RETEMA • Septiembre/Octubre 2015

28 AÑOS DE

TRAYECTORIA

1987 - 2015

Nº 186 I SEPTIEMBRE/OCTUBRE 2015

www.retema.es

REPORTAJE SmartH2O, plataforma Nueva instalación para TIC para la gestión del valorización de lodos en consumo del agua la EDAR de Galindo

REPORTAJE Desaladora de Campo de Dalías

La gestión inteligente del agua para las smart cities

Aplicación de modelos CFD para reducción de costes y olores en EDAR

INVESTIGACIÓN

Más producción de biogás en EDAR automatizando la dosificación de residuos en los digestores

E

l proyecto Life ECOdigestion tie-

La complejidad de su aplicación a esca-

la industria agroalimentaria. Este pro-

ne por objetivo validar una inno-

la real hace necesario el estudio del uso

yecto da un nuevo enfoque para el de-

vadora tecnología de dosifica-

de diferentes tipos de cosustratos y el

sarrollo e implementación de una inno-

ción automática de residuos

control de la dosificación de los mismos

vadora tecnología de automatización

en profundidad.

de dosificación para la digestión con-

orgánicos en los digestores anaerobios

junta de los residuos de la industria

de EDAR. Esta tecnología permitirá optimizar la generación de biogás con la

OBJETIVOS

agroalimentaria y los fangos en los digestores de las EDAR. El sistema pro-

finalidad de contribuir a la reducción de emisiones de gases de efecto inverna-

El principal objetivo del Proyecto LI-

puesto se basa en la medición continua

dero mediante el reciclado de los resi-

FE Ecodigestión es incrementar la pro-

de la cantidad y composición del bio-

duos de la industria agroalimentaria.

ducción de energía renovable en forma

gás producido, lo que se traducirá en

La co-digestión anaerobia consiste

de biogás con el fin de contribuir a la

una mayor valorización de los residuos

en el tratamiento conjunto de residuos

reducción a gran escala de emisiones

en lugar de su eliminación, un mayor

orgánicos diferentes para conseguir

de gases de efecto invernadero (GEI)

autoabastecimiento energético en la

una óptima recuperación de la energía.

mediante el reciclaje de los residuos de

planta y una reducción de los costes de

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INVESTIGACIÓN

tratamiento del productor de los residuos. Todo ello asegurando la estabilidad del proceso de digestión.

La mayoría de residuos de la industria agroalimentaria tienen un alto contenido en materia orgánica lo que encarece y dificulta su tratamiento. Por ello, la codigestión de estos residuos con los fangos de la EDAR se plantea como una buena alternativa, ya que se logra transformar algunos de los residuos en subproductos contribuyendo a la generación de biogás.

Este proyecto por tanto lucha contra un problema ambiental doble: la escasez de combustibles fósiles y su estrecha relación con la producción de gases de efecto invernadero, y la creciente producción de residuos orgánicos de elevado poder contaminante y su desaprovechamiento como recursos.

Entre los objetivos específicos del Proyecto LIFE Ecodigestion, se destaprevención> preparación para la reutili-

ficación y mezcla de los residuos más

zación> reciclaje> otra recuperación>

favorables.

1. Diseño y puesta en marcha de dos

disposición.

2. Incremento de la proporción de meta-

prototipos, uno con la nueva tecnología

5. Aumento de la seguridad del abaste-

no en el biogás, lo que permite una ma-

y el otro con la tecnología convencional.

cimiento energético y reducción de las

yor generación de energía para la mis-

2. Evaluación y validación de la tecnolo-

emisiones de gases de efecto inverna-

ma cantidad de biogás.

gía de dosificación.

dero en la UE.

3. Aumento de la capacidad de co-di-

can los siguientes:

3. Contribución al objetivo español de la generación de electricidad mediante el

gestión de residuos.

RESULTADOS ESPERADOS

uso de biogás a partir de lodos de de-

4. Reducción del consumo de Cl3Fe utiliza para prevenir la generación de gas

puradora en 2020 (Plan de Energías

El principal resultado esperado del

Renovables en España 2011-2020) y la

Proyecto LIFE Ecodigestion es un sis-

5. Mayor estabilización de lodos y me-

cuota europea de destino de la energía

tema de control automatizado de dosi-

nor contenido de metal en el fango di-

procedente de fuentes renovables (Di-

ficación de residuos en digestores

gerido (menos Cl3Fe) favoreciendo la

rectiva 2009/28/CE).

anaerobios de EDAR, que permitirá la

reutilización de los lodos como fertili-

4. Aprovechamiento de los recursos

producción de una mayor cantidad de

zante agrícola.

contenidos en los residuos y lodos de

energía renovable y un mejor aprove-

6. Incremento de la capacidad de auto-

depuración de acuerdo con el Plan Na-

chamiento de los residuos aseguran-

suministro de energía de las plantas.

cional de Lodos de Depuradora de

do al mismo tiempo la estabilidad del

8. Alta aplicabilidad del sistema en otras

Aguas Residuales (2008-2015), el Plan

proceso de digestión. Algunas de las

EDAR de una manera relativamente

Nacional Integrado de Residuos 2007-

ventajas que conlleva este sistema

sencilla.

2015 y la Directiva 2008/98/CE, priori-

son:

H2S en los digestores.

zando el reciclaje sobre la eliminación de residuos de acuerdo con la jerarquía

1. Incremento de la producción de bio-

Más información sobre el proyecto

de tratamiento de esta misma Directiva:

gás hasta un 20% por medio de la dosi-

LIFE ECOdigesion en: www.ecodigestion.com

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EDITA C & M PUBLICACIONES, S.L. DIRECTOR Agustín Casillas González agustincasillas@retema.es PUBLICIDAD David Casillas Paz davidcasillas@retema.es REDACCIÓN, ADMINISTRACIÓN, PUBLICIDAD Y SUSCRIPCIONES C/ Jacinto Verdaguer, 25 - 2º B - Esc. A 28019 MADRID Tels. 91 471 34 05 Fax 91 471 38 98 info@retema.es REDACCIÓN Luis Cordero luiscordero@retema.es ADMINISTRACION Y SUSCRIPCIONES Silvia Lorenzo suscripciones@retema.es EDICIÓN Y MAQUETACIÓN Departamento propio IMPRIME PENTACROM Suscripción 1 año (6 + 2 núm.): 96 € Suscripción 1 año resto de europa: 172 € Suscripción 1 año resto de paises (Air mail): 194 € Suscripción Digital 1 año: 58 € Depósito Legal M.38.309-1987 ISSN 1130 - 9881 La dirección de RETEMA no se hace responsable de las opiniones contenidas en los artículos firmados que aparecen en la publicación.

La aparición de la revista RETEMA se realiza a meses vencidos. © Prohibida la reproducción total o parcial por cualquier medio sin autorización previa y escrita del autor.

Foto portada: Instalación de valorización de lodos de Galindo

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SUMARIO SUMARIO

SEPTIEMBRE - OCTUBRE 2015 AÑO XXVIII - Nº 186

MÁS PRODUCCIÓN DE BIOGÁS EN EDAR AUTOMATIZANDO LA DOSIFICACIÓN DE RESIDUOS EN LOS DIGESTORES Página 2 REPORTAJE DESALADORA DEL CAMPO DE DALÍAS. EL EJIDO, ALMERÍA Página 8 APLICACIÓN DE MODELOS CFD PARA LA REDUCCIÓN DE COSTES Y OLERES EN DEPURADORAS Página 26 NUEVAS APLICACIONES DE LA NANOFILTRACIÓN PARA PRODUCCIÓN DE AGUA DE CALIDAD FARMACÉUTICA Página 32 SMARTH2O: PLATAFORMA TIC BASADA EN LA COMPUTACIÓN SOCIAL QUE PROMUEVE LA GESTIÓN EFICIENTE DEL CONSUMO DE AGUA Página 42 REPORTAJE NUEVA INSTALACIÓN DE VALORIZACIÓN DE LODOS DE LA EDAR DE GALINDO. SESTAO, PAÍS VASCO Página 49 LA GESTIÓN INTELIGENTE DEL AGUA PARA SMART CITIES Página 62 SISTEMAS DE REHABILITACIÓN DE TUNERÍA SIN ZANJA. LA EXPERIENCIA DE EMACSA Página 68 REPORTAJE AMPLIACIÓN DE LA EDAR DE ROTA Página 78 ESTUDIO DE LA PRESENCIA DE CONTAMINANTES EMERGENTES EN LAS DISTINTAS ETAPAS DE LAS EDAR Página 84 LIFE STO3RE, NUEVO CONCEPTO DE EDAR SOSTENIBLE Y AUTOSUFICIENTE COMO SISTEMA MANCOMUNADO DE GESTIÓN DE LODOS Y RESIDUOS DE ORIGEN AGROPECUARIO Página 94

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TECNOLOGÍA I WGM

WGM, la plataforma web de gestión del ciclo del agua GESTIÓN DE INSTALACIONES DEL CICLO DEL AGUA Se trata de un desarrollo específicamente diseñadas para la gestión de instalaciones de producción industrial de agua, totalmente parametrizable para adaptarse a cualquier tipo de empresa y normativa aplicable.

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CONTROL DE LA CALIDAD DEL AGUA

mecanismos que permitan el control

veedor y en su caso creando la corres-

del agua producida su facturación.

pondiente disconformidad.

La plataforma WGM es una aplicación totalmente web, parametrizable y

• Gestión y control de incidencias.

adaptable a cualquier tipo de empresa

A través de la plataforma web se reci-

• Gestión de analíticas. Seguimiento

del sector, y tamaño, todos los concep-

ben, tramitan y gestiona, todas las inci-

y control de todas las analíticas.

tos son totalmente parametrizables.

dencias acaecidas en las instalaciones.

El alta de las incidencias es muy sencilla.

La plataforma web de WGM permite definir todos los tipos de análisis que

• Incorporación de las mejores prácti-

ha de realizarse y los analitos específi-

cas del sector en los mantenimientos

• Gestión y control de análisis de

cos para cada tipología de análisis y el

preventivos, correctivos y evolutivos.

agua de forma automática.

La plataforma web de gestión de ins-

La plataforma web de gestión permi-

talaciones es un sistema integrado de

te definir todos los tipos de análisis que

• Configuración y gestión de todos

gran eficacia para la gestión y control

ha de realizarse y los analitos específi-

los activos de las instalaciones.

del mantenimiento, facilita la integra-

cos para cada tipología de análisis y el

ción de todas las áreas relacionadas.

rango de valor para cada analito.

rango de valor para cada analito.

A través del sistema, vamos a poder definir todos los niveles que sean necesarios (sin límite), los tipos de niveles y

• Control de consumos eléctricos y

sus características, así como todos los

disconformidad en la facturación.

tipos de equipos y sus características específicas.

La plataforma web de gestión de ins-

Además WGM ofrece consultoría, servicio Cloud, formación, soporte y asistencia técnica.

talaciones facilita el control de los consumos eléctricos mediante el estableci-

• Mejora de la eficiencia en los pro-

miento de las tarifas, comparando los

cesos productivos estableciendo

consumos reales con la factura del pro-

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WGM www.wgmsa.com

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I REPORTAJE

DESALADORA DEL

CAMPO DE DALÍAS EL EJIDO, ALMERÍA

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DESALADORA DEL CAMPO DE DALÍAS I EL EJIDO, ALMERÍA

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REPORTAJE I DESALADORA DEL CAMPO DE DALÍAS

Oscar Palomino VEOLIA Water Technologies I www.veoliawatertechnologies.es

L

a Confederación Hidrográfica

nal, siendo el gestor de esta actuación

la operación y mantenimiento de las mis-

del Sur, tras la declaración defi-

la Sociedad Estatal “Aguas de las Cuen-

mas durante un periodo de 15 años.

nitiva de la sobreexplotación

cas Mediterráneas, S.A (Acuamed)”.

LÍNEA DE TRATAMIENTO

del acuífero del Poniente Alme-

Ubicada entre las localidades de Ba-

riense en septiembre de 1995, elaboró

lerma y Balanegra, en el término muni-

un Plan de Ordenación del Campo de

cipal de El Ejido (Almería) la Desalado-

Captación y bombeo de agua

Dalías con el objetivo de corregir esta

ra del Campo de Dalías cuenta con una

de mar

situación. En dicho Plan se contempla

capacidad de producción actual de 97.200 m3/día (30 Hm3/año) con infra-

Obra de toma

la reducción de las extracciones en unos 50 Hm3/año, y su sustitución por

estructuras ampliables en un futuro si

Benínar, la reutilización de aguas resi-

las necesidades así lo requieren hasta los 129.600 m3/día de producción (40

duales y la desalación de agua de mar.

Hm 3 /año). La producción, destinada

Con esta finalidad, en lo referente a

tanto a riego como a consumo humano,

las medidas a adoptar para la obtención

se distribuye por todo el Poniente Alme-

requiere una captación de 217.900 m3/día de agua de mar. La captación

de agua potable para abastecimiento

riense, desde Balerma hasta el término

de agua de mar se realiza mediante

de poblaciones y riego, nace el proyec-

de Roquetas de Mar.

una toma abierta, estando el punto de

recursos regulados en el embalse de

En fase actual, la planta está dimensionada para un caudal nominal de producción de 97.200 m3/día. Para ello, re

to de la Desaladora del Campo de Dalí-

Adjudicado a la Unión Temporal de

as, cuyo objetivo es la obtención de

Empresas formada por Veolia Water

agua potable mediante el proceso de

Systems, Sando Construcciones, Inypsa

En el punto de toma se sitúa una torre

osmosis inversa de agua de mar.

y Montajes Eléctricos Crescencio Pérez,

de captación submarina, que asienta so-

El proyecto se enmarca dentro de la

el contrato comprende el diseño y cons-

bre una plataforma rocosa a una profun-

Ley 11/2005 del Plan Hidrológico Nacio-

trucción de las infraestructuras, así como

didad de 14 metros bajo el nivel del mar.

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toma situado a aproximadamente 1.200 metros de la línea de costa.

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DESALADORA DEL CAMPO DE DALÍAS I REPORTAJE

La estructura, construida en hormigón y con forma cilíndrica, está diseñada para que la velocidad de entrada de agua de mar, así como la velocidad en el interior de la estructura, sea inferior a 0,3 m/s.

La torre de captación se conecta con el edificio de captación mediante un inmisario submarino, de 1.800 mm de diámetro nominal, construido en polietileno de alta densidad, con una longitud total de 1.620 metros.

Para minimizar en la medida de lo posible las operaciones de hundimiento, los tubos del inmisario, de la firma Pipelife, se suministraron en tramos de longitudes entre 400 y 500 metros, siendo remolcados directamente desde la fábrica, situada en Noruega, hasta obra.

Edificio de captación y bombeo de agua bruta

el paso de agua de mar en el caso de

tipología de las bombas, suministradas

querer realizar tareas de limpieza y

por KSB Pumps, es de cámara partida

mantenimiento.

axialmente con motor verticalizado.

en seis trenes de producción, el bom-

Cuentan con un caudal unitario de 1.525 m3/h y son capaces de elevar la

El inmisario de captación conduce el

beo de agua de mar se ha adaptado a

presión del agua de mar a 7,1 bar. Ca-

agua bruta hasta el edificio de capta-

esta configuración, de forma que se

da bomba está accionada por un motor

ción, que es un edificio subterráneo si-

dispone de seis bombas (más una sép-

eléctrico de 400 kW potencia nominal,

tuado en la costa, donde el agua es al-

tima en reserva) en paralelo. Esta mo-

alimentado a 6.600V.

macenada y bombeada a la desaladora.

dularidad permite adaptar fácilmente el

Desde el edificio de captación, el

A la entrada de dicho edificio se dispone

bombeo de captación a las demandas

agua bruta es impulsada al pretrata-

de una reja de desbaste así como una

puntuales manteniendo el máximo ren-

miento mediante una conducción de

válvula de compuerta mural, que impide

dimiento de los equipos de bombeo. La

PRFV DN1400 PN10.

Dado que la planta está configurada

Pretratamiento Dosificación de reactivos La instalación cuenta con un sistema de desinfección mediante la dosificación de hipoclorito sódico. Dicho sistema se compone de cuatro tanques de almacenamiento, construidos en PRFV, de 100 m3 de capacidad unitaria, así como un bastidor de dosificación compuesto por cuatro bombas dosificadoras (una de reserva) diseñadas tanto para dosificación en continuo como para dosis de choque de 5 mg/l. La dosificación puede realizarse directamente en el punto de captación, como en el edificio de bombeo de agua bruta o bien en línea en la tubería de bombeo de agua bruta.

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REPORTAJE I DESALADORA DEL CAMPO DE DALÍAS

se compone de cuatro bombas dosificadoras (una de reserva) dimensionadas para una dosis máxima de 6,5 mg/l. El producto se almacena en dos depósitos construidos en PRFV, de 45 m3 de capacidad unitaria, que dotan al sistema de una autonomía mínima de 30 días.

Para la eliminación del posible cloro libre residual de la desinfección se dispone, antes de los filtros de cartucho, de una dosificación de producto reductor en forma de bisulfito sódico. El sistema de dosificación está compuesto de dos depósitos de preparación y dosificación, de 3 m3 de capacidad unitaria, equipados con electroagitadores, y cuatro bombas dosificadoras (una en reserva) dimensionadas para reducir una cantidad de cloro libre residual de hasta 2 mg/l.

Previo a la ósmosis inversa, como es habitual en este tipo de instalaciones,

ajuste de pH del agua bruta, se dispo-

cenamiento, construidos en acero carbono, de 20 m3 de capacidad unitaria,

ne de un sistema de dosificación de

dotan al sistema de una autonomía de

ción de anti-incrustante, compuesto de

ácido sulfúrico, compuesto por cuatro

mínima de 15 días.

En el caso de que sea necesario el

se dispone de un sistema de dosifica-

bombas dosificadoras (una de reser-

Como coagulante, se ha previsto la

dos depósitos de preparación y dosificación, de 1,5 m3 de capacidad unita-

va). La capacidad unitaria de las bom-

dosificación de cloruro férrico en línea,

ria, equipados con electroagitadores, y

bas dosificadoras permite una dosis de

previo a la primera etapa de filtración. El

cuatro bombas dosificadoras (una en

hasta 20 mg/l. Dos depósitos de alma-

sistema de dosificación de coagulante

reserva) dimensionadas para una dosis de anti-incrustante de hasta 1 mg/l.

Dado que la instalación cuenta con un segundo paso de ósmosis inversa, se dispone de un sistema de dosificación de anti-incrustante específico para el segundo paso, así como de un sistema de dosificación de hidróxido sódico, para elevar el pH y favorecer la retención de boro en el segundo paso.

Los productos químicos genéricos utilizados en la instalación son suministrados por Barcelonesa de Drogas, mientras que los anti-incrustantes específicos del proceso de ósmosis pertenecen a la división de Producto Químico de Veolia Water Technologies.

Todas las bombas dosificadoras instaladas son del tipo de membrana hidráulica equipadas con servomotor para el ajuste del caudal de dosificación proporcional al caudal. Tanto estos como el resto de equipos de dosificación

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REPORTAJE I DESALADORA DEL CAMPO DE DALÍAS

de la planta han sido suministradas por

aporte a las membranas de ósmosis in-

doble etapa de filtración mediante fil-

la empresa Xylem.

versa, con un SDI (Silt Density Index)

tros bicapa.

Doble etapa de filtración Para asegurar la calidad del agua de

objetivo en torno a 3, el pretratamiento

La característica principal de la doble

adoptado está basado en una tecnolo-

etapa de filtración es que los filtros se

gía sólida y robusta desde el punto de

han fabricado íntegramente en poliés-

vista de proceso, consistente en una

ter reforzado con fibra de vidrio (PRFV) evitando así posibles problemas de corrosión en los mismos.

En total la instalación consta de cuarenta filtros bicapa horizontales a presión, distribuidos de forma que la primera etapa se compone de veinticuatro filtros y la segunda etapa se compone de dieciséis filtros.

Los filtros tienen una longitud cilíndrica de 12 m y un diámetro de 3,4 m lo que resulta en una superficie filtrante unitaria de 41 m2. Por lo tanto, las velocidades nominales de filtración resultantes son de 9,3 m/h para la primera etapa y de 14,0 m/h para la segunda etapa.

Como material filtrante en los filtros, se ha adoptado un relleno bicapa de arena y antracita, tanto para la primera como para la segunda etapa de filtración, aunque el material de relleno

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DESALADORA DEL CAMPO DE DALÍAS I REPORTAJE

PUBLICIDAD

BUPOLSA fabrica gran cantidad de depósitos y filtros para la planta Para la planta desaladora de Campo de Dalías, BUPOLSA ha suministrado: • 2 depósitos de 45m3 de capacidad con diámetro 3400mm y altura total de 5950mm para cloruro férrico • 4 depósitos de 100m3 de capacidad con diámetro 4000mm y altura total 9000mm para el almacenamiento de hipoclorito sódico al 12%, todos ellos fabricados con barreras químicas en resinas viniléster para aportarle una gran durabilidad química de los mismos.

• 2 depósitos de 3m3 de capacidad con diámetro 1360mm para disolución de bisulfito sódico al 10% • 4 depósitos de 1,5m3 de capacidad con diámetro 1200mm para disolución anti-incrustante, todos ellos con soporte agitador en acero inoxidable y tapa abatible abisagrada.

• Torres de lavado de gases

Pumps, con una capacidad unitaria de 2.040 m3/h a una presión de descarga de 2,6 bar. Cada bomba cuenta con un motor eléctrico de 200 kW. Filtros de cartucho Como filtración de seguridad se han instalado doce filtros de cartucho de la firma Xylem, construidos en PRFV por Bupolsa, de tipo vertical. Cada filtro de cartuchos aloja 252 cartuchos filtrantes

Ademas tambien han suministrado varios filtros cartuchos: • 12 filtros de proceso en PRFV de 3.400litros de capacidad con diámetro interno 1360mm y altura total 4300mm trabajando a una presión de 6 bares fabricados íntegramente con resinas isoftálicas al igual que su placa portacartuchos fabricada también por BUPOLSA para la instalación de 252 cartuchos.

• 2 filtros de limpieza de las mismas dimensiones que los filtros de proceso, pero fabricados con una barrera química de resinas viniéster y el refuerzo mecánico en resinas isoftálicas.

de 50 pulgadas de longitud y una selectividad de 5 micras nominales.

El dimensionamiento de los filtros permite tratar la totalidad del caudal de agua de mar con un filtro de cartucho fuera de servicio, por lo que las operaciones de reemplazo de cartuchos se

de la primera etapa tiene una talla

ta entrar en un ciclo de lavado. Las ope-

pueden realizar sin que haya disminu-

efectiva mayor.

raciones de lavado de los filtros bicapa

ción en el caudal de producción nominal de la planta.

En total, se han utilizado 1.372 ton

se realizan mediante aire y salmuera,

de antracita, suministrados por la em-

en fases independientes. El lavado con

A la salida de los filtros de cartucho

presa Aqua-Techniek, y 1.858 ton de

aire se realiza mediante tres grupos

se realizan una serie de medidas analí-

arena y grava soporte, suministrados

motosoplantes (uno de reserva) que

ticas en línea, a fin de asegurar la cali-

por la empresa Gómez Vallejo.

aportan un caudal unitario de aire de 2.250 Nm3/h. El lavado con salmuera

dad del agua de aporte a membranas.

Medidores de caudal de tipo electromagnético instalados en la entrada a

se realiza mediante tres bombas centrí-

analíticas de temperatura, conductivi-

cada filtro bicapa determinan cuando

fugas horizontales monoetapa (una en

dad, pH y redox, así como medidas de

un filtro ha acabado su carrera y necesi-

reserva) suministradas por KSB

presión y caudal. Adicionalmente, se

En concreto se dispone de medidas

dispone de medición del SDI (Silt Density Index) de forma automática, gracias a un equipo de la firma MABAT. La instrumentación analítica y de presión han sido suministradas por la empresa Endress+Hauser, mientras que los equipos de medición de caudal son de la firma Siemens. Ósmosis inversa El proceso de ósmosis inversa en la IDAM del Campo de Dalías consta de dos pasos, lo cual es necesario para obtener la calidad de agua producto requerida en lo relativo a la concentración de boro.

Primer paso de ósmosis inversa

sión, un tren de recuperación de ener-

cambiadores de presión DWEER, de la

gía y una bomba de recirculación.

firma Calder (Flowserve). Cada bastidor

Las bombas de alta presión, de la fir-

de primer paso tiene asociado un tren de

El primer paso de ósmosis inversa se

ma KSB Pumps, son bombas centrífu-

recuperación de energía compuesto por

compone de seis líneas de producción,

gas horizontales, de tipo segmentado.

tres DWEER modelo 1550, que trabajan

con una capacidad unitaria de producción de 18.000 m3/d de agua desalada,

El caudal unitario impulsado por las bombas es de 755 m3/h a una presión

de forma sincronizada, obteniéndose una

es decir, una capacidad total de 108.000 m3/día.

de 63 bar, estando accionadas por un

perior al 95%. Los vessels de los equipos

motor de media tensión de 1.800 kW de

DWEER han sido construidos en poliés-

potencia nominal.

ter reforzado con fibra de vidrio (PRFV).

Cada línea de producción se alimen-

eficiencia de recuperación de energía su-

ta mediante un sistema de alta presión,

La recuperación de energía de la sal-

A la salida de cada tren de recupera-

compuesto por una bomba de alta pre-

muera se lleva a cabo mediante inter-

ción de energía, una bomba de recircu-

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DESALADORA DEL CAMPO DE DALÍAS I REPORTAJE

PUBLICIDAD

ferencial de 5 bar, estando accionadas

TORAY suministra las membranas de ósmosis de la planta

por un motor de potencia nominal 200

Las membranas suministradas por Toray en la desaladora de Campo de Dalías para garantizar su perfecto funcionamiento son: • 9,768 unidades del modelo TM800E-400 (1er paso), para tratar agua pre-tratada con un 99,75% de rechazo de sales y un rechazo nominal de B del 91% a pH 8, con un área efectiva por membrana de 37 m2 (400 pies2) • 3,024 unidades del modelo TM720C-430 (2º paso), para tratar permeado proveniente del primer paso con un 99,20% de rechazo de sales y un rechazo nominal de B del 95% a pH 10, con un área efectiva por elemento de 40 m2 (430 pies2) Dichas membranas se disponen en 6 líneas de tratamiento, tanto en el primer como en el segundo paso, garantizando la producción de diseño de la planta en 98,657 m3/d así como su calidad (TDS < 400 mg/l y B < 0,5 ppm). Agradecemos a Veolia Water Systems Ibérica su confianza en Toray para la ejecución de esta planta desaladora tan representativa.

mer paso consiste en una única etapa,

kW dotado de variador de frecuencia.

El arreglo de los bastidores de priequipando cada bastidor 233 tubos de presión, suministrados por la empresa Protec Arisawa, con un rating de presión de 1.000 psi y dispuestos en una configuración multipuerto.

Las membranas seleccionadas para el primer paso de ósmosis han sido el modelo TM820-E-400 de Toray Membrane.

