RETEMA • Septiembre/Octubre 2018

31 AÑOS DE

TRAYECTORIA

1987 - 2018

Nº 210 I SEPTIEMBRE/OCTUBRE 2018 I AGUAS

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DEPURADORA DE

GABAL EL ASFAR EL CAIRO, EGIPTO - P. 56 Opinión Reutilización: Del desafío a la oportunidad

Canal de Isabel II y la reutilización de agua: El futuro es hoy

En primera persona Digitalización del agua, palanca para la excelencia del sector

DrinIA: Aplicación de la inteligencia Artificial en la potabilización

REPORTAJE Depuradora de Navia - Coaña

PROTAGONISTAS

EDITA ADC MEDIA EDICIONES TÉCNICAS, S.L. DIRECTOR Jesús Alberto Casillas Paz albertocasillas@retema.es PUBLICIDAD David Casillas Paz davidcasillas@retema.es REDACCIÓN, ADMINISTRACIÓN, PUBLICIDAD Y SUSCRIPCIONES C/ Jacinto Verdaguer, 25 - 2º B - Esc. A 28019 MADRID Telf. (+34) 91 471 34 05 info@retema.es

Domingo Zarzo, AEDyR

Enrique Cabrera, IWA

Gonzalo Delacámara, Foro de la Economía del Agua / IMDEA Agua

Joan Sanz, Veolia Water Technologies

Jordi Cros, Catalan Water Partnership

Fernando Morcillo, AEAS

REDACCIÓN Jesús Alberto Casillas Paz albertocasillas@retema.es Luis Cordero luiscordero@retema.es Pilar Díaz redaccion@retema.es ADMINISTRACION Y SUSCRIPCIONES Silvia Lorenzo suscripciones@retema.es EDICIÓN Y MAQUETACIÓN Departamento propio IMPRIME PENTACROM Suscripción 1 año (6 + 2 núm.): 106 € Suscripción 1 año resto de europa: 189 € Suscripción 1 año resto de paises (Air mail): 215 € Suscripción Digital 1 año: 62 € 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.

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SUMARIO SUMARIO

SEPTIEMBRE/OCTUBRE 2018 AÑO 31 · Nº 210 ¿ESTAMOS PREPARADOS PARA DIGERIR TANTA LLUVIA? SUEZ POR EL DÍA MUNDIAL DEL SANEAMIENTO Página 4

TECNOLOGÍA LA GAMA IRRIGAL® DE SAINT-GOBAIN PAM, ELEGIDA POR SU EFICACIA Y FIABILIDAD Página 6 TECNOLOGÍA DESALACIÓN INDUSTRIAL CON BAJO CONSUMO DE ENERGÍA Página 8 OPINIÓN REUTILIZACIÓN DEL AGUA: DEL DESAFÍO A LA OPORTUNIDAD Domingo Zarzo, Presidente de AEDyR Enrique Cabrera, Vicepresidente de la IWA Gonzalo Delacámara, Director Académico del Foro de la Economía del Agua Joan Sanz, Director Técnico de Veolia Water Technologies Jordi Cros, Presidente del Catalan Water Partnership Página 10 EL RETO DEL AGUA EN EL PORT DE LA SELVA Página 20 GRADISAL: APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA CONTENIDA EN EL GRADIENTE SALINO Página 26 TECNOLOGÍA NUEVOS GENERACIÓN DE MOTORES WGM20 DE WEG PARA ENTORNOS ADVERSOS Página 33 CANAL DE ISABEL II Y LA REUTILIZACIÓN DEL AGUA: EL FUTURO ES HOY Página 34 TECNOLOGÍA MEJORA DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA RIEGO EN LA C. R. DE CUEVAS DE ALMANZORA: RED DE IMPULSIÓN CON TUBERÍA TOM® DE PVC-O Página 44 PROYECTO LIFE CELSIUS, DESARROLLO DE UN TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL DE BAJO CONSUMO PARA CLIMAS CÁLIDOS Página 46 REPORTAJE DEPURADORA DE GABAL EL ASFAR. EL CAIRO, EGIPTO Página 56 TECNOLOGÍA DYNADISC®, LA COMBINACIÓN DE UN PROCESO INTELIGENTE CON UN SOFISTICADA TECNOLOGÍA Página 68 COMBINACIÓN DE TECNOLOGÍAS ELECTROQUÍMICAS PARA LA DEPURACIÓN DE AGUA EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA Página 70 BACTERIAS EXTREMOFÍLICAS PARA MEJORAR LA SEQUEDAD DEL FANGO DESHIDRATADO DE DEPURADORA Página 76 TECNOLOGÍA IBEROSPEC APUESTA POR LA MÁXIMA EFICIENCIA EN AIREACIÓN Y AGITACIÓN Página 81 REPORTAJE DEPURADORA DE NAVIA - COAÑA E INSTALACIONES ELECTROMECÁNICAS DE SANEAMIENTO Página 82 EN PRIMERA PERSONA FERNANDO MORCILLO, AEAS LA DIGITALIZACIÓN DEL AGUA, PALANCA TRACTORA PARA LA EXCELENCIA DEL SECTOR Página 92 APLICACIÓN DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN LA POTABILIZACIÓN: PROYECTO DRINKIA Página 96 TECNOLOGÍA CATSENSORS Y KELLER: “MEDIR LA PRESIÓN Y EL NIVEL EN FLUIDOS, SIN LÍMITES” Página 102 DIGITALIZACIÓN E IOT AL SERVICIO DEL CICLO DEL AGUA EN PEQUEÑOS MUNICIPIOS Página 104 TECNOLOGÍA FLOWMANAGER, LA APP DE KSB QUE SIMPLIFICA EL FUNCIONAMIENTO DE LAS BOMBAS Página 110 ASCONTROL, LA NUEVA HERRAMIENTA DE CONTROL E IDENTIFICACIÓN DE FILAMENTOSAS EN DEPURADORAS Página 112

SUEZ I DÍA MUNDIAL DEL SANEAMIENTO

¿Estamos preparados para digerir tanta lluvia?

El cambio climático cataliza una revolución en las ciudades

L

as ciudades, en donde ya vi-

El saneamiento urbano se empezó a

va situación obliga a una revolución en

ve más de la mitad de la po-

implantar extensivamente en las ciuda-

las entrañas de las ciudades. El siste-

blación mundial, afrontan un

des en el siglo XIX con una función hi-

ma de drenaje urbano, que hasta ahora

reto para el que no fueron di-

gienista (de protección de la salud pú-

era prácticamente sinónimo de alcan-

señadas. El cambio

tarillado, no puede limitarse a

climático, fruto del calenta-

la recogida y transporte de

miento del planeta, está en la

aguas residuales y pluviales.

génesis de la proliferación de

El nuevo desafío ante el cam-

fenómenos extremos como

bio climático es lograr que las

los huracanes, las lluvias to-

ciudades evacuen un flujo ca-

rrenciales y las tormentas tro-

da vez mayor con el mínimo

picales. ¿Están preparadas

impacto ecológico. Este cam-

las áreas urbanas para este

bio de paradigma pasa por un

nuevo escenario?

planteamiento global que su-

Los asentamientos urbanos

ponga la integración del al-

se levantaron impermeabili-

cantarillado con las depurado-

zando de forma artificial un te-

ras, con la finalidad de restituir

rreno que antes permitía, de

las aguas captadas al medio

forma natural, infiltrar y eva-

natural en las mejores condi-

cuar el agua. Además, se eri-

ciones posibles, teniendo en

gieron en su mayoría junto a rí-

cuenta que el agua de lluvia

os

el

no está limpia, especialmente

suministro de agua a sus po-

en las grandes urbes, debido

bladores. Las inundaciones

al arrastre de la contaminación

urbanas, provocadas tanto

atmosférica y la depositada en

por las precipitaciones caídas

la superficie urbana (principal-

directamente en el perímetro

mente procedente del tráfico

municipal como por el desbor-

rodado y las industrias).

que

aseguraban

damiento de cauces fluviales,

Todo ello obliga a un cam-

son cada vez más frecuentes.

bio de mentalidad en la ges-

¿Son suficientes los actuales

tión de las redes. Es necesa-

sistemas de drenaje? ¿Cómo

rio introducir sensores en toda

puede el alcantarillado hacer

la red, tratar de forma global

frente al nuevo régimen de lluvias?

blica frente a enfermedades y

los datos, elaborar programas de lim-

¿Qué hacer para que el nuevo flujo de

epidemias), dando paso a un enfoque

pieza del alcantarillado y de gestión in-

aguas residuales y de agua sucia de

hidráulico en el pasado siglo XX (de

tegral de tanques y depósitos, coordi-

lluvia no contamine los ríos y el mar a

protección de las personas y sus bie-

nada con la depuradora.

los que vierten?

nes frente a las inundaciones). La nue-

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Pere Malgrat, Director de Drenaje

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SUEZ I DÍA MUNDIAL DEL SANEAMIENTO Urbano y Resiliencia de SUEZ España,

plotación de ocho depósitos anticon-

explica que en Alemania se han cons-

taminación en El Ferrol (Galicia); Ai-

truido 41.000 depósitos anticontamina-

gües de Barcelona está gestionando 4

ción para evitar la contaminación del

depósitos anti inundación en el área

medio receptor. No obstante, la mayor

metropolitana de Barcelona, AMAEM

actuación a nivel mundial tiene lugar

2 depósitos en Alicante e HIDROGEA

en Londres y su área metropolitana,

uno en Murcia. “España tiene pen-

con una inversión de 5.500 millones de

diente de aprobar una nueva normati-

euros para un enorme túnel soterrado

va sobre desbordamiento de sistemas

que aminore el impacto ambiental en

de saneamiento y escorrentía pluvial

tiempo de lluvia en el Támesis.

contaminada que será la más comple-

SUEZ es un referente en esta nueva

ta de Europa”, según destaca Pere

concepción del saneamiento, como

Malgrat. La nueva regulación tendrá en

demuestra la confianza que están me-

cuenta este enfoque más integral y

reciendo sus empresas. Como mues-

obligará a los ayuntamientos a redactar

tra de ello, Viaqua está llevando la ex-

planes directores integrales de sanea-

“España tiene pendiente de aprobar una nueva normativa sobre desbordamiento de sistemas de saneamiento y escorrentía pluvial contaminada que será la más completa de Europa”.

Pere Malgrat, Director de Drenaje Urbano y Resiliencia de SUEZ España

miento, con compromisos temporales, para mejorar el mantenimiento del alcantarillado y del tratamiento de aguas.

Además, las autorizaciones de vertido, por parte de los organismos competentes, se supeditarán al cumplimiento de las actuaciones, lo cual obligará a los municipios en los próximos cinco años a un importante esfuerzo de planificación y mejora.

Depósito anti-contaminación en El Ferrol

Depósito en Murcia

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Depósito anti-inundación en Sant Joan Despí

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TECNOLOGÍA I SAINT-GOBAIN PAM

La gama IRRIGAL© de Saint-Gobain PAM, elegida por su eficacia y fiabilidad

L

a gama IRRIGAL© de Saint-Go-

GAL© de Saint-Gobain PAM España en

La fundición dúctil destaca por sus

bain PAM destaca en el merca-

el proyecto de desarrollo logístico

notables propiedades mecánicas, cu-

do de riego por su eficiencia y

Puerta Centro - Ciudad del Transporte

yas características permiten la insta-

fiabilidad, ya que está perfecta-

(Marchamalo – Guadalajara), donde

lación de tuberías con rellenos de

mente adaptada a las exigencias ac-

se han instalado más de 2.5 km de tu-

zanja poco cuidados o en terrenos

tuales de las redes de riego agrícola

bería IRRIGAL© DNs 250,300 y 400,

inestables. Las uniones flexibles, con

aportando robustez, facilidad de insta-

para llevar a cabo el retranqueo de las

una gran desviación angular y juego

lación, estanqueidad y durabilidad.

canalizaciones de riego en las parce-

axial, son capaces de asumir diferen-

las donde se ubicará este importante

tes asentamientos del terreno, o per-

centro logístico.

mitir la realización de curvas de gran

La contrata TRAZANSA, ha confiado el suministro de tubería gama IRRI-

radio sin la utilización de accesorios adicionales.

