección de fugas Los sistemas de detección con gases trazadores permiten salvar los problemas de los métodos acústicos convencionales FUGA LOCALIZADA Detección de concentración anómala de Helio Análisis del aire contenido en el suelo a través pequeñas perforaciones Inicio del proceso de desorción del gas, permitiendo su ascenso a la superficie El agua marcada con el gas alcanzará la fuga, impregnando el terreno circundante Disolución del gas a través de un dispositivo de inyección insertado en la tubería

20 Etapas del proceso Inyección Perforación Detección Si en una perforación se detecta presencia de Helio, se realizarán perforaciones sucesivas en puntos cercanos a este, siguiendo una malla. La fuga estará en la vertical del punto de mayor concentración. Las concentraciones de Helio se distribuyen alrededor de la fuga siguiendo una campana de Gauss.

21 Ventajas Fiable y precisa: 98 % de acierto, localización de ± 30 cm. Mejor rendimiento que las técnicas de la acústicas en gran variedad de escenarios Funciona donde los sistemas acústicos fallan: plásticos con 2-3 mca Ideal en el sistemas de suministro discontinuo: 6 días de autonomía del He, sin agua. Permite detectar interconexiones entre sectores no inventariadas. Flexible: Válido en grandes conducciones, pequeñas redes secundarias, acometidas

22 Referencias Comunidad regantes de Bullas: Asociación de Red de Agua Potable Venta del Pino y Portugalez. Inspección de 9 km de red. Comunidad de regantes SAT Los Dones (Jumilla). 10 km de red a inspeccionar. Actualmente en curso. Centro Integrado del Transporte, Murcia. 5 km de red de contraincendios. 4 fugas encontradas que no pudieron ser localizadas por sistemas acústicos. Arterias principales de Zeneta, carretera de Alcantarilla y carretera de el Palmar. Emuasa. Un total de 18 fugas que no fueron detectadas por sistemas acústicos. Depuradora de La Unión. Cetaqua. Detección de fugas en soplantes no detectadas por sistemas acústicos.

23 Tecnologías de sectorización MICROSECTORIZACIÓN DINÁMICA

24 Sectorización estática Trocear la red en sectores manejables permite enfocar la búsqueda de fugas para ser más efectivos, pero el enfoque estático, tradicional presenta problemas: Cálculos previos y modelización de la red Inversión elevada para cerrar el sector y dejar una sola entrada Obra civil para la modificación de la infraestructura Variación de presiones Problemas de estanqueidad Reducir la garantía de suministro en caso de avería

25 Microsectorización dinámica Usando las válvulas autoalimentadas por la presión del agua en la red podemos cerrar sectores cada noche, medir el caudal mínimo nocturno y reabrir cada mañana. Cierre automático de válvula hidráulica Apertura automática de válvula hidráulica

26 Beneficios Permite una rápida implementación de sectores en aéreas muy malladas sin necesidad de modelización No es necesario modificar el mallado de la red Se aprovecha la infraestructura existente para la implementación de actuadores Requiere un inversión mínima frente a la sectorización estática en zona mallada No hay variación de presiones

27 Herramientas de Sectorización ACTUADORES HIDRÁULICOS, SANATUB, IMETER

28 Actuadores hidráulicos (i)

29 Actuadores hidráulicos (ii) Reguladora 1 consigna Reguladora 2 consignas

30 Actuadores hidráulicos (iii) Mecanismos de apertura y cierre con regulación de presiones adicional. No requiere cálculos previos para la instalación. Se acopla sobre válvulas de mariposa existentes. La modulación de presión se puede realizar de manera constante o establecer modulación en dos niveles diferentes de presión, o cambiar desde SCADA. No necesita fuente de alimentación. No hay golpe de ariete. El actuador esta diseñado para ser sumergido. No presenta problemas con aguas incrustantes (CaCO 3 ). Bajísimo mantenimiento.

31 Sanatub (i) SANATUB es un sistema diseñado para forzar la recirculación de de agua en tuberías que son transformadas en fondos de saco cuando se realiza una sectorización

32 Sanatub (y ii) Sistema estático. Instalación sencilla y económica frente a ejecución de obra civil de mallado. Actúa en continúo evitando la formación de Biofilm. Permite mantener la calidad del agua en niveles adecuados. Reduce la turbidez en los finales de red. Elimina la acumulación de depósitos en colas de red, elementos propicios al desarrollo de bacterias y microorganismos en el tramo final de la conducción. Asegura la permanencia de cloro en todo el tramo. No consume energía de ningún tipo. Ahorro en costes de mantenimiento, personal y agua.

33 imeter El imeter es un dispositivo M2M (machine to machine) diseñado específicamente para una lectura automática de contadores de agua a través de la red GPRS. Inicialmente concebido para contadores aislados, donde el diseño basado en concentrador no es apropiado, se ha convertido en una solución fuerte y eficiente para telelectura de caudalímetros Este equipo surge de la suma de dos conceptos: Rentabilidad de una unidad GPRS IP68 Consumo ultra bajo que se extiende su vida útil El imeter está especialmente indicado para: Contadores aislados o de difícil acceso (alto coste de lectura) Grandes consumidores donde un exigente control diario presenta un alto valor El imeter funciona con pilas y es resistente a los golpes, agua y polvo (ya que está completamente protegido y cerrado).

34 imeter (ii) La solución ofrecida proporciona al cliente una instalación rápida, parecida a plug & play, lo que elimina la necesidad de involucrar al personal de TI y comunicaciones para la instalación de la infraestructura Las lecturas de los Imeters pueden ser procesadas por el software de análisis de caudales mínimos nocturnos Saed ofreciendo así una solución económica para las transmisión y procesamiento de la señal en sectorizaciones dinámicas o integrar las lecturas en el Scada

35 Manejo de datos: Sectorización Telegestionada y Sistema de Análisis y Explotación de Datos SECTEL SAED

36 SECtorización TELegestionada SECTEL compara diariamente los caudales mínimos de cada día con los establecidos empíricamente para cada sector. Un sistema de umbrales activa los semáforos de cada zona y cada sector: Normal, preaviso, aviso de fuga

37 Agilidad En un día se detecta y repara una fuga de 4 m3 /h Aumento de Q min 4 m 3 /h

38 SAED Herramienta Web que integra todas las fuentes de datos de un sistema de telecontrol (SCADAS, Servidores OPC, GIS, BD externas, etc.) Ofrece análisis de datos de alto nivel automatizados y totalmente parametrizables Indicadores y alarmas (consumos, fugas, reservas de agua, estado red, etc.) Análisis de comportamientos de sectores y red global

39 Funciones de SAED Integración de todas las fuentes de datos de un sistema de telecontrol (SCADAS, GIS, BD externas, etc.) Análisis de datos de alto nivel Indicadores y alarmas (consumos, fugas, reservas de agua, estado red, etc.) Análisis de comportamientos de sectores y red global

40 Requisitos para SAED Cloud Un SCADA (Intouch, Citect, etc.) Conexión a internet del servidor del SCADA* Conexión a internet de los usuarios Pasos para la implantación Identificar qué señales/procesos queremos incluir en SAED Adaptación sistema de telecontrol existentes para trabajar con SAED - Aqualogy adapta el SCADA y configura el servicio de Dar de alta servicio - En el Cloud de Aqualogy se instala, configura y da de alta señales de los sistemas de telecontrol Configuración y formación - Aqualogy formará a clientes y creará primeros informes