En total, la desaladora cuenta con 9.786 membranas de primer paso, trabajando a una tasa de conversión del 47,2%

lación se encarga de incrementar la pre-

ción son de tipología centrífuga horizon-

El control del proceso se lleva a cabo

sión de salida de los recuperadores has-

tal de aspiración axial. El caudal unitario

mediante válvulas de control instaladas

ta la presión necesaria de entrada a

impulsado por las bombas de recirculación es de 840 m3/h a una presión de di-

a la descarga de las bombas de alta

membranas. Las bombas de recircula-

presión, en las líneas de permeado y

REPORTAJE I DESALADORA DEL CAMPO DE DALÍAS

en las líneas de salmuera a la salida de

diseñado para tratar aproximadamente

es de 300 psi, con una configuración

los recuperadores de energía, y me-

el 57% del caudal de permeado.

multipuerto.

diante los variadores de frecuencia de

El segundo paso se compone tam-

La membrana seleccionada para los

las bombas de recirculación. Medido-

bién de seis líneas de producción, con

bastidores de segundo paso es el mo-

res de conductividad y pH controlan la

una capacidad unitaria máxima de producción de 14.280 m3/día.

delo TM720C-440 de la empresa Toray

La alimentación a los bastidores de

3.024 membranas de segundo paso,

segundo paso se realiza mediante seis

trabajando a una tasa de conversión

Segundo paso de ósmosis

bombas centrífugas, una por bastidor,

del 90%.

inversa

de tipología horizontal, de aspiración

El rechazo de los segundos pasos es

axial. El caudal bombeado, como se

devuelto al colector de alimentación a

calidad del permeado de cada bastidor de primer paso.

Membrane. En total, se dispone de

Para asegurar una concentración de

describe anteriormente, depende de

planta, justo después de los filtros de

boro en el agua producto inferior a 0,5

las condiciones de operación, por lo

cartucho, aumentando así el factor de

mg/l se dispone de un segundo paso

que las bombas están equipadas con

conversión global de la planta.

de ósmosis inversa.

El segundo paso está diseñado como

variadores de frecuencia. El caudal unitario varía entre 429 m 3 /h y 662

paso se lleva a cabo mediante válvulas

segundo paso parcial, es decir, que trata

m3/h, con una presión de descarga de

de control ubicadas en las líneas de re-

solo parte del permeado del primer pa-

13,1 bar y 8,7 respectivamente. Las

chazo y mediante los variadores de fre-

so, en función de la temperatura de ope-

bombas están accionadas por un mo-

cuencia de las bombas de segundo pa-

ración. Cuando la temperatura del agua

tor de 355 kW de potencia nominal.

so. Medidores de conductividad y pH

El control del proceso en el segundo

controlan la calidad del permeado de

de mar es más elevada, el rechazo de

El arreglo de los bastidores de se-

boro es menor en primer paso, y el se-

gundo paso es en dos etapas, de for-

gundo paso llega a tratar aproximada-

ma que cada bastidor equipa 72 tubos

mente el 88% del permeado. Cuando la

de presión de la firma Protec Arisawa,

Equipos de limpieza química y

temperatura de operación está en el

distribuidos en 54 tubos en primera

desplazamiento

rango inferior, mejora el rechazo de boro

etapa y 18 tubos en segunda etapa. El

en primer paso, y el segundo paso está

rating de los tubos de segundo paso

18

RETEMA

Septiembre/Octubre 2015

cada bastidor de segundo paso.

Para poder desplazar con agua dul-

I www.retema.es I

DESALADORA DEL CAMPO DE DALÍAS I REPORTAJE

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pieza, así como de cinco resistencias de

CASTFLOW VALVES suministra las válvulas de retención doble clapeta para la planta

calentamiento, con una potencia agrega-

CASTFLOW VALVES ha suministrado en la IDAM Campo Dalias válvulas de retención doble clapeta de alta y baja presión en superduplex e inoxidable.

a alta temperatura (30ºC – 35ºC).

CASTFLOW VALVES, fabricante especializado en el desarrollo de válvulas de retención ya tiene disponible su nueva gama de válvulas de retención de tipo Tobera (nozzle check valve).

A la hora de seleccionar las válvulas de retención para un proyecto es importante tener en cuenta una serie de criterios, entre los que se encuentra el tipo de aplicación, golpe de ariete, caída de presión y costo.

Todas las válvulas generan una caída de presión. La importancia de la caída de presión es variable pudiendo ser menos importante en pequeños diámetros o poca presión, pero muy importante en sistemas de bombeo de gran diámetro ya que el consumo eléctrico es significativo.

realizar desplazamientos, construido en hormigón armado, de 500 m3 de ca-

da de 1.000 kW, para su uso en los casos en los que haya que realizar lavados • Un depósito de agua permeada para

pacidad.

• Tres bombas de limpieza química y desplazamiento, suministradas por KSB Pumps. El sistema está diseñado de forma que las bombas pueden usarse tanto para limpieza como para desplazamiento, de forma que dos bombas

ce el agua de mar y la salmuera conte-

• Un depósito de limpieza química,

en paralelo se utilizarían en las opera-

nida en los bastidores de ósmosis in-

ciones de los primeros pasos de ósmo-

versa, así como para realizar limpiezas

construido en hormigón armado, de 230 m3 de capacidad. El depósito está dota-

químicas de las membranas, se dispo-

do de dos bombas de agitación, para la

segundos pasos de ósmosis, y una

ne de la siguiente instalación:

correcta preparación de reactivos de lim-

bomba quedaría en reserva. Las bom-

sis, una bomba sería suficiente para los

REPORTAJE I DESALADORA DEL CAMPO DE DALÍAS

bas tienen una capacidad unitaria de 840 m3/h a una presión de descarga de 5,5 bar, y están accionadas por un motor de 200kW de potencia nominal.

• Dos filtros de cartuchos verticales, construidos en PRFV, equipados cada uno con 256 cartuchos de 1.250 mm de longitud y 15 micras absolutas de poder de corte.

• Un sistema para la neutralización de las soluciones de limpieza química ya utilizadas, compuesto por dos bombas dosificadoras de ácido sulfúrico y dos bombas dosificadoras de hidróxido sódico.

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Tecnología SODIMATE® para la producción de lechada de cal de la desaladora SODIMATE® ha suministrado el sistema de preparación automática de lechada de cal, para el proceso de remineralización en el post tratamiento de la planta desaladora Campo de Dalias. El sistema , se compone de 2 silos de 82 m3, con 2 rompebóvedas dosificadores (caudal regulable, de 25 a 160 kg/hr) modelo DDS 400, 2 cubas de preparación automática de lechada de 5 m3 y 3 bombas (2 en operación + 1 en reserva) de transporte de lechada.

Con más de 5000 proyectos realizados durante los 35 años de trayectoria, SODIMATE® ha desarrollado un gran número de soluciones para el almacenamiento, extracción, dosificación y transporte de productos granulados, en polvo y fangos, posicionándose en el sector medioambiental, como experto en dosificación de reactivos, preparación de lechadas y disoluciones (cal viva o hidratada, carbonato sódico, sulfato de alúmina, carbonato cálcico, etc).

Post-tratamiento CO2 se compone de un tanque criogé-

equipado con un tornillo sinfín, encar-

Para cumplir con los requerimientos

nico de almacenamiento de 35 tonela-

gado de llevar la cal hasta dos cubas

de calidad exigidos, se dispone de un

das de capacidad, dos gasificadores

de 5.000 litros, donde se prepara el hi-

sistema de post-tratamiento que inclu-

atmosféricos y un panel de dosifica-

dróxido cálcico en forma de lechada de

ye ajuste de pH, remineralización y de-

ción, con la instrumentación necesaria

cal al 2%. La lechada de cal se bombea

sinfección del agua producto previo a

para el control de la inyección de CO2,

hasta dos saturadores de cal, donde se

su bombeo a la red de distribución.

todo ello suministrado por la empresa

obtiene el agua de cal, que es inyecta-

Praxair.

da junto al CO2 antes del almacenamiento y bombeo de agua tratada.

La remineralización se lleva a cabo añadiendo al agua producida en la ós-

Para la preparación del agua satura-

mosis inversa dióxido de carbono e hi-

da de cal, la instalación cuenta con dos

La desinfección final se realiza en la

dróxido cálcico en forma de agua satu-

silos de 80 toneladas de capacidad ca-

aspiración de las bombas de agua pro-

rada de cal.

da uno, preparados para el almacena-

ducto, mediante la dosificación de hipo-

miento de cal en polvo. Cada silo está

clorito sódico, aprovechando las infra-

La instalación para la inyección de

estructuras

de

dosificación

de

desinfectante de la zona de pretratamiento descritas anteriormente.

Almacenamiento y bombeo de agua tratada El agua tratada se almacena en planta en un depósito de 5.000 m3 de capacidad, en el que se controla el pH, turbidez, conductividad y contenido en cloro libre.

De este depósito de almacenamiento aspiran las bombas de agua producto.

Al igual que en el bombeo de captación, la modularidad del bombeo de agua producto está adaptada a la configuración de la planta en seis líneas.

Por lo tanto, se dispone de seis bombas, más una bomba de reserva.

Las bombas, suministradas por KSB Pumps, son bombas centrífugas hori-

20

RETEMA

Septiembre/Octubre 2015

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DESALADORA DEL CAMPO DE DALÍAS I REPORTAJE

zontales multietapa, cada una de ellas con una capacidad de bombeo de 675 m3/h a una presión de descarga de 32 bar, accionadas por un motor eléctrico de media tensión con una potencia nominal de 800 kW. Emisario de salmuera La conducción de salmuera consiste en un emisario submarino, con una longitud de 1.970 metros, correspondiendo los últimos 200 metros a un tramo difusor. En dicho tramo final se ubican 20 difusores o boquillas, encargadas de asegurar una velocidad mínima de salida de efluentes, para obtener una dilución correcta de los mismos.

El emisario de salmuera, al igual que el inmisario de captación, está ejecuta-

REPORTAJE I DESALADORA DEL CAMPO DE DALÍAS

do en PEHD (polietileno de alta densi-

en acero al carbono helicosoldado con

por una red de fibra óptica monomodo,

dad) y cuenta con un diámetro nominal

recubrimiento epoxi, se impulsa el agua

para su telecontrol.

de 1.400 mm.

tratada hasta un tanque de regulación.

EQUIPOS ELÉCTRICOS Y DE

En sus primeros 400 metros, el emisa-

El tanque de regulación, construido

rio y el inmisario discurren paralelos,

CONTROL

dentro de una zanja excavada en el fon-

en hormigón armado, tiene una capacidad de 25.000 m3. La solera del tan-

do marino, hasta salvar la zona de afec-

que se sitúa a 310 metros sobre el nivel

Sistema eléctrico

ción del oleaje. Tras ese punto, el emisa-

del mar, que es la cota necesaria para

rio se separa del trazado el inmisario, y

que el resto de la conducción hasta la

Para la alimentación eléctrica a la

ambas conducciones discurren apoya-

localidad de Roquetas de Mar discurra

desaladora, como parte de las obras

das en el fondo marino, lastradas ade-

por gravedad.

objeto del contrato, se ha ejecutado

La tubería de distribución a gravedad

una línea de alta tensión en 66kV, con

hasta Roquetas de mar se compone de

una longitud de 11 km, que discurre

RED DE DISTRIBUCIÓN DE

tres tramos, decrecientes en diámetro,

desde la subestación de Berja hasta la

AGUA TRATADA

a medida que se acerca a su punto fi-

planta desaladora.

cuadamente.

nal. El primer tramo, de una longitud de

La acometida llega hasta una subes-

Para la distribución del agua tratada

8.150 metros, está ejecutado en acero

tación de intemperie ejecutada en plan-

a los diferentes puntos de entrega y

helicosoldado de diámetro 44ʼʼ (1.118

ta, que cuenta con dos transformado-

usuarios, se ha ejecutado una red de

mm). Posteriormente hay un tramo

res de 66kV/6,6kV con una capacidad

distribución de unos 38 km de longitud

también en acero helicosoldado de

de hasta 25MVA cada uno.

total, con su punto final en la localidad

15.010 metros en diámetro 36ʼʼ (914

Desde la subestación, se alimenta

de Roquetas de Mar. Toda la conduc-

mm). El tramo final, en diámetro 400

en 6,6kV a las cabinas de media ten-

ción es de ejecución enterrada.

mm, está ejecutado en fundición dúctil.

sión (bombas de captación, bombas de

Desde la sala de bombeo de agua

A lo largo de la conducción se han

alta presión y bombas de agua produc-

producto de la planta parte una conduc-

ejecutado trece arquetas de corte y de-

to) y por otro lado se alimenta a cuatro

ción a presión, de 4.620 metros de longi-

rivación desde donde se realiza la en-

centros de transformación 6,6kV/400V,

tud y un diámetro de 44ʼʼ (1.118 mm).

trega de agua a los diferentes usuarios.

ubicados en la desaladora (uno en cap-

Mediante dicha conducción, construida

Todas las arquetas están conectadas

tación, uno en pre-tratamiento y dos en

22

RETEMA

Septiembre/Octubre 2015

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DESALADORA DEL CAMPO DE DALÍAS I REPORTAJE

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ma de sincronización horaria median-

ICR, encargada del sistema de automatización de la planta

te reloj GPS.

La automatización, cuya programación a desarrollado ICR, se ha llevado a cabo bajo un sistema de Control DCS Schneider Electric, SCADA redundante y dos CPUs Redundantes QUANTUM que controlan todo el proceso. El sistema recoge/actúa sobre 6.000 señales de campo mediante Entradas Salidas descentralizadas Modbus TCP. La Red de comunicaciones es redundante mediante fibra óptica.

Las 6.000 señales eléctricas dan lugar a 25.000 señales de control. El sistema comunica con distintos autómatas que controlan otras máquinas como los Dweer (Sistemas de recuperación de Energía), Equipos de protección de Motores y registradores de energía.

Se emplea la herramienta de Historización Historian para el almacenamiento y posterior procesado de dichas señales.

Cuenta con catorce estaciones remotas para el control de arquetas de distribución de agua producto que componen las conducciones. Las comunicaciones con los Autómatas de control de éstas son mediante Red redundante Fibra óptica y GPRS

do, encargado de conectar dichos con-

De los controladores redundantes parte un anillo de fibra óptica monomotroladores con los armarios de control distribuidos en campo. En total se dispone de once armarios de control distribuidos en las diferentes áreas de la planta desaladora.

En el caso del sistema de control de las conducciones de agua tratada, se dispone de un total de catorce armarios de control distribuidos a lo largo de la misma. Los armarios de control de las conducciones están basados en PLC y

el edificio de ósmosis). Cada centro de

En la sala de control se dispone de

por lo tanto dotados de inteligencia lo-

transformación cuenta con su corres-

dos estaciones de control y una esta-

cal. La comunicación desde la sala de

pondiente Centro de Control de Moto-

ción de ingeniería, así como de dos

control de la desaladora y los armarios

res, encargados de alimentar ya en ba-

servidores redundantes. Ubicados

de control de las conducciones de dis-

ja tensión a los distintos consumidores

también en la sala de control se en-

tribución se realiza mediante fibra ópti-

de la instalación.

cuentran los dos controladores redun-

ca como sistema primario, disponiéndo-

dantes del sistema de control. Todos

se de un sistema de respaldo mediante

estos equipos se encuentran conecta-

GPRS en caso de fallo de fibra.

Sistema de control

dos entre sí mediante una red Ether-

El suministro del hardware y software

La arquitectura de control de la plan-

net. El equipamiento informático de la

del sistema de control lo ha realizado la

ta desaladora sigue el esquema de un

sala de control se completa con un

empresa Schneider Electric, habiéndo-

Sistema de Control Distribuido (DCS)

monitor de gran formato 60ʼʼ que hace

se encargado de la programación del

con controladores redundantes.

las funciones de sinóptico, y un siste-

mismo la empresa ICR.

ACTUALIDAD

ACCIONA pone en marcha en Costa Rica la depuradora más grande de Centroamérica

A

CCIONA Agua junto con el Ins-

Se trata de una Planta de Tratamien-

ra la salud pública y de contaminación

tituto Costarricense de Acue-

to de Agua Residual (PTAR) de tipo pri-

de los acuíferos de la zona, además de

ductos y Alcantarillados de

mario (es decir físico-químico) con tra-

preparar la ciudad para el crecimiento

Costa Rica (AyA) ha inaugura-

previsto en los próximos años.

do la planta de tratamiento de aguas

tamiento completo de lodos para un caudal promedio diario de 2,81 m3/s y

residuales Los Tajos, que aliviará la car-

máximo diario de 3,45 m3/s ( Fase I).

leccionada en un concurso internacio-

ga contaminante de los ríos María Agui-

La PTAR Los Tajos es el núcleo de la I

nal con unos estrictos requerimientos

lar, Tiribí y Torres. La instalación será la

Etapa del Proyecto de Mejoramiento

económicos, técnicos y medioambienta-

mayor depuradora del país y se con-

Ambiental de San José, un programa de

les, ya que el Proyecto de Mejoramiento

vierte en la primera referencia de AC-

actuación que incluye también la rehabi-

Ambiental contó con un préstamo de co-

CIONA Agua en Costa Rica.

litación y extensión de la red de colecto-

operación internacional del Banco Japo-

El proyecto, que ha supuesto una in-

res y redes secundarias de alcantarillado

nés para la Cooperación Internacional.

versión de 45 millones de dólares

en más de 360 kilómetros. Con ello, se

Con esta obra, ACCIONA refuerza su

(unos 40 millones de euros) prestará

reducirán del 20% al 0,1% las aguas de

compromiso con la sostenibilidad y la

servicio a más de un millón de perso-

alcantarillado sanitario sin tratamiento en

necesidad de tratar el agua como un

nas, el 65% de la población estimada

el país. En la II Etapa, El Plan de Mejora-

bien escaso. Según la Memoria de Sos-

de la zona metropolitana de San José,

miento conseguirá así sanear la cuenca

la capital del país.

del río Tárcoles, reduciendo el riesgo pa-

tenibilidad 2014, ACCIONA registró una huella hídrica positiva de 532 hm3.

24

RETEMA

Septiembre/Octubre 2015

La oferta de ACCIONA Agua fue se-

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Manómetro digital Keller LEO Record con registro de presión y temperatura, y conexión a PC por USB

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l LEO Record de Keller es un instrumento de medida autónomo que nos permite medir y registrar presión y temperatura en

períodos muy largos de tiempo.

El LEO Record y el LEO Record Capacitivo (ideal para bajas presiones) ofrecen las siguientes ventajas: • Muy alta precisión (0,1% FE) y resolución en la medida.

• Muchos rangos de medida desde 0 a 30 mbar hasta 0 a 1000 bar.

• Indicación de la presión instantánea.

Registro de la presión y la temperatura.

Sencilla y bien estructurada configuración (software logger 5.x) con PC, por puerto USB. • La combinación del registro del control de eventos y del intervalo nos permite registrar solo los datos necesarios (por ej. sólo registrar los cambios de presión, etc.).

• Versión ATEX para zonas clasificadas con riesgo de explosión.

• Dispone de una conexión a proceso de 1/4" Gas-Macho (otras bajo demanda). La presión y la temperatura son registrados una vez por segundo (mínimo intervalo posible).

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Septiembre/Octubre 2015

RETEMA

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APLICACIÓN DE MODELOS CFD PARA LA REDUCCIÓN DE COSTES Y OLORES EN EDAR

Aplicación de modelos CFD para la reducción de costes y olores en EDAR Juan Manuel Juárez Galán LABAQUA I www.labaqua.com

OLORES EN EDARS

triales pueden generar un importante

sas metodologías, basadas en Normas

impacto odorífero. Al igual que en las lí-

de reconocido prestigio (UNE-EN

La actividad desarrollada en las esta-

neas de proceso anteriores, es necesa-

13725, VDI3880, VDI3940, etc.) con

ciones de depuración de aguas residua-

rio tratar estas emisiones adecuada-

las que es posible determinar de una

les (EDAR) se centra en dos líneas de

mente, pues pueden ser fuente de

manera objetiva, las emisiones odorífe-

proceso. Una primera línea, la de agua,

contaminación ambiental por olores y de

ras de una instalación. La metodología

donde a través de diversas operaciones

un importante impacto social.

basada en la UNE-EN 13725 permite

industriales se eliminan los contaminan-

El tratamiento de estas emisiones

determinar la contribución de cada una

tes químicos y materia orgánica presen-

odoríferas requiere en primer lugar de

de las fuentes a la emisión global de la

te en el agua de entrada; y otra línea, la

un diagnóstico eficaz, empleando me-

planta, facilitando la toma de decisio-

de fangos, donde se tratan los residuos

todologías normalizadas y con un con-

nes en cuanto a las fuentes sobre las

sólidos generados en la línea de agua.

trol de calidad acreditado para poder

que aplicar medidas correctoras en pri-

Existe, sin embargo, otra línea de proce-

determinar de forma objetiva las cau-

mer lugar. En relación a las medidas

so que es preciso considerar, la línea de

sas del problema. De este modo, es

correctoras, existen diferentes tecnolo-

aire, que deriva de las emisiones a la at-

posible plantear soluciones técnica-

gías de control, como lavado químico,

mósfera que se producen en cada una

mente eficientes y ventajosas para el

biofiltración avanzada, oxidación (tér-

de las líneas de proceso anteriores, y

explotador, desde el punto de vista

mica ó catalítica) y adsorción.

que en este tipo de actividades indus-

económico. Actualmente, existen diver-

26

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

En consecuencia, existen metodologí-

I www.retema.es I

APLICACIÓN DE MODELOS CFD PARA LA REDUCCIÓN DE COSTES Y OLORES EN EDAR

as normalizadas para determinar de for-

te la atmosfera en el interior de edificios

niendo en cuenta el mayor número de

ma objetiva las emisiones odoríferas, y

de proceso de operaciones industriales,

variables posibles, así como estrate-

las tecnologías adecuadas para tratar-

como los existentes en EDARs, presen-

gias de optimización de la ventilación,

las. Sin embargo, además de lo anterior-

tan importantes deficiencias en cuanto a

entre las que destacan:

mente mencionado, es preciso atender a

renovación del aire. Las razones pueden

un aspecto más, y es la conducción ade-

ser diversas: limitaciones presupuesta-

• Confinamiento y focalización de fuen-

cuada de las emisiones odoríferas des-

rias, utilización de diseños estándar que

tes emisoras, con el propósito de mo-

de las fuentes donde se producen, hasta

no se adecúan a las particularidades de

ver y tratar el menor volumen de gases

los sistemas de tratamiento (o desodori-

una determinada instalación (p. ej, no

• Gestionar el uso de espacios, consi-

zación). Este último aspecto no es trivial,

contemplar impedimentos internos de la

guiendo una adecuada ventilación en

ya que puede implicar confinamiento de

nave), o basar el diseño en criterios no

aquellas zonas donde realmente es re-

fuentes abiertas a la atmósfera (p.ej. de-

suficientemente amplios (como renova-

querido (p. ej. zonas transitables).

cantadores) y posterior extracción del

ciones/hora únicamente). Las conse-

• Seleccionar el tipo adecuado de ven-

espacio en cabeza generado; y plantea-

cuencias de disponer de un sistema de

tilación, basada en flujo pistón, mezcla

miento de sistemas complejos de impul-

ventilación no optimizado son diversas:

completa, desplazamiento, etc.

• Evitar zonas de estancamiento de ai-

sión de aire y extracción de gases en edificios de proceso (p. ej. edificios de

• El edificio de proceso puede actuar

re. Esto es especialmente crítico en

pretratamiento). En conclusión, para po-

como una fuente de contaminación y

presencia de contaminantes potencial-

der realizar con éxito la captación de las

olores.

mente tóxicos, como el H2S, que deben

emisiones, independientemente del tipo

• Mala calidad de aire y confort en el edi-

ser evacuados y mantenidos por debajo

de fuentes donde se generen (puntua-

ficio, con el consiguiente riesgo laboral y

de los límites establecidos por criterios

les, difusas y/o fugitivas), y conducirlas

ergonómico para los trabajadores/as.

de Seguridad e Higiene Laboral.

de forma adecuada a sistemas de deso-

• Costes extra en gestión de activos,

• Diseñar los conductos necesarios para

dorización (para evitar emisiones incon-

por la presencia mal ventilada de com-

mantener un determinado perfil de ven-

troladas), es preciso profundizar en el

puestos químicos agresivos como el

tilación, con la menor pérdida de carga.

campo de la ventilación industrial.

H2S, tan común en EDARs, y que ataca estructuras metálicas y de hormigón.

• Sistemas de ventilación a demanda,

VENTILACIÓN INDUSTRIAL

• Coste económico directamente rela-

tos de consigna referidos a concentra-

cionado con la operación de un sistema

ción de compuestos químicos y/o pará-

de ventilación (impulsión-extracción)

metros físicos.

La ventilación es la técnica que permite sustituir el aire ambiente interior de un

que se encuentren enlazados con pun-

ineficiente.

Junto con estos factores, además,

recinto, considerado inconveniente por su falta de pureza, temperatura inade-

Por todo lo anteriormente menciona-

es necesario definir los diferentes pará-

cuada o humedad excesiva, por otro de

do, es preciso plantear diseños ópti-

metros que afectan a la calidad de la

mejores características. Frecuentemen-

mos para instalaciones concretas, te-

ventilación:

Figura 1: Proceso de cálculo mediante CFD. Diseño 3D y condiciones de contorno, mallado y procesado

I www.retema.es I

Septiembre - Octubre 2015

RETEMA

27

APLICACIÓN DE MODELOS CFD PARA LA REDUCCIÓN DE COSTES Y OLORES EN EDAR

• Patrón de flujo: movimiento y distribu-

o diagnosticar el comportamiento del ai-

de aplicación a otros sectores como el

ción del aire en el interior de un recinto

re/contaminantes en el interior del edificio

médico y el de HVAC (del inglés, cale-

(depende de la geometría del mismo,

de proceso, así como el comportamiento

facción, ventilación y aire acondiciona-

obstáculos en su interior y posición de

del sistema de ventilación propuesto, te-

do). Son capaces de simular el compor-

las entradas y salidas).

niendo en cuenta aspectos como: in-

tamiento de los fluidos/partículas, tanto

• Número de renovaciones hora de aire

fluencia de las condiciones externas,

en el exterior como en el interior de edi-

(ACH, del inglés Air Changes per Hour),

aberturas (puertas y ventanas) en la es-

ficios, permitiendo evaluar y cuantificar

el cual, se define como la relación entre

tructura, geometría (incluyendo tabiques,

aspectos tan importantes como: renova-

el flujo de aire que entra al espacio ce-

muros y obstáculos), focos de calor, tipo

ción de aire en el interior de la instala-

rrado y el volumen de este.

y ubicación de entradas y salidas de aire,

ción, edad del aire, eficacia del sistema

• Edad del Aire: distribución espacial

etc. Estas herramientas complejas son

de ventilación, patrones de flujo de aire,

del tiempo que permanece el aire en la

los modelos de Dinámica de Fluidos

dispersión de contaminantes, perfiles de

sala. Puede ser Local o Promedio. En

Computacional (del inglés, CFD).

temperaturas, etc.