Las numerosas cualidades de la fundición dúctil han permitido que éste haya sido el material definido para este proyecto, el cual requería a su vez exigentes plazos de ejecución.

La fábrica de Saint-Gobain PAM España en Santander es una de las más modernas de Europa. Su tecnología de vanguardia permite satisfacer con total celeridad las demandas de los clientes, adaptarse por completo a sus necesidades y asegurar la calidad de sus productos.

Saint-Gobain PAM dispone de una amplia gama de productos en stock, y cuenta con una experiencia en la fabricación de tubería de fundición dúctil de más de 150 años. A lo largo de esta trayectoria se han ido consolidando en el desarrollo de canalizaciones, con base en un servicio fiable y orientado a los clientes, con especial actividad en asistencia pre y postventa.

SAINT-GOBAIN PAM www.pamline.es

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TECNOLOGÍA I DANFOSS

Desalación industrial con bajo consumo de energía La tecnología Danfoss permitió a Acciona adoptar un innovador sistema modular de desalación por ósmosis inversa para la refinería Sarlux, en Cerdeña l proceso de desalación del

una alta tasa de disponibilidad, flexibi-

agua de mar se caracteriza por

lidad, bajo consumo de energía y eco-

un consumo intensivo de ener-

nómicamente sostenible».

E

de energía, del orden de 20 kWh por m3 de agua producida.

La solución creada por Acciona in-

gía. Por lo tanto, los costos ope-

El funcionamiento de la refinería y de

cluye cuatro líneas modulares de desa-

rativos relacionados con el consumo

la planta de generación de energía

de electricidad son muy importantes y

lación por ósmosis inversa, capaces de suministrar un total de 12.000 m3 de

afectan directamente la sostenibilidad

anexa en Sarroch requiere en promedio alrededor de 1.000 m3 de agua por

agua pura por día con una disponibili-

y la rentabilidad de una planta de de-

hora. Previamente Sarlux se abastecía

dad garantizada del 97% durante todo

salación. Sin embargo, la evolución

a través del acueducto local y de dife-

el año. La estructura de cada línea mo-

tecnológica permite cambiar las reglas

rentes plantas de desalación existentes

dular de la planta es similar y consta de

del juego. Hoy en día contamos con

basadas en la tecnología tradicional ti-

cuatro secciones principales: pretrata-

bombas de alta presión más avanza-

po multiflash con fase de evaporación,

miento con membranas de ultrafiltra-

das, sistemas isobáricos de recupera-

caracterizada por una alta absorción

ción, primera etapa de ósmosis inversa

ción de energía más eficientes en comparación con las turbinas Pelton convencionales, nuevas membranas osmóticas Low Energy y mejor control electrónico a través de variadores VLT®. Gracias a estas tecnologías, la nueva generación de sistemas modulares de ósmosis inversa para aplicaciones industriales es económicamente viable, como demuestra el exitoso proyecto realizado por Acciona en la refinería y la central de producción de electricidad Sarlux en Cerdeña.

SUMINISTRO DE AGUA GARANTIZADO Y RENTABLE Según Pietro Tota, D & C Manager de Acciona Agua: «Sarlux estaba considerando renovar su proceso de abastecimiento de agua ultra pura para sus plantas industriales y les propusimos una innovadora solución de desalación basada en la ósmosis inversa. Esta solución se puede realizar en contenedores y ofrece al cliente

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DANFOSS I TECNOLOGÍA con presiones de trabajo de aproxima-

demostrado ser ideales para realizar

de mantenimiento preventivo o correcti-

damente 60 bar, segunda etapa de ós-

un sistema modular en el contendor

vo, no es necesario parar por completo

mosis inversa para el refinado de la

proporcionado por Acciona para la re-

el suministro de agua, con posibles con-

agua y última etapa con membranas

finería en Sarroch.

secuencias críticas para las cargas del

de intercambio iónico.

Otro componente fundamental para

usuario, y se puede intervenir solo en

Todo el sistema modular está aloja-

minimizar el consumo de energía son

uno de los módulos, dejando los otros

do en 17 contenedores, incluido uno

los convertidores de frecuencia utiliza-

activos. Además, las cuatro líneas cons-

dedicado a la subestación eléctrica de

truidas por Acciona para Sarlux también

media tensión. Esto ha facilitado en

dos para regular el caudal. Se trata de la familia de inversores VLT® AQUA Drive,

gran medida la construcción ya que no

frame tipo D, de potencia de 200 kW, ex-

de ellas, lo que permite mantener el su-

hubo necesidad de construir estructu-

tremadamente potente y compacta.

ministro de agua, con flujo reducido, in-

ras especiales, lo que resulta en una

Hasta un 68% más compactas que las

cluso cuando se realiza el mantenimien-

reducción drástica de los tiempos de

versiones anteriores, para potencias de

to en algunos componentes.

construcción. Asimismo, Acciona pu-

90 a 315 kW, integran filtros e inductores

Los primeros meses de funciona-

do completar la totalidad de la planta

RFI estándar en el circuito intermedio.

miento del sistema ya han demostrado

Gracias al diseño combinado del sis-

la eficacia de las tecnologías utilizadas

tema de regulación de flujo y control

para reducir el consumo de energía.

de Sarroch en tan solo seis meses.

tienen una estructura redundante dentro

TECNOLOGÍA INNOVADORA

llevado a cabo conjuntamente por Ac-

Ernesto Ubieto, presidente de Dan-

QUE MARCA LA DIFERENCIA

ciona y Danfoss, se ha obtenido una

foss Región Sur, explica: “Danfoss tiene

solución capaz de mejorar significati-

las 4 principales tecnologías para plan-

Las bombas de alta presión con pis-

vamente la eficiencia energética en to-

tas de desalación: Bombas de alta pre-

tón axial de Danfoss, acopladas a los

das las condiciones de funcionamien-

sión, Sistemas de Recuperación de

dispositivos isobáricos de recupera-

to, dependiendo del caudal, las

Energía, Variadores de Velocidad y Ele-

ción de energía iSave Danfoss, han

condiciones ambientales y el nivel de

mentos de control de presión y caudal.

la salinidad del agua de mar.

El principal reto de la desalación del agua es que requiere mucha energía

FLEXIBILIDAD,

para desarrollar el proceso. Por este

FIABILIDAD Y

motivo, la experiencia, tecnología e in-

GESTIÓN LOW-COST

novación deben de ser el pilar central de toda propuesta de valor relacionada

La construcción de la planta de

con la desalación. La desaladora de Ac-

desalación en un formato modu-

ciona recibió los «Distinction awards»

lar permite obtener claras venta-

en París durante la ceremonia de entre-

jas en términos de flexibilidad

ga de los premios Global Water Intelli-

operativa y fiabilidad. De hecho,

gence Awards 2018, donde las mejores

cuando se realizan actividades

iniciativas en los sectores de agua, aguas residuales y desalación son reconocidas y premiadas con la adopción de tecnologías innovadoras y modelos financieros sostenibles. La puesta en marcha de la nueva planta de desalación permitirá desmantelar algunas secciones de desalación construidas en los años 90 y que hoy son eficientes desde el punto de vista energético”.

DANFOSS www.danfoss.es

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OPINIÓN I REUTILIZACIÓN DE AGUA: DEL DESAFÍO A LA OPORTUNIDAD

DOMINGO ZARZO PRESIDENTE DE LA ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE DESALACIÓN Y REUTILIZACIÓN (AEDYR)

ESPAÑA, UN MODELO EJEMPLAR QUE NECESITA INVERSIÓN Y MUCHA COMUNICACIÓN

spaña es, sin duda,

E

una de las mayores potencias en reutilización a nivel mundial.

Somos también el país que más reutiliza en

Europa con un porcentaje entre el 4050% del total. Si además hacemos el ejercicio de calcular ratios de m3 reutilizados por habitante o por m3 reutilizados frente a depurados, veremos que ciertas regiones como la Comunidad

“En los foros internacionales se nos reprocha que contamos con mucha experiencia pero poco documentada, y nuestra capacidad de promoción parece asimismo muy limitada frente a los países que se presumen líderes y que publican continuamente sus éxitos”

Valenciana o Murcia están por encima de Singapur o Israel.

Las empresas españolas son asimismo

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OPINIÓN I REUTILIZACIÓN DE AGUA: DEL DESAFÍO A LA OPORTUNIDAD de las más importantes del mundo; si

hace no muchos años había unas ex-

uso de agua reutilizada en España.

bien no hay un ranking de empresas

pectativas de crecimiento de más del

Relacionado con la nueva legislación y

como si lo hay para desalación, está

doble de la capacidad actual que lógi-

otras futuras que puedan aparecer, te-

claro que estas empresas líderes en de-

camente no se han cumplido. Tenemos

nemos el problema de los contaminan-

salación lo son también en tecnologías

pocas inversiones y por tanto envejeci-

tes emergentes; una lista interminable y

avanzadas de reutilización como se ha

miento de instalaciones, redes de dis-

creciente de compuestos a analizar cu-

demostrado con multitud de proyectos

tribución y saneamiento, y aunque hay

yo control exhaustivo podría resultar di-

dentro y fuera de nuestras fronteras.

otras prioridades, corremos el riesgo

suasorio para los potenciales usuarios

Podemos decir que España cuenta con

de quedar atrás y perder todos los

del agua reutilizada. Cabe pensar por-

grandes plantas de reutilización con to-

avances conseguidos.

qué no se controla este tipo de com-

do tipo de tecnologías avanzadas; ter-

A nivel legislativo seguimos a la espera

puestos en origen en lugar de buscarlos

ciarios con membranas, MBRs y oxida-

de la versión definitiva de la nueva le-

al final de la cadena de uso, penalizan-

ciones avanzadas, junto a un

do así a la reutilización que se su-

gran número de plantas con trata-

pone debemos promover.

miento terciario convencional que ya son prácticamente el estándar en tratamiento de agua residual.

Parece entonces que podemos estar orgullosos de nuestro país en este campo pero realmente aún queda mucho por hacer. Aunque contamos con comunidades autónomas como las mencionadas donde el porcentaje de reutilización puede ser próximo al 90%, globalmente no superamos valores del 7-12 % según las fuentes. Éste es otro problema; la carencia de datos fiables y un inventario detallado de plantas, tratamientos y estadísticas de caudales reutili-

“Tenemos pocas inversiones y por tanto envejecimiento de instalaciones, y aunque hay otras prioridades, corremos el riesgo de quedar atrás y perder todos los avances conseguidos”

Queda también mucho por hacer para mejorar la percepción de los ciudadanos sobre la reutilización de agua, a lo cual tampoco contribuye el que no haya todavía una cultura en el ahorro del agua ni el bajo precio del agua potable que ni siquiera permite en muchos casos la recuperación de costes exigida por la Directiva Marco del Agua.

En cualquier caso, con todos nuestros defectos y limitaciones, la comunidad internacional nos considera un ejemplo en el campo de reutilización, como lo demuestra la reciente celebración en España de congresos internacionales especí-

zados directa e indirectamente.

ficos (Congresos de la IWA en

Nuestra experiencia en reutiliza-

Murcia y de IDA-AEDyR en Valen-

ción es innegable, y no solo por

cia, ambos en junio de 2018).