CFD

un proceso mediante CFD es necesario

Para llevar a cabo la simulación de

este último caso se llama Edad Media del Aire (EMA).

seguir los siguientes pasos (figura 1): El diseño de un sistema de ventilación

Los modelos CFD son herramientas

es, por tanto, un proceso de gran com-

de ingeniería tradicionalmente emplea-

• Análisis de los fenómenos físicos más

plejidad en el que se han de considerar

das en el sector aeroespacial, naval y

relevantes y recopilación de la informa-

multitud de aspectos. En estas condicio-

automovilístico que, en los últimos años

ción básica necesaria para la simula-

nes es conveniente contar con herra-

y gracias a las mejoras en sistemas de

ción y cualquier otra información que se

mientas complejas que permitan predecir

computación, han ampliado su campo

considere de interés. Con esta informa-

APLICACIÓN DE MODELOS CFD PARA LA REDUCCIÓN DE COSTES Y OLORES EN EDAR

ción se plantearán las condiciones ini-

• Mejora de la calidad de aire en el inte-

logías de edificios de proceso. El caso

ciales y las condiciones de contorno de

rior del recinto, implicando un mayor

que se plantea se ha llevado a cabo so-

la simulación.

confort de los trabajadores/as, y un au-

bre el sistema de ventilación, en fase

• Generación de la geometría tridimen-

mento de la vida útil de los equipos y

de proyecto, del edificio de deshidrata-

sional de la instalación objeto de estudio.

materiales existentes. Este es, por

ción de fangos de una EDAR. En la

• Generación de la malla, es decir, dividir

ejemplo, el caso de EDARs, donde la

planta superior se encuentran instala-

el dominio en celdas. En sus nodos se

presencia del corrosivo H2S no adecua-

dos seis filtros prensa que reciben fan-

resolverán las ecuaciones involucradas.

damente extraído, puede suponer ries-

gos procesados. La planta baja alberga

• Selección de las propiedades físicas

go para el personal de planta, equipos

las seis tolvas de recogida de fangos

y las propiedades de los fluidos.

eléctricos y materiales constructivos.

deshidratados.

• Especificación de las condiciones de

• Disminución del coste económico aso-

La resolución del problema se llevó a

contorno e introducción de valores ini-

ciado al consumo energético del sistema

cabo en dos fases. En la primera se rea-

ciales.

de ventilación (que puede alcanzar has-

lizó una simulación previa del comporta-

• Resolución del problema. El tiempo

ta el 15-25% de reducción), ya que se

miento fluidodinámico del sistema de

necesario para la resolución del proble-

emplea el número de renovaciones/hora

ventilación planteado inicialmente, con el

ma oscilará dependiendo de la comple-

óptimo para cada situación.

fin de detectar posibles deficiencias (nú-

jidad o el grado de detalle requerido.

• Post-procesado de los resultados ob-

mero, posición y dirección de rejillas), y CASO PRÁCTICO

tenidos para su evaluación.

proponer modificaciones en la geometría del mismo, con el fin de conseguir una

La utilización de modelos CFD, son la

Como se ha mencionado con ante-

adecuada renovación de aire a través

base para la optimización y el diseño de

rioridad, las herramientas CFD pueden

del recinto (figura 2). En la segunda fase,

este tipo de sistemas, resultando en:

aplicarse a multitud de sectores y tipo-

y una vez determinada la geometría final

APLICACIÓN DE MODELOS CFD PARA LA REDUCCIÓN DE COSTES Y OLORES EN EDAR

Figura 2: Perfiles de velocidad en la geometría original y la geometría modificada

del sistema, se llevó a cabo la simula-

relacionada con el tiempo de residencia

(Tabla 1), la cual, aunque impulsaba

ción de tres escenarios diferentes

y la edad media del aire). Valores infe-

menor cantidad de aire para la ventila-

(100%, 80% y 70% del caudal de dise-

riores o superiores implicarían la desvia-

ción, presentaba mejores patrones de

ño), en los que se varió la relación de

ción del sistema de ventilación respecto

flujo y menor turbulencia que la condi-

caudales impulsión/extracción con el fin

a las condiciones óptimas de operación

ción del 100%, a pesar de aumentar li-

de determinar la eficiencia del sistema

(bien por exceso o defecto).

geramente la edad media del aire. Pos-

en cada uno de los casos. La eficiencia

El estudio verificó que la configura-

teriormente, la modelización de la

se calcula a partir del tiempo medio que

ción más eficiente para la geometría

dispersión de H2S para los tres escena-

el aire permanece en el recinto, y su va-

considerada se conseguía empleando

rios mostró que la condición del 80%

lor óptimo se establece en el 50% (está

el 80% del caudal de diseño nominal

presenta similar evacuación del sulfuro de hidrógeno en las zonas de tránsito que las otras configuraciones (figura 3).

La elaboración de este estudio de

Tabla 1: Resultados de la modelización CFD de los tres escenarios 100% Caudal

80% Caudal

70% Caudal

EMA (s)

503

533

659

Eficiencia

0,42

0,49

0,44

optimización con CFD, permitió reducir la capacidad de ventilación diseñada con criterios convencionales desde 140.000 a 122.000 m3/h, lo que ha supuesto un ahorro energético estimado

Figura 3: Difusión de H2S en los tres escenarios

100%

30

70%

80%

RETEMA

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APLICACIÓN DE MODELOS CFD PARA LA REDUCCIÓN DE COSTES Y OLORES EN EDAR

Figura 4: Contacto aire-agua en reactores biológicos (Fuente: Application of CFD to wastewater Process Engineering. Randall Samstag and Ed Wicklein. Pacific North Weast Clena Water Association. 2012 Conference)

en 53.000 €/año. Además de lo anteriormente mencionado, se instalaron variadores de velocidad en los ventiladores de impulsión y aspiración. De este modo, en función de la concentración de compuestos químicos y/o sensación odorífera del interior, es posible adecuar la exigencia del sistema de ventilación en función de tres niveles previamente establecidos (y que dependen de la variación de las emisiones con las estaciones del año). Esta ventilación a demanda, permitió un ahorro energético adicional de hasta 25.000 €/año. La presencia de múltiples sensores en un sistema SCADA, garantiza que en ningún momento una mala operación pueda producir situaciones de riesgo para el personal.

OTRAS APLICACIONES En el sector de la depuración de agua, es posible emplear estos modelos para simular diferentes unidades de proceso, con el fin de mejorar aspectos como: sedimentación de sólidos en decantadores, contacto aire-agua en reactores biológicos (figura 4), flujo hidráulico en reactores de fangos activos (figura 5), agitación en digestores anaerobios, conducción de emisiones procedentes de edificios de pretratamiento hacia sistemas de desodorización (biofiltros y lavadores químicos principalmente), etc. Las aplicaciones, por tanto, son muy diversas.

En otros sectores, la literatura científica ofrece multitud de ejemplos, como en electrónica, mecánica, medicina, eó-

Figura 5: Flujo hidráulico en reactores de fangos activos (Fuente: Modelización del flujo hidráulico para la mejora de la eficiencia energética en el proyecto de plantas de depuración de aguas residuales. Antonio Gomez. V Jornadas Técnicas de Saneamiento y Depuración. Noviembre 2009).

lica, etc; en los que posibilita modelizar diseños de prueba en etapas previas al

CONCLUSIONES

prototipado y, como mínimo, permite

Mediante este tipo de herramientas es posible estudiar puntos de funciona-

descartar diseños que no alcancen indi-

El tratamiento adecuado de las emi-

miento óptimos en complejos sistemas

cadores previamente establecidos, im-

siones odoríferas producidas en EDARs

de ventilación de edificios de proceso (y

plicando un importante ahorro de cos-

puede llegar a ser un problema comple-

otras unidades), de una manera relati-

tes. Sin embargo, es en el campo del

jo, que implica el confinamiento, la cap-

vamente rápida y económica (principal-

HVAC (ventilación y climatización) don-

tación y tratamiento adecuado de los

mente si se emplean en tempranas fa-

de ha tenido un especial éxito debido a

gases/olores emitidos. La simulación

ses de diseño); y ofreciendo como

los potenciales ahorros energéticos que

mediante CFD permite abordar este tipo

resultado mejores condiciones de cali-

se pueden alcanzar.

de proyectos en toda su complejidad.

dad del aire, y eficiencia energética.

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RETEMA

31

NUEVAS APLICACIONES DE LA NANOFILTRACIÓN PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA DE CALIDAD FARMACÉUTICA

Nuevas aplicaciones de la nanofiltración para la producción de agua de calidad farmacéutica A. Otero-Fernández2, P. Díaz1, S. Luguera1, P. González1, A. Maroto2, J. A. Otero1 1 Universidad de Cantabria I www.unican.es • 2 UNED I www.uned.es

E

l agua para uso farmacéutico requiere alta pureza para garantizar que no hay interferencia de contaminantes que puedan

afectar a la calidad de la fabricación de las diferentes formas farmacéuticas.

El agua pura se puede definir utilizando varios parámetros, incluyendo la resistividad, contenido de microorganismos, niveles de pirógenos (endotoxinas), niveles de sílice y los niveles de carbono orgánico total (TOC). Las diferentes farmacopeas describen varios tipos de agua para uso farmacéutico, que fundamentalmente se pueden dividir en dos grandes grupos: Agua Purificada (PW) y agua para inyección (WFI).

De forma general, la ósmosis inversa (OI/RO) garantiza la producción de agua de grado farmacéutico a partir de de una fuente de agua potable.

La introducción de la nueva Directiva Marco del Agua (DMA 2000/60) está produciendo profundos cambios en la gestión de los recursos hídricos a nivel

cer una gestión más sostenible, de un

la Nanofiltración como una tecnología

de la industria en general y la farma-

recurso tan escaso como es el agua,

alternativa o complementaria a la Os-

céutica en particular. Por esta razón, es

acercándonos al "vertido cero".

mosis Inversa, dependerá del objetivo

necesario poner énfasis en la recupe-

En el presente artículo, se hace una

final a conseguir en las aguas de cali-

ración, el reciclaje y la reutilización de

revisión de las nuevas aplicaciones de

dad farmacéutica, dependiendo de su

las diferentes corrientes de proceso ge-

la Nanofiltración (NF) como tecnologia

uso finalista, evaluando económica-

neradas en la industria farmacéutica, y

muy prometedora destinada a mejorar

mente su aplicación, teniendo en cuen-

de ese modo lograr ahorros económi-

y optimizar la producción de agua de

ta los aspectos de selectividad y pro-

cos significativos y al mismo tiempo ha-

calidad farmacéutica. La utilización de

ductividad.

32

RETEMA

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NUEVAS APLICACIONES DE LA NANOFILTRACIÓN PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA DE CALIDAD FARMACÉUTICA

ANTECEDENTES

EL AGUA DE CALIDAD

de alimentación o para la preparación

FARMACEUTICA

de los distintos tipos de aguas purificadas, deben cumplir con los requisitos

La producción de agua de calidad farmacéutica requiere de unos requisi-

Introducción

de las normas de “agua potable” contemplados en las legislaciones de refe-

tos muy exigentes que están contemplados en las diferentes Farmacope-

El agua se utiliza ampliamente en la

rencia, como la Organización Mundial

as. Estas normas han estado en vigor

industria farmacéutica como materia

de la Salud (OMS), la Agencia de Pro-

durante más de 20 años, a lo largo de

prima, disolvente, o ingrediente en la

tección Ambiental de Estados Unidos

los cuales se han realizado diferentes

fabricación de multiples formas farma-

(EPA) o los reglamentos de agua pota-

modificaciones que han introducido

céuticas, productos farmacéuticos

ble de la Unión Europea o Japón. En

muchos cambios en los procesos de

activos (PAP) y productos interme-

España por ejemplo, esta normativa

fabricación, así como en las tecnologí-

dios, así como reactivo analítico. Por

está recogida en el REAL DECRETO

as utilizadas. El intercambio iónico

estos motivos debe reunir unos requi-

140/2003, de 7 de febrero del MINIS-

(IO/IE) ha formado parte integral de

sitos de pureza muy estrictos, que vie-

TERIO DE LA PRESIDENCIA, “por el

estos procesos de tratamiento. Desde

nen especificados en las Farmacope-

que se establecen los criterios sanita-

hace años la osmosis inversa (OI/ RO)

as de referencia: The United States

rios de la calidad del agua de consumo

se ha combinado con otras tecnologí-

Pharmacopoeia (USP), The Europe-

humano” (BOEnº 45 de 21 febrero

as, siendo la opción de tratamiento

an Pharmacopoeia (Ph Eur/EP) y la

2003). Esta fuente de agua puede puri-

preferida en la producción de agua pu-

The Japanese Pharmacopoeia (JP),

ficarse usando operaciones básicas

rificada. Esto es debido a varias razo-

entre otras. Asi por ejemplo la USP29,

que incluyen generalmente filtración,

nes tales como el requisito de la cali-

en el documento General Chapter

desionización, destilación, intercambio

dad microbiológica, asi como el

<1231> WATER FOR PHARMACEU-

iónico, ósmosis inversa u otros proce-

cumplimiento con el límite de TOC. La

TICAL PURPOSES, se recogen los

dimientos de purificación adecuados.

razón principal de la reducción en el

aspectos mas importantes en todo lo

Con el objeto de llevar a cabo el con-

uso de las tecnologías de intercambio

relativo al agua de calidad farmacéuti-

trol microbiano de las aguas potables

iónico (IO/IE), ha sido el desarrollo de

ca (USP), EP [1,2] El control de la ca-

se utilizan desinfectantes, que contie-

la electrodesionización (EDI). La RO y

lidad microbiológica del agua es im-

nen cloro y otras sustancias oxidantes.

EDI son tecnologías complementa-

portante para muchas de sus

Dichos productos se han utilizado du-

rias, compactas y modulares que re-

aplicaciones. La especificación micro-

rante las últimas décadas por su ino-

quieren la electricidad y que permiten

biana necesaria para un determinado

cuidad para los seres humanos. Sin

construir instalaciones que ocupan

tipo agua depende de su uso.

embargo, estos oxidantes pueden inte-

poco espacio y de gran rendimiento productivo.

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Debido a las exigencias anteriores,

ractuar con la materia orgánica de ori-

el agua utilizada como fuente de agua

gen natural (NMO) presente en las

Septiembre - Octubre 2015

RETEMA

33

NUEVAS APLICACIONES DE LA NANOFILTRACIÓN PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA DE CALIDAD FARMACÉUTICA

(c) Agua para hemodiálisis (WFH) Es un agua que se utiliza para aplicaciones de hemodiálisis, principalmente en la dilución de las disoluciones de los concentrados de hemodiálisis. Este tipo de agua no contiene agentes antimicrobianos añadidos y no está diseñada para ser inyectada.

Requisitos del agua de calidad farmacéutica Los requisitos que deben cumplir los distintos tipos de aguas Fig. 1. Sistema de generación de agua purificada (PW)- LIFERPAL (digitalday.mx )

están establecidos en las diferentes Farmacopeas, si bien como referencia en todo el mundo se

aguas de abstecimiento, produciendo

(a) Agua purificada (WP).

usan los establecidos en la The United

subproductos de desinfección (DBPs).

(b) Agua para inyección (WFI).

States Pharmacopoeia (USP), The Eu-

Los niveles de DBPs producidos varían

(c) Agua para hemodiálisis (WFH)

ropean Pharmacopoeia (Ph Eur/EP) y la The Japanese Pharmacopoeia (JP),

con la concentración y el tipo de desinfectante utilizado, así como de la natu-

(a) Agua purificada (WP)

entre otras. La USP y EP han adoptado normas similares para la calidad de las

raleza de la materia orgánica presente El agua purificada se utiliza como ex-

aguas de uso farmacéutico, que ade-

cipiente para la formulación de produc-

más de recoger la información sobre la

Como se verá en el apartado dedi-

tos no inyectables, que no entran en

calidad de las aguas de PW y WFI, tam-

cado a la Nanofiltración (NF), se hace

contacto con la sangre. Debe ser quí-

bién contiene datos relativos al Agua Al-

especial énfasis en la eliminación de

micamente pura, pero no tiene que ser

tamente purificada (HPW), tal como se

estos productos utilizando dicha tec-

biológicamente ultra pura. El Agua puri-

define en la EP, que es un agua que

nología.

ficada (WP) debe cumplir con los re-

cumple con las especificaciones WFI

en el agua, cuya composición depende de las condiciones estacionales.

quisitos de pureza química iónica y or-

pero que en su producción, se utilizan

Tipos de aguas de calidad

gánica y debe ser protegida de la

medios distintos a la destilación. La ma-

farmacéutica

contaminación microbiana.

yoría de los sistemas utilizan un proceso de ósmosis inversa combinada con

En la industria farmacéutica se utili-

(b) Agua para inyección (WFI)

desionización para producir PW. La gran mayoría de los sistemas de WFI

zan diferentes clases de aguas. Podemos distinguir de una forma general dos

El agua para inyección debe cumplir

utilizan destilación como el proceso de

tipos teniendo en cuenta la forma de ob-

con los requisitos de pureza química

tratamiento final debido a su amplia

tención: aguas a granel y aguas envasa-

del agua purificada y, además, debe

aceptación en todo el mundo [1,2]. En

das. Las primeras se producen típica-

cumplir con los requisitos de pureza

la actual USP 28, se especifica para la

mente en el sitio donde se utilizan y las

biológicos estrictos, ya que este tippo

PW y WFI, un valor de la conductividad

aguas envasadas, se producen, enva-

de agua entra en contacto con la san-

eléctrica de <1,3 μS / cm, lo que equi-

san y esterilizan para preservar la cali-

gre. En la industria farmacéutica se uti-

vale a TDS de <0,82 mg / l. Para resol-

dad microbiana durante toda su vida útil.

liza como un excipiente en la produc-

ver este problema actualmenmte se es-

Hay tres tipos básicos de agua utili-

ción de preparaciones parenterales,

ta incorporando una etapa de

zados popularmente en la industria far-

por lo que debe controlarse estricta-

Electroionización (EDI) acoplada a la

macéutica:

mente el contenido de endotoxina.

RO [3] [BECorp. 2015].

34

RETEMA

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NUEVAS APLICACIONES DE LA NANOFILTRACIÓN PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA DE CALIDAD FARMACÉUTICA

La introducción de la Nanofiltración

multitud de aplicaciones en la industria

Los diferentes rangos de filtración se

(NF) en el proceso de producción de

farmacéutica, de alimentos, procesos

utilizan hoy ampliamente en el trata-

aguas de calidad farmacéutica, puede

químicos industriales y tratamiento de

miento de aguas en la industria farma-

reportar mejoras sensibles en los ac-

agua residuales [6] (Otero et al. 2003).

céutica. La microfiltración (MF) y la Ul-

tuales procesos industriales como se pondrá de manifiesto en el presente artículo.

LOS PROCESOS DE FILTRACION CON MEMBRANAS EN TRATAMIENTO DE AGUAS PARA LA INDUSTRIA FARMACEUTICA El tratamiento de aguas constituye un sector en el que los procesos de filtración con membrans (MFP) están alcanzando un gran desarrollo, después de la entrada en vigor la nueva Directiva Marco del Agua 2000/60/CE (DMA), permitiendo así cumplir entre otros, el objetivo de recuperar y reciclar las diferentes corrientes de proceso en la industria farmacéutica, generadas fundamentalmente en el rechazo de la primera etapa de Osmosis Inversa.

Los procesos de filtración con membranas en la producción de agua de calidad farmacéutica Del estudio detallado de los antecedentes, los objetivos y el articulado de la Directiva Marco del Agua [4](DMA, CE 2000), se desprenden una serie de cuestiones relacionadas con el tratamiento de las aguas, que podrán ser abordados con éxito, mediante la aplicación de ciertos procesos de separación mediante membranas [5](Otero et al. 2006). Las aplicaciones de los procesos con membranas para usos industriales son relativamente recientes. Una vez desarrollados los procesos tales como la osmosis inversa y la electrodiálisis para la desalinización del agua de mar, han comenzado a ser utilizados para llevar a cabo separaciones a nivel industrial y tales procesos tienen hoy

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NUEVAS APLICACIONES DE LA NANOFILTRACIÓN PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA DE CALIDAD FARMACÉUTICA

trafiltración (UF) se emplean genericamente como pretratamiento o acondicionamiento, mientras que la Osmosis Inversa (OI/RO), se utiliza como tecnología finalista para conseguir aguas que cumplan unos ciertos requisitos complados en las diferentes farcacopeas. La Nanofiltración (NF) como última tecnología de filtración con membranas, se utiliza todavía poco en la industria farmacéutica, dedicada fundamentalmente al ablandamiento de aguas.

Microfiltración (MF) La microfiltración permite dejar pasar

Fig. 2. El espectro de los procesos de filtración con membranas. (http://www.acsmedioambiente.com/tmembranas.html, 2015)

todas las macromoléculas con exclusión de los microorganismos de los

Ultrafiltración (UF)

toxina microbiana, asegurando así los limites establecidos en las farmacope-

cuales los más pequeños tienen una dimensión de 0,1 micras (1μm = 10-6

Las membranas utilizadas en ultrafil-

as para el agua purificada [Purified Wa-

m). Las membranas de microfiltración

tración son microporosas y se definen

ter (PW)] y el agua para inyección

tienen un tamaño nominal de poro en el

por su umbral de corte, es decir, la ma-

[Water for Injection (WFI)].

rango comprendido entre 0,1 a 10 mi-

sa molecular máxima de las moléculas

cras (μm). Se trata pués de un procedi-

que pueden atravesarla. Este umbral

miento de filtración estéril. Su aplica-

tiene tamaños de poro nominales entre

ción requiere solamente presiones

5000 y 300.000 dalton, lo que aproxi-

Desde el punto de vista de aplicación

atmosféricas. Su primera y aún princi-

madamente se corresponde con diáme-

técnica, la ósmosis inversa es un proceso

pal utilización es la filtración para elimi-

tros promedio de poro comprendidos entre 10-3 y 10-1 μm. Las presiones de

que se realiza a altas presiones, situándo-

nar bacterias (la mayoría de las cuales están dentro del rango de 5 a 10 μm).

operación requeridas son de unos po-

los casos en el intervalo de 1-8 MP [(10-

En la producción de agua purificada

cos cientos de kPa (unos pocos bares).

80 bar) siendo MP (megapascal) = 10

(PW) suelen utilizarse microfiltros con

En la producción de agua de calidad

bar]. La masa molecular de las moléculas

el objeto de proporcionar una barrera

farmacéutica, la ultrafiltración se utiliza

que pueden atravesar las membranas de

física que impide el paso de partículas

con frecuencia para tratar las corrien-

ósmosis inversa (umbral de corte) es

y microorganismos. En la industria far-

tes que salen de los equipos de inter-

aproximadamente inferior a 100 dalton. El

macéutica es habitual el empleo de fil-

cambio iónico o desmineralizador (EI),

tros de cartucho reemplazables a la en-

la ósmosis inversa (RO) y los proce-

tamaño habitual de poro está comprendido en el intervalo de 10-5 y 10-3 μm.

trada del agua purificada al tanque de

sos de electrodesionización continua

Es la tecnologia mas ampliamente uti-

distribución.

(CEDI) con el objeto de reducir la endo-

lizada en la obtención de agua de cali-

Fig.3. Esquema de Microfiltración (www.acsmedioambiente.com (2015))

36

RETEMA

Osmosis Inversa (OI/RO)

se la presión de trabajo en la mayoría de

Fig.4. Esquema de Ultrafiltración (www.acsmedioambiente.com (2015))

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ción de agua potable están contaminadas por cianobacterias. Dichas bacterias producen cianotoxinas muy tóxicas para la salud humana, por lo que ambas deben ser eliminadas de las fuentes de agua destinadas a la producción de agua potable destinadas al consumo humano o posteriormente para la producción de agua de calidad farmacéutica. La nanofiltración (NF)

Fig. 5. Esquema de un proceso de ósmosis inversa (FILMTEC-DOW Form No. 609-02003-1004)

puede utilizarse para eliminar las ciadad farmacéutica (PW, agua purificada y

nanofiltración se sitúa en el intervalo

notoxinas disueltas así como otras

WFI, agua para inyección), ya que elimi-

comprendido entre 200 y 1000 dalton.

sustancias tóxicas [9] [Gijsbertsen-

na la contaminación inorgánica (sales) y

El nombre de nanofiltración deriva del

Abrahamse, 2006].

la contaminación organica (TOC) por en-

hecho de que el diámetro medio del po-

Por los efectos negativos sobre la sa-

cima del 90-99%. La presión de trabajo

lud, las autoridades gubernativas a nivel

utilizada habitualmente en los equipos

ro es del orden de 1 nanómetro (nm) (10-9 m). La presión de operación está

está por debajo de 15 bar (<221 psi).

mundial han extremado el control de to-

comprendida entre 1 y 3 MPa (10-30

dos aquellos productos potencialmente

Los equipos de osmosis inversa utili-

bar). La nanofiltración (NF) se muestra

tóxicos como aquellos bioproductos de

zados en la industria farmacéutica,

efectiva para la eliminación de los com-

desinfección (DBPs, disinfection by-pro-

suelen estar diseñados para trabajar

ponentes potencialmente tóxicos inclui-

ducts) y compuestos farmacéuticos acti-

con dos líneas de corriente indepen-

dos los pesticidas atrazina, diuron, iso-

vos (PhACs, pharmaceutical active

dientes en en paralelo. Cada una de

proturon y simazina , sustancias

compounds), entre otros, siendo la tec-

ellas suele tener dos etapas de

prioritarias recogidas en el Anexo X, de

nologia de la nanofiltración muy adecua-

(OI/RO) acopladas en serie, de tal for-

la Directiva Marco del Agua (DMA)

da para su eliminación [10][Otero et

ma que el permeado de la primera eta-

[8][Otero et al., 2008]. La Nanofiltración

al.2014]. El acoplamiento de la NF con

pa, constituye la alimentación de la

(NF), también se utiliza para la elimina-

la ultrafiltración (UF) se utiliza también

segunda etapa. El rechazo de la pri-

ción de la contaminación química, dure-

para la eliminación de productos farma-

mera etapa suele enviarse directa-

za y color. La NF permite eliminar o re-

céuticos que incluyen disruptores endo-

mente al drenaje, lo que supone un

ducir sólidos totales y materia orgánica

crinos ( EDC´s) y aquellos de cuidado

gran inconveniente desde el punto de

expresada como carbono orgánico total

personal (PPCP´s, personal care pro-

vista se sostenibilidad del proceso. El

(TOC), en una sola etapa, así como la

ducts) [11] [Yoon et al. 2006]. Se ha pu-

rechazo de la segunda etapa que tiene

materia orgánica natural (NOM), dure-

blicado un amplio estudio que abarca un

una baja conductividad, se recicla a la

za, nitritos, sulfatos, etc.,

entre otros.

total de 52 compuestos, en el cual se

cabeza de la primera etapa, mezclán-

Se ha comprobado que las reservas

muestra que la NF retiene muchos

dose con la alimentación de dicha eta-

de agua en el mundo para la produc-

EDC/PPCP´s por su carácter hidrofóbi-

pa. El permeado de la segunda etapa constituye el agua de calidad farma-

Fig.6. Esquema de Nanofiltración (www.acsmedioambiente.com (2015))

céutica (PW o WFI).

Como veremos a continuación, la utilización de la Nanofiltración (NF) puede aportar soluciones muy novedosas a los problemas planteados.

La nanofiltración (NF) La Nanofiltración (NF) [7] [Raman et al. 1994] es un proceso intermedio entre la Ultrafiltración y la Osmosis Inversa. El umbral de corte de las membranas de

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NUEVAS APLICACIONES DE LA NANOFILTRACIÓN PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA DE CALIDAD FARMACÉUTICA

co y tamaño de exclusión molecular,

versidad de Cantabria). Dicha plan-

mientras que la UF retiene

ta está adaptada para el trabajo si-

EDC/PPCP´s, fundamentalmente

multáneo en MF, UF, NF y OI, equi-

debido a la adsorción hidrofóbica

pada con módulos industriales, lo

[12] [Comerton et al. , 2007].

cual permite hacer una extrapola-

Actualmente hay muy pocas apli-

ción directa de los datos obtenidos

caciones a escala piloto e indus-

a una situación real de trabajo. Es

trial, en el manejo de la Nanofiltra-

un equipamiento experimental úni-

ción para la obtención de agua de

co que posibilita el estudio de forma

calidad farmacéutica. Los pocos

simultánea hasta cuatro membra-

trabajos publicados se refieren fun-

nas, permitiendo hacer unas expe-

damentalmente a la aplicación de

riencias muy homogéneas. Los

esta tecnología en el ablandamien-

nensayos se realizaron en reflujo

to de aguas. Con la presente publi-

total (estado estacionario).En este

cación se pretende avanzar en este

modo de operación el concentrado

campo de gran interes tecnológico.

y el permeado se reciclan al tanque de alimentación. Con este procedi-

PROCEDIMIENTO

miento se pretende conocer la in-

EXPERIMENTAL: MATERIAL

fluencia de las distintas variables de

Y METODOS

operación, como la presión (P), la temperatura (Tª) y el caudal de ali-

Toma de muestra de Agua

mentación, sobre el flujo de perme-

de Red

ado Jp y el rechazo (R). Cuando se analiza la influencia de una de las variables, el resto se mantiene

Se tomaron muestras reales de

constante.

aguas potables de las redes municipales con diferente conductivi-

RESULTADOS Y DISCUSION

dad, para la preparación de los ensayos en Planta Piloto industrial.

Los rangos de conductividad del agua de partida están en el intervalo de

Como etapa previa a las expeR [%] = [1-(CP/CF)]*100

340-1050 μScm. Membranas Se utilizaron tres membranas de de

riencias con el agua de red municipal, se procede a estudiar el estado de las

donde R (%) es el rechazo y CP y CF la concentración en las corrientes

membranas. A tal fin se realiza la expe-

de permeado y la alimentación respec-

ción con agua destilada y realizando un

tivamente, de la especie analizada.

proceso de reflujo total. Las condiciones

riencia cargando el tanque de alimenta-

Nanofiltración (NF) de diferente carga y

En el caso de las sales simples se

de trabajo fueron: intervalo de presión

tamaño de poro, denominadas CAF30,

utilizó la conducitividad y las muestras

de 1 - 5 MPa ; la Tª de 25 ºC a 40 ºC y

CAF40 y CAF80 así como una de Os-

complejas formadas por mezclas de

el caudal de alimentación de 400 a 1600

mosis Inversa (OI) (CAF99). Las mem-

sales fueron analizadas utilizando el

branas de Nanofiltración son del tipo

método de ICP de última generación.

L/h. La representación del flujo de permeado Jp(l/h.m2) frente a la presión P (MPa), nos permitirá conocer el estado

Planta piloto. Experiencias de

de la membrana y comprobar si ésta

filtración

sufre un proceso de compactación re-

compuestas (TFC) de capa (thin-film) de última generación.

Metodología analítica

versible. La membrana estará en dispoLos experimentos fueron realizados

sición de ser utilizada cuando se super-

La determinación del rechazo de la

en una planta piloto desarrollada y pa-

pongam la curva ascendente y

membrana para todos los parámetros

tentada por el Grupo de investigación

descendente. En caso contrario se pro-

investigados se hizo utilizando la

IPFM-UC (Ingeniería de los Procesos

cederá a realizar los ciclos de limpieza

ecuación:

de Filtración con Membranas, de la Uni-

necesarios [13][ Diaz, et. al. 2013].

38

RETEMA

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NUEVAS APLICACIONES DE LA NANOFILTRACIÓN PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA DE CALIDAD FARMACÉUTICA

Caracterización de las membranas de Nanofiltración y Osmosis Inversa En experiencias previas a nivel de planta piloto, se determinaron los parámetros de macroscópicos de transporte de las membranas utilizadas como son el Flujo de permeado (Jp) y Rechazo (%,R), así como la permeabilidad para el agua destilada (AW ). Se utilizaron para ello disoluciones patrón de NaCl (0.01M) y sus equivalentes disoluciones isotónicas de CaCl 2 , y Na2SO4 en el caso de las membranas de NF y NaCl para la OI. Se emplearon tanto sales simples como mezclas de sales [14][González et al. 2013]. Se completó la caracterización con el estudio de composición de la capa activa, utilizando la técnica de la Espectroscopia de Fotoelectrones de Rayos-X

mentación de aporte al módulo (QF) y la concentración inicial en la alimenta-

tividad (P*R) y Selectividad (S*R) relativas, de las membranas de nanofiltra-

(XPS-X-ray Photoelectron Sectros-

ción (CF), sobre el Jp y R.

ción, en relación con la membrana de

copy) [15] [Hornés et al., 2013]. Estos

Osmosis Inversa que se utiliza como

estudios aportarán luz sobre los meca-

Evolución del flujo de

nismos de separación de especies tan-

permeado (JP ) y el rechazo (R)

to moleculares como iónicas a través

del agua de red (AR)

referencia.

Discusión de los resultados

de las membranas.

Se obtuvieron los valores del recha-

A la vista de los resultados anterio-

zo (R,%) y el flujo de permeado (JAR )

res, se puede afirmar que la membrana

para las membranas empleadas, anali-

de Nanofiltración NF-CAF80, es las

Los resultados experimentales obte-

zándose al mismo tiempo los efectos

más apropiada para obtener agua puri-

nidos utilizando agua de red, permitie-

de las variables de operación ensaya-

ficada de calidad farmacéutica. Compi-

ron conocer el flujo de permeado (JP)

das (presión y el caudal de alimenta-

te con su homóloga de Osmosis Inver-

y el Rechazo (%) a partir de la concen-

ción), sobre dichos parámetros. La

sa OI-CAF99, ya que tiene una

tración de las especies analizadas, en

tendencia general del rechazo, es au-

selectividad ligeramente menor, pero

el tanque de alimentación (CF) y en el permeado (CP). También se estudió la

mentar a medida que se incrementa el

tiene una productividad un 48% supe-

Jp, cómo consecuencia del incremento

rior, lo que supone un gran ahorro

influencia de las variables de operación

de la presión de operación. En la Tabla

energético y de costo de membranas,

como de la presión (P), el caudal de ali-

1, se recogen los valores de la Produc-

reduciéndose al mismo tiempo el tama-

Experiencias de filtración

ño de la instalacion necesario para obtener un determinado volumen de agua Tabla 1. Productividad (P*R) y Selectividad (S*R) relativas de las membranas de Nanofiltración, en relación con la membrana de Osmosis Inversa, que se utiliza como referencia Membrana

P*R (JARNF/JAROI)

NF-CAF30

5,10

NF-CAF40

3,74

0,72

NF-CAF80

1,48

0,97

OI-CAF99

1

1

I www.retema.es I

S*R ( RNF/ROI) 0,72

Septiembre - Octubre 2015

purificada, con la consiguiente disminución de los gastos de inversión Los resultados muestran que para agua potable de red, con una conductividad de entrada menor de 800 μS/cm, utilizando dos etapas de nanofiltración en serie, el agua purificada obtenida tendria un conductividad <1 μS/cm,

RETEMA

39

NUEVAS APLICACIONES DE LA NANOFILTRACIÓN PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA DE CALIDAD FARMACÉUTICA

CONCLUSIONES

Consejo de 20 de noviembre de 2001 (DO L 331 de 15-12-2001.

La Nanofiltración (NF), se pre-

[5] Otero Hermida, José Antonio (2006): Im-

senta como una nueva y promete-

portancia de los procesos de filtración con mem-

dora tecnología para la producción

branas en el tratamiento de las aguas. Aplicacio-

de agua de calidad farmacéutica.

nes derivadas de la introducción de la nueva

La elección entre la Nanofiltración y

Directiva 2000/60/CE Marco del Agua . RETEMA

la Osmosis Inversa dependerá del

(Madrid) (Revista Técnica de Medio Ambiente)

objetivo final a conseguir en las

ISSN 1130-9881., 19(114): 46-63.

aguas, dependiendo de su uso fi-

[6] Otero J.A.; Lena G.; Colina J.Mª; Rodríguez

nalista. En estos casos se debe te-

M.A. ;.Mazarrasa O.(2003). Situación actual y

ner en cuenta siempre el factor de

perspectivas futuras de los Procesos de Filtración

selectividad S (%,R) y Productivi-

con Membranas en el Tratamiento de aguas. C.L.

dad PR(JAR). Para cierto tipo de

Edit. Feria Internacional de Bilbao (PROMA 03).

membranas de NF como la CAF80,

Pg. 505-515 D.L. BI 449-03. Bilbao.

el rechazo es muy similar al conseguido con OI/RO y sin embargo la

[7] Raman LP, Cheryan M, Rajagopalan N, (1994). Chem. Eng. Progress. March, 68-74.

productividad se puede multiplicar

[8] Otero J. A.. Villasante J.; Lena G.; Otero-

hasta por un factor cercano a 1,5

Fernández A.; Silva V. y Hernández A., 2008. RE-

dependiendo de las condiciones de

TEMA Año nº 21, Nº 130, 2008, pags. 8-19

operación. Esto supondria un aho-

[9] Gijsbertsen-Abrahamse, A.J.; Schmidt, W.;

rro energético y de coste de inver-

Chorus I. and Heijman, G.J., (2006). J. Membr.

sión

Sci., V. 276,(1-2), Pages 252-259.

extraordinario, a la hora de

implementar una solución a escala industrial.

[10] Otero, JA; Diáz, P. ; Luguera, S.; González, P.; Aristizabal, C.; Peñuela, G.; Hernández, F.;

cumpliendo así los requisitos de con-

Los modulos y membranas utilizados

Otero-Fernández, A. y Maroto. A., (2014). RE-

templados en las Farmacopeas de re-

en la planta piloto industrial son comer-

TEMA (ISSN 1130-9881) Año 27, número 172,

ferencia:The United States Pharmaco-

ciales, por lo que los resultados experi-

pag. 50-59.

poeia

European

mentales tienen un gran valor práctico,

[11] Yoon Y., Westerhoff P.,Snyder S.A. and

Pharmacopoeia (Ph Eur) y la The Ja-

facilitándose así el cambio de escala.

Wert E.C., (2006).Journal of Membrane Science,

(USP),

The

Volume 270, Issues 1- 2, Pages 88-100.

panese Pharmacopoeia (JP). Se cum-

[12] Comerton A. M., Andrews R.C.,Bagley

plen ademas los otros requisitos exigidos para los parámetros relativos al

REFERENCIAS

D.M. and Yang P. , (2007) J. Membr. Sci. Volume 303,267-277.

aguade calidad farmacéutica.

La utilización de las otras membra-

[1] United States Pharmacopeia 35, General

[13] Díaz P., González P., Luguera S., Otero J.

nas de nanofiltración ensayadas, per-

Chapter <1231>, United States Pharmacopoeial

A..(2013) XXXIV REUNIÓN BIENAL DE LA REAL

mitirá realizar distintas configuracio-

Convention, Inc. 12601 Twinbrook Parkway,

SOCIEDAD ESPAÑOLA DE QUÍMICA Vol II. pg.

nes, acoplándose con la NF-CAF80 y

Rockville, MD (2012);

127 (Simposio 4-INOR y -IQ/MAMB) ISBN: 978-

la OI-CAF99, con el fin de optimizar la

[2] European Pharmacopoeia Edition 7

producción de agua de calidad farma-

(EDQM.226. avenue de Colmar BP 907, F-67029

céutica.Se podrán así recuperar y reu-

Strasbourg, France, 2011);

84-695- 8511-5. Depósito Legal: SA-510- 2013.

[14] González P., Luguera, S., Díaz P., Otero . J. A., (2013) . XXXIV REUNIÓN BIENAL DE LA REAL

tilizar las diferentes corrientes de pro-

[3] Blue Spring Corporation. “A novel, combi-

SOCIEDAD ESPAÑOLA DE QUÍMICA. Vol II pag.

ceso, generadas fundamentalmente en

nation reverse osmosis edi water purification sys-

135 (Simposio 4-INOR y -IQ/MAMB) ISBN: 978-

el rechazo de la primera etapa de Na-

tem for the pharmaceutical industry”, 2015.

84-695-8511-5. Depósito Legal: SA-510- 2013

nofiltración u Osmosis Inversa (que en

[4] Directiva 2000/60/CE del parlameno Euro-

[15] Hornés A., Maroto-Valiente A., Otero-

las instalaciones convencionales de

peo y del Consejo, de 23 de octubre, por la que se

Fernándéz A., Otero J.A., (2013) XXXIV REUNIÓN

evacuan directamente al desague), con

establece el marco comunitario de actuación en el

BIENAL DE LA REAL ESPAÑOLA DE QUÍMICA.

el consiguiente ahorro de agua, ha-

ámbito de la política del agua ( DO L 327 de 22-

Vol II pg. 137 (Simposio 4-INOR y -IQ/MAMB)

ciendo los procesos más sostenibles y

12-2000). Modificada por Decisión nº

ISBN: 978-84-695-8511-5. Depósito Legal: SA-

acercándonos así al “vertido cero”.

2455/2001/CE del Parlamento Europeo y del

510- 2013.

40

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

I www.retema.es I

SMARTH2O: PLATAFORMA TIC PARA LA GESTIÓN DEL CONSUMO DE AGUA

SmartH2O: Plataforma TIC basada en la computación social que promueve la gestión eficiente del consumo del agua Joan Carles Guardiola Aguas de Valencia I www.aguasdevalencia.es

S

42

martH2O está desarrollando

diante la modelización de hábitos de

El proyecto pretende que los usua-

una plataforma TIC con el fin

consumo y el estudio de tarifas dinámi-

rios participen de forma proactiva en la

de realizar computación social

cas, reducir el consumo doméstico de

gestión de la demanda, a través de he-

y análisis de datos para, me-

agua.

rramientas de concienciación coopera-

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

I www.retema.es I

SMARTH2O: PLATAFORMA TIC PARA LA GESTIÓN DEL CONSUMO DE AGUA

RESUMEN Programa Septimo programa marco de la UE (FP7) Coordinador Andrea Emilio Rizzoli, SUPSI IDSIA, Suiza Socios Politecnico di Milano (Italia) University of Manchester (Reino Unido) Universitat Politecnica de Valencia (España) Set Mobile Srl (Rumania) EIPCM (Alemania) Thames Water Limited (Reino Unido) EMIVASA (Espana) Societa Elettrica Sopracenerina (Suiza) Moonsubmarine Ltd (Reino Unido) Fecha de inicio 01.04.2014 Fecha de finalizacion 31.03.2017

tivas y juegos persuasivos de reduc-

Para conseguir el objetivo general, el

ción de consumo, entre otras estrate-

proyecto se marca otros objetivos es-

gias. Los resultados del proyecto serán

pecíficos:

evaluados en los casos de estudio de Valencia y Locarno (Suiza).

• Comprender y modelizar el comportamiento actual de los consumidores

OBJETIVOS DEL PROYECTO

de agua sobre la base de los consumos históricos y los recibidos en tiem-

El proyecto SmartH2O dotará a ope-

po cuasi real.

radores de agua, ayuntamientos y ciu-

• Predecir cómo el comportamiento de

dadanos, de una plataforma para mejo-

los consumidores puede verse influen-

rar la gestión de la demanda de agua

ciado por diferentes políticas de ges-

gracias a la integración de la telelectu-

tión de la demanda, evaluando el im-

ra (medición de consumos mediante

pacto que tienen campañas las

contadores inteligentes) con la compu-

campañas de concienciación, las he-

tación social, incluyendo el estudio de

rramientas socio-participativas, o las

modelos avanzados de análisis de pa-

tarifas dinámicas.

trones de consumo.

• Incrementar la concienciación de los

La plataforma desarrollada permitirá

consumidores para que valoren el

diseñar, desarrollar e implementar me-

agua como recurso y estimularlos para

jores políticas para promover una re-

que reduzcan su consumo mediante

Financiacion UE 2.508.842 EUR

ducción en el consumo de agua sin

herramientas innovadoras.

Pagina web: http://www.smarth2o-fp7.eu

ciudadanos, e incrementando la seguri-

Coste total 3.607.919 EUR

comprometer la calidad de vida de los dad del recurso.

I www.retema.es I

Septiembre - Octubre 2015

Además, la plataforma SmartH2O permitirá a los gestores del servicio de

RETEMA

43

SMARTH2O: PLATAFORMA TIC PARA LA GESTIÓN DEL CONSUMO DE AGUA

de gestión inteligente del servicio de abastecimiento.

La tercera identifica y evalúa instrumentos de tarificación dinámica que se están aplicando actualmente en Europa, y en especial en Reino Unido. Se pretende validar modelos econométricos y MBA que describan el impacto que los precios dinámicos tienen en el consumo.

EL GRUPO AGUAS DE VALENCIA EN SMARTH2O Uno de los requisitos indispensables para poder llevar a cabo la computación social a través de una plataforma TIC es disponer de forma remota de los consumos de agua. En este sentido, el Grupo Aguas de Valencia es un referente a nivel mundial en gestión eficiente de servicios de agua a través de la telelectura de contadores.

A cierre del ejercicio 2014, en el Grupo Aguas de Valencia se gestionan simultáneamente las lecturas por telelectura en red fija de seis tecnoloagua cerrar el círculo entre los consu-

La primera de ellas consiste en la

gías distintas en numerosas poblacio-

mos actuales y los definidos como obje-

identificación de patrones de consu-

nes. Se dispone de un parque de

tivo, gracias al análisis sobre cómo los

mo. Para ello se recogen datos actua-

490.000 contadores inteligentes, reci-

usuarios responden ante nuevos esce-

les e históricos de consumo obtenidos

biendo sistemáticamente las lecturas

narios (p.ej. nuevas regulaciones, nue-

de la infraestructura de telelectura y/o

por red fija de 260.000; el resto,

vas tarifas, incentivos a la reducción de

de los contadores convencionales. Los

230.000, con telelectura en recorrido,

consumo, etc.). Esta retroalimentación

datos obtenidos son utilizados para

la mayor parte de ellos en fase de

será muy valiosa a la hora de revisar

analizar el comportamiento de los con-

transición a lectura en red fija. Entre

adecuadamente las políticas de gestión,

sumidores y para obtener modelos que

las poblaciones equipadas con tele-

permitiendo maximizar los objetivos de

puedan comprenderlos y reproducirlos

lectura, las hay que ya están comple-

ahorro de agua y energía. Por otra par-

para diferentes circunstancias del en-

tamente instaladas, como Gandía,

te, la participación de los usuarios en la

torno. Finalmente, los modelos son im-

Tortosa o Quart de Poblet, otras que

plataforma supone también una vía de

plementados a través de modelos ba-

están en fase de instalación, como

mejora de la relación cliente-empresa,

sados en agentes (MBA) para ser

Valencia que finalizará su implanta-

ya que ésta promueve e incentiva la in-

validados.

ción en diciembre de 2015, y otras

teracción entre ambos actores.

DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO

La segunda estudia cómo los meca-

que acaban de iniciar su instalación,

nismos de concienciación social pueden

como Sagunto. A final de 2015 el nú-

ser utilizados para ahorrar agua. En par-

mero de contadores inteligentes ges-

ticular, analiza, a través de la participa-

tionados alcanzará la cifra de 650.000

Para conseguir los objetivos defini-

ción de los usuarios en la plataforma

unidades. Se espera que Valencia

dos, el proyecto se estructura en tres

SmartH2O, el impacto que los juegos in-

sea en enero de 2016 la primera gran

grandes áreas de trabajo que están in-

dividuales o colectivos basados en TICs

ciudad europea totalmente teleleída

terconectadas.

puede tener en la definición de objetivos

con red fija.

44

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

I www.retema.es I

SMARTH2O: PLATAFORMA TIC PARA LA GESTIÓN DEL CONSUMO DE AGUA

Sin embargo, la instalación masiva de infraestructuras de telelectura no tiene efectos positivos sobre la operación y la calidad del servicio de agua (aparte de la no necesidad de acceder visualmente al contador y la eliminación de estimación de consumos) si dicha instalación no se acompaña de un plan de aprovechamiento y gestión de los datos de telelectura. Y en esto, también, el Grupo Aguas de Valencia es un referente internacional. El desarrollo de diferentes herramientas de software, que se alimentan del Big Data proporcionado por la infraestructura de telelectura, ha permitido al grupo obtener y ofrecer múltiples beneficios desde un punto de vista medioambiental y de calidad del servicio. Entre otros, se ha conseguido, gracias a la posibilidad de realizar balances hidráulicos en tiempo casi-real, aumentar significativamente el rendimiento de la red. Como muestra, en Albalat dels Sorells (Valencia), primer piloto de gestión integral conjunta de telectura y balance hídrico, entre 2009 y 2013 el rendimiento de la red ha pasado del 69% al 85,9%, tras la implantación de la telelectura en noviembre de 2012. En Gandía, el rendimiento ha pasado del 69,5% en 2009 al 83,3% en 2014. La calidad del servicio se ha aumentado gracias a la disposición de servicios adicionales, como el aviso de fugas interiores. Por este motivo, con el parque implantado actualmente, se están detectando una media de 50 casos al mes que han evitado facturar a los clientes más de 22.000 m3/mes. Se estima ahorrar a los clientes más de 50.000 m3/mes a finales del año 2015, lo que conlleva la reducción del recurso necesario y, por tanto, una mejora de la eficiencia.

Gracias al liderazgo demostrado, el consorcio SmartH2O propuso al inicio del segundo año del proyecto, es decir, en Abril de 2015, la incorporación del Grupo Aguas de Valencia al proyecto, en este caso a través de la em-

I www.retema.es I

Septiembre - Octubre 2015

RETEMA

45

SMARTH2O: PLATAFORMA TIC PARA LA GESTIÓN DEL CONSUMO DE AGUA

presa mixta EMIVASA (Empresa Mixta

to, ya que está caracterizada por un

análisis del impacto que la participa-

Valenciana de Aguas, S.A.), que la

gran tamaño, un extensión temporal

ción de los usuarios en la plataforma

que gestiona el servicio en la ciudad

considerable (AVSA tiene 9 años de

tenga sobre la reducción de consumo y

de Valencia.

experiencia en gestión mediante tele-

la gestión de la demanda estará en

Los principales roles de la empresa

lectura) y altas resoluciones (se reci-

buena parte determinado por el núme-

en el proyecto están relacionados con

ben 24 lecturas diarias de un gran por-

ro de participantes en la misma. Por

las dos primeras áreas de trabajo des-

centaje de contadores).

tanto, la oportunidad que brinda el Gru-

La profundización en la compresión

po Aguas de Valencia, a través de Emi-

La calidad de los trabajos de identifi-

de patrones de consumo es un ele-

vasa, con la posibilidad de invitar a mi-

cación y estudio de patrones de consu-

mento básico para la optimización de la

les de usuarios de la ciudad de

mo de consumo de agua están directa-

producción de agua potable en función

Valencia a participar, es única en Euro-

mente relacionados con los parámetros

de la demanda esperada. Con un buen

pa. Así mismo, la empresa ofrece a los

de la muestra sobre la que se realiza el

ajuste de las curvas de producción y

usuarios una forma atractiva de visuali-

estudio. Así, alguno de los parámetros

demanda se puede conseguir una re-

zar sus consumos, y una oportunidad

más interesantes serían el tamaño de

ducción de las presiones medias a la

de promover un consumo responsable

la muestra, su extensión temporal, la

que está sometida la red, y, por tanto,

a través del entendimiento.

resolución (mensual, semanal, diaria,

una disminución del número de fugas y

horaria, etc.) o la variabilidad socio-

su tamaño, y una reducción en la de-

económica de los usuarios. En este

manda energética de la red.

critas en el epígrafe anterior.

LA PLATAFORMA SMARTH2O

sentido, la utilización de la base de da-

Por otra parte, la empresa desempe-

La plataforma SmartH2O, que estará

tos poseída por el Grupo Aguas de Va-

ña un rol esencial en el desarrollo e im-

disponible para los clientes de Emivasa

lencia aporta un altísimo valor añadido

plementación de la plataforma

cuya vivienda esté equipada con un

a los trabajos realizados en el proyec-

SmartH2O. El mayor o menor éxito del

contador de telelectura de resolución

46

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

I www.retema.es I

SMARTH2O: PLATAFORMA TIC PARA LA GESTIÓN DEL CONSUMO DE AGUA

semanal o mayor (prácticamente la totalidad del parque de contadores), se pre-

Éstos se podrán logar mediante diferentes mecanismos.

La segunda se realiza a través de atractivas animaciones donde visuali-

vé que entre en funcionamiento durante

Por ejemplo, mediante la autoimpo-

zar el consumo en unidades más vi-

el primer trimestre de 2016. Se trata de

sición de objetivos de consumo y su

suales, como por ejemplo piscinas pri-

una aplicación de código abierto que es-

consecución; o simplemente reducien-

vadas.

tará disponible para cualquier empresa

do el consumo respecto a un periodo

La segunda vía de interacción de los

gestora de un abastecimiento que tenga

de referencia establecido por el admi-

usuarios con la plataforma es la forma-

interés en incorporarla como valor aña-

nistrador.

ción. Los usuarios del portal podrán ac-

Los usuarios podrán, además, visuali-

ceder a diferentes artículos, infografí-

zar sus consumos de diferentes modos.

as, vídeos, etc., que periódicamente

puntos por completar acciones enmar-

La primera opción de visualización

irán apareciendo en la segunda pesta-

cadas en diferentes campos de actua-

es similar a la que los usuarios dispo-

ña. A medida que los usuarios adquie-

ción, gestionadas a través de cuatro

nen actualmente en la oficina virtual del

ren conocimientos

pestañas. Los puntos finalmente se

Grupo Aguas de Valencia, pero con la

La tercera pestaña es la vía a través

transformarán en oportunidad de ganar

característica adicional de poder com-

de la cual los usuarios podrán facilitar

premios.

parar su consumo medio con el de

información psico-gráfica sobre sus há-

La primera pestaña permitirá a los

otros usuarios con características simi-

bitos de consumo y sus características

usuarios interaccionar con el consumo

lares (en cuanto a tipo de vivienda, ha-

como consumidores de agua. La infor-

para ganar puntos.

bitantes, etc.).

mación facilitada a través de este canal

dido a su relación con el consumidor.

En ella, los participantes, recibirán

I www.retema.es I

Septiembre - Octubre 2015

RETEMA

47

SMARTH2O: PLATAFORMA TIC PARA LA GESTIÓN DEL CONSUMO DE AGUA

que pretende servir de gancho para que lo más pequeños de la familia se involucren en el objetivo de reducción del consumo en casa. Se trata de un juego de azar protagonizado por una niña y un amable monstruo.

El juego de mesa está complementado con la App Drop-Question diseñada para Android e IOS en la que, para conseguir salvar vidas o ganar más puntos en el juego de mesa, se debe responder correctamente a un cuestionario.

Para cerrar el círculo, los usuarios de la plataforma también obtendrán puntos cuando descarguen la App y cuando respondan correctamente a los cuestionarios planteados.

es muy útil a la hora de profundizar en

Además, está previsto que en futuras

el entendimiento de los patrones de

versiones de la plataforma, los partici-

consumo, y en la discriminación de

pantes puedan formar equipos, bien con

usos finales del agua. Los datos de

amigos, o bien por vecindarios, de forma

consumo reflejados en cada contador

que la competición sea más atractiva.

tienen muchísimo más valor si van acompañados de otro tipo de informa-

DROP-GAME Y

ción, como la que el usuario puede pro-

DROP-QUESTION APP

porcionar a través del portal.