Este año se ha celebrado asimis-

grandes empresas constructoras y explotadoras, sino también por los nu-

gislación europea que permanece

mo el congreso internacional de AEDyR

merosos suministradores, centros de in-

siempre en la fase de eterno borrador;

en Toledo, con presencia de invitados

vestigación y universidades que desta-

como ya sabemos, es más restrictiva

internacionales, y donde se han tratado

can en el mundo. Sin embargo, en los

que nuestro real decreto ya que viene

temas de reutilización y desalación.

foros internacionales (fundamentalmen-

inspirada por los países del norte que

Desde AEDyR, que cumple 20 años es-

te en Europa) se nos reprocha que con-

no necesitan reutilizar y no sé si hemos

te año, somos conscientes desde hace

tamos con mucha experiencia pero po-

hecho todo lo que podíamos para de-

años de que debemos incrementar el

co documentada (lo cual creo es cierto)

fender nuestros intereses en este senti-

peso y la presencia de la reutilización

y nuestra capacidad de promoción pa-

do frente a Europa. Nuestro real decre-

en nuestra asociación, que es donde

rece asimismo muy limitada frente a los

to, aunque mejorable, ha demostrado

es esperable haya más inversiones en

países que se presumen líderes y que

ser una herramienta adecuada para la

el futuro próximo (ya que las necesida-

publican continuamente sus éxitos.

gestión del agua reutilizada y sus trata-

des de desalación están prácticamen-

Es evidente que la crisis económico-fi-

mientos y dinamizar dicha actividad, y

te cubiertas en la costa), y en ello se-

nanciera ha contribuido a la ralentiza-

no existe ningún caso reportado de

guimos trabajando.

ción del crecimiento de la reutilización;

alerta alimentaria o de salud debido al

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OPINIÓN I REUTILIZACIÓN DE AGUA: DEL DESAFÍO A LA OPORTUNIDAD

ENRIQUE CABRERA ROCHERA VICEPRESIDENTE DE LA INTERNATIONAL WATER ASSOCIATION (IWA)

REUTILIZACIÓN, CLAVE PARA LOGRAR LA SOSTENIBILIDAD EN EL USO DEL AGUA

a presente sección se

vectores que afectan a la disponibili-

neta, que la presión sobre los recur-

titula “Reutilización

dad del agua; por una parte el expo-

sos hídricos disponibles aumentará

del agua: Del desafío

nencial crecimiento de la población

en el futuro, y la disponibilidad de los

a la oportunidad”. Pe-

mundial, y por otra la evolución de los

mismos se tornará más errática e im-

ro más que una opor-

episodios climáticos extremos deriva-

previsible. En este contexto, el agua

tunidad, la reutiliza-

dos del calentamiento global.

reutilizada supone contar con un re-

ción se ha conver tido en una

Así, el reciente informe del IPCC “Ca-

curso adicional que se antoja indis-

necesidad. En 2010, se estimaba que

lentamiento global de 1,5º” deja claro con un nivel medio de confianza que las posibilidades de sequías en la región del Mediterráneo se verán incrementadas conforme lo hagan los niveles de calentamiento global.

Por todo ello parece indudable, tanto localmente como en el resto del pla-

pensable y con una garantía de sumi-

L

cerca del 80% de la población mundial estaba expuesta a amenazas en la seguridad de los recursos hídricos (valorada en función de su disponibilidad, demanda y contaminación). Esta situación de partida se ve agravada continuamente por los dos grandes

12

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nistro máxima.

Por otra parte, el sector del agua está cada vez más alineado con el concepto de economía circular, y la reutilización es sin lugar a duda una piedra angular para su aplicación. De hecho, las aguas residuales son uno de los recur-

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OPINIÓN I REUTILIZACIÓN DE AGUA: DEL DESAFÍO A LA OPORTUNIDAD sos más infrautilizados con los que contamos, y cerca de un 80% de las mismas son vertidas sin tratar en cuerpos de agua de todo el planeta.

Hace ya algunos años, la International Water Association (IWA) hizo suyo el lema de las 3R, Reducir, Reutilizar y

“El sector del agua está cada vez más alineado con el concepto de economía circular, y la reutilización es sin lugar a duda una piedra angular para su aplicación”

Reponer, y el asunto que nos ocupa tiene especial trascendencia en las dos últimas, puesto que algunas de las iniciativas más relevantes en torno a la reutilización tienen como fin la recarga

generalizado del agua reutilizada to-

mientras que los usuarios, por defini-

de acuíferos y la reposición de otras

davía es necesario vencer una serie

ción, lo están aguas arriba.

fuentes naturales.

de obstáculos a los que estas ciuda-

Pocos dudan ya que el agua reutiliza-

En la actualidad la reutilización de

des ya han hecho frente.

da es una de las claves para lograr

agua ha pasado de ser una alternativa

Por una parte, la legislación y los es-

una verdadera sostenibilidad en el uso

teórica a una solución que está siendo

tándares de calidad deben permitir su

del recurso. De la capacidad de los

implementada en ciudades y regiones

uso. La calidad necesaria para cada

gobernantes para legislar y facilitar su

con un éxito notable:

uso y los requisitos que cada ciclo de-

crecimiento, de la sociedad para asi-

En Orange County, California, existe un

be cumplir (desde la reutilización do-

milar su uso y de los profesionales del

proyecto desde 2008 para recargar un

méstica a la industrial) deben ser esta-

agua para mejorar las soluciones téc-

acuífero de la zona y aprovechar la

blecidos para que los distintos tipos

nicas necesarias, dependerá el mo-

reutilización indirecta para abastecer a

de agua reutilizada puedan ser consi-

mento en que su uso generalizado se

una población de más de 3 millones

derados un recurso adicional. El Gru-

haga realidad.

de habitantes. La recarga diaria de dicho acuífero es ya de 378.000 m3/día

po Especialista de Reutilización de la

y se espera que sea de 492.000 m3/día dentro de 5 años.

ción con más de 2000 miembros) de-

En Chennai (India), con una población

fuerzos a definir dichos estándares.

de 8,5 millones de personas, la men-

Por otra parte, si el agua reutilizada se

guante disponibilidad del recurso ha

convierte en una fuente adicional que

obligado a poner en marcha un pro-

entra en competencia con las ya exis-

grama para eliminar por completo las

tentes, deberá tenerse en cuenta su

descargas de aguas residuales en

viabilidad económica. Algo similar ha

2030. En la actualidad la ciudad ya tie-

sucedido con el agua desalada, y ya

ne un 100% de cobertura del servicio

contamos con experiencia más que

de saneamiento y ha conseguido reuti-

suficiente como para saber que en

lizar un 49% de sus aguas residuales (unos 540.000 m3/día), lo que supone

competencia con las fuentes tradicio-

un 15% de la demanda total de la ciu-

pre la alternativa más económica. En

dad. Además, la reutilización domésti-

el caso del agua reutilizada, los bene-

ca y la recogida de agua de lluvia han

ficios ambientales derivados de su

reducido en un 60% el agua que llega

uso deberán ser contabilizados para

al sistema de alcantarillado.

poner en verdadero valor su uso. Pero

Aqaba (Jordania), también busca las

también será necesario seguir mejo-

descargas nulas. De momento, reutili-

rando la eficiencia energética de los

za el 69% de sus aguas residuales,

sistemas de transpor te de agua,

que cubren un 30% de la actual de-

puesto que en la mayoría de las oca-

manda de agua en la ciudad.

siones el origen del agua reutilizada

Sin embargo, para poder ver un uso

está aguas abajo de todo el sistema

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IWA (el más numeroso de la Asociadica una parte considerable de sus es-

nales, los usuarios finales eligen siem-

Septiembre/Octubre2018

“De la capacidad de los gobernantes para legislar, de la sociedad para asimilar su uso y de los profesionales para mejorar las soluciones necesarias, dependerá el momento en que el uso generalizado del agua reutilizada se haga realidad” RETEMA

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OPINIÓN I REUTILIZACIÓN DE AGUA: DEL DESAFÍO A LA OPORTUNIDAD

GONZALO DELACÁMARA DIRECTOR ACADÉMICO DEL FORO DE LA ECONOMÍA DEL AGUA Y COORDINADOR DEL DEPARTAMENTO DE ANÁLISIS ECONÓMICO DEL AGUA EN INSTITUTO IMDEA AGUA

ECONOMÍA DE LA REUTILIZACIÓN DE AGUA: PONIENDO PRECIO A LA SEGURIDAD HÍDRICA

S

e proyecta que la in-

mundo, ya sea aquellos donde se da

lejos de ser relevante: existe un amplio

versión mundial en ca-

escasez de agua recurrente o estructu-

margen para la expansión de la capa-

pital en plantas de de-

ral o claras oportunidades de mejorar

cidad instalada de reutilización del

salación y reutilización

la eficiencia del uso del agua, aún está

agua en todo el mundo, siempre que

de agua aumentará globalmente a un rit-

mo sin precedentes (más del 60%) en 2022, tomando 2013 como año de referencia (GWI DesalData, 2017). Actualmente, la capacidad total anual de reutilización contratada ya supera en más del doble a la desalación de agua de mar y agua salobre.

“Las barreras tecnológicas están ya lejos de ser restricciones vinculantes, la gobernanza incluyendo la falta crónica de inversión sigue siendo una preocupación mayor”

La participación de la reutilización del agua en la mayor parte de países del

14

RETEMA

Septiembre/Octubre2018

I www.retema.es I

OPINIÓN I REUTILIZACIÓN DE AGUA: DEL DESAFÍO A LA OPORTUNIDAD

“La piedra angular podría estar en hacer compatible el ciclo de las políticas y el ciclo de los proyectos; los tiempos de la política con mayúsculas y de cada una de las iniciativas concretas de reutilización.

Es decir, es necesario adoptar miradas estratégicas, de largo plazo”

se den las condiciones para ello.

ción; en otras palabras, es imprescin-

ner presentes dos fuentes de ingre-

Las barreras tecnológicas están ya le-

dible que los precios miren al futuro y

sos potencialmente más significativas

jos de ser restricciones vinculantes.

no al pasado.

que el propio agua reutilizada en sí: la

Los tratamientos terciarios o avanza-

Por otro lado, una cosa es disponer

recuperación de nutrientes (principal-

dos que combinan la ultrafiltración o

de los recursos necesarios para po-

mente fósforo y nitrógeno) o energía

la microfiltración con ósmosis inversa

ner proyectos de reutilización en mar-

(biogás) que, a su vez, también apun-

y procesos de desinfección más

cha y otra bien diferente es garantizar

ta a créditos de carbono y otras deri-

avanzados como la radiación ultravio-

que los mismos son sostenibles des-

vaciones interesantes.

leta o la ozonización, han superado

de un punto de vista financiero a largo

Es primordial tener en cuenta que la

buena parte de los desafíos tecnoló-

plazo. Esto conduce a un debate ine-

capacidad de reutilización del agua

gicos. Es decir, la gobernanza, inclu-

ludible: ¿quién debe pagar en última

se hace real en un entorno competiti-

yendo la falta crónica de inversión en

instancia por la reutilización, como

vo: las aguas residuales recuperadas

desarrollo institucional y capital hu-

parte de estrategias ambiciosas de

y regeneradas compiten con otras

mano, sigue siendo una preocupa-

economía circular? ¿Los usuarios fi-

fuentes de suministro. Esto significa,

ción mayor. Hay quien sugiere que

nales, otros usuarios de agua, los

en la práctica, que todas las fuentes

también lo es la financiación pero,

contribuyentes…?

de agua deben reflejar un precio más

¿en qué sentido?.