Por último, la cuarta forma de inte-

En el marco del proyecto se ha dise-

racción del usuario con la plataforma

ñado y producido también un atractivo

es a través de la competición con otros

juego de mesa, llamado Drop-Game,

participantes. El portal ofrece la posibilidad de publicar los puntos conseguidos, de forma que se establezca un ranking entre participantes. Se establecerán diferentes criterios para asignar puntos, y por tanto premios. Por ejemplo, el tiempo de permanencia en el ranking semanal, puntos totales, etc.

Por otra parte, además de las acciones llevadas a cambio dentro del portal, los usuarios podrán obtener puntos por acciones externas. Éstas incluyen desde el registro en la Oficina Virtual, la notificación de una fuga o responder correctamente a alguna cuestión de la App digital Drop-Question desarrollada por el proyecto.

48

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

I www.retema.es I

REPORTAJE

NUEVA INSTALACIÓN DE VALORIZACIÓN DE LODOS DE LA EDAR DE GALINDO SESTAO, PAÍS VASCO

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2015

RETEMA

49

REPORTAJE I NUEVA INSTALACIÓN DE VALORIZACIÓN DE LODOS DE LA EDAR DE GALINDO

Hector Orbe1, José Ignacio Guezuraga2, Ildefonso Buela3 Consorcio de Aguas Bilbao Bizkaia I www.consorciodeaguas.com • 2SUEZ Environnement I www.dregemont.com 3 Constructora Viuda de Sainz I www.viudadesainz.com

1

n la actualidad, la EDAR de Ga-

E

han sido renovadas a lo largo de los

talación (Horno nº 3), una de las tres,

lindo en Sestao, genera cerca

años tanto en la búsqueda de una ma-

actuará de reserva de las otras dos, de

de 75.000 Tn/año de lodo deshi-

yor eficiencia energética como en la

modo que sólo podrán entrar simultáne-

dratado (sequedad del 28-34%)

mejora del tratamiento de los humos, la

amente en servicio dos de ellas.

como resultado del tratamiento de las

primera de ellas cumple 25 años con

Se estima que en los meses estivales

aguas residuales del Gran Bilbao.

unas prestaciones energéticas por de-

de menor producción de lodos, entren

bajo de lo deseado.

en servicio los hornos nº 1 y la nueva

Hasta la construcción de la nueva instalación de valorización de lodos, es-

Teniendo en consideración que

instalación (12 Tn/h de capacidad) y el

tos, eran incinerados en dos instalacio-

anualmente las dos instalaciones de-

resto del año la nueva instalación y el

nes existentes: la primera, con una ca-

ben parar por periodos cercanos al mes

horno nº 2 (16 Tn/h de capacidad).

pacidad de 4 Tn/h (Horno nº 1) y puesta

debido a requerimientos legales de

en marcha en 1990 y la segunda, con

mantenimiento (en los que el lodo se

DATOS BÁSICOS DE LA NUEVA

una capacidad de 8 Tn/h (Horno nº 2) y

debe enviar a vertedero), se justifica la

INSTALACIÓN

puesta en marcha en el año 2000.

construcción de una nueva instalación.

A pesar de que dichas instalaciones

50

RETEMA

Con la construcción de la nueva ins-

Septiembre/Octubre 2015

En respuesta a dicha necesidad, el

I www.retema.es I

NUEVA INSTALACIÓN DE VALORIZACIÓN DE LODOS DE LA EDAR DE GALINDO I REPORTAJE

REPORTAJE I NUEVA INSTALACIÓN DE VALORIZACIÓN DE LODOS DE LA EDAR DE GALINDO

Consorcio de Aguas Bilbao Bizkaia, licitó

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los trabajos de proyecto y obra para la

DEFISA desarrolla el sistema de tratamiento de gases de la planta

nueva instalación integral de combustión de lodos en la EDAR de Galindo, comenzando los trabajos en octubre de 2011.

La instalación, diseñada y construida por la UTE compuesta por las empresas Degremont, S.A. y Excavaciones Viuda de Sainz, S.A. supone una inversión de 31.322.722,72 € (obra financiada por la Diputación Foral de Bizkaia) y se pone en marcha en enero de 2015.

Los resultados obtenidos, cumplen e

El alcance del trabajo desarrollado por DEFISA es: • Captación de polvo en base a un Electrofiltro. Los gases a la salida de la Caldera pasan por un Electrofiltro de 2 campos electrostáticos donde se produce la precipitación de las partículas de polvo y su recogida en una tolva para su posterior evacuación por un vis sinfín y una válvula rotativa. El polvo recolectado es vehiculado posteriormente por un transporte neumático en fase densa hacia el silo de residuos.

• Enfriamiento de los gases en un Saturador de gases hasta la temperatura de saturación.

• Lavado de gases en 2 fases provisto de : - Un Lavador acido con agua para la neutralización básicamente del HCl y en parte del SO2.

- Un Lavador básico con sosa para la neutralización final del SO2.

- Un condensador final de gases con aporte de agua desde Planta para la condensación del vapor de agua existente en los gases.

incluso superan en algunos casos lo requerido, siendo las siguientes las características generales más importan-

• La instalación, es energéticamente

• Se trata de un proceso que está próxi-

tes de la nueva instalación:

autónoma. Por un lado, genera la ener-

ma el residuo 0, puesto que gracias a la

gía térmica suficiente para garantizar la

incineración, el volumen se reduce hasta

• La nueva instalación de valorización

autotermicidad y por otro lado, se reali-

un 10% y prácticamente el total de las ce-

con una capacidad de 8 Tn/h, es auto

za un aprovechamiento energético se-

nizas, son revalorizadas en otros proce-

térmica para condiciones normales de

cundario, que hace posible la autono-

sos industriales tales como la fabricación

entrada del lodo, de modo que no es ne-

mía eléctrica. Esto último, se consigue

de cemento, de baldosa hidráulica, etc.

cesaria la adición de ningún combusti-

con el aprovechamiento del calor secun-

• Además de la propia instalación de

ble adicional para que se dé el proceso

dario no utilizado para el calentamiento

valoración de lodos, la obra también

de combustión del lodo. Este objetivo,

del aire de combustión, mediante el cual

comprende la construcción de las insta-

se consigue mediante el aprovecha-

se genera vapor de agua y electricidad a

laciones para la reutilización del agua

miento de los humos calientes de com-

través de turbinas. El consumo eléctrico

clarificada en consumos para los dife-

bustión para el calentamiento directo del

de la instalación es cercano a los 600

rentes servicios de las tres líneas de in-

aire de fluidificación y combustión.

kW/h y se generan más de 700 kW/h.

cineración.

52

RETEMA

Septiembre/Octubre 2015

I www.retema.es I

REPORTAJE I NUEVA INSTALACIÓN DE VALORIZACIÓN DE LODOS DE LA EDAR DE GALINDO

Con esta nueva inversión, el ConsorCaracterísticas: Cantidad y sequedad del fango a incinerar

cio de Aguas Bilbao Bizkaia, cubre sus necesidades en gestión de lodos de de-

Condiciones de funcionamiento

puradoras y apuesta definitivamente Unidades

Inferior subdimensionado

Inferior

Nominal

Nominal sobredimensionado

Superior

Carga de fango deshidratado

kg/h

7200

8000

8000

8800

8000

Materia seca (MS)

%

28

28

30

30

34

Materia seca (MS)

kg/h

2016

2240

2400

2640

2720

Materia volátil (MV) en materia seca

% MV/MS

58

58

63

63

68

Poder calorífico inferior de la materia volátil

kcal/kg volátil

5200

5200

5200

5200

5300

por la tecnología sostenible de la valorización frente a otras soluciones como la gestión en vertederos y uso agrícola de los lodos.

OBRA CIVIL Teniendo en cuenta la tipología de los edificios a construir y el terreno donde se ubican, se han realizado dos tipos de cimentaciones: • Tanto el Horno nº 3 como el depósito de agua clarificada pueden considerar-

Pulverización de agua

se elementos de entidad que transmiten cargas significativas a la cimenta-

Bóveda superior Virola refractariada

ción y que no admiten asentamientos globales ni diferenciales importantes.

• Para ambos edificios, así como a todos los elementos de la instalación y las

Zona de combustión libre Quemador auxiliar

bancadas y plataformas y elementos auxiliares, se ha diseñado una cimenta-

Aporte de arena

ción profunda mediante losa pilotada.

• La losa es de hormigón armado en

Bóveda inferior Inyección de fango

espesor 90 cm, y los pilotes, igualmente

Inyección de gas

de hormigón armado, tipo CPI 8 ejecutados “in situ” mediante barrena continua y hormigonados mediante tubo “tremie”. Sus diámetros oscilan entre 820 y 1.020 mm y han alcanzado una

Lecho de arena

Extracción de arena Quemador de arranque

Aire de fluidificación

profundidad entorno a los 30 metros in-

54

RETEMA

Septiembre/Octubre 2015

I www.retema.es I

NUEVA INSTALACIÓN DE VALORIZACIÓN DE LODOS DE LA EDAR DE GALINDO I REPORTAJE

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ción ha sido la fachada de los edificios y

Dinak suministra las chimeneas autoportantes de la planta

fundamentalmente la del horno nº 3.

Dinak tuvo la oportunidad de participar en la fabricación e instalación de 3 chimeneas autoportantes en la planta de incineración de lodos de la EDAR de Galindo. En julio del 2009 se procedió a la primera instalación de dos chimeneas de 25,7 m cada una, con un diámetro interior para los conductos de humos de 1000 y 750 mm, y un diámetro exterior de 1450 y 1200 mm.

Ambos conductos de acero inoxidable AISI-316Ti y acero carbono S235 JR. Posteriormente, en abril del 2013, se instaló la tercera chimenea autoportante de 26 metros; en dos tramos; con un diámetro interior de 1000 mm y uno exterior de 1450 mm. El material empleado para el conducto de humos fue Acero Inox AISI-316L y acero carbono S235 JR. En este caso, se tomaron 12 tomas de muestra frente a las 10 de las dos primeras chimeneas, para el control de los gases expulsados por la planta.

mediante pilares y vigas de acero, con

• La estructura principal se ha realizado tipología orgánica donde no se mantiene la verticalidad habitual en este tipo de edificios, si no que forman diferentes figuras geométricas dentro de las cuales se encastra el cerramiento de fachada. Este se ha realizado en chapa de aluminio perforada, que con la iluminación interior del horno permite ver todos los equipos ubicados en su interior, lo

cluyendo un empotramiento de 2 me-

las anteriores y admiten una cimentación

que confiere una apariencia muy singu-

tros en el sustrato rocoso.

mediante zapatas superficiales sobre el

lar y bella al conjunto.

• Por otra parte, el resto de edificios, de

nivel de rellenos de gravas con finos.

Se han realizado, lógicamente, todas

tratamiento de agua clarificada, el de la dilución de sosa y la nueva sala de con-

Uno de los aspectos más cuidados

las redes de servicio o instalaciones ne-

trol, son instalaciones más livianas que

durante todo el proceso de construc-

cesarias para un correcto funciona-

REPORTAJE I NUEVA INSTALACIÓN DE VALORIZACIÓN DE LODOS DE LA EDAR DE GALINDO

miento de la instalación. Entre ellas cabe destacar: • Nuevo vial de acceso.

• Nuevas redes de saneamiento para

Steam drum

aguas pluviales y fecales.

• Red de alumbrado en nuevos viales y edificios.

Risers

• Climatización.

• Contraincendios.

• Ventilación.

Access doors

PROCESO DE VALORIZACIÓN

Steam drum

Las etapas del proceso de valorización son las siguientes: Evaporator

a) Alimentación al horno Economizer

La alimentación de fangos deshidratados parte desde un nuevo silo de almacenamiento de fango deshidratado de 150 m3 similar a los existentes para

Superheater

los hornos 1 y 2 existentes. El silo está dotado de sistema de barrido de fondo e instrumentación de control (pesaje y nivel) de almacenamiento.

Bajo el silo se instalan dos bombas de pistones de caudal variable de 2 a 10 m3/h y presión de 120 kg/cm2 que alimenta por tubería de características es-

Ash hopper

peciales al uso a la nueva instalación.

La segunda bomba es reserva activa de la inicialmente Proyectada y que permite además ser reserva de las exis-

56

RETEMA

Septiembre/Octubre 2015

I www.retema.es I

NUEVA INSTALACIÓN DE VALORIZACIÓN DE LODOS DE LA EDAR DE GALINDO I REPORTAJE

Turbina Condensador Aerocondensador

55ºC

Condensador

70ºC Precaldera

350ºC

105ºC Electrofiltro

NH4OH 250ºC

Intercambiador de humos Intercambiador vapor

400ºC

Reactor Caldera Precalentador

Filtro de mangas

Economizador Carbón activado Cal micronizada

Silo

Lavado vía húmeda Na OH

REPORTAJE I NUEVA INSTALACIÓN DE VALORIZACIÓN DE LODOS DE LA EDAR DE GALINDO

los elementos periféricos necesarios para su correcto funcionamiento. Y son: • Ventilador de fluidificación • Precalentamiento de aire • Ventilador secundario • Instalación de gas de apoyo (ERM-3) • Quemadores de arranque y auxiliar de seguridad • Instalación de aporte de arena • Instalación de introducción de agua de seguridad y solución de agua amoniacal • Instrumentación para control de funcionamiento • Dispositivos de aire de proceso y refrigeración • Sistema de inyección de fango. c) Recuperación de calor Precalentador de aire tentes que bombean a los hornos 1 y 2.

una altura de caja de vientos de 2685 mm

Esta actuación, incorpora toda la valvu-

y una altura total de 12445 mm. El horno

Para el aprovechamiento del calor de

lería, tubería, instrumentación y sopor-

está debidamente refractariado interior-

los gases de la combustión en el calen-

tación necesaria para proporcionar di-

mente no sólo para evitar en lo máximo

tamiento del aire a introducir al horno se

cha prestación.

posible la fuga de calor, sino además para

ha instalado un precalentador de aire.

Para la alimentación de fangos al silo

la propia protección del material metálico

Dicho precalentador es de tipo tubular,

proyectado, se ha incorporado un torni-

que conforma el cuerpo o virola del horno.

en el que el gas caliente circula por el in-

llo sinfín de eje hueco transportador de

Los volúmenes generales de las zo-

terior de los tubos mientras que el aire a

nas del horno son:

calentar circula por el exterior de éstos.

fangos al nuevo silo a través del siste-

• Caja de vientos: 33.7 m3

del aire, variable con las condiciones

ma de cintas y tornillos transportadores

• Zona fluidificación: 52.5 m3

de entrada del fango se han instalado

existente.

• Zona combustión libre (free-board): 162.5 m3

dos bypass, uno por el lado aire y otro

fangos deshidratados, así como plata-

Para la regulación de la temperatura

forma de acceso, para alimentación de

Además, para favorecer la fluidificaevitar atascamientos, se ha instalado

por el lado gases, para el completo control de la temperatura de salida del

ción del fango a través de la tubería y El nuevo horno tiene asociado todos

aire de fluidificación.

una dosificación de polímero en dicha conducción. b) Horno de incineración El nuevo horno de incineración de lecho fluidificado tiene capacidad para los puntos de funcionamiento indicados en la tabla adjunta y una condición de auto-termicidad a partir del punto llamado Nominal.

El horno tiene un diámetro en el arco-bóveda de 4095 mm y un diámetro interno

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Quilton suministra sus tamices rotativos QR.630-255 en la planta Quilton S.A. ha suministrado a Suez Environnement un conjunto de seis tamices rotativos Quilton, modelo QR.630-255 con un tambor rotativo de perfil triangular de diámetro 630 mm y longitud unitaria 2.550 mm, que con una luz de paso de 0,25 mm separa los sólidos superiores a esta luz y los descarga en dos tornillos Quilton, modelo QT.260-PE, con una longitud unitaria de 13.500 mm que transportan los sólidos tamizados hasta contenedor, todo ello en acero inoxidable AISI-316.

Este suministro junto con otro anterior de características similares y también realizado por Quilton en 2008, forma una batería de doce tamices rotativos y cuatro tornillos transportadores, que está actualmente instalado en el nuevo edificio.

de zona libre (free board) de 7287 mm,

58

RETEMA

Septiembre/Octubre 2015

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NUEVA INSTALACIÓN DE VALORIZACIÓN DE LODOS DE LA EDAR DE GALINDO I REPORTAJE

d) Depuración de gases y evacuación Primera etapa: Electrofiltro Después de aprovechado el calor residual de los gases de combustión, se procede a la depuración de éstos. La primera etapa consiste en un electrofiltro seco que depura la mayor parte de materia en suspensión que se encuentra en los gases en forma de polvo.

Se dispone de un electrofiltro compuesto de 2 campos eléctricos, con su sistema de limpieza en continuo así como la instalación de recogida y transporte de cenizas y polvo hasta los silos existentes.

Caldera de recuperación

producción de vapor del Horno Nº 3 en

Segunda etapa: Vía húmeda

un colector que alimenta a las dos turbiPara la recuperación total del calor res-

nas de vapor existentes, así como el

Teniendo en cuenta que el mejor fun-

tante en los gases de combustión se ha

sistema de reparto para la traída de los

cionamiento del tratamiento vía húme-

construido una caldera de recuperación

condensados desde estas turbinas a

da de los gases se realiza a temperatu-

de calor. Esta caldera de vapor sobreca-

las instalaciones del Horno Nº 3.

ras bajas, y que en la tercera etapa de

lentado tiene una producción máxima de 7554 kg/h de vapor sobrecalentado a 420ºC y 40 bar de presión.

La caldera estará compuesta por: • Haces de tubos evaporadores • Sobrecalentador • Calderín de vapor • Paredes membrana refrigeradas • Economizador • Tolvas de recogida de cenizas.

Sistema de vapor La producción de vapor comprende también las instalaciones siguientes: • Desgasificador de agua para alimentación a caldera • Aerocondensador para disipación de energía de vapor en caso de necesidad por no consumo.

• Actuaciones de interconexión de las conducciones existentes de llegada de vapor de los Hornos 1 y 2 con la nueva

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2015

RETEMA

59

REPORTAJE I NUEVA INSTALACIÓN DE VALORIZACIÓN DE LODOS DE LA EDAR DE GALINDO

depuración esta temperatura debe

polvo y cal micronizada) y su tras-

ser de nuevo elevada, se ha insta-

porte hasta el punto de consumo.

lado a la entrada del tratamiento Evacuación por chimenea

húmedo un intercambiador de calor gases/gases que recupera nuevamente el calor de los mismos des-

Se ha instalado un ventilador de

pués del final de la etapa húmeda

tiro para mantener el caudal de ga-

de depuración. El intercambiador

ses a depurar en continua extrac-

será un intercambiador de tubos

ción, manteniendo, de forma cons-

específicamente diseñado para re-

tante una ligera depresión en el

sistir la corrosión y con protección

horno (-20 mmCA, aprox.) y en de-

de Teflon.

presión en todo el resto de la línea,

Para la segunda etapa de depu-

favoreciendo la evacuación de los

ración se han construido dos torres

gases de combustión y la continui-

de lavado húmedo:

dad de la depuración de éstos.

• Una primera torre llamada ácida

un silenciador y seguidamente se en-

en la que los gases en contacto

vian los gases depurados a la chime-

con el agua eliminan una parte de

nea. En ésta, son medidos en conti-

los ácidos disueltos en los gases

nuo todos los parámetros requeridos

de combustión, principalmente el

para el control permanente de las

ácido clorhídrico (ClH).

emisiones a la atmósfera de acuerdo

• Una segunda torre llamada neu-

con las Normativas Vigentes.

Tras el ventilador de tiro se instala

tra en la que se dosificará sosa cáustica diluida con objeto de elimi-

e) Instalación de tamizado

nar los principales contaminantes

de agua

de los gases.

Para aprovechamiento en diverPara la recirculación de los flui-

sos puntos de la instalación se ha

dos reactivos en estas torres se

construido un sistema de tamizado

han instalado las bombas necesa-

del agua del tratamiento secunda-

rias a tal efecto, así como medida

rio consistente en:

de diferentes parámetros para el • Tamizado de agua decantada

control de las dosificaciones.

En una última etapa de la segunda

chos reactivos a la par que los contami-

mediante rototamices

torre se dispone, como en las líneas

nantes restantes en sus telas filtrantes.

• Almacenamiento en nuevo depósito

existentes, de un condensador de un

El filtro de mangas está construido

• Instalación de bombeos para utiliza-

único paso directo que al enfriar nueva-

con su sistema de limpieza automática

ción en penachos Hornos 1, 2 y 3 y re-

mente los gases, eliminará por conden-

que recoge las cenizas y residuos de la

frigeración de turbinas existentes.

sación una gran parte del agua conte-

reacción, en sus tolvas de fondo. Di-

nida en los gases antes de su

chos residuos son enviados al silo de

recalentamiento.

almacenamiento de cenizas especiales también construido con las instalacio-

Tercera etapa: Vía seca

nes del Horno 3.

El filtro de mangas va equipado con

f) Actuaciones anexas Además se han ejecutado una serie de actuaciones anexas en las instalaciones existentes como son:

Se dispone de una tercera etapa de

su instalación de calentamiento para

• Construcción de nueva sala de Con-

depuración de gases consistente en un

acondicionamiento antes de su puesta

trol comun para las tres instalaciones

reactor para la mezcla e inyección de re-

en marcha tras un periodo de parada.

de valorización.

activos con el caudal de gases a depu-

Se dispone además del sistema de do-

rar y un filtro de mangas que detiene di-

sificación de reactivos (carbón activo en

60

RETEMA

Septiembre/Octubre 2015

• Nueva Instalación para la dilución de sosa existente.

I www.retema.es I

QUILTON I TECNOLOGÍA

Sistemas de captación y alivio QUILTONTM CAPTACIONES CON FILTRO

Un distribuidor de aire se instala en

La separación entre pletinas es de 4

ESTÁTICO CON SISTEMA DE

el interior de la toma y a lo largo de la

mm, lo que asegura la retención de to-

LIMPIEZA AUTOMÁTICO

misma para realizar esta limpieza.

dos los cuerpos flotantes.

Se puede realizar manual o automá-

La autolimpieza se realiza mediante

La Toma de Agua Quilton™ está di-

ticamente, mediante un programador

un carro con columnas de peines trian-

señada para captar agua de los ríos,

cíclico que efectuará la limpieza se-

gulares que se desplazan a lo largo del

lagos, embalses y del mar y sin impac-

cuencialmente.

tamiz mediante un cilindro hidráulico.

to visual. Es un filtro estático sumergible sin partes móviles.

El aire expulsa lejos de la superficie

Por ello, este equipo no presenta ele-

de filtrado los sólidos retenidos. Los

mentos eléctricos en contacto con el

Su estructura es muy fuerte y com-

arroja y permanecen en el mismo me-

agua, minimizando averías y labores

pletamente soldada, su superficie lisa y

dio (mar, río, embalse o lago) del que

de mantenimiento. Todos los elemen-

sin aristas está formada por perfiles en

se ha captado el agua, sin tener que re-

tos en contacto con el agua son en

V y la reducida velocidad de aspiración

cogerlos ni manipularlos.

acero inoxidable.

minimiza la obturación de la toma.

Al tratarse de un sistema estático, el

Existe también la posibilidad de cie-

mantenimiento necesario es mínimo.

rre y control del caudal a aliviar.

0,5 mm y 10 mm, según las exigencias

TAMICES DE ALIVIADERO

equipo se suministra un cuadro de

de la instalación.

QUILTON™, LA SOLUCIÓN CON

mando y un grupo hidráulico.

La luz de paso de la Toma de Agua

Para el funcionamiento y control del

Quilton™ se sitúa normalmente entre

El caudal de agua se filtra a través de sus ranuras sin turbulencias y a muy

GARANTÍAS PARA TODO TIPO DE CAUDALES

baja velocidad para preservar la fauna y la flora.

Los cursos de agua que reciben ali-

El sistema de limpieza asociado a la

vios contienen flotantes de las aguas

toma, se instala en seco, normalmente

residuales. Cuando los estanques de

cerca de la captación. La limpieza se

retención se llenan de aguas residua-

realiza por inyección de aire a presión

les más de lluvia, alivian agua bruta no

dentro de la toma y a contracorriente.

filtrada a ríos, lagos, mar, etc…

Los tamices de aliviadero QUILTON se han diseñado para tamizar las aguas que se alivian, antes de su descarga, para no contaminar el medio.

El tamiz de aguas residuales-pluviales QUILTON está concebido como un sistema modular, por lo que se fabrica a medida para adaptarse a la obra civil.

La superficie filtrante la componen perfiles rectangulares pretensados con forma triangular patentada en ambos extremos para facilitar la extracción de los sólidos retenidos por el tamiz para su transporte con la corriente hasta la EDAR.

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Septiembre/Octubre 2015

QUILTON www.quilton.com

RETEMA

61

LA GESTIÓN INTELIGENTE DEL AGUA PARA SMART CITIES

La gestión inteligente del agua para Smart Cities Eva Martínez Díaz FCC Aqualia I www.aqualia.es

rear, desarrollar e incorporar

C

Aqualia en el ciudadano. Los servicios

• Eficiencia en la cadena de valor de

tecnologías eficientes era un

de agua son un buen ejemplo de aplica-

agua, incluyendo el binomio agua-

paso ineludible en la gestión y

ción de Tecnologías de la Información

energía.

la I+D de Aqualia. Por un lado,

(TIC), ya que el ciclo integral del agua

• Eficiencia en los procesos.

para trabajar de manera optima en un

tiene una importancia vital para las ciu-

• Eficiencia en la toma de decisiones al

número elevado de infraestructuras

dades modernas y sus habitantes, y nos

disponer de información en tiempo real.

(más de 7000 kilómetros de redes,

permiten conocer que está pasando glo-

• Eficiencia en la gestión del cliente, al

2500 depósitos de agua potable, 200

balmente para poder actuar de manera

crear canales interactivos con el usuario.

estaciones potabilizadoras, 300 de tra-

local, mejorando de forma continuada.

• Eficiencia económica, al permitir cos-

tamiento de aguas residuales, dando

Así, denominamos gestión inteligen-

tes menores y/o ahorros energéticos.

lugar a una población atendida de más

te al uso óptimo de aquellas tecnologí-

de 23 millones de habitantes).

as basadas en las TIC que permiten

Con este enfoque integral, global y local

mejorar la:

del agua, Aqualia desarrolla y aplica

Por otro lado, por el enfoque que tiene

ETAP de Santa Engracia

62

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

I www.retema.es I

LA GESTIÓN INTELIGENTE DEL AGUA PARA SMART CITIES

Ilustración 1. Puntos críticos establecidos para la red SMARTIC en Santa Engracia

procesos automatizados y energética-

sultado de la investigación en consor-

ratorios creando prototipos portátiles

mente eficientes, garantizando la ges-

cio de empresas extremeñas y la Uni-

que permiten optimizar la dosificación

tión optimizada de los recursos, con los

versidad de Extremadura liderada por

de los reactivos (cloro, permanganato y

proyectos siguientes:

Aqualia. El desarrollo de SMARTIC lle-

coagulante).

va asociado diferentes aportaciones

Además, se ha optimizado la capta-

1. INNTERCONECTA SMARTIC:

tecnológicas de cara a optimizar y au-

ción de agua en el embalse a diferen-

SISTEMA DE MONITORIZACIÓN

tomatizar los procesos de potabiliza-

tes profundidades. Con esto se preten-

DEL AGUA EN TIEMPO REAL

ción actuales.

de conocer la cota de mejor calidad de

CON TECNOLOGÍA INTELIGENTE

En este proyecto se ha desarrollado

agua embalsada para su tratamiento,

un nuevo indicador denominado Índice

además de las características del agua

de Calidad de Agua para Potabilización

que llegará a la ETAP anticipadamente.

En la Estación de Tratamiento de

(ICAP), cuya metodología se basa en la

Esta sonda de captación se ha inte-

Agua Potable (ETAP) de Santa Engra-

del Índice de Calidad General (ICG) utili-

grado junto con los prototipos portátiles

cia, en Badajoz, se ha desarrollado un

zado por la Administración Central espa-

y sensores inalámbricos instalados a lo

sistema de monitorización en tiempo

ñola. Consiste en evaluar la mayor o me-

largo del proceso. Así, se ha desarro-

real con tecnología inteligente, que

nor facilidad para transformar un agua

llado un software que controla todo el

permite una evaluación en continuo de

superficial en agua potable. A partir de

sistema. Toda la información, junto la

la calidad de las aguas, desde la capta-

este índice se han establecido ecuacio-

que procede del embalse, es enviada a

ción en el embalse de Villar del Rey

nes para calcular las dosis adecuadas

un sistema central que genera alarmas

hasta que termina el proceso de pota-

de reactivos, en función de las caracte-

en caso de que alguno de los paráme-

bilización, desde el punto de vista de

rísticas del agua que entra en la planta.

tros exceda del rango establecido y

su idoneidad para el consumo. Este

Tras el análisis teórico se han auto-

permite tomar decisiones. Está conec-

proyecto, perteneciente al programa de

matizado algunos de los ensayos que

tado a internet, con lo cual es posible

la Junta Feder Innterconecta, es el re-

habitualmente se realizan en los labo-

visualizar los datos.

I www.retema.es I

Septiembre - Octubre 2015

RETEMA

63

LA GESTIÓN INTELIGENTE DEL AGUA PARA SMART CITIES

Ilustración 2. Juego disponible en la web

Con este nuevo sistema, se establecen controles intermedios y automatizados, que permiten evaluar la calidad de las aguas en continuo y a partir de ahí reajustar y ser mucho más eficiente en la gestión de los recursos públicos a la hora de potabilizar el agua.

El siguiente proyecto comienza donde acaba SMARTIC. Es decir una vez fuera de la ETAP, con el objetivo de optimizar la distribución de agua, mejorar la eficiencia de la red, disminuir número de fugas e informar y concienciar del consumo de agua.

2. FP7 URBAN WATER: TECNOLOGÍAS TIC PARA LA GESTIÓN EFICIENTE DEL AGUA El proyecto URBAN WATER, apoya-

ETAP de Santa Engracia

do por el 7º Programa Marco de la UE, desarrolla una plataforma web que integra soluciones de predicción de disponibilidad y demanda de agua, cuenta con sistemas de apoyo para la toma de decisiones, mejora la gestión de datos en tiempo real y la detección de fugas interiores con mayor agilidad, con el consiguiente beneficio para el ciudadano.

URBAN WATER se ha implantado en Almería a través de Aqualia, y en Janovice (República Checa) a través de

Detalle de la web con los consumos horarios en URBAN WATER

OVOD, una de sus empresas filiales en aquel país, y ha contado con la instalación de contadores inteligentes, distribuidos en los barrios de Retamar (Almería) y Janovice Bystre.

Los contadores realizan lecturas cada hora y permitirán conocer de forma simultánea los caudales y los consumos de cada casa particular con discriminación horaria. Los aparatos se comunican por señal de radio con un concentrador externo, que envía los datos recogidos a la plataforma informática y a la web creada ad hoc, de forma que tanto los técnicos como los usuarios puedan ver lo que pasa en sus tuberías en tiempo real.

Si a estos datos les unimos la compa-

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RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

I www.retema.es I

LA GESTIÓN INTELIGENTE DEL AGUA PARA SMART CITIES

rativa con las cifras de los con-

Detalle del Consumo de Agua en los Hogares en URBAN WATER

de Alemania, Dinamarca, Por-

sumos históricos y con el calen-

tugal, Chequia, Reino Unido,

dario de festivos, y a través de

Croacia, Francia y España, di-

la aplicación de algoritmos in-

fundirá los resultados a nivel

formáticos, se obtiene un ba-

mundial.

lance de los caudales, de forma

Un paso posterior será ha-

que, si se dispara el paso del

cer que esta gestión inteligen-

agua o la presión por un punto

te, aplicada al sector del

en el que no es normal que se

agua, se pueda aplicar a la

dé ese consumo, salta una

gestión de otros servicios mu-

alarma sobre una posible fuga.

nicipales: recogida de resi-

El sistema cuenta además

duos, tráfico, calidad del aire,

con un desarrollo para cono-

entre otros. De esa manera

cer el detalle del consumo de

se harán más energéticamente eficientes y facilitando la vi-

agua en los hogares, e incluye juegos con consejos para una concien-

rio a interactuar y aportar información,

ciación en su uso.

siendo pieza clave en la mejora conti-

De esta manera, el cliente desarrolla

nua de un entorno smart sostenible.

un rol activo en la optimización de la

El consorcio, en el que se encuentran

gestión, dejando de ser un mero usua-

una universidad croata y diez empresas

da diaria del ciudadano.

De esa manera se llega a la Smart City, uno de cuyos máximos exponentes en la actualidad es la ciudad de Santander.

LA GESTIÓN INTELIGENTE DEL AGUA PARA SMART CITIES

El Ayuntamiento de la capital cántabra está impulsando la innovación tecnológica como uno de los ejes fundamentales de desarrollo económico de la ciudad.

Este impulso se ha materializado en el sector del agua en el proyecto SMART WATER Santander.

3.SMART WATER Las principales características de las

Representantes del consorcio SMARTIC

estructuras de comunicaciones de SMART WATER son la bidireccionalidad y la eficiencia energética, lo que permite

Detalles de la App de SMART WATER Santander

interactuar con los dispositivos y ser más respetuoso con el medio ambiente. A través de la sensórica de la red, y en tiempo real, es posible conocer todos los parámetros de las redes de abastecimiento y saneamiento: caudal global de entrada al sector, presiones de entrada y regulaciones de esa presión al nivel del consumo, parámetros de la red de saneamiento, de calidad (cloro, pH, turbidez...).

Esta monitorización completa de las redes permite la disminución de fugas, ahorros de energía, mejoras en el servicio prestado y en definitiva, una gestión más sostenible del sistema. Adicionalmente el usuario puede disponer de esta información de manera directa, conociendo sus curvas de consumo y la calidad del agua a través de una app para smartphones y tablets. Además puede comunicarse directamente con Aqualia, como empresa gestora del servicio en Santander, enviando avisos o incidencias en el servicio.

De esta manera, y a través de las tecnologías y la gestión de datos en el ciclo del agua, el ciudadano vuelve a ser el elemento clave de un entorno más sostenible y adaptado.

Resumen de la ponencia ofrecida por Eva Martínez Diaz, jefa del Área de Gestión Inteligente del departamento de Innovación y Tecnología de Aqualia, en el marco de la IV Expoconferencia Ibérica Espacios rUrbanos Inteligentes, organizada por la Escuela de Negocios ITAE en Badajoz el 14 de julio de 2015.

66

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

I www.retema.es I

SISTEMAS DE REHABILITACIÓN DE TUBERÍA SIN ZANJA, LA EXPERIENCIA DE EMACSA

Sistemas de rehabilitación de tubería sin zanja La experiencia de EMACSA J. Moral Fernández, J.A. Durán Molina EMACSA I www.emacsa.es

Equipos en instalación de CIPP. Fuente: EMACSA

L

os sistemas de tuberías insta-

La financiación necesaria para ha-

rehabilitación de la red de aguas resi-

lados sufren un envejecimiento

cer frente al envejecimiento de las in-

duales, cantidad que se estima irá en

por el que cada vez más se de-

fraestructuras del agua varía en cien-

aumento debido al envejecimiento de la red (Pollert et al. 2005).

be hacer hincapié en la bús-

tos de miles de millones de dólares

queda de formas rentables de renova-

para los próximos 25 años debido a

Debido a las necesidades de reha-

ción de estos activos críticos

las tasas de reemplazo actuales, ya

bilitación, reconversión y adaptación

(Selvakumar et al. 2011). La predic-

que se espera una duración de las tu-

de los sistemas de distribución y reco-

ción exacta de las condiciones actua-

berías de 200 años, aunque fueron di-

lección de agua, son impulsadas cada

les y futuras de los sistemas de tube-

señadas para 100 años aproximada-

vez más nuevas medidas de construc-

rías es crucial para gestionarlos con

mente (Matthews et al. 2013). En

ción. El envejecimiento de las infraes-

prudencia, de manera rentable y efi-

Europa se invierte del orden de cinco

tructuras, junto con el cambio de las

ciente (Dirksen and Clemens 2008).

mil millones de euros anuales en la

condiciones de contorno, de los están-

68

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

I www.retema.es I

SISTEMAS DE REHABILITACIÓN DE TUBERÍA SIN ZANJA, LA EXPERIENCIA DE EMACSA

dares de diseño y de la legislación re-

mas de investigación en varias áreas

así como la experiencia de EMACSA en

queriría un diseño prospectivo para

de infraestructuras de aguas, inclu-

la utilización de los mismos.

preservar la funcionalidad de estos

yendo una revisión de las prácticas y

sistemas, no solo hoy, sino también a

pruebas de aceptación de la garantía

SISTEMAS DE

largo plazo (Kleidorfer et al. 2013).

de calidad y control de calidad duran-

REHABILITACIÓN MÁS EMPLEADOS

Las inversiones en la rehabilitación

te la instalación de sistema de rehabi-

de los sistemas de tuberías deben ba-

litación. Las recomendaciones inclu-

sarse en la inspección y evaluación de

yen la relación de demostraciones a

Aunque en la actualidad las limita-

las condiciones de éstos sistemas con

realizar en condiciones reales de

ciones para acometer cualquier pro-

respecto a la gravedad del daño que

campo, la identificación de los proto-

yecto de ingeniería vienen impuestas

puedan causar y los riesgos ambienta-

colos de pruebas aceleradas que

por condiciones económicas más que

les asociados (Baur and Herz 2002).

permitan predecir el rendimiento a lar-

técnicas, es cierto que existen una

La investigación ha demostrado

go plazo y la realización de análisis

serie de sistemas que, por su contras-

que algunas Empresas de aguas to-

retrospectivos de los materiales (Sel-

tada eficacia, son los más empleados

davía tienen una fuerte preferencia

vakumar et al. 2012).

en la rehabilitación de conducciones.

por el uso de las contrastadas técni-

EMACSA ha venido utilizando estas

En EMACSA algunas de estas téc-

cas de reemplazo a cielo abierto

tecnologías desde su implantación en

nicas se llevan utilizando varias déca-

cuando tienen que rehabilitar tuberías

España y actualmente está desarro-

das, si bien, en los últimos años se ha

de agua en zonas urbanas. El ahorro

llando obras por un valor superior a los

consolidado su utilización al punto

de costes significativos y la disminu-

10 millones de € para la rehabilitación

que en estos próximos años se inver-

ción de las emisiones de carbono, así

de tubería utilizando diversos métodos.

tirá más en rehabilitar red mediante

como la reducción al mínimo de las

Se presenta en este trabajo una vi-

técnicas como las descritas a conti-

interrupciones de las actividades eco-

sión general de los principales métodos

nuación que mediante técnicas con-

nómicas y sociales sobre la superficie

de rehabilitación utilizados actualmente

vencionales.

del suelo en las zonas urbanas llevan a menudo a considerar las técnicas

Figura 1. Esquema entubado tubería. Fuente: terraigua.com

de rehabilitación sin zanja para la construcción, rehabilitación y renovación de los servicios públicos existentes (Beale et al. 2013).

El uso de métodos para rehabilitar in situ los sistemas de tuberías enterradas o inaccesibles es una tecnología emergente que ha recibido el reconocimiento como un Código ASME XI que lo aprobó como alternativa a las prácticas de reparación tradicionales (Shamsuddoha et al. 2013).

Según encuestas realizadas se iden-

Figura 2. Esquema entubado mediante reducción temporal. Fuente: terraigua.com

tificaron varias necesidades, por un lado procedimientos de control de garantía de la calidad y pruebas de aceptación durante la instalación de estos sistemas, y por otro, herramientas de soporte de toma de decisiones para la elección de los sistemas de rehabilitación frente a la sustitución convencional (Selvakumar and Tafuri 2012).

La Enviromental Protection Agency (EPA) está llevando a cabo progra-

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RETEMA

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SISTEMAS DE REHABILITACIÓN DE TUBERÍA SIN ZANJA, LA EXPERIENCIA DE EMACSA

Figura 3. Infografía rehabilitación mediante fragmentación (bursting). Fuente: millerpipeline.com

A continuación se hará un breve repaso sobre las características más representativas de los sistemas de rehabilitación de tuberías mediante tecnología sin zanja.

Entubado El entubado consiste en la introducción en la tubería a rehabilitar de un tubo continuo de menor diámetro al existente. Se suelen emplear tuberías plásticas, de polietileno generalmente, aunque también podrían utilizarse de acero o, incluso de fundición dúctil

Figura 4. Demostración fragmentación (bursting) tubería acero. Fuente: construtec.com

siempre que se utilicen uniones acerrojadas.

Por definición de esta técnica se limita a conducciones que puedan ver disminuido su diámetro interior sin causar perjuicio a su funcionamiento.

Este hecho no es significativo debido, principalmente, a dos motivos: • Por lo general, el revestimiento de la nueva tubería ofrece menor rugosidad que la tubería reemplazada por lo que la capacidad de conducción es

te reducción temporal, o mediante in-

mismo, el punto inicial de rehabilita-

mayor (Zhang et al. 2012).

serción previo doblado del tubo.

ción, se conecta a una cabeza de rup-

• Los consumos de agua potable, y por ende, la producción de aguas re-

tura. La cabeza de ruptura suele ser Fragmentación (bursting)

un troncocono de acero que permite destruir la tubería antigua y ampliar

siduales, viene decreciendo en los úl-

temporalmente la sección donde se

timos años, con lo que se ha reducido

La fragmentación consiste en la in-

la cantidad de agua a transportar por

troducción de una nueva tubería

alojará la nueva tubería.

las conducciones (Daza 2008).

aprovechando la traza de la conduc-

• A la cabeza de ruptura se ancla la

ción a rehabilitar. Para ello, mediante

nueva tubería, que generalmente se-

Es imprescindible preparar la tube-

los útiles necesarios se rompe la tu-

rá de polietileno, aunque también

ría antigua con el objetivo de dismi-

bería existente y a la vez se aloja una

puede ser de fundición dúctil siempre

nuir la fricción en la medida de lo po-

nueva tubería en el lugar que ocupa-

que se utilicen uniones acerrojadas, y

sible durante la instalación de la

ba la primera como puede observarse

mediante tracción se introduce.

nueva tubería. Para ello, es conve-

en la figura 3 (Larsen et al. 1997).

niente eliminar las incrustaciones de la pared, sellar las grietas que pudie-

El procedimiento de instalación es el siguiente:

o estuviese armada se pueden em-

ran existir y aplicar un lubricante a la superficie interna.

En caso de que la tubería a reemplazar fuese de acero, fundición dúctil

• En la conducción existente a rehabi-

plear cabezas rompedoras con una

En la instalación existen diferentes

litar se introduce un cable o varillaje

cuchilla de corte que ayuda a la frac-

métodos de introducción de la nueva

que permitirá la instalación de la nue-

tura de este tipo de materiales.

tubería en el interior de la antigua pu-

va tubería mediante tracción.

diendo distinguirse tres subtipos de

• Una vez el cable ha alcanzado el

el proceso de instalación se despla-

entubado: mediante tracción, median-

punto final de la tubería o, lo que es lo

zan contra el terreno quedando aloja-

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Los fragmentos originados durante

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dos en las inmediaciones de la nueva tubería.

Esta técnica permite introducir tubería del mismo diámetro a la instalada o hasta un 20% mayor. No resulta inviable la instalación de un diámetro mayor a estos pero debería estudiarse ya que podría provocar una sobre compactación del terreno dando lugar a desplazamientos del mismo que podría ocasionar problemas en superficie o en los servicios colindantes.

Como consecuencia de lo anterior es necesario para el empleo de esta técnica que la tubería a rehabilitar se encuentre a una profundidad considerable, rechazándose la utilización de esta técnica si el recubrimiento de la misma es inferior a 50 cm (Lueke and Ariaratnam 2000) Igualmente ocurre con el resto de servicios que pudieran discurrir por las inmediaciones de la traza de la tubería a rehabilitar utilizando un recubrimiento mínimo similar al del punto anterior.

La principal ventaja que posee esta técnica es que la nueva tubería instalada es del mismo diámetro o mayor que la tubería existente.

Como desventaja cabe destacar que si la tubería a rehabilitar está compuesta de varios materiales, por ejemplo porque se hayan realizado reparaciones en la misma con materiales diferentes al inicial, pueden presentarse problemas de atascamiento de la cabeza de ruptura que pueden obligar a abrir una excavación en ese punto.

Otra desventaja es que con esta técnica no se pueden rehabilitar tramos con una curvatura mayor que la desviación máxima de instalación de una tubería convencional, es decir, del orden del 5%.

Manga impregnada con resina curada in situ (CIPP) El CIPP se trata de un compuesto textil tubular que se utiliza como reves-

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SISTEMAS DE REHABILITACIÓN DE TUBERÍA SIN ZANJA, LA EXPERIENCIA DE EMACSA

timiento interior de la tubería que se

Esto es debido a que, mientras en

llo normativo nacional debiendo recu-

instala, generalmente, por reversión

los sistemas anteriores se utilizan para

rrir a normas o recomendaciones ex-

con presión de gas o agua. Utilizando

rehabilitar tuberías convencionales de

tranjeras. Además, estas normas o re-

esta tecnología la longitud máxima de

polietileno o fundición dúctil con todos

comendaciones, utilizan formulaciones

la tubería a rehabilitar solo está condi-

los procesos de control de calidad rea-

complejas en las que se involucran pa-

cionada por la vida de la mezcla de la

lizados en fábrica, en este sistema

rámetros difícilmente cuantificables

resina y las restricciones de la geome-

gran parte del resultado final es conse-

que dificultan el dimensionamiento del

tría de la tubería. Una vez que se ha

cuencia de una elección de materiales,

sistema teniendo que recurrir en nu-

completado la inserción, la resina se

un dimensionado y una puesta en obra

merosas ocasiones a valores reco-

cura usando agua caliente, aire o vapor

bastante compleja y de una fabricación

mendados o usuales con la incerti-

de agua, que se distribuye a través de

en obra en la que gran parte del control

dumbre que ello genera.

la tubería receptora. Después del cura-

del calidad debe ser realizado durante

do, el producto resultante es un tubo de

la propia instalación.

La gran ventaja que presenta este sistema es su versatilidad pues puede

resina reforzada estructuralmente alo-

Como se ha referido en el párrafo

ser empleado en todo tipo de seccio-

jado en el interior del conducto existen-

anterior, uno de los aspectos comple-

nes, diámetros y materiales sin que

te que queda perfectamente ajustado.

jos de este sistema es su dimensiona-

ello suponga una merma de la calidad

El CIPP tiene propiedades mecánicas

miento, para el que no existe desarro-

final del producto. Además al adaptar-

similares a las de las tuberías de fibra

se perfectamente a la tubería la mis-

de vidrio. El ahorro de este tipo de re-

ma puede presentar oquedades o

paración, tanto en el tiempo de inactivi-

desperfectos fácilmente salvables por

dad del sistema como del coste de re-

este sistema. En los casos más extre-

posición de tubería, es sustancioso

mos puede incluso que parte de la

(Shujie Zhang et al. 2011).

conducción no exista en alguna sec-

Mientras que el resto de sistemas

ción o, incluso, longitudinalmente, pu-

de rehabilitación descritos en los pun-

diendo utilizar este sistema siempre

tos anteriores presentan una fase de

que siga existiendo el hueco por el

diseño técnico bastante sencilla, este

que hacer el despliegue del mismo.

La otra gran ventaja que presenta

método requiere profundos conociFigura 6. Fotografía reversión manga durante la instalación de CIPP. Fuente: spr-tec.com

mientos en la materia para llegar a

es que, dados los altos rendimientos que pueden obtenerse en su instala-

conseguir la rehabilitación deseada.

ción, resulta una solución económicamente ventajosa, máxime cuando también se cuantifican otros factores como reducción al mínimo de las interrupciones de las actividades económicas y sociales, polución, interferencias al tráfico, ruido, molestias, etc.

OBRAS DE REHABILITACIÓN PROMOVIDAS POR EMACSA Como ya se ha mencionado en apartados anteriores EMACSA viene empleando técnicas de rehabilitación de tuberías mediante técnicas sin zanja desde hace varias décadas con éxito. Esto unido a un compromiso cada vez más fuerte con el respeto Figura 5. Fotografía unión manga-tubería. Fuente: craftsmanpipelining.com

ambiental y la eficiencia ha provocado que estas técnicas sean utilizadas

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Figura 7. Sensibilidad del espesor y la rigidez nominal en la fórmula X1.3 de la ASTM 1216. Fuente: Elaboración propia

con asiduidad al punto que, en años

Tabla 1. Proyectos promovidos por EMACSA de rehabilitación de tuberías mediante técnicas sin zanja

como el presente, las inversiones en rehabilitación de tuberías mediante estas técnicas supere a la inversión de reemplazo con técnicas convencionales.

Título proyecto

Importe (PBL)

Tipo de obra

Sistema de rehabilitación

Proyecto de rehabilitación de arteria de distribución desde la ETAP de Villa Azul hasta la Avda.

Cruz de Juárez (Córdoba)

601.648,20 €

Rehabilitación abastecimiento

CIPP

Proyecto de rehabilitación de arterias para el abastecimiento al Municipio de Córdoba

6.053.351,76 €

Rehabilitación abastecimiento

CIPP

Proyecto de rehabilitación de arterias de abastecimiento y colectores de alcantarillado en la Ciudad de Córdoba (1ª fase)

2.999.704,15 €

Rehabilitación abastecimiento y alcantarillado

CIPP

Proyecto de rehabilitación de arterias de abastecimiento y colectores de alcantarillado en la Ciudad de Córdoba (2ª fase)

2.941.325,00 €

Rehabilitación abastecimiento y alcantarillado

CIPP

Renovación de la red de abastecimiento en las barriadas de Fray Albino y Campo de la Verdad (Córdoba)

1.120.248,38 €

Rehabilitación abastecimiento

Bursting

El presente año EMACSA ha promovido obras para la rehabilitación de tuberías mediante técnicas sin zanja, directa o indirectamente, por valor aproximado de 14 millones de euros, como quedan recogidas en la Tabla 1.

EXPERIENCIA DE EMACSA EN OBRAS DE REHABILITACIÓN Como se ha podido comprobar a lo largo del artículo la experiencia en EMACSA en relación a la utilización de las técnicas descritas es amplia, si bien, dentro de los objetivos estratégi-

fase de diseño para obtener la garan-

deberán prever los puntos adecuados

cos de la empresa, sigue estando la

tía de que lo proyectado se ajusta a la

de ataque a la tubería, así como una

mejora en el conocimiento de cada

realidad y por tanto los objetivos plan-

serie de puntos adicionales de ataque

uno de los sistemas, lo que permita

teados con el proyecto podrán ser de-

en función de la homogeneidad de la

una mejora de calidad en la instala-

bidamente resueltos con el mismo.

tubería existente. Si en la misma no

ción rehabilitada.

Esta práctica, que en España no está

existen cambios de materiales, diá-

EMACSA distingue tres aspectos

muy extendida, permite sentar las co-

metros o dirección, que pueda afectar

claves en la elección de los sistemas

rrectas bases para que, durante la fa-

a la instalación, el número de puntos

de rehabilitación a los que se presta

se de ejecución, no existan eventuali-

de ataque serán los estrictamente ne-

más atención cuanto más decisivos

dades que condicionen la calidad final

cesarios por la máxima longitud de

resultan para la obtención del produc-

del proyecto.

instalación que se pueda llevar a ca-

En proyectos de rehabilitación me-

bo, mientras que si existen este tipo

Como norma general, en todo los

diante entubado o bursting el diseño

de circunstancias habrán de preverse

proyectos de ingeniería es necesario

se centra, principalmente, en la ope-

puntos adicionales con los que resol-

dedicar los recursos necesarios en la

rativa de la instalación, en la que se

ver estas circunstancias.

to final.

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SISTEMAS DE REHABILITACIÓN DE TUBERÍA SIN ZANJA, LA EXPERIENCIA DE EMACSA

Figura 8. Plano de distribución de las actuaciones en red. Fuente: EMACSA

En proyectos de rehabilitación mediante CIPP la fase de diseño es más compleja debido a que los estándares y recomendaciones existentes utilizan parámetros difícilmente cuantificables. Además, estos estándares y recomendaciones, parten de la clasificación inicial del conducto que se pretende rehabilitar, cuestión ya de por sí complicada dado que para ello únicamente se cuenta con una inspección de video de la misma.

El siguiente aspecto clave es la correcta elección de los materiales que, evidentemente deben cumplir unos mínimos en los estándares de calidad establecidos, pero que, además, debe pensarse que, con la tasa de repo-

sume en elegir material de un catálo-

la Ley de Contratos del Sector Públi-

sición actual, sobrepasarán su vida

go comercial, en el CIPP este aspecto

co ya que puede chocar frontalmente

útil en varias decenas de años, con lo

se vuelve enormemente más compli-

con los principios de publicidad y

que la inversión en un material de ca-

cado. Esto se debe a que no existen

transparencia de los procedimientos,

racterísticas superiores implicará un

unos estándares para la fabricación

y no discriminación e igualdad de tra-

beneficio futuro.

de los materiales constituyentes.

to entre los candidatos. En este punto

Además de la calidad mínima que

En cada caso, cada fabricante, de-

el técnico debe realizar una ardua la-

deban cumplir los materiales en pri-

fenderá como mejor solución el pro-

bor de investigación para conseguir

mera instancia debe recapacitarse

ducto ofertado por ellos, en muchos

encajar aquel material que cumple

sobre la correcta elección de los mis-

casos, el único producto que pueden

con todas las exigencias planteadas

mos. Nuevamente mientras en las

ofertar.

pero que además encaje en la Ley de

técnicas de rehabilitación mediante

Lo anteriormente expuesto, en oca-

entubado o bursting la elección se re-

siones, plantea una contrariedad con

Contratos del Sector Público.

Por último, se tratará el aspecto del

Figura 9. Instalación de CIPP. Afección al tráfico. Fuente: EMACSA

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SISTEMAS DE REHABILITACIÓN DE TUBERÍA SIN ZANJA, LA EXPERIENCIA DE EMACSA

control de calidad. Este aspecto, si cabe, es el más importante de los mencionados ya que, si importante es diseñar correctamente el sistema de rehabilitación y elegir convenientemente los materiales a emplear, más importante es comprobar en todas las fases de la ejecución que se está cumpliendo aquello que fue diseñado y que los materiales cumplen los requerimientos especificados.