Es crucial entender las sinergias y los

preciso, como resultado de plasmar el

Desde una lectura algo simplista, po-

mecanismos de compensación entre

coste total del suministro de agua en

dría parecer que lo que impide la ex-

los diferentes instrumentos de finan-

general, que es lo que verdaderamen-

pansión de la reutilización es la bre-

ciación pública nacional (bien a partir

te contribuye a la seguridad hídrica,

cha de financiación, mucho más en

del Presupuesto General del Estado o

más que una u otra fuente.

tiempos de crisis económica y finan-

de fondos europeos) y las tarifas que

La piedra angular podría estar en ha-

ciera, bien sin culminar o con amplia

pagan los usuarios finales. Es igual-

cer compatible el ciclo de las políticas

onda expansiva en regiones diferen-

mente esencial abordar el potencial

y el ciclo de los proyectos; los tiempos

tes al epicentro de la misma (el merca-

desplazamiento mutuo (crowding out)

de la política con mayúsculas y de ca-

do de hipotecas de alto riesgo y algu-

de diferentes fuentes de financiación

da una de las iniciativas concretas de

nas economías de la zona Euro). Sin

(públicas, privadas y, en el caso de

reutilización. Es decir, es necesario

embargo, la falta de evaluaciones

países menos desarrollados, proce-

adoptar miradas estratégicas, de largo

económicas sólidas y el sesgo de los

dentes de la ayuda oficial al desarrollo

plazo, sin perder nunca la perspectiva

análisis financieros convencionales

o mecanismos de financiación combi-

de los objetivos que se pretenden con-

también obstaculizan el desarrollo de

nada -blended finance-.

seguir y sin quedarse atrapados en

inversiones más ambiciosas en la reu-

El diseño de tarifas para el agua a

discusiones que pueden ser muy im-

tilización de aguas regeneradas.

reutilizar, las tarifas para la recupera-

portantes pero no son más que instru-

Parece esencial ir más allá de esque-

ción y el tratamiento avanzado de

mentales. A fin de cuentas, la reutiliza-

mas de fijación de precios para la re-

aguas residuales o los subsidios cru-

ción, altamente deseable, no es más

cuperación de costes financieros (ca-

zados del suministro de agua potable

que un medio para un fin.

pital, operación y mantenimiento) para

a la reutilización del agua son tan re-

poner precio a la seguridad hídrica a

levantes como las diferentes vías de

medio y largo plazo, diseñando así in-

recursos financieros en sí. Y en el

centivos adecuados para la reutiliza-

contexto de las mismas, conviene te-

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre2018

* Fotografía de Pablo González Cebrián

RETEMA

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OPINIÓN I REUTILIZACIÓN DE AGUA: DEL DESAFÍO A LA OPORTUNIDAD

JOAN SANZ DIRECTOR TÉCNICO DE VEOLIA WATER TECHNOLOGIES

DESBLOQUEANDO DESAFÍOS, AFIANZANDO LA REUTILIZACIÓN DEL AGUA

L

a regeneración de

cas y otros formatos se han sucedi-

agua y su reutiliza-

do también en España en estas dos

ción ya llevan un largo camino en España. Sectores como el riego de campos de

golf, riego agrícola, riego urbano y usos industriales presentan ejemplos con más de una, dos o incluso casi tres décadas en servicio. Y aunque con una génesis muy larga en el tiempo tenemos legislación a nivel estatal que configura el marco de la regeneración y reutilización. Congresos internacionales, jornadas técni-

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RETEMA

“Las preocupaciones por la salud pública o los costes de producción y distribución, son algunos de los principales desafios del sector” Septiembre/Octubre2018

décadas tanto con la presentación de las experiencias propias como con las de otros países pioneros.

Todo ello es un marco positivo en el que nos quedan todavía desafíos por superar. Desafíos como los relacionados con las preocupaciones por la seguridad alimentaria, la salud pública y como en todo actividad económica por los costes de producción y distribución. Y también con la legislación europea que dormida durante estas décadas ha des-

I www.retema.es I

OPINIÓN I REUTILIZACIÓN DE AGUA: DEL DESAFÍO A LA OPORTUNIDAD pertado para regular con unos requeri-

tendremos que implementar un sello de

mientos mínimos de calidad la reutili-

garantía, de confianza para el conoci-

zación del agua, con el sector del rie-

miento de todos los usuarios del agua

go agrícola como primer destinatario

regenerada. Los grandes proyectos de

del agua regenerada.

demostración abren siempre la puerta y

Estos desafíos son realmente oportuni-

dan seguridad a otros de menor escala

dades para seguir avanzando en la ex-

y con menos recursos que pueden be-

pansión de la reutilización del agua. Las

neficiarse de todos los avances y de-

especificaciones de calidad sanitaria

mostraciones de los primeros evitando

para diferentes usos nos lleva a diseñar

costes de repetición de procedimientos.

regeneraciones muy avanzadas, utili-

En la industria observamos la tendencia

zando membranas, ultrafiltración y ós-

detectada en otros sectores en los que

mosis inversa, procesos de oxidación

por responsabilidad corporativa, aplica-

avanzada para eliminar compuestos or-

ción de la economía circular o adapta-

gánicos de preocupación emergente

ción a las decisiones ejecutivas de la UE

como sustancias prioritarias, compues-

respecto a emisiones al agua se plante-

tos farmacéuticos o subproductos del

an reducir sus consumos de agua en los

propio tratamiento del agua. De manera

ciclos productivos. Y empresas que

que tengamos la absoluta garantía de

cuentan con una depuradora para cum-

que el agua regenerada va a ser segura

plir con las condiciones en el vertido a

tanto desde el punto de vista químico,

cauce público, y deciden dar un paso

microbiológico y ambiental. La buena

más para emplear esas aguas nueva-

noticia es que estos diseños ya han de-

mente en sus procesos incluyendo la re-

mostrado en diferentes lugares del mun-

generación y reutilización en su ADN.

do su capacidad para cumplir con esta

La última frontera que ya fue atravesa-

misión, incluida España.

da en Windhoek, la capital de Namibia,

Como la tecnología no es suficiente,

con un 25% de aporte de agua regene-

los retos que deben acompañarla se

rada a la red, en los depósitos de agua

van centrando en dos áreas. Una es la

potable, y de ella bebe toda la ciudad,

comunicación, la divulgación de las

es el desafío final: la reutilización pota-

actividades de regenerar y reutilizar el

ble directa. Y aunque estemos en

agua. Y seguramente la percepción

2018, en mis manos descansa el libro

del ciudadano sobre la seguridad del

“Potable Water from Wastewater” escri-

agua regenerada está totalmente ale-

to en 1981 con los textos del simposio

jada de la realidad y desconoce qué

celebrado en marzo de 1979 en Was-

es lo que estamos haciendo con el

hington y eso es señal que vamos por

agua. Éste es un desafío que precisa

el camino correcto, aunque lentos…

muchas jornadas de puertas abiertas

Y aunque ya ha pasado mucho tiempo

y espacios en medios de difusión.

desde 2007, cuando se promulgó el

La otra es la creación de grupos de ex-

Real Decreto 1620/2007, tenemos to-

pertos, como sucede en California o

dos los actores implicados en el dise-

Australia, que asesoren a los promoto-

ño, operación y control mucha expe-

res públicos y privados en los proyectos

riencia acumulada, hay suficiente

más complejos como es la reutilización

información para constatar la seguri-

potable indirecta, la más cercana a no-

dad de las aguas reutilizadas y los es-

sotros mismos. Grupos de expertos que

fuerzos en investigación y desarrollo

puedan aunar tanto el rigor académico

son una actitud positiva para afianzar

de nuestras universidades y centros de

aún más la reutilización del agua.

“Debemos impulsar la comunicación, y crear grupos de expertos para asesorar en proyectos complejos como es la reutilización potable directa”

“Tengamos la absoluta garantía de que el agua regenerada va a ser segura desde el punto de vista químico, microbiológico y ambiental”

“Los esfuerzos en investigación y desarrollo son una actitud positiva para afianzar aún más la reutilización del agua”

investigación con los profesionales a pie de los tratamientos y servicios. Quizás

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre2018

RETEMA

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OPINIÓN I REUTILIZACIÓN DE AGUA: DEL DESAFÍO A LA OPORTUNIDAD

JORDI CROS PRESIDENTE DEL CATALAN WATER PARTNERSHIP (CWP)

CIRCULARIZACIÓN DEL AGUA, UN FUTURO DE OPORTUNIDADES

urante miles de años,

nados, …) consiguiendo una calidad

senta la reutilización de recursos han

el ciclo del agua de la

suficiente para su uso, o implementar

posicionado la economía circular como

naturaleza ha bastado

una mezcla de las dos opciones. Y un

eje prioritario para planificar y proponer

para generar recurso

ejemplo de agua no directamente apro-

proyectos de investigación. También se

suficiente para el uso

vechable, pero disponible localmente,

encuentra presente como elemento

humano. Sin embargo,

es el agua residual, que bien tratada

transversal en el ámbito de la innova-

el incremento de las actividades agríco-

puede pasar de “residuo” a “recurso”.

ción en la empresa.

las, industriales y de ocio, así como la

Recientemente, la economía circular ha

Un buen ejemplo es el tratamiento y la

sobreexplotación y contaminación de

ganado visibilidad. Su objetivo es la

reutilización del agua que, al ser esen-

los recursos naturales, ha complicado y

reutilización, manteniendo los recursos

cial en cualquier sistema económico,

encarecido conseguir agua potable.

en la cadena de valor el mayor tiempo

beneficia todos los sectores producti-

Ante este problema, podemos trans-

posible, cerrando así su ciclo de vida y

vos. Considerando que España es el

portar agua desde donde esté disponi-

disminuyendo la producción de resi-

país europeo con mayor déficit hídrico,

ble, o tratar agua no directamente

duos. El desarrollo sostenible y las

la reutilización representa un campo

aprovechable (marina, pozos contami-

oportunidades de negocio que repre-

de investigación y mejora importante.

D

18

RETEMA

Septiembre/Octubre2018

I www.retema.es I

OPINIÓN I REUTILIZACIÓN DEL AGUA: DEL DESAFÍO A LA OPORTUNIDAD La gestión del ciclo del agua supone

dad del recurso de origen (usos alter-

cerca del 50% de inversión medioam-

nativos) o el coste de “no existencia”

biental en empresas agroalimentarias

(sequía, por ejemplo), el coste del

españolas, y casi la mitad de gastos

agua regenerada yo no es tan caro.

se destinan a procesos de depuración.

No obstante, la transición de la eco-

El sector agrícola puede sacar valor

nomía lineal hacia la circular entraña

de efluentes tratados provenientes de

desafíos. Es de esperar que se pro-

las actividades industriales, que pue-

duzcan fricciones y competencia en-

den pasar a considerarse recursos,

tre los sectores actuales y los del nue-

creándose un circuito con los subpro-

vo paradigma que pueden percibir

ductos generados. Debido al amplio

este cambio como una amenaza.

uso del agua en el ámbito industrial, su

También es necesario que el aprove-

recirculación supondrá un abarata-

chamiento no resulte más costoso

miento de los costes de operación y

que la propia extracción y finalmente,

saneamiento. Diversas empresas es-

un cambio de esta magnitud también

pañolas también intentan revalorizar

implica un cambio en los hábitos y la

sus efluentes fabricando biodiesel

percepción de los consumidores.

biogás, biofertilizantes o bioplásticos.

Asumiendo todas estas dificultades,

A pesar de este primer paso, en el

la circularización del ciclo del agua

mundo solo se reutiliza un 4% de

traerá oportunidades de negocio y

agua (9% en España). Considerando

una dependencia menor, lo que con-

que solo un 10% del agua de uso do-

vierte la economía circular en sector

méstico requiere de potabilización, es

clave, capaz de mejorar la competiti-

con un presupuesto de 10M€ (HORI-

interesante transformar el agua resi-

vidad de la economía española y eu-

ZON2020) y con el objetivo de cerrar

dual en agua reutilizada para riego

ropea en los próximos años.

el ciclo del agua en islas. En un futuro

doméstico, limpieza o usos recreati-

Para el Catalan Water Partnership

próximo, el agua no contaminada se

vos, entre otros. Hoy en día se pue-

(CWP), la economía circular es un eje

va a convertir en un recurso cada vez

dan depurar todo tipo de aguas resi-

estratégico. Muchos de nuestros pro-

más escaso y la implementación de

duales, tanto industriales como

yectos sirven para implementar mejo-

procesos de economía circular en el

municipales, y convertirlas en cien

ras de eficiencia en el uso del agua,

sector del agua va a seguir tomando

por cien reutilizables, el problema son

tanto de PYMES como de grandes em-

fuerza. Con el objetivo de aprovechar

los costes económicos de las infraes-

presas. El CWP también impulsa la

la ventana de oportunidades que esto

tructuras, equipos, instrumentación y

reutilización del agua para aumentar la

conlleva es importante la cooperación

energía, así como el rechazo social a

competitividad en sectores como la ali-

y coordinación entre los diferentes

la reutilización del agua residual.

mentación, la cosmética o el turismo.

agentes de la cadena de valor lo cual

Contabilizando solo el coste del pro-

Algunos de los proyectos gestionados

permitirá sacar el máximo rendimiento

ceso, el tratamiento de un agua resi-

por el CWP son: WATERTUR, orientado

al uso de un recurso tan estructural-

dual es siempre más caro que el tra-

a dotar de inteligencia y ahorro el uso

mente básico como es el agua.

tamiento de agua superficial; pero si

del agua en el sector turístico y dotado

se contabilizara el coste de oportuni-

de 1,5M€ (RIS3CAT) o HYDROUSA,

“Hoy en día se puedan depurar todo tipo de aguas residuales y convertirlas en cien por cien reutilizables, el problema son los costes económicos, así como el rechazo social a la reutilización del agua residual”

“La circularización del ciclo del agua traerá oportunidades de negocio y una dependencia menor, lo que convierte la economía circular en sector clave, capaz de mejorar la competitividad de la economía española y europea en los próximos años” I www.retema.es I

Septiembre/Octubre2018

RETEMA

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EL RETO DEL AGUA EN EL PORT DE LA SELVA

Planta móvil de Veolia Water Technologies

El reto del agua en El Port de la Selva Este pequeño municipio de Girona es pionero en la gestión de sus recursos hídricos a través de la reutilización potable indirecta Joan Sanz1 , María Jesús Fernández2 Director Técnico; 2Markcom Manager Veolia Water Technologies Ibérica I www.veoliawatertechnologies.es 1

l agua es un recurso de innega-

población por 10 en época estival, ha

ra los vecinos: una planta móvil equi-

ble importancia y esto lo saben

sufrido la peor sequía de los últimos 20

pada con tecnología de ósmosis inver-

bien en El Port de la Selva. Este

años lo que ha obligado al municipio a

sa ha permitido tratar el agua del acuí-

pequeño municipio de Girona

tomar medidas de urgencia para ga-

fero del que se abastece el municipio,

de 1.000 habitantes, que multiplica su

rantizar el suministro de agua apta pa-

que debido a la falta de lluvias ha sufri-

E 20

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

I www.retema.es I

EL RETO DEL AGUA EN EL PORT DE LA SELVA

do el aumento de la concentración de cloruros por intrusión marina hasta alcanzar valores no aptos para el consumo humano.

Esta unidad móvil ha sido suministrada y puesta en marcha en tiempo récord por Veolia Water Technologies. A principios del mes de agosto, la unidad comenzó a tratar el agua del acuífero para reducir la conductividad hasta en un 40%, logrando concentraciones de cloruros comprendidas entre 400 y 500 mg/l, salvando así la temporada turística.

La unidad móvil, perteneciente a la flota de Mobile Water Services,

Veolia Water Technologies puso en marcha una planta móvil equipada con tecnología de ósmosis inversa para tratar el agua del acuífero del que se abastece el municipio, salvando la tempora turística

corporado la infraestructura necesaria para la reutilización potable indirecta del agua como nueva fuente de suministro. Esta iniciativa se realiza “por necesidad”, según declaraciones de Josep María Cervera, el alcalde de la localidad, ya que por su situación geográfica el municipio está aislado hídricamente, siendo uno de los pocos pueblos de la costa mediterránea que se abastece exclusivamente del acuífero.

En el año 2013 se pone en marcha un proyecto europeo DEMOWARE que tiene por finalidad demostrar la viabilidad técnica y sanitaria del agua regenerada para

está equipada con cuatro módulos

la recarga del acuífero. El proyecto

de ósmosis inversa con una capaci-

está financiado por fondos europe-

dad total de producción de 100 me-

os y liderado por el Centro Tecnoló-

tros cúbicos a la hora. Además, Ve-

gico de Manresa (CTM), el Centro

olia también se ha encargado de

dad para El Port de la Selva y la planta

de Competencia en Aguas de Berlín

suministrar el pretratamiento mediante

móvil es tan solo una medida puntual.

(KWB), la ingeniería AMPHOS21 espe-

filtración y el grupo de bombeo del

La localidad lleva sorteando la esca-

cialista en hidrología subterránea, Veo-

agua a tratar, ofreciendo así un servicio

sez de agua potable desde hace más

lia Water Technologies Ibérica y donde,

completo al municipio.

de una década, lo que ha impulsado

además del Ayuntamiento de El Port de

iniciativas para paliar esta problemáti-

la Selva, también participa el Consor-

PIONERO EN LA GESTIÓN DE

ca con el soporte técnico del Consorci

cio de la Costa Brava como asociados

LOS RECURSOS HÍDRICOS

de la Costa Brava.

al proyecto.

El reto del agua no es ninguna nove-

El municipio es pionero en la gestión

Éste consiste en la utilización de las

de sus recursos hídricos, ya que ha in-

aguas depuradas como materia prima

Vista panorámica de El Port de la Selva

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2018

RETEMA

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EL RETO DEL AGUA EN EL PORT DE LA SELVA

Vista de los sistemas de filtración en doble etapa suministrados por Veolia Water Technologies

Investigaciones Científicas (CSIC) co-

para su regeneración y reutilización

sorción sobre carbón activo granular.

potable indirecta. El efluente de la de-

Como experto tecnólogo, la filial es-

cantación secundaria se somete a una

pañola de Veolia Water Technologies

filtración en doble etapa y una desin-

ha participado en este proyecto reali-

OBJETIVOS DEL PROYECTO

fección con luz ultravioleta antes de

zando principalmente tres labores: la

DEMOWARE

enviarse a un depósito de almacena-

de asesoramiento en la adaptación de

miento y de ahí, por gravedad, a las

la Estación Depuradora de Aguas Re-

Además de la innegable ventaja que

balsas de infiltración, donde el agua

siduales (EDAR) y la Estación Regene-

supone garantizar el abastecimiento de

ya regenerada se infiltra de forma na-

radora de Agua (ERA) de El Port de la

agua a la población, la regeneración

tural y se mezcla en el aluvial del acuí-

Selva a los requerimientos de la recar-

presenta importantes ventajas económi-

fero de la riera de Rubiés, a un kilóme-

ga del acuífero; la de realización del

cas y medioambientales frente a otras

tro aproximadamente del punto que

muestreo y del seguimiento sobre los

alternativas, ya que las aguas depura-

abastece de agua potable a la locali-

resultados de la calidad del agua y los

das son un recurso con el que cuentan

dad. Como resultado de este proyecto

niveles del acuífero; así como la de in-

las ciudades. Para demostrar la viabili-

se incorpora también una etapa de ad-

terlocución con el Consejo Superior de

dad económica de la regeneración del

mo recurso externo al proyecto.

agua, una parte del proyecto Demoware se ha centrado en el análisis y comparativa del coste económico de diferentes fuentes de suministro de agua mediante la herramienta del análisis de ciclo de vi-

La puesta en marcha del proyecto DEMOWARE ha permitido demostrar la viabilidad técnica y sanitaria del agua regenerada para la recarga del acuífero 22

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

da, como por ejemplo, la desalación.

Los resultados han concluido que el agua regenerada tienen menor impacto que otros procesos siendo, por lo tanto, un componente esencial en la economía circular del agua.

Desde el punto de vista técnico-sani-

I www.retema.es I

Visita a la balsa de infiltración durante la jornada de puertas abiertas

tario, el proyecto Demoware ha estudiado el riesgo de las sustancias presentes en el agua regenerada, tanto para aquellas que son prioritarias para la UE así como otras que son de preocupación emergente, como es el caso de la presencia de trazas de fármacos en las aguas residuales.

Los resultados han demostrado que las diferentes etapas de regeneración del agua y de la acción sueloacuífero ha permitido el abatimiento de estos compuestos a niveles por debajo de las recomendaciones de la legislación alemana, una de las más restrictivas y la única en Europa

El Port de la Selva es el único municipio de la costa mediterránea que se abastece de su propio acuífero, y sirve de modelo de gestión sostenible de los recursos hídricos y un ejemplo a seguir en la economía circular del agua

entrada de salinidad en el saneamiento, lo que es un factor limitante que implica que para poder hacer una recarga continuada del acuífero durante todo el año -y abastecerse únicamente de él- el diseño del proceso de regeneración debe contar con la eliminación de esta salinidad superior a la propia del acuífero.

Concluido ya los tres años de vida del proyecto Demoware, el esfuerzo en la reutilización potable indirecta está centrado ahora en los aspectos de diseño de la regeneración a partir de los resultados obtenidos de la salinidad y de la presencia de com-

que tiene en cuenta contaminantes

puestos de preocupación emergen-

de preocupación emergente en uso

te. Para ello, se están llevando a ca-

de agua de consumo humano.

bo diferentes actuaciones desde el propio ayuntamiento y el Consorcio

El tercer objetivo del proyecto De-

de la Costa Brava en estrecha cola-

moware ha sido la labor de comunicación, con un compromiso de absolu-

AVANZANDO HACIA UNA

boración con un grupo de trabajo es-

ta transparencia. El Ayuntamiento de

ECONOMÍA CIRCULAR DEL

pecializado de la Agencia Catalana del

El Port de la Selva, contando con la co-

AGUA

Agua y Salud Pública, con el objetivo de conseguir que El Port de la Selva si-

laboración del Consorcio de la Costa Brava y la Agencia Catalana del Agua,

Un factor limitante de la recarga del

ga siendo por muchos años el único

han llevado a cabo diferentes campa-

acuífero ha sido el incremento de la sa-

municipio de la costa mediterránea

ñas informativas. Una de ellas ha sido

linidad de las aguas residuales que, re-

que se abastece de su propio acuífero,

la celebración de unas jornadas de

cordemos, es la materia prima del

que sirva de modelo en la gestión sos-

puertas abiertas para dar a conocer el

agua regenerada. Este incremento se

tenible de los recursos hídricos y de

proceso de regeneración de las aguas

debe a la intrusión marina en la zona

ejemplo a seguir en la economía circu-

para la recarga del acuífero.

de captación del agua potable y a la

lar del agua.

24

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

I www.retema.es I

GRADISAL: APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA CONTENIDA EN EL GRADIENTE SALINO

Gradisal: aprovechamiento de la energía contenida en el gradiente salino L. Gómez-Coma1, V.M. Ortiz-Martínez1, M. Fallanza1, J. Pinedo2, P.M. Gomez. 2, N. Gordejuela3, L. Morante3; M. Sainz3, A. Ortiz1, R. Ibáñez1, I. Ortiz1 1 Universidad de Cantabria I www.unican.es • 2APRIA Systems S.L. I www.apriasystems.es • 3MARE I www.mare.es

l alto consumo energético

E

de las plantas de tratamiento de aguas residuales está impulsando el desa-

rrollo de estrategias orientadas a aumentar la eficiencia energética de los procesos, así como al uso de energía procedente de fuentes renovables que amortiguan la emisión de dióxido de carbono. La conversión de la Energía contenida en el Gradiente Salino (EGS), originado entre dos corrientes de diferente salinidad, en energía eléctrica representa una alternativa prometedora para contribuir a un panorama energético con mayor presencia de energías renovables. El Departamento de Ingenierías Química y Biomolecular de la Universidad de Cantabria lidera un proyecto pionero en España, GRADISAL, financiado dentro de la prioridad temática de Energías Renovables Marinas del Plan de Ayuda a la Industria 2016 – 2017 (Programa “I+C=+C 2016”) por la Sociedad para el Desarrollo de Cantabria (SODERCAN), en el que también participan las empresas cántabras MARE (Medio Ambiente, Agua, Residuos y Energía de Cantabria) y la PyME de base tecnológica APRIA Systems. El proyecto, de dos años de duración y concebido como la Fase I de un

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RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

I www.retema.es I

GRADISAL: APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA CONTENIDA EN EL GRADIENTE SALINO

proyecto más ambicioso, tiene como

energética de las etapas de tratamien-

tencial de hasta 18,5 GW1 al ser verti-

objetivo la evaluación técnica, ambien-

to como a la integración de energías

dos al mar, valor que puede incremen-

tal y económica de una instalación pa-

procedentes de fuentes renovables

tarse hasta los 1,6 TW/año cuando se

ra transformar mediante la tecnología

que contribuyan a la reducción de la

tiene en cuenta el potencial global de la

de membranas electrodiálisis reversa,

emisión de gases de efecto invernade-

descarga de los ríos en los océanos; si

EDR, la energía contenida en el gra-

ro en las operaciones de tratamiento

se aprovecha este potencial de GS se

diente salino originado en la mezcla

de aguas residuales.

podría conseguir el equivalente al 50 %

entre el agua de mar y el efluente de

La búsqueda de fuentes de energía

del consumo de energía eléctrica total

salida de Estaciones Depuradoras de

limpia y sostenible como alternativas a

de la Unión Europea. Otra característica

Aguas Residuales (EDARes), contribu-

los combustibles fósiles es uno de los

importante es el escenario favorable

yendo a reducir su elevada dependen-

principales retos de la sociedad actual.

que ofrecen países que como España

cia de energías no renovables. Para

La sustitución de estas fuentes de ener-

poseen numerosos kilómetros de costa.

ello, el proyecto está evaluando 1) el

gía no renovables, cuyas emisiones

potencial de generación de energía

pueden alcanzar la cifra de 37,2 GT/año

LA ENERGÍA CONTENIDA EN

bajo los diferentes escenarios y condi-

en 2035, está motivada por la disminu-

EL GRADIENTE SALINO

ciones característicos de la Comuni-

ción de reservas, por su impacto sobre

dad Autónoma de Cantabria, 2) la via-

el medioambiente, con efectos impor-

La energía contenida en el Gradiente

bilidad y características de distintos

tantes sobre el cambio climático, y por

Salino (EGS), parte de la Energía Azul,

emplazamientos y 3) el diseño de una

la creciente demanda de energía, con

es una alternativa prometedora a todas

planta piloto para la recuperación y

un consumo global que crece a un ritmo

las fuentes antropogénicas y con gran-

conversión de la EGS en la costa Can-

exponencial. A modo de ejemplo se

des ventajas respecto a otras fuentes

tábrica. Resultados positivos en la Fa-

puede citar que la Agencia para laInfor-

renovables de energía. La mezcla de

se I, permitirían abordar una Fase II en

mación Energética de Estados Unidos

dos corrientes de agua con diferente

la que se llevaría a cabo el pilotaje de

(EIA, por sus siglas en inglés) estima

concentración de sal provoca la libera-

la planta diseñada en el escenario real

que en el periodo 2012-2040 el consu-

ción de la energía originada por la dife-

seleccionado en el actual estudio.

mo de energía aumentará en un 48 %.

rencia del potencial químico entre am-

Por otra parte, se estima que los

bas corrientes. Se trata de un proceso

efluentes de las EDARes ofrecen un po-

espontáneo, irreversible que conduce

INTRODUCCIÓN El valor promedio de consumo energético para la depuración de aguas residuales en España varía en función del tamaño del municipio y por tanto del volumen de agua a tratar. De acuerdo con el Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía (IDAE), el consumo energético de una Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) se sitúa en torno a 0,5 y 0,7 kWh/m3 siendo el consumo medio de 0,67 kWh/m3. Este elevado consumo energético de las operaciones de tratamiento de aguas residuales impulsa el desarrollo tanto de estrategias orientadas a aumentar la eficiencia

1 Ramon GZ, Feinberg BJ, Hoek EMV (2011) Membranebased production of salinity-gradient power. Energy Environ Sci 4:4423–4434.

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2018

RETEMA

27

GRADISAL: APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA CONTENIDA EN EL GRADIENTE SALINO

Figura 1. Esquema conceptual de la mezcla de una disolución concentrada y otra diluida y la mezcla generada

te de un componente en EGS es un

tidad total de las emisiones de gases

gradiente en la energía libre de Gibbs, o una diferencia de potencial entre

de efecto invernadero relacionadas con el sector energético4. Junto a la

ambas corrientes. La energía de

reducción en la emisión de CO 2 , la

Gibbs refleja la fracción de energía de

EGS tiene asociadas otras ventajas ta-

a aumentar la entropía del sistema ofre-

un sistema que está disponible para re-

les como, i) suministro continuo y reno-

ciendo una oportunidad como fuente

vable de materia prima, ii) temperatura

de energía renovable. La EGS almace-

alizar un trabajo. La cantidad de energía total disponible al mezclar 1 m3 de

nada como diferencia de salinidad en-

una disolución salina concentrada con

de subproductos, iv) ausencia de fluc-

tre el agua de mar y el agua fresca es

otra de menor concentración puede de-

tuaciones diarias abruptas en la pro-

una de las energías procedentes de

terminarse a partir de la diferencia de

ducción de energía debido a cambios

fuentes renovables con potencial para ser explotada a gran escala2.

potencial químico antes y después de

en la fuente de energía (radiación so-

su mezcla, tal como se refleja en la

lar, velocidad del viento) entre otros

ecuación 1 y en la Figura 1.

factores que varían diariamente.

Pattel5 describió por primera vez en

Se estima que con las corrientes de la desembocadura de los ríos en los océanos se podría conseguir entre 1,4 TW y

ΔGmix = Gb - (Gc + Gd)

(Eq. 1)

constante, iii) ausencia de generación

1954 esta forma de conversión de energía a través del uso de membra-

2,6 TW, dependiendo de su salinidad.

nas de intercambio iónico, generando

la energía total consumida en el mundo

donde ΔGmix es la Energía de Gibbs disponible, Gc y Gd son las energías

entero en el año 2011. Igualmente, per-

del concentrado y diluido, respectiva-

abriendo la posibilidad de desarrollo

mitiría una generación de energía 100

mente, y Gb la de la mezcla resultante.

de algún tipo de elemento que, inter-

veces superior a la energía recuperable

En el proceso de mezcla no se ge-

puesto entre los dos tipos de corrien-

de las mareas, así como un nivel similar

tes, permita recoger y almacenar esta

a la obtenible a partir de olas de mar o

nera CO2 ni otros gases de efecto invernadero, no se consumen sales ni

de gradientes térmicos. En concreto, el

reactivos y virtualmente (exceptuando

potencial de obtención de energía reno-

las necesidades de pretratamiento y

vable de recursos marinos se estima en

transporte) no hay coste asociado al

2,7 TW usando las olas de mar, 2,0 TW

combustible. Se estima que, si la tec-

mediante gradientes térmicos, 0,3 TW

nología EGS se utilizara plenamente,

con las mareas y 0,005 TW utilizando las corrientes oceánicas3.

podría implicar una reducción signifi-

Esta cantidad es equivalente al 75 % de

El gradiente que impulsa el transpor-

28

RETEMA

cativa en torno a 8 Gt de CO2-eq/año, lo que corresponde al 24 % de la can-

Septiembre/Octubre 2018

una fuerza electromotriz de 3,1 volts y

energía. Las tecnologías propuestas

2 Logan BE, Elimelech M (2012) Membrane-based processes for sustainable power generation using water. Nature 488:313–319.

3 Tufa RA, Pawlowski S, Veerman J, Bouzek K, Fontananova E, di Profio G, Velizarov S, Crespo J, Nijmeijer K, Curcio E (2018) Progress and prospects in reverse electrodialysis for salinity gradient energy conversion and storage. Appl Energy 225:290-331.

I www.retema.es I

GRADISAL: APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA CONTENIDA EN EL GRADIENTE SALINO

4 Kuleszo J, Kroeze C, Post JW, Fekete BM (2010) The potential of blue energy for reducing emissions of CO2 and non-CO2 greenhouse gases. J Integr Environ Sci 7(S1): 89–96.

5 Pattle, R.E. (1954) Production of electricity power by mixing fresh and salt water in the hydroelectric pile. Nature 174, 660.

6 Norman RS (1974) Water Salination: A Source of Energy.

Science 186 (4161): 350-352.

7 Olsson M, Wick GL, Isaacs J (1979) Salinity Gradient Power: Utilizing vapor pressure differences. Science 206: 452-454.

8 Elimelech M, Phillip WA (2011) The Future of Seawater Desalination: Energy, Technology, and the Environment.

Science 333:712-7

La tecnología EDR se basa en el uso

nera mediante esta configuración

de pares de membranas de intercam-

constituye una diferencia de potencial

bio iónico que permiten el transporte

químico a través de cada membrana,

selectivo de aniones y cationes desde

el cual se traduce en una diferencia de

la corriente de mayor concentración ha-

potencial eléctrico entre las dos caras

cia la corriente con menor contenido de

de una membrana. La diferencia de

sal. La Figura 2 muestra el principio de

potencial total entre los compartimien-

la EDR, el cual permite convertir la

tos extremos de la pila se calcula co-

energía libre de la mezcla de dos diso-

mo el sumatorio de los potenciales de

luciones con diferente concentración

cada una de las membranas.

de sal en energía eléctrica mediante el son la Ósmosis por presión retardada

paso de aniones y cationes a través de

GRADISAL: LA TECNOLOGÍA

(PRO por sus siglas en inglés) y la

membranas de intercambio iónico se-

EDR AL SERVICIO DEL

Electrodiálisis reversa (EDR por sus siglas en inglés)6, 7, 8.

lectivas, aniónicas y catiónicas, respec-

APROVECHAMIENTO DE LA

tivamente. El paso de iones se produce

ENERGÍA DE GRADIENTE

desde los compartimentos con disolu-

SALINO EN CANTABRIA

ELECTRODIÁLISIS REVERSA

ciones concentradas hacia los compar-

(EDR) COMO TECNOLOGÍA

timentos que contienen disoluciones di-

Partiendo de estos antecedentes, el

PARA EL APROVECHAMIENTO

luidas, las cuales se intercalan entre sí.

proyecto GRADISAL pretende abordar

El gradiente de salinidad que se ge-

la evaluación técnico-económica y me-

DE LA EGS

GRADISAL: APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA CONTENIDA EN EL GRADIENTE SALINO

dioambiental de la aplicación de la

La tecnología EDR, cuyos principios

MW de electricidad. La Figura 3 mues-

tecnología de membranas EDR para la

han sido descritos en los párrafos ante-

tra las principales EDARes de Canta-

obtención de energía eléctrica en Can-

riores, aparece como una de las tecno-

bria ubicadas sobre la costa del mar

tabria. Para ello, se propone convertir

logías prioritarias en distintos planes

Cantábrico, cuyo volumen de trata-

y aprovechar la energía azul contenida

estratégicos europeos, así como en

miento anual, número de personas a las

en el gradiente salino resultante de la

múltiples proyectos internacionales. La

que abastecen y las poblaciones que

mezcla de agua tratada en depurado-

tecnología se ha desarrollado a nivel

ras de aguas residuales urbanas y

abarcan se puede encontrar como información pública10.

agua marina en electricidad. Para con-

de planta piloto en dos emplazamientos diferentes9, uno localizado en Mar-

seguir el objetivo principal se ha cons-

sala (Italia), en el marco del proyecto

necesaria que permita realizar la evalua-

tituido un consorcio en el que partici-

europeo REAPower. En esta planta se

ción técnica, ambiental y económica de

pan 2 empresas de Cantabria y un

ha empleado salmuera (270 g/L de sal)

una instalación basada en EDR para

grupo de investigación de la UC perte-

como corriente concentrada y agua sa-

transformar la EGS originada en la mez-

necientes al Departamento de Ingenie-

lobre (5,5 g/L de sal) como corriente di-

cla de la descarga de las aguas tratadas

rías Química y Biomolecular de la Uni-

luida y tiene una capacidad de poten-

en estaciones depuradoras de aguas re-

versidad de Cantabria. El proyecto

cia nominal de 1,0 kW. La segunda

siduales urbanas y el mar en Cantabria,

actualmente en ejecución, está finan-

planta existente ha sido desarrollada

cada una de las entidades participantes

ciado por la Sociedad para el Desarro-

por la empresa REDStack y está situa-

en GRADISAL está ejecutando distintas

llo de Cantabria (SODERCAN dentro

da en la ciudad de Harlingen (Países

actividades complementarias, buscando

de la prioridad temática de Energías

Bajos). En ella, actualmente, se obtiene

las sinergias entre las capacidades téc-

Renovables Marinas del Plan de Ayu-

una potencia de 1,6 TW/h a partir de

nicas de los participantes.

da a la Industria 2016 – 2017 (Progra-

agua de mar y agua de río (1,0 g/L de

El Departamento de Ingenierías Quí-

ma “I+C=+C 2016”). El interés está

sal) como corrientes de alta y baja sali-

mica y Biomolecular de la Universidad

motivado por el elevado consumo de

nidad, respectivamente.

de Cantabria ha abordado la evalua-

Con el fin de obtener la información

las Estaciones Depuradoras de Aguas

Las EDARes situadas en la costa de

ción técnica de la eficiencia de la tec-

Residuales (EDARes) en la región uni-

Cantabria, tienen un volumen de tratamiento de agua de 12.000 m3/h, por lo

nología EDR en la transformación de de validación a escala de laboratorio

tabria 2014-2020 de búsqueda de

que ofrecen, considerando una generación de energía de 1,4 MJ/m3, poten-

nuevas fuentes de energía.

cial para la generación de hasta 4,67

membranas de 200 cm2 de área total

do al objetivo prioritario que establece el Programa Operativo FEDER de Can-

EGS en energía eléctrica en una unidad (integrada por un stack de 20 pares de efectiva cada uno) en la que se caracteriza la influencia de las variables de operación, i.e., gradiente salino (como referencia se puede considerar las concentraciones aproximadas para el agua dulce 0,01 M NaCl y para el agua de mar 0,5 M NaCl), tiempo de residencia hidráulico, temperatura, caracterización microbiológica de las corrientes de agua, etc. y de parámetros de operación tales como tipo de membranas, materiales electródicos, configuración

Figura 2. Esquema conceptual de la tecnología EDR (CEM: Membrana de intercambio catiónico; AEM: Membrana de intercambio aniónico)

30

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

2 Tedesco M, Scalici C, Vaccari D, Cipollina A, Tamburini A, Micale G (2016) Performance of the first reverse electrodialysis pilot plant for power production from saline waters and concentrated brines, J. Memb. Sci. 500:33–45.

10 Cantabria económica. 2018. [Consulta: 24/09/2018] Disponible en https://www.cantabriaeconomica.com/wpcontent/uploads/2018/08/1200px-municipios_cantabria_mapa-svg-2.jpg

I www.retema.es I

GRADISAL: APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA CONTENIDA EN EL GRADIENTE SALINO

Figura 3. Principales EDARes de Cantabria ubicadas sobre la costa del mar Cantábrico

de la celda de electrodiálisis, etc. en la

en la Figura 3. La caracterización ha

eficiencia del proceso, así como en su

abarcado la evaluación del gradiente

comportamiento con el tiempo caracte-

salino generado con su variación tem-

rizando el ensuciamiento de las mem-

poral y espacial, caudales de agua tra-

corrientes no evaluadas hasta la actua-

branas y evaluando las formas de con-

tada, temperatura, características físi-

lidad, pero con gran potencialidad: el

trol del mismo. Este objetivo toma como

co-químicas y microbiológicas de las

efluente de EDAR y agua de mar.

referencia los valores actuales que po-

corrientes de agua etc.

El proyecto abarca la primera fase

nen de manifiesto que la máxima densi-

Finalmente, la empresa Cántabra

de evaluación técnica, económica y

dad de corriente generada mediante la

APRIA Systems, dedicada a la consul-

ambiental de implantación de instala-

tecnología EDR se encuentra en torno a 2,2 W/m2, considerando una eficiencia

toría e ingeniería de procesos basados

ciones EDR-EGS en Cantabria que

en el uso de tecnologías innovadoras

cuente como primer beneficiario con

energética del 35%. Asimismo, ha de-

de membrana y electroquímicas, está

las propias instalaciones EDAR contri-

sarrollado, una herramienta matemática

identificando los principales elementos

buyendo a su autoabastecimiento

versátil y precisa que permite estimar la

que constituyen una instalación de

energético a partir de energía renova-

potencia que se generaría a partir de

transformación de EGS en energía

ble marina. Resultados positivos en la

los diferentes escenarios, conociendo

eléctrica basada en la tecnología EDR.

Fase I, permitirían abordar una Fase II

los principales parámetros de opera-

Asimismo, está desarrollando una he-

en la que se llevaría a cabo un pilotaje

ción y la geometría del dispositivo.

rramienta que permita evaluar distintas

de la planta diseñada en el escenario

Por su parte, MARE ha abordado la

alternativas de operación desde un

real seleccionado en el actual estudio.

caracterización del potencial de cinco

punto de vista técnico-económico y me-

emplazamientos en Cantabria en los

dioambiental. Esta herramienta, junto

que se genera gradiente salino me-

con los resultados alcanzados a lo lar-

diante la mezcla de aguas tratadas en

go del proyecto, permitirá el diseño sis-

Los autores quieren agradecer la financiación

instalaciones EDAR y el mar; se han

temático y cambio de escala de la tec-

recibida por la Sociedad para el Desarrollo de

seleccionado las siguientes instalacio-

nología EDR, definiendo las etapas y

Cantabria (SODERCAN), a través del proyecto

nes EDAR: San Vicente de la Barque-

unidades para su futurible implantación

RM16-XX-046-SODERCAN/FEDER dentro de la

ra, Comillas, San Román de la Llanilla,

en la costa Cantábrica. El proyecto

prioridad temática de Energías Renovables Mari-

San Pantaleón y Castro Urdiales todas

GRADISAL supone un avance en el es-

nas del Plan de Ayuda a la Industria 2016 – 2017

ellas distribuidas sobre la costa cánta-

tado del arte, planteando la conversión

(Programa “I+C=+C 2016”). Asi como al proyecto

bra (oeste a este) tal como se muestra

del gradiente salino generado entre dos

del Plan Nacional de I+D+i CTM2017-87850-R.

32

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

AGRADECIMIENTOS

I www.retema.es I

WEG I TECNOLOGÍA

Nuevos motores WGM20 de WEG: diseñados para entornos adversos y optimizado para cumplir los máximos requisitos de eficiencia

W

EG, fabricante líder mun-

Los motores compactos WGM20 de

dial de tecnología de mo-

WEG se han desarrollado de tal mane-

tores y de accionamientos,

ra que emiten un nivel de ruido

ha anunciado reciente-

muy bajo y están provistos

mente la disponibilidad de la línea

de una estructura de car-

WGM20 de motores eléctricos refrige-

casa resistente para

rados por agua.

asegurar excelentes

El motor cuenta con un avanzado

niveles de rendi-

sistema de refrigeración por agua,

miento en un ran-

que consiste en canales longitudina-

go de temperatu-

les de refrigeración en los que el agua

ras de entre –20

fluye en un circuito en zigzag por toda

°C y 50 °C, con

la carcasa. El sistema de refrigera-

una disipación térmi-

ción ofrece un alto grado de protec-

ca mínima al medio am-

ción, por lo que es apto para entornos

biente. De forma están-

adversos caracterizados por escaso

dar, el motor se suministra

espacio y altas temperaturas. Ade-

totalmente apto para el funcio-

más, el intercambio térmico del motor

namiento con convertidores de fre-

en el interior del motor

no depende del entorno y permite va-

cuencia. Entre las aplicaciones típicas

para mayor protección, se puede ac-

rias combinaciones de velocidad y

figuran ventiladores, bombas, com-

ceder fácilmente a ellos para su man-

par del motor.

presores, laminadores, propulsores y

tenimiento. Otras ventajas para simpli-

montacargas.

ficar el mantenimiento son el nuevo

El diseño del sistema de refrigeración facilita los trabajos de inspección

Gracias a su reducido tamaño, la

sistema de lubricación de cojinetes y

y limpieza de los conductos de circu-

carcasa es ideal para la instalación en

la caja de bornes, que se puede girar

lación de agua, lo que se traduce en

entornos con poco espacio, como por

fácilmente.

una reducción de los costes de man-

ejemplo los barcos. De hecho, se pue-

El nuevo WGM20 de WEG con tec-

tenimiento en general. Cabe destacar

de suministrar el motor con certifica-

nología de refrigeración por agua está

que los conductos de refrigeración

ción marina, incluyendo Lloyds, Bure-

disponible con potencias de salida de

son aptos para el servicio con agua

au Veritas, ABS y DNV. Más allá del

200 kWh a 2.800 kW (motor horizontal)

tratada de acuerdo con la mayoría de

sector marino, hay otras industrias

o de 200 kWh a 2.000 kW (motor verti-

las especificaciones de la industria.

que se beneficiarán del nuevo motor,

cal) y opciones de tensión de 400 V a

Además, la flexibilidad de diseño y la

entre las que se incluyen la del ce-

4.160 V, de 4 a 8 polos y frecuencias

robustez de los motores WGM20 per-

mento, la minería, la de celulosa y pa-

de 50 Hz o 60 Hz.

miten el funcionamiento con diferen-

pel, la petroquímica, la del suministro

tes temperaturas del agua de entrada

de agua y tratamiento de aguas resi-

y múltiples tipos de aditivos, tales co-

duales, la metalurgia, la azucarera y la

mo líquidos anticongelantes y antico-

del petróleo y gas.

rrosivos.

I www.retema.es I

WEG www.weg.net/es

Aunque los accesorios se instalan

Septiembre/Octubre 2018

RETEMA

33

Canal de Isabel II y la reutilización de agua: el futuro es hoy Belén Benito1, Juan Sánchez2 Directora de Operaciones, 2Director de Innovación e Ingeniería Canal de Isabel II I www.canaldeisabelsegunda.es

1

adrid es una región con

blaciones dispares, desde los apenas

escasez de precipitaciones y, conse-

6,5 millones de habitantes

50 habitantes de Robregordo o Madar-

cuentemente, de aportaciones.

y una superficie de 8.000 km2. Está integrada por

cos, a los casi 3,2 millones de Madrid.

En cuanto a las precipitaciones con-

Las características climáticas en

viene señalar algo que quizás no sea

179 municipios con po-

nuestra zona son la irregularidad y la

tan evidente como su tendencia de-

M 34

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

I www.retema.es I

El agua es un recurso natural estratégico y limitado. Garantizar el acceso de todos a ella, en cantidad y en calidad, es uno de los principales desafíos a los que nos enfrentamos, y la reutilización es una apuesta de Canal para asumir ese reto

abastecimiento, en los últimos 20 años, con un incremento de población del 29%, los caudales derivados han disminuido un 7,5% hasta estancarse en los 500 hm3 anuales desde 2013. El cierre del pasado año hidrológico 2017-2018 arroja un descenso del 2,7% con un volumen derivado de 485 hm3. creciente, y que repercute negativamente en las reservas de recursos superficiales: se observa un desplazamiento de las lluvias registradas en los embalses de la región hacia la zona

El terciario avanzado de la depuradora de la Cuenca Media-Alta del Arroyo Culebro suministra agua regenerada de calidad para los procesos de la industria papelera

Canal de Isabel II es la empresa pública de la Comunidad de Madrid que se ocupa del ciclo integral del agua. Nació en 1851

urbana de Madrid; es decir, en años

para solucionar el grave problema de

pasados las precipitaciones registra-

abastecimiento a la Villa de Madrid,

das en la sierra eran alrededor de un

problema que hacía peligrar su crecimiento y también su condición de ca-

la capital; en el año hidrológico que

por los últimos 20 años, esta media se reduce a 593 hm3.

acaba de terminar esta diferencia ha

En cuanto a las demandas, usos di-

lizó con la construcción de la presa del

versos coexisten en la Comunidad de

Pontón de la Oliva, en la confluencia

Las aportaciones tienen un compor-

Madrid; además de los gestores del

de los ríos Lozoya y Jarama, y con la

tamiento paralelo al de las precipita-

abastecimiento, comunidades de re-

ejecución de un canal, “la traída de

ciones; la media de las aportaciones

gantes y empresas hidroeléctricas tie-

aguas a Madrid”, más un depósito de

naturales de los ríos a nuestros embal-

nen que convivir con la descrita situa-

regulación, infraestructuras que permi-

ses en el periodo 1968-2018 es de 660 hm3; si analizamos la serie integrada

ción de estrés hídrico.

tían garantizar el abastecimiento de

55% mayores que las registradas en

sido sólo del 13%.

I www.retema.es I

Centrándonos en las demandas para

Septiembre/Octubre 2018

pital del Reino. La solución se materia-

agua en cantidad y calidad adecua-

RETEMA

35

CANAL DE ISABEL II Y LA REUTILIZACIÓN: EL FUTURO ES HOY

das para sustentar el incremento de población de la ciudad.

Hoy en día se hace cargo de 13 presas, con una capacidad de embalse de 945 hm3, y de 78 captaciones subterráneas, recursos que son apoyados por otros transvases y tomas directas desde río. Estos recursos son tratados adecuadamente en 14 ETAP y transportados, almacenados y distribuidos en una vasta red compuesta por 350 depósitos y más de 17.500 km de conducciones.

Pero Canal no es solo abastecimiento. Es también saneamiento: la

La reutilización del agua depurada nace en Canal de Isabel II en 1993 con la firma de un convenio con la Real Sociedad Hípica Club de Campo para el riego de un campo de golf en San Sebastián de los Reyes

nos dos aspectos, dado que esa singularidad condiciona las decisiones tomadas en materia de reutilización de aguas: • Modelo territorial supramunicipal • Gestión completa del ciclo del agua La gestión del ciclo integral del agua requiere fuertes inversiones en infraestructuras que han de ser planificadas tomando en consideración todas las infraestructuras de la región y de forma coordinada con la planificación urbana y las políticas

recolección y transporte de aguas

de desarrollo territorial. Sin duda es-

residuales, procedentes de usos do-

ta coordinación, realizada también

mésticos, comerciales e industriales

por Canal, es más eficaz con un esquema supramunicipal.

y de drenaje urbano, su gestión en episodios extraordinarios y su limpie-

el retorno a cauces en las condicio-

Pero, además, una actividad intensiva

za en estaciones depuradoras, forma

en infraestructuras exige, para ser sos-

parte desde hace años del corazón

nes adecuadas de los aproximadamente 500 hm3 de aguas residuales

de la empresa. La longitud de colec-

que anualmente se generan en la Co-

ta del servicio, una potente partida pre-

tores y emisarios gestionada por ca-

munidad.

supuestaria de mantenimiento, tanto

tenible y garantizar la prestación correc-

nal alcanza casi los 15.000 km y con-

Conviene resaltar la singularidad de

correctivo como preventivo, y de reposi-

tamos con 157 EDAR para garantizar

la empresa Canal de Isabel II en al me-

ción. La gestión territorial supramunicipal supone un ahorro manifiesto tanto por la posibilidad de que núcleos diferenciados compartan infraestructuras como por las evidentes ventajas de operación de sistemas compartidos: personal, compras a gran escala, etcétera.

En resumen, la gestión conjunta de todos los municipios de la región y del ciclo completo aporta importantes sinergias y economías de escala.

Plenamente conscientes del escenario de escasez de recursos, Canal comienza hace alrededor de 25 años a planificar una alternativa adicional y diferente para aumentar la disponibilidad de agua, adaptando origen y usos.

La magnífica oportunidad que la gestión del ciclo del agua brinda, con una abundante ma-

36

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

I www.retema.es I

CANAL DE ISABEL II Y LA REUTILIZACIÓN: EL FUTURO ES HOY

teria prima como es el agua residual depurada, es el germen de esta alternativa a los recursos convencionales.

La reutilización del agua depurada nace en Canal de Isabel II en 1993 con la firma de un convenio con la Real Sociedad Hípica Club de Campo para el riego de un campo de golf en San Sebastián de los Reyes. El agua regenerada procedía de la EDAR de Fuente el Saz. En 1998 se firma con Alcobendas el primer convenio de colaboración con un municipio para suministrar agua regenerada para riego de zonas verdes municipales, haciéndose efectivo en 2001 cuando comenzó el suministro. Desde ese mismo momento Canal inició los estudios que culminarían en 2005 con la confección del Plan Dpura que incluía además otras actuaciones en materia de lodos y saneamiento. El objetivo de dicho Plan para la reutilización era conseguir en el período 2005 2010 el desarrollo de las infraestructuras necesarias para proporcionar hasta 40 hm3/año de agua regenerada para riego en temporada de zonas verdes públicas, baldeo de calles y usos industriales. De esa manera se podría preservar la misma cantidad de recurso en los embalses y aumentar de ese modo la garantía de suministro de agua para consumo humano.

Para poder desarrollarlo, se realizó un análisis de las unidades de generación, las depuradoras, desde distintos ámbitos (volúmenes depurados, estacionalidad, ubicación, calidad) y una evaluación de las zonas con posibilidad de demanda (zonas verdes municipales, campos de golf, industrias).

Se continuó con las estimaciones de volúmenes teóricos a regenerar en cada una de las depuradoras y con el mismo ejercicio de cálculo de demandas de agua para riego.

Posteriormente, se seleccionaron las depuradoras y municipios “compatibles” y se redactaron Planes Directores, hasta un total de 33, como

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2018

RETEMA

37

Canal gestiona 32 tratamientos terciarios, más de 589 km de red y 63 depósitos para suministrar agua regenerada para riego a más de 300 zonas verdes, 11 campos de golf y 11 entidades además de la industria International Paper 38

RETEMA

forma de aproximación técnico-eco-

rante el período de desarrollo del Plan

nómica de las soluciones. Esos Planes

Dpura se redactaron las Normas para

Directores fueron fundamentales ya

Redes de Reutilización (2007) con el

que se utilizaron en el desarrollo de

fin de establecer criterios técnicos uni-

las distintas líneas de trabajo estable-

formes para el diseño y construcción

cidas. Por una parte, sirvieron de car-

de las redes de agua regenerada. Asi-

ta de presentación de la planificación

mismo, en 2008, se modifica la ley

de Canal en materia de reutilización a

17/84 Reguladora del Abastecimiento

los municipios implicados. Por otra, se

y Saneamiento para incluir el servicio

utilizaron como base de los documen-

de reutilización en la Comunidad de

tos que se desarrollaron para firmar

Madrid. Finalmente, en 2009, Villanue-

acuerdos -convenios- con los ayunta-

va de la Cañada, Móstoles, San Martín

mientos- y con algunos campos de

de la Vega, Colmenar Viejo y Majada-

golf- interesados en apoyar esta estra-

honda comienzan a usar agua regene-

tegia, convenios donde se reflejaban

rada para el riego de sus zonas verdes

los compromisos de ambas partes.

y el baldeo de sus calles.

Por último, fueron el origen de los do-

En paralelo con el Plan se firmó el

cumentos técnicos de materialización

convenio con la industria papelera

de las instalaciones.

En 2006 arrancó por fin el proceso

Holmen Paper para proporcionarle hasta 4 hm3/año de agua regenerada

de contratación de las obras, que no

con la calidad necesaria para su pro-

se ha detenido desde entonces. Du-

ceso industrial.

Septiembre/Octubre 2018

I www.retema.es I

CANAL DE ISABEL II Y LA REUTILIZACIÓN: EL FUTURO ES HOY

En 2011 se firmó con el Ayunta-

querida en el agua regenerada de

Todos los nuevos tratamientos tercia-

miento de Madrid el convenio me-

acuerdo con su uso. El Real Decreto

rios incluyen previsión de futuro, tan-

diante el cual el servicio de reutiliza-

1620/2007 regula distintos usos para

to en conexiones como espacios, pa-

ción de las aguas depuradas en el

la reutilización del agua entre los que

ra poder añadir las instalaciones

municipio quedaba bajo la gestión

están el riego de zonas verdes urba-

necesarias que permitan alcanzar lí-

del Canal de Isabel II.

nas y baldeo de calles (en usos urba-

mites más exigentes tanto por cam-

Los distintos modelos de desarrollo

nos) y el riego de campos de golf

bios en la legislación como por nue-

han dado como resultado que en la

(dentro de usos recreativos). Para

vos usos posibles.

actualidad Canal gestione 32 trata-

ambos usos se fija el mismo conteni-

Mención especial merece el trata-

mientos terciarios con una capacidad nominal de 313.300 m3/d, más de 589

do límite de nemátodos, coliformes,

miento terciario avanzado dispuesto

sólidos en suspensión y turbidez. Los

para suministrar agua regenerada a

km de red y 63 depósitos. Con estas

tratamientos terciarios diseñados en

la industria papelera, único en Euro-

infraestructuras se suministra agua re-

el Plan Dpura cumplen con la misión

pa. Para usos industriales el Real De-

generada para riego a