El control de calidad resulta una tarea crítica cuando como sistema de rehabilitación se elige el CIPP ya en la fase de ejecución, el proceso de fabricación in situ tiene ligada una alta incertidumbre debido a que todo el proceso, excepto la fabricación de los materiales base, se produce fuera de una instalación industrializada, en el propio lugar de empleo del CIPP y de manera manual sin existir protocolos estrictos ni la posibilidad de contar con un sistema de control de calidad determinado por norma de cada uno de los procesos que se realizan para la conformación final del producto.

Debido a lo anterior antes del comienzo de la ejecución se deben auditar todos los procesos que intervendrán en la fabricación del producto final, se deberán establecer los puntos de control precisos así como los valores paramétricos para cada uno de estos puntos.

CONCLUSIONES Los sistemas de rehabilitación conocidos y descritos en el presente artículo cuentan con las validaciones necesarias para poder ser empleados en las redes de abastecimiento y alcantarillado con total garantía.

En la actualidad existe un amplio abanico de sistemas de rehabilitación. Además la maquinaria y procesos empleados en los mismos cada vez es más sofisticada, permitiendo acometer proyectos mediante estos

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SISTEMAS DE REHABILITACIÓN DE TUBERÍA SIN ZANJA, LA EXPERIENCIA DE EMACSA

Figura 10. Instalación de CIPP. Toma de muestras para Control de Calidad. Fuente: EMACSA

sistemas que con anterioridad eran

Beale, D. J., Marlow, D. R. and Cook, S. (2013) 'Estimating the

Pollert, J., Ugarelli, R., Saegrov, S., Schilling, W. and Di Federi-

inviables.

Cost and Carbon Impact of a Long Term Water Main Rehabilita-

co, V. (2005) 'The hydraulic capacity of deteriorating sewer sys-

tion Strategy', Water Resources Management, 27(11), 3899-

tems', Water Science and Technology, 52(12), 207-214.

cursos necesarios para el correcto di-

3910.

Selvakumar, A., Kampbell, E., Downey, D. and Condit, W.

seño de los sistemas de rehabilitación

Daza, F. (2008) 'Demanda de agua en zonas urbanas de Anda-

(2012) 'Quality assurance and quality control practices for re-

a emplear, la elección de los materia-

lucía', Universidad de Córdoba, Servicio de Publicaciones.

habilitation of sewer and water mains', Urban Water Journal,

les y la implantación de un sistema de

ISBN: 9788478019281

9(4), 211-222.

control de calidad que permitan desa-

Dirksen, J. and Clemens, F. H. L. R. (2008) 'Probabilistic mode-

Selvakumar, A. and Tafuri, A. N. (2012) 'Rehabilitation of Aging

rrollar la rehabilitación con las garan-

ling of sewer deterioration using inspection data', Water Scien-

Water Infrastructure Systems: Key Challenges and Issues',

tías necesarias.

Resulta obligatorio dedicar los re-

ce and Technology, 57(10), 1635-1641.

Journal of Infrastructure Systems, 18(3), 202-209.

En conclusión, dadas las restriccio-

Kleidorfer, M., Moederl, M., Tscheikner-Gratl, F., Hammerer, M.,

Selvakumar, A., Tafuri, A. N., Morrison, R. and Sterling, R.

nes presupuestarias a las que el ges-

Kinzel, H. and Rauch, W. (2013) 'Integrated planning of rehabi-

(2011) 'State of technology for renewal of sewer force mains',

tor de un abastecimiento puede verse

litation strategies for sewers', Water Science and Technology,

Urban Water Journal, 8(5), 279-292.

sometido resulta imprescindible con-

68(1), 176-183.

Shamsuddoha, M., Islam, M. M., Aravinthan, T., Manalo, A.

siderar los sistemas de rehabilitación

Larsen, J. P., Struve, J., Murray, P., Pitt, J. C. and N, A. S. T. T.

and Lau, K.-t. (2013) 'Effectiveness of using fibre-reinforced

de tuberías para la renovación de las

(1997) 'Trenchless technology - Bursting into the future', North

polymer composites for underwater steel pipeline repairs',

mismas ya que se pueden conseguir

American No-Dig '97 - Trenchless Technology: the Jewel of Un-

Composite Structures, 100, 40-54.

ahorros considerables además de los

derground Construction, 494-502.

Zhang, S.-J., Wang, R. and Ma, C.-Q. (2011) 'Design of Pipe-

beneficios no económicos intrínsecos

Lueke, J. S. and Ariaratnam, S. T. (2000) 'Subsurface ground

diameter of Tubular Textile Composite Material Applied in Pipe-

a la utilización de estas tecnologías.

movements associated with trenchless pipe replacement met-

line Rehabilitation' in Li, Y., Liu, Y. F., Luo, X. N. and Li, J. S.,

hods', Construction Congress Vi, Proceeding: Building Toget-

eds., Textile Bioengineering and Informatics Symposium Pro-

her for a Better Tomorrow in an Increasingly Complex World,

ceedings, Vols 1-3, 436-439.

778-787.

Zhang, X., Li, C., He, Y. and Yuan, W. (2012) 'Determining the

Baur, R. and Herz, R. (2002) 'Selective inspection planning with

Matthews, J. C., Selvakumar, A. and Condit, W. (2013) 'Current

Economical Diameter of Penstock of Plastic Pipes for Micro-

ageing forecast for sewer types', Water Science and Technology,

and Emerging Water Main Renewal Technologies', Journal of

Hydro Power Projects', Ceit 2012: 2012 International Conferen-

46(6-7), 389-396.

Infrastructure Systems, 19(2), 231-241.

ce on Civil Engineering and Information Technology, 137-141.

REFERENCIAS

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RETEMA

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I www.retema.es I

Ampliación de la EDAR de Rota Rosario Bernal Sánchez AREMSA I www.aguasderota.es

OBJETO Y DATOS BÀSICOS

reparto preparados para la construcción

del caudal de entrada a la planta).

de una tercera línea. El funcionamiento

• Ampliación del Tratamiento Secunda-

El pasado mes de julio tuvo lugar la

de la misma durante estos años ha sido

inauguración oficial de la Ampliación de

satisfactorio, cumpliéndose en todo mo-

rio, con capacidad para tratar 7.320 m3/d (1/3 del caudal a tratar en el pro-

la EDAR de Rota. Las obras de esta

mento los parámetros previstos, aun-

ceso biológico).

Ampliación han supuesto una inversión

que el aumento de viviendas de segun-

• Ampliación de la línea de fangos.

de 6.239.651,85 euros. Se trata de una

da residencia, superó todas las

• Otras instalaciones; tales como red

de las infraestructuras para la mejora

previsiones haciendo que las instalacio-

de by-pass, instalación eléctrica e ins-

de la depuración de las aguas residua-

nes fuesen insuficientes, por lo que se

trumentación y automatismos.

les urbanas.

requiere abordar la ampliación de la ca-

En Rota se construyó la EDAR entre

pacidad de la depuradora.

Las obras de Ampliación de la EDAR

los años 1.999 y 2.000 basándose en

Las Obras de Ampliación tienen co-

de Rota han sido promovidas por la

un proyecto redactado por la Empresa

mo objeto fundamental ampliar la capa-

Agencia Andaluza del Agua y se han

Pública del Suelo. Se trata de una plan-

cidad de tratamiento e introducir algu-

ejecutado según el “Proyecto de Am-

ta de aireación prolongada, con una capacidad aproximada de 12.000m3/d en

nas mejoras en el proceso tal como la

pliación de la EDAR de ROTA” suscrito

eliminación de fósforo tanto vìa biológi-

por los ingenieros de caminos D. Juan

caudal y 70.000 habitantes equivalen-

ca como via química. Las obras de Am-

Carlos de la Cruz Barroso y D. Fernan-

tes en carga contaminante. Se constru-

pliaciòn llevadas a cabo son:

do García Hoyo en mayo de 2007.La Unión Temporal de Empresas INSER-

yeron dos líneas de proceso (decantación y biológico), dejando el terreno

• Ampliación de Pretratamiento, con ca-

CO-SANDO han sido los encargados

disponible así como los elementos de

pacidad para tratar 16.875 m3/d (56.25%

de la ejecución de dicho proyecto.

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AMPLIACIÓN DE LA DEPURADORA DE ROTA I REPORTAJE

DESCRIPCIÓN DE LAS OBRAS E INSTALACIONES CONSTRUIDAS Llegada de Agua Bruta

xima de 1.195,3 m3/h y los canales de la línea existente de 929.3 m3/h.

caudal unitario de 180,0+- 360 Nm3/h a

En la línea nueva se han construido

Las grasas serán concentradas en

dos unidades, con un ancho de desare-

un desnatador previo a su descarga a

nado de 1.8 m y de desengrasador de

contenedor.

4.0 m.c.a..

0.8 m y una altura total de 3.5m. Las

Para albergar las dos líneas de Pre-

En la EDAR de Rota se trata el Agua

arenas recogidas serán enviadas a un

tratamiento se ha eliminado la cubierta

Residual generada tanto en el núcleo

lavador-clasificador de tipo tornillo sin-

existente y se ha colocado una nave

urbano de Rota como en la Base Naval

fín, antes de su descarga a contenedor.

prefabricada con materiales aislantes

y la urbanización de Costa Ballena. Las

Para el suministro del aire necesario

que permitan el correcto aislamiento

aguas residuales generadas en los di-

para la separación de las grasas y

térmico de dicho tratamiento

ferentes puntos llegan de manera inde-

aceites del agua residual se han em-

Para que la concentración de gases

pendiente a la EDAR.

pleado tres (2+1) soplantes de embolo

generados en el proceso esté siempre

rotativo de doble velocidad, con un

en niveles aceptables se ha instalado

La arqueta de llegada del agua residual ha sufrido una remodelación en las obras de Ampliaciòn, de manera que se pueda producir un reparto equitativo a las dos líneas de Pretratamiento (la existente y la de nueva construcción).

La nueva línea de Pretratamiento construida estará formada al igual que la existente por un desbaste formado por tres (2+1) canales de ancho 0.60m; dos de los cuales se han dotado de tamiz autolimpiante de 3 mm de luz de paso y el canal auxiliar de reja manual de 15 mm de luz de paso. La recogida de los residuos se realizará mediante tornillo transportador compactador hasta su recogida en contenedores.

Los canales desarenadores de la nueva línea tienen una capacidad má-

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REPORTAJE I AMPLIACIÓN DE LA DEPURADORA DE ROTA

un nuevo sistema de extracción, sòlo y exclusivamente para el edificio de Pretratamiento, dejando el extractor existente para el resto de las zonas. El equipo nuevo tiene una capacidad de desodorización de 16.550 m3/h.

Tratamiento biológico La EDAR de Rota contaba con un tratamiento biológico con eliminación de nitrógeno.

Las obras de Ampliación han incluido el tratamiento de eliminación de fósforo, para lo cual el agua procedente del pretratamiento debe ser enviada al tanque construido para tal fin.

Las obras de Ampliación han colocado las tuberías necesarias para dicho envío así como la construcción de un tanque de 3.000 m3 de volumen dividi-

los existentes. Se han utilizados aerea-

bas existentes por cuatro (3+1R) elec-

do en dos cámaras. Cada càmara dis-

dores superficiales tipo rotores.

tro-bombas sumergibles nuevas, con un caudal unitario de 460.0 m3/h a 4,5

Recirculación y arqueta de

m.c.a. así como todo el sistema de tu-

reparto

berías necesarios para dicho envío.

pone de agitador sumergible.

Las obras también han contemplado la ampliación del proceso de aereaciòn prolongada existente. Se ha construido

Eliminación del fósforo por vía

un nuevo reactor biológico de igual di-

Para la recirculación de fangos la ar-

mensiones a los dos existentes, carru-

queta de reparto existente estaba pre-

sel con cuatro canales rectos con un volumen unitario de 6.482,62 m3 y una

vista para la ampliación de la tercera línea aunque se ha implementado el

Como sistema de seguridad para ga-

zona anòxica del 30% del volumen total.

envío de fangos al tanque anaerobio.

rantizar la eliminación de fósforo, tam-

El sistema de aereaciòn utilizado en

Para la impulsión de los fangos re-

bién se ha dotado a la planta de un sis-

el nuevo tanque es igual al utilizado en

circulados se han sustituidos las bom-

tema de dosificación de sulfato de

80

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

química

I www.retema.es I

AMPLIACIÓN DE LA DEPURADORA DE ROTA I REPORTAJE

alumina. Se ha provisto a la planta de un tanque de almacenamiento para el sulfato así como bombas de dosificación (3+1) y una de descarga. La dosificación del sulfato de alumina se lleva a cabo en la cámara de reparto a biológicos.

Clarificaciòn secundaria Se ha construido un tercer decantador igual a los dos existentes con diámetro de 27.0 m y un calado de 3.1 m.

Espesamiento de fangos Se ha construido un nuevo espesador de 15.0 m de diámetro y 4.0 m de calado. Y se ha dejado operativo el existente implementando un juego de

REPORTAJE I AMPLIACIÓN DE LA DEPURADORA DE ROTA

válvulas que permite trabajar de manera manual con cualquiera de ellos, au-

Se ha instalado una segunda tolva de almacenamiento de fangos.

la Responsable de la planta tienen acceso desde un PC.

mentando considerablemente la capacidad de almacenamiento de lodos.

sición de Datos) al que los operarios y

Telecontrol

La visualización en la pantalla del ordenador de los sinópticos de proceso y

Deshidratación de fangos

El Sistema de control de la EDAR de

parámetros de funcionamiento se com-

Rota se basa en una red de autómatas

plementa con un monitor LED de 48

El fango procedente de ambos espe-

que se comunican entre sí. Estos autó-

pulgadas en la sala de contorl, pudién-

sadores se envía a deshidratación me-

matas son el interface entre los medi-

dose visualizar los diferentes procesos.

cánica mediante centrífuga. Antes de la

dores y actuadores de campo y el

ampliación el proceso estaba infradi-

SCADA (Programa de Control y Adqui-

Fotos: Antonio Cordero

Septiembre - Octubre 2015

I www.retema.es I

mensionado con una única unidad de centrifugación. La ampliación de la EDAR de Rota ha dotado el proceso de deshidratación de fangos con dos unidades nuevas, con caudal volùmico unitario de 18,0 m3/h y un caudal màsico unitario de 540,0 kg/h.

Se ha instalado un equipo de polielectrolito nuevo, con capacidad para abastecer a las dos centrífugas. Se ha dotado a la planta de un tanque de almacenamiento de agua potable para que la presión de abastecimiento al equipo de polielectrolito permita preparar el producto en las condiciones màs estables posible, consiguiendo el mejor rendimiento posible del proceso de deshidratación.

82

RETEMA

PRESENCIA DE CONTAMINANTES EMERGENTES EN LAS ETAPAS DE LAS EDAR

Estudio de la presencia de contaminantes emergentes en las distintas etapas de las depuradoras Pedro J. Simón Andreu1, Carlos Lardín Mifsut2, Raquel González Herrero3, Antonio V. Sánchez Betrán4, Juan Antonio Vicente González5 1,2 ESAMUR I www.esamur.com • 3,4,5 RED CONTROL I www.redcontrol.com

l estudio de los contaminantes

E

dades. Entre ellos podemos destacar

crobiológica a lo largo de las diferentes

emergentes presentes en las

residuos farmacéuticos y fármacos,

fases del sistema de tratamiento de es-

aguas residuales, así como su

hormonas, detergentes, productos fito-

taciones depuradoras de aguas resi-

tratamiento y eliminación de las

sanitarios, productos de higiene perso-

duales mediante fangos activos.

mismas están siendo objeto de una

nal (protectores solares, fragancias),

gran atención en los últimos tiempos,

estimulantes como la cafeína, etc...

ANTECEDENTES

especialmente debido a su ubicua pre-

Un aspecto a estudiar sobre estos

sencia en todo tipo de aguas y sus posi-

contaminantes es su grado de elimina-

En la práctica totalidad de las aguas

bles repercusiones sobre el medio am-

ción en los procesos de depuración de

residuales tanto de origen urbano, como

biente. Los contaminantes emergentes

aguas residuales actualmente utiliza-

industrial, están presentes diferentes

son un tipo de contaminantes orgánicos

dos. Con el presente estudio se preten-

contaminantes emergentes en concen-

que son introducidos en el medio am-

de conocer el comportamiento de una

traciones variables, dependiendo de las

biente, principalmente el medio acuáti-

serie de contaminantes emergentes y

actividades que se den en la zona de ori-

co terrestre y marino, en grandes canti-

unos indicadores de contaminación mi-

gen de dichas aguas. Estos contaminan-

84

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

I www.retema.es I

PRESENCIA DE CONTAMINANTES EMERGENTES EN LAS ETAPAS DE LAS EDAR

bivalva y reja automática, tamizado y

Contaminante

Grupo

Contaminante

Grupo

Acetaminofeno (Paracetamol)

Analgésico

Enrofloxacina

Antibiótico veterinario

Acetamiprid

Insecticida

Eritromicina

Antibiótico

Cafeína

Estimulante

Ofloxacina

Antibiótico

mediante potencial Redox. Dispone a

Carbamazepina

Uso psiquiátrico

Tiabendazol

Fungicida

su vez de dos decantadores circulares

Claritomicina

Antibiótico

Trimetoprim

Antibiótico

Diclofenac

Antiinflamatorio (se incluirá en la primera)

E.coli

Bacteria indicativa de contaminación fecal

Salmonella

Bacteria indicativa de contaminación fecal

desarenado desengrasado. El tratamiento biológico se realiza en un reactor tipo carrusel aireado con dos oxirrotores controlados de forma automática

troncocónicos, dotados de carro-puente móvil. El tratamiento terciario se realiza mediante dos filtros de arena abiertos, y la desinfección del efluente por luz ultravioleta. El tratamiento de los lodos consiste en espesamiento y deshidratación mecánica mediante dos de-

tes van desde fármacos, hasta fitosani-

Depuradoras empleadas para el

tarios, sustancias de origen industrial.

estudio

cantadores centrífugos.

El efluente tratado es vertido a balsa de acumulación para su posterior reuti-

Recientemente, diferentes adminis-

lización para riego agrícola.

traciones están empezando a limitar la

El estudio presentado se ha realiza-

presencia de algunos de ellos, si bien se

do en las líneas de tratamiento de cua-

desconoce en gran medida los efectos

tro depuradoras de la Región de Mur-

causados por gran parte de ellos o su

cia. A continuación detallamos las

abundancia en el medio. Así, en la Di-

principales características de cada una

rectiva 2013/39/UE ya se incluye una ta-

de ellas.

sistema mediante aireación prolongada

Abanilla

por fangos activos, con una caudal de proyecto de 5.000 m3/día y una carga

bla en la que se identifican una serie de contaminantes emergentes como sus-

Beniel La EDAR de Beniel consiste en un

influente de diseño de 54.167 h.e.

tancias prioritarias e incluso establece límites de emisión para algunos de ellos.

La EDAR de Abanilla es una planta

La EDAR consta de un pretratamien-

Con el presente estudio se pretende

de aireación prolongada mediante fan-

to compuesto por una reja de gruesos

comprobar el efecto de las diferentes

seguida de un tamizado y una etapa

fases de procesos depurativos median-

gos activos, con un caudal de proyecto de 1.500 m3/día y una carga influente

te fangos activos sobre algunos conta-

de diseño de 12.500 h.e.

do, seguido por un tratamiento biológi-

posterior de desarenado-desengrasa-

minantes emergentes habituales, estu-

La EDAR dispone de un pretrata-

co formado dos reactores biológicos ti-

diando las diferentes fases de las

miento con desbaste mediante cuchara

po carrusel aireados por medio de

EDARs para ver su presencia y concentraciones en cada una de ellas.

El estudio se ha llevado a cabo en cuatro depuradoras integrantes de la zona Levante de la región de Murcia: Abanilla, Beniel, Fortuna y Santomera.

Todas estas plantas tienen sistemas de tratamiento mediante fangos activos en aireación prolongada, con deshidratación mecánica del fango producido.

Listado de contaminantes emergentes estudiados En la tabla superior se listan los contaminantes emergentes y parámetros microbiológicos analizados en el estudio.

I www.retema.es I

Septiembre - Octubre 2015

RETEMA

85

PRESENCIA DE CONTAMINANTES EMERGENTES EN LAS ETAPAS DE LAS EDAR

soplantes y controladas de forma auto-

Tabla 2. Datos relativos al tratamiento secundario

mática mediante sondas amonio-nitra-

Fortuna

Beniel

Santomera

Abanilla

TRH biológico (horas)

59,06

48,00

38,00

53,55

SSLM biológico (mg/l)

2.670,00

2.136,00

4.100,00

4.200,00

SSVLM biológico (%)

78,00

69,00

74,00

78,00

V. Ascensional dec. 2º (m3/m2·h)

0,25

0,38

0,81

0,21

to y seguido de dos decantadores secundarios. El tratamiento terciario consiste en dos decantadores lamelares y dos filtros de arena. Además dispone de desinfección mediante un canal de lámparas ultravioleta. El tratamiento de lodos se fundamenta en un espesador por gravedad y dos centrífugas mécanicas.

El efluente vertido se emplea en su totalidad para riego agrícola.

Tabla 3. Datos relativos a los espesadores de lodos Fortuna

Beniel

Santomera

Abanilla

TRH espesadores (horas)

11,49

52,00

25,00

80,80

sistema de aireación prolongada me-

Carga sobre vertedero (m3/m)

1,04

5,09

1,79

1,20

diante fangos activos, con una caudal de proyecto de 2.500 m3/día y una car-

Concentración fango espesado (%)

1,68

3,27

2,50

3,25

Fortuna La planta de Fortuna consiste en un

ga influente de 21.000 h.e.

La depuradora dispone de un pretratamiento, seguido por dos reactores tipo

Tabla 4. Datos relativos a las centrífugas de deshidratación de lodos

carrusel aireados por medio de soplantes y controladas de forma automática

Fortuna

Beniel

Santomera

Abanilla

mediante sondas oxigeno, decantación

Sequedad obtenida (%)

14,70

19,00

17,60

16,40

secundaria mediante dos decantadores

Volátiles (%)

71,00

67,40

64,60

62,80

circulares y tratamiento terciario. Además dispone de desinfección mediante lámparas ultravioletas. Para el trata-

Orbal aireados por oxirrotores y controla-

Características de los

miento de lodos dispone de un espesa-

dos de forma automática mediante son-

influentes recibidos en las

dor circular y deshidratación mecánica

das de amonio-nitrato. A continuación

diferentes EDAR estudiadas

mediante un decantador centrífugo.

presenta 4 decantadores secundario y

El efluente tratado se vierte a una

un tratamiento terciario constituido por

A continuación se comentan las ca-

balsa para su posterior uso para riego

un filtro textil (Mecana) y desinfección ul-

racterísticas generales de los influen-

agrícola.

travioleta. El tratamiento de lodos está

tes de cada una de las depuradoras en

formado por 2 espesadores por grave-

las que se realiza el estudio.

Santomera

dad y la deshidratación mecánica mediante 2 decantadores centrífugos. El

La depuradora de Santomera se tra-

Abanilla

efluente es destinado a riego agrícola.

ta una planta de aireación prolongada

El municipio de Abanilla tiene una

de fangos activos mediante sistema

Parámetros de explotación de

población censada de 3.250 habitan-

Orbal, con un caudal de proyecto de 6.000 m3/día y una carga influente de

las depuradoras objeto de

tes, con 6.420 habitantes equivalentes.

estudio

27.000 h.e.

La procedencia del influente es de origen tanto industrial como urbano.

La EDAR dispone de un pretratamien-

En las tablas 2, 3 y 4 hacemos un re-

El vertido con origen urbano puede

to con reja de finos, seguida de un siste-

sumen comparativo de los principales

estar influenciado por la presencia en

ma de rototamices y un desarenado-de-

parámetros de explotación de las de-

el pueblo de una institución geriátrica y

sengrasado. Para el tratamiento

puradoras objeto de estudio durante la

de una instalación hospitalaria.

biológico dispone de 3 reactores de tipo

duración del mismo.

86

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

En lo que se refiere a la actividad in-

I www.retema.es I

PRESENCIA DE CONTAMINANTES EMERGENTES EN LAS ETAPAS DE LAS EDAR

dustrial, en la zona hay empresas de la

Fortuna

Santomera

industria alimentaria de productos hortofrutícolas y una empresa de fabrica-

El municipio de Fortuna tiene una po-

Por último, el municipio de Santome-

ción de grasas con origen animal, cuya

blación censada de 10.925 habitantes.

ra tiene una población censada de

materia prima son restos de origen ani-

La población de habitantes equiva-

15.709 habitantes y una población de

mal procedentes de mataderos.

Beniel En el caso del municipio de Beniel la

lentes es de 21.000.

habitantes equivalentes de 27.300.

En Fortuna hay una empresa horto-

En Santomera hay varias empresas

frutícola, además de la limpieza y tro-

de procesado de cítricos, así como una

ceado de los productos, también elabo-

granja de ganado porcino. También hay

ra conservas vegetales.

varias empresas dedicadas a la elabo-

población censada es de 10.933 habi-

Además existe una pedanía, carac-

tantes, siendo la población de habitan-

terizada por tener aguas termales don-

tes equivalentes de 13.456.

de existen varios establecimientos bal-

ración de recubrimientos metálicos.

MATERIAL Y MÉTODOS

Los focos industriales que podrían

nearios, con un uso mayoritario de

afectar a los vertidos son almacenes

personas de edad avanzada, así como

En cada depuradora se realizaron

de cítricos, una granja avícola, un ma-

un número elevado de residentes ex-

cuatro campañas de muestro con ca-

tadero de pollos y una industria quími-

tranjeros principalmente pensionistas.

rácter quincenal, obteniendo una

También hay bastante agricultura,

muestra simple de los siguientes pro-

ca que fabrica principios activos farmacéuticos y alimenticios.

principalmente cultivo de agrios.

cesos:

PRESENCIA DE CONTAMINANTES EMERGENTES EN LAS ETAPAS DE LAS EDAR

• Influente

Análisis de los contaminantes

• En el caso de los fangos, los contami-

• Efluente

emergentes

nantes se extraen mediante la técnica

• Fango de aireación o licor mezcla • Fango espesado

QuEChERS (acrónimo en inglés de La técnica seguida para la determina-

Quick Easy Cheap Effective Rugged Sa-

• Sobrenadante del espesador

ción de los contaminantes emergentes en

fe [rápido, fácil, económico, eficaz, sólido

• Fango deshidratado

aguas y fangos ha sido mediante

y seguro]) que consiste en una primera

• Escurrido equipo de deshidratación

HPLC/MS/MS con enriquecimiento online

parte de extracción de la muestra con acetonitrilo y una posterior purificación

(centrífugas).

Las técnicas analíticas seguidas han sido las siguientes:

• Las muestras líquidas se analizan

mediante SPE dispersiva mediante PSA

por inyección directa de la muestra fil-

(mezcla de amina primaria y secundaria).

trada.

En ambos casos inyectamos en un sistema de preconcentración online (extracción en fase sólida) acoplado a un cromatógrafo de líquidos con detector de masas triple cuadrupolo modelo 6410 Agilent.

Para el análisis se ha empleado un cromatógrafo de líquidos/masas Agilent 6410 Triple Quad LC/MS equipado con sistema de válvulas y bomba auxiliar para la preconcentración online de las muestras.

Una vez finalizada la secuencia de análisis se procede a la cuantificación de las muestras mediante el programa informático MassHunter de Agilent.

Análisis de los parámetros microbiológicos

De izq. a der.: Muestra de fango disuelta en acetonitrilo, muestra con acetonitrilo tras centrifugación y muestra tras purificación con SPE dispersiva mediante PSA

88

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

Para los análisis de parámetros mi-

I www.retema.es I

PRESENCIA DE CONTAMINANTES EMERGENTES EN LAS ETAPAS DE LAS EDAR

Pantalla correspondiente al programa MassHunter

Cromatógrafo de líquidos/masas Agilent 6410 Triple Quad LC/MS

crobiológicos, en el caso de las mues-

en el filtro y se confirman realizando el

medio Selenito cistina y se incuba a

tras líquidas de fangos se realizó una

test de la oxidasa, el test de la fermen-

36ºC (+/-1ºC) durante 18-24h.

filtración previa, analizando posterior-

tación de la lactosa, la prueba del indol

mente el escurrido obtenido.

y la tira bioquímica API 20E.

En el caso de los fangos deshidratados, se disolvió una muestra de fango

El ensayo de Salmonella se lleva a cabo en diferentes etapas:

En todos los casos, la sistemática seguida fue la siguiente: El ensayo de E. coli se realiza por la técnica de filtración por membrana en

toen y Rambach y se incuban a 37ºC (+/-1ºC) durante 24-48h.

5. Confirmación: Las colonias pre-

en agua de peptona en proporción 1:10.

4. Fase de Aislamiento en medios sólidos selectivos: En los medios Hek-

1. Filtración: se filtra por membrana 1

suntivas se confirman con el test de la oxidasa y la tira bioquímica API 20E.

litro de muestra.

2. Fase de Preenriquecimiento: En

En ambos casos, el contaje de las

Agua de peptona y se incuba a 36ºC

colonias se ha realizado de forma au-

(+/-2ºC) durante 18-24h.

tomatizada por medio de un contador

el medio de cultivo TBX Agar y se incu-

3. Fase de Enriquecimiento en me-

de colonias Protocol-2, el cual funcio-

ba a 44ºC (+/-1ºC) durante 18-24h.

dios líquidos selectivos: En el medio

na mediante identificación por visión

Posteriormente se hace un recuento de

Rappaport Vassiliadis y se incuba a

artificial.

las colonias verde-azuladas crecidas

44ºC (+/-1ºC) durante 18-24h y en el RESULTADOS Y DISCUSIÓN Dado el gran volumen de datos analíticos obtenidos y con la finalidad de clarificar los resultados obtenidos, se realiza un promedio para cada uno de los parámetros analizados entre los cuatro muestreos realizados en cada instalación. a continuación mostramos los resultados de concentración de los contaminantes emergentes en cada una de las matrices estudiadas en cada depuradora.

Del mismo modo, en las tablas de la página siguiente presentamos los resultados medios obtenidos para los paColonias (verde) de E.coli

rámetros microbiológicos (E.coli y Salmonella) en las matrices estudiadas.

I www.retema.es I

Septiembre - Octubre 2015

RETEMA

89

Acetaminofeno

influente (ug/l)

efluente (ug/l)

fango aireaci贸n (ug/l)

fango espesado (ug/l)

sobrenadante espesador (ug/l)

escurrido centr铆fuga (ug/l)

Abanilla

38,350

0,000

0,000

0,283

0,000

0,154

Beniel

21,525

0,000

0,000

0,000

0,000

0,099

Fortuna

105,353

0,000

0,000

0,453

0,000

0,205

Santomera

4,860

0,000

0,213

0,000

0,212

0,000

Abanilla

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Beniel

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Fortuna

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Santomera

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Abanilla

55,500

0,452

0,000

0,000

0,070

0,062

Beniel

17,479

0,101

0,000

0,000

0,075

0,120

Fortuna

67,070

0,016

0,000

0,000

0,000

0,122

Santomera

26,550

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Abanilla

0,055

0,030

0,000

0,000

0,000

0,000

Beniel

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Fortuna

0,063

0,087

0,000

0,000

0,133

0,110

Santomera

0,013

0,014

0,000

0,000

0,000

0,000

Abanilla

0,619

0,023

0,000

0,000

0,000

0,000

Beniel

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Fortuna

0,140

0,018

0,000

0,000

0,000

0,000

Santomera

0,044

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Abanilla

1,047

0,090

0,197

0,194

0,614

0,607

Beniel

0,319

0,137

0,007

0,071

0,284

0,265

Fortuna

1,028

0,271

0,190

0,152

0,755

0,649

Santomera

0,449

0,181

0,314

0,081

0,389

0,335

Abanilla

0,000

0,000

0,000

0,000

0,059

0,000

Beniel

0,013

0,020

0,000

0,000

0,000

0,000

Fortuna

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Santomera

0,146

0,182

0,129

0,000

0,106

0,257

Abanilla

0,300

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Beniel

0,013

0,018

0,000

0,000

0,000

0,000

Fortuna

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Santomera

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Abanilla

1,970

1,232

0,611

1,410

1,948

4,238

Beniel

0,874

0,798

0,317

0,635

1,334

3,003

Fortuna

1,538

0,643

0,563

1,008

1,530

4,471

Santomera

1,611

2,273

2,238

0,890

1,549

4,015

Abanilla

0,404

18,830

3,391

22,120

20,308

20,968

Beniel

0,141

0,223

0,031

0,241

0,439

0,467

Fortuna

0,028

0,014

0,000

0,000

0,043

0,068

Santomera

3,833

3,625

1,755

4,430

3,948

7,988

Abanilla

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Beniel

0,091

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Fortuna

0,027

0,023

0,000

0,000

0,000

0,000

Santomera

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

Acetamiprid

Cafeina

Carbamazepina

Claritomicina

Diclofenac

Enrofloxacina

Eritromicina

Ofloxacina

Tiabendazol

Trimetoprim

E.coli (ufc/100ml)

influente

efluente

fango aireaci贸n

fango espesado

sobrenadante espesador

fango deshidratado

escurrido centr铆fuga

Abanilla

8,93E+06

0,00E+00

8,55E+03

3,98E+03

1,35E+05

3,70E+03

7,25E+03

Beniel

2,18E+06

1,43E+02

1,06E+03

5,18E+03

1,94E+04

3,59E+04

1,88E+04

Fortuna

1,20E+07

0,00E+00

2,73E+03

1,28E+04

2,15E+04

5,18E+04

3,63E+05

Santomera

1,06E+06

6,00E+00

5,68E+03

3,93E+03

1,62E+04

9,75E+03

3,45E+03

Abanilla

1

0

1

1

1

1

0

Beniel

1

0

1

0

1

1

1

Fortuna

1

0

1

1

1

1

1

Santomera

1

0

1

0

1

1

1

Salmonella (presencia/1l o 25g)

90

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

I www.retema.es I

PRESENCIA DE CONTAMINANTES EMERGENTES EN LAS ETAPAS DE LAS EDAR

Por último destacar que los contamiColonias de Salmonella

nantes también son indicadores del origen de los influentes a las EDARs, apareciendo en función de los vertidos recibidos en las redes de saneamiento.

• Así, compuestos como Acetaminofeno (=Paracetamol), Cafeína o el antibiótico de amplio espectro Ofloxacina son abundantes en todos los influentes, indicadores de su amplio uso.

• Compuestos como Claritomicina (antibiótico) o Diclofenac (antinflamatorio) abundan en los influentes y fangos de las EDARs de Abanilla y Fortuna, poblaciones que se caracterizan por tener una significativa población geriátrica, tal y como se detalla en el punto 1.2.

• Enrofloxacina, antibiótico de uso veterinario detectado en casi todos los procesos de la EDAR de Santomera y que podría ser indicativo de vertidos procedentes de la granja de ganado

CONCLUSIONES

2013/39/UE, por lo que sería interesan-

porcino existente en el municipio.

te el estudio de un tratamiento para su

• Tiabendazol, fungicida empleado en

• De los compuestos estudiados, y se-

eliminación.

la industria hortofrutícola y presente en

gún los datos que disponemos, hay

• Por último, hay una serie de com-

las EDARs de Abanilla y Santomera,

dos que no se absorben y no se en-

puestos que no aparecen o lo hacen de

ambas con importante presencia de

cuentran en los fangos:

forma esporádica y en concentraciones

empresas de este sector.

- Enrofloxacina - Ofloxacina

muy bajas: - Acetamiprid

• Tan solo hay uno que se haya de-

- Trimetroprim

mostrado como totalmente biodegrada-

- Eritromicina

ble, siendo eliminado en el proceso de-

• En lo que se refiere a los parámetros

purativo:

microbiológicos estudiados (E.coli y

- Acetaminofeno (=Paracetamol)

Salmonella), se aprecia que en todos

• Del resto, hay otra serie de compues-

los muestreos los sistemas de desin-

tos que se retiran de la línea de aguas

fección son eficaces, eliminándolos de

en mayor o menor grado, absorbiéndo-

los efluentes estudiados.

se y acumulándose en la fase sólida de

No obstante, ambas bacterias apare-

los lodos, aunque quedan trazas de al-

cen en diferentes concentraciones en

gunos de ellos en la fase acuosa:

todas las fases intermedias, así como

- Cafeína

en los fangos deshidratados. Respecto

- Carbamazepina

a estos últimos y su reutilización en el

- Claritomicina

sector agrícola, en el 4º borrador de la

- Diclofenac (*)

Directiva Europea 86/278/CEE, se pro-

- Tiabendazol

pone, entre otros límites, la ausencia

De estos, el Diclofenac es el que ha

de E.coli y Salmonella, por lo que se

aparecido en las listas de observación

deberían estudiar opciones para su hi-

de la nueva directiva europea

gienización.

I www.retema.es I

Contador de colonias Protocol-2

Septiembre - Octubre 2015

RETEMA

91

ACTUALIDAD

Tuberías PAM Irrigal para la modernización de la zona regable de Librilla aint-Gobain PAM España sigue

S

de sus regadíos, siendo éste el primero

berías de fundición dúctil gama PAM

ofreciendo respuestas para la

de los cuatro sectores que abarcarán

Irrigal en los diámetros DN 450 mm

modernización de los sistemas

una superficie próxima a las 2.600 ha.

C30 y DN 500-600 mm C25.

de regadío de diferentes luga-

El promotor del proyecto es la Conse-

La gama PAM Irrigal aporta las solu-

res del país. En esta ocasión ha partici-

jería de Agua, Agricultura y Medio Am-

ciones óptimas para un uso eficiente y

pado en las obras de modernización del

biente de Murcia, que adicionalmente

sostenible del agua. Las canalizaciones

regadío del sector 4 de la zona regable

construirá una balsa de regulación en el

de fundición dúctil ahorran agua al eli-

de la Comunidad de Regantes del Tras-

sector 3 de la zona regable, que tendrá

minar el riesgo de pérdidas, aumentando así la productividad en la agricultura.

Las principales características de estas tuberías son: • Elevado coeficiente de seguridad y excelentes prestaciones mecánicas que ofrecen garantía de continuidad en el servicio, duración y rentabilidad en las inversiones.

• Las extraordinarias propiedades mecánicas, combinadas con la flexibilidad de las uniones automáticas Standard, proporcionan sistemas de canalizaciones robustos con un comportamiento flexible, capaces de soportar condiciones de explotación o de terrenos desfavorables, sin sufrir daños.

• Soportan presiones de funcionamiento elevadas, lo que permite ampliar el sistema de conducción a lo largo del tiempo sin necesidad de cambiar la tubería.

• Larga vida útil. Los sistemas de cana-

vase Tajo-Segura de Librilla, en el cen-

una inversión de 2,3 millones de euros.

lización se diseñan para una vida útil

tro de la región de Murcia. Los trabajos

Las obras del sector 4 consisten en la

en torno a los 100 años.

se han desarrollado con un presupues-

sustitución de la red de acequias por un

• La facilidad de montaje y simplicidad

to de 3,7 M€ y en una zona de 500 ha.

sistema de riego a presión, que sumi-

en la ejecución de la zanja permiten re-

Dicha Comunidad de Regantes está

nistrará a cada parcela el caudal de

ducir los costes de instalación respecto

compuesta por unos 1.850 agricultores

agua necesario para el buen funciona-

a otros materiales.

que se dedican a la producción de cítri-

miento del riego por goteo.

• ʻKnow-howʼ y amplia experiencia de

cos y albaricoques, iniciando con estas

Saint-Gobain PAM España ha sumi-

obras el camino hacia la modernización

nistrado para esta obra, 4.116 m de tu-

92

RETEMA

Septiembre/Octubre 2015

más de 100 años de Saint-Gobain PAM España en nuestro país.

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PROYECTO LIFE STO3RE

Proyecto LIFE STO3RE Nuevo concepto de EDAR sostenible y autosuficiente como sistema mancomunado de gestión de lodos y residuos de origen agropecuario Berlanga-Clavijo J.G.1, Zuriaga-Agustí E.1, Tormos I.1, Pastor I.1, Aranda J.L.2, Solís I.2, Abellán M.3, Simón P.3, Lardín C.A.3, Silvestre G.4, Claros J.4, García C.4, Piñera I.5 1 FACSA I www.facsa.com • 2IPROMA I www.iproma.com • 3ESAMUR I www.esamur.com • 4AINIA I www.ainia.es • 5CEBAS-CSIC I www.cebas.csic.es

C

on el fin de contribuir a la protección del medio ambiente de una posible contaminación causada por nitra-

tos, patógenos y microcontaminantes de difícil eliminación y presentes en los residuos de las plantas depuradoras y granjas, el consorcio LIFE STO3RE pretende desarrollar una planta piloto que trabaje de forma mancomunada y que permita gestionar de forma conjunta este tipo de residuos. Por un lado se obtendrá un biofertilizante con mejores propiedades agronómicas y por otro, se maximizará la producción de biogás, que será utilizado como fuente energética de autoabastecimiento de este piloto, y de una futura instalación industrial.

INTRODUCCIÓN Generalmente, los lodos son tratados en la propia estación depuradoras de aguas residuales (EDAR) para reducir su contenido en agua, en patógenos y asegurar la estabilidad de la materia orgánica. Los tratamientos biológicos más frecuentes son la digestión anaerobia, el compostaje y la estabilización

Figura 1.- Foto aérea de la EDAR de Totana

aerobia. Los lodos generados en las

94

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

I www.retema.es I

PROYECTO LIFE STO3RE

EDARs presentan una humedad media

dos), seguido de la deposición en ver-

aguas superficiales, también se ve in-

próxima al 70% tras ser tratados en di-

tederos y la incineración y valoración

crementada por los purines proceden-

gestores anaerobios y posteriormente,

energética.

tes de las explotaciones ganaderas,

deshidratados. Estos fangos, son al-

La Directiva Europea 2006/12/CE,

que solo en la Región de Murcia (entre

macenados para posteriormente ser

de 5 de abril de 2006, sobre residuos

el Campo de Cartagena y el Valle del

utilizados como fertilizante vegetal o

(DOCE, 2006), establece el uso de los

Guadalentín) ascienden a más de

enmienda de suelos, uno de los usos

residuos orgánicos para el tratamiento

1.500. Por tanto, debe buscarse una

más acordes con los principios medio-

de suelos, produciendo un beneficio

salida que permita evitar el impacto no-

ambientales de reciclaje y valorización

para la agricultura o una mejora ecoló-

civo de estos dos residuos.

de residuos.

gica de los mismos como una de las

Otras posibilidades de reutilización

operaciones de valorización.

Con el fin de optimizar este tipo de tratamientos y poder aumentar el uso

son, la valorización energética, y la

Con el fin de proteger el medio am-

de los lodos y purines como medios de

eliminación en vertedero controlado,

biente, la aplicación de los lodos en

aportación de nutrientes en la agricul-

aunque conllevan ciertos inconvenien-

suelos agrícolas está regulada por el

tura, el proyecto LIFE STO3RE (Syner-

tes como son la producción de lixivia-

Real Decreto 1310/1990, lo que requie-

gic TPAD and O3 process in WWTPs

dos, olores y emisión de gases, por lo

re del cumplimiento de una serie de

for Resource Efficient waste manage-

que se está tratando de reducir este

condicionantes físicos y químicos que

ment) busca proteger el medio acuáti-

destino.

con los tratamientos convencionales de

co de la contaminación causada por

En España, según los datos del Re-

las EDAR no se consiguen. Con el fin

estos dos focos, así como convertir los

gistro Nacional de Lodos, se producen

de regular la utilización de lodos de de-

residuos en fuentes de energía renova-

anualmente alrededor de 1.200.000

puración en el sector agrario se creó el

ble. Para ello, se desarrollará y valida-

toneladas (en materia seca) de este

Registro Nacional de Lodos que fija en

rá, con carácter demostrativo, un siste-

tipo de residuos; siendo el principal

la Orden AAA/1072/2013 los requisitos

ma piloto de digestión en doble fase de

destino el uso agrícola (aproximada-

a cumplir. Esta contaminación medio

temperatura que combinado con la oxi-

mente el 80% de los fangos genera-

ambiental, sobre todo en acuíferos y

dación mediante ozono y la cavitación

Figura 2.- Esquemas comparativos del proceso convencional de digestión de fangos en una EDAR y el proceso LIFE STO3RE

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RETEMA

95

PROYECTO LIFE STO3RE

hidrodinámica gestione conjuntamente

digestión anaerobia y de oxidación

meros orgánicos insolubles en molécu-

este tipo de residuos en las áreas rura-

avanzada.

las más pequeñas como los azúcares, aminoácidos, ácidos grasos simples,

les; maximizando la producción de biogás y generando un biofertilizante de

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

etc. y seguirá con una acidogénesis de éstos. Posteriormente, en un segundo

alta calidad que cumpla con las nuevas normativas legales destinadas a la apli-

LIFE STO3RE, en un futuro, supon-

reactor mesófilo aproximadamente a

cación de lodos en agricultura (baja

drá una instalación que podrá gestio-

35ºC, tendrá lugar la acetogénesis se-

carga en patógenos y microcontami-

nar a la vez los efluentes de varias

guida de una metanogénesis obtenien-

nantes orgánicos).

EDAR y los purines de las granjas ubi-

Los participantes de esta iniciativa

cadas en una determinada zona geo-

do la mezcla de gases (CH4 y CO2) que componen el biogás. El propósito

son la empresa Sociedad de Fomento

gráfica o comarca reduciendo, los cos-

de esta separación de fases, busca

Agrícola Castellonense, S.A (FACSA);

tes que supone tratar estos dos

maximizar la producción del biogás en

coordinadora del proyecto y responsa-

residuos por separado.

el segundo digestor, que trabajará a un mayor tiempo de retención hidráulico

ble de la construcción de la planta pilo-

La planta piloto se instalará en la

to experimental, la empresa Investiga-

EDAR de Totana (Figura 1), dado que

ción y Proyectos Medio Ambiente, S.A

es una población ubicada en una co-

Para maximizar la generación de

(IPROMA); quien realizará las analíti-

marca con muchas explotaciones por-

biogás, el sistema LIFE STO3RE bus-

cas de microcontaminantes orgánicos

cinas. La instalación pre-industrial es-

cará las sinergias de este proceso jun-

y microbiológicos, la Entidad Regional

tará formada por dos digestores

to con la adición de ozono y la cavita-

de Saneamiento y Depuración de Mur-

anaerobios interconectados, donde

ción hidrodinámica. En la Figura 2 se

cia (ESAMUR); como empresa gestora

tendrá lugar la digestión anaerobia en

muestra un esquema del proceso LI-

de las depuradoras de la Región de

doble fase de temperatura y un sistema

FE STO3RE en comparación con el

Murcia, el centro de Edafología y Bio-

de ozonización y cavitación hidrodiná-

proceso convencional de digestión

logía Aplicada del Segura (Cebas-

mica como pre y post-tratamiento.

anaerobia.

que el primero.

CSIC); que trabajará en estudios de

El proceso de descomposición de la

La ozonización tiene un efecto varia-

valorización agronómica del biofertili-

materia en la digestión en doble fase,

ble sobre la producción de biogás a par-

zante obtenido y el Centro Tecnológico

se iniciará en un primer reactor termófi-

tir del lodo secundario, dependiendo

AINIA que apoyará en cada uno de los

lo que trabajará en torno a 55ºC y don-

fundamentalmente de la composición

trabajos a desarrollar, contando con

de tendrá lugar el proceso de hidrólisis

de éste. Por este motivo, se pueden en-

amplia experiencia en los procesos de

de los materiales rompiendo los polí-

contrar incrementos de la producción

96

RETEMA

Septiembre - Octubre 2015

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PROYECTO LIFE STO3RE

Figura 3.- Beneficios generales del sistema STO3RE

de biogás en un rango amplio, aproximadamente entre 20 y 80%. El consumo energético específico (por unidad de materia seca) de la aplicación de un tratamiento de ozonización es entre 3 y 10 veces inferior a un tratamiento térmico dependiendo de la temperatura de éste. Otra ventaja que se ha observado en la aplicación de la ozonización, es la reducción del contenido en patógenos, y la reducción de contaminantes específicos. En cambio, la principal desventaja que presenta la ozonización es su baja difusión en el seno de los lodos que reduce su optimización energética.

Por otra parte, la cavitación hidrodinámica conlleva la generación de bur-

• Demostrar la viabilidad de un sistema

Este sistema centralizado para la

bujas de gas/vapor en un líquido debi-

centralizado de gestión de residuos

gestión de residuos en áreas rurales,

do a los altos gradientes de velocidad

(con alto contenido en nitrógeno) en

además, pretende conseguir un eleva-

a los que se somete el líquido. La me-

áreas rurales.

do ahorro energético en comparación

jora en la producción de biogás es mo-

• Reducir el impacto de los purines y

con tratamientos convencionales de los

derada, llegando a ser de un 13% pero

de los fangos de EDAR en las aguas

residuos de forma separada.

al ser combinada con un agente de al-

superficiales y acuíferos.

to potencial oxidante, como el ozono,

• Estudiar el efecto del biofertilizante

huella de carbono, se verán reducidos

presenta efectos sinérgicos así como

en cultivos del entorno (Región de

al evitar las emisiones incontroladas de

una mejora de la deshidratación e hi-

Murcia).

metano asociados al almacenamiento de purines y al obtener un biofertilizan-

gienización.

Por tanto, la combinación de estas

Los gases de efecto invernadero y la

CONCLUSIONES

te para el campo que además de permitir repoblar tierras actualmente de-

dos tecnologías, se estudiará tanto como pre-tratamiento como post-trata-

El proyecto europeo LIFE STO3RE,

sérticas; permitirá disminuir la

miento de la digestión anaerobia en do-

espera dar soluciones a algunas de las

aportación de abonos minerales y por

ble fase de temperatura con el fin de:

“cuestiones estratégicas” de las políti-

tanto, contribuir a una menor contami-

cas medioambientales europeas y es-

nación de los subsuelos.

• Garantizar un biofertilizante de cali-

pañolas, puesto que supondrá una me-

dad, que cumpla con las nuevas norma-

jora con respecto a los actuales

tivas legales aplicables al uso de lodos

sistemas de digestión de las plantas

en agricultura (baja carga en patógenos

depuradoras de aguas residuales. Las

y microcontaminantes orgánicos)

principales novedades, consisten en

Agradecer a la Comisión Europea LIFE

• Reducir la huella de carbono y las emi-

aumentar la generación de biogás para

2014 la co-financiación del proyecto (ref. LI-

siones de gases de efecto invernadero:

autoconsumo energético y reducir las

FE/14ENV/ES/000150), con presupuesto to-

a) Evitando las emisiones incontrola-

emisiones de contaminantes orgánicos

tal de 1.957.874 €, dentro del subprograma

das de metano por el almacenamiento

persistentes utilizando la digestión en

LIFE ACTION GRANTS Environment con un

de purines.

doble fase de temperatura combinada

período de ejecución de 40 meses.

b) Utilizando el biogás para autoa-

con dosificación de ozono y la cavita-

bastecer las plantas depuradoras ener-

ción. También se incrementará la higie-

géticamente. Incremento de la eficien-

nización de los fangos (eliminación de

cia energética de las instalaciones.

contaminantes microbianos patóge-

c) Aumentando la producción de bio-

nos) gracias al efecto de los radicales

gás respecto a condiciones mesófilas

hidroxilo generados en la sinergia tec-

convencionales.

nológica a desarrollar.

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AGRADECIMIENTOS

RETEMA

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TECNOLOGÍA I PIERALISI

Extractores centrífugos Serie HS de Pieralisi LÍDER EN LA CENTRIFUGACIÓN

• Relación de esbeltez hasta 5.28:1 lo

• Sistema de lubricación automático

que garantiza una alta capacidad de tra-

gestionado desde el panel de control.

El Grupo Pieralisi con su amplia ga-

bajo e importantes ventajas operativas.

ma de Decanters Centrífugos puede

• Sistema de supervisión y monitoriza-

Soluciones específicas para

ofrecer soluciones a cualquier proble-

ción de vibraciones

cada exigencia

ma tecnológico de separación sólido-lí-

• Piezas en contacto con el producto de

quido y sólido-líquido-líquido, gracias a

acero inoxidable de altas prestaciones

Los decanters centrífugos Pieralisi,

la investigación, a la experiencia y al

químico-mecánicas, idóneas para los

con su amplia gama de producciones,

gran conocimiento, obtenido a lo largo

requisitos específicos del producto/pro-

permiten ser usados en una gran varie-

del tiempo, de los mercados más impor-

ceso.

dad de áreas de aplicación, tales como:

tantes de las centrífugas para uso in-

• Protección contra el desgaste de la

dustrial.

hélice del tornillo sinfín, materiales de

• Procesos medioambientales.

Son más de 40.000 (alrededor de

dureza elevada para las secciones de

• Procesos Químicos.

4.000 en España) las máquinas Pieralisi

admisión del producto y para la evacua-

• Reciclado.

instaladas hoy en día en el mundo en in-

ción del producto deshidratado (fáciles

• Óleo-Química.

numerables campos de aplicación de la

de reponer).

• Combustibles minerales, lubricantes y

fuerza centrífuga, como testimonio del

• Funcionamiento automático y reduci-

aceites.

indiscutible liderazgo de mercado del

do consumo de energía.

• Productos derivados de animales.

Grupo Pieralisi.

• Suspensiones con alta eficiencia de

• Producción de alimentos y bebidas.

amortiguamiento.

Equipamiento del decanter

• Accionamiento gradual del extractor

Servicio de Mantenimiento

centrífugo y regulación de la velocidad

programado

• Carcasa reforzada para reducir al mí-

diferencial a través de variadores de

nimo las vibraciones y el ruido.

frecuencia.

Una correcta programación del mantenimiento, permite prevenir y resolver problemas vinculados al desgaste por la utilización de las máquinas. Para garantizar la prestación del trabajo continuo por parte de la maquinaria y mantener el valor de la inversión, Pieralisi España puede ofrecer diferentes soluciones para un buen mantenimiento programado: NIVEL P1.- Mantenimiento predictivo, mediante el control de los diferentes parámetros de funcionamiento de la máquina.

NIVEL P2.- Mantenimiento preventivo, se trata de la verificación y sustitución de los componentes más críticos y más castigados en el funcionamiento habitual.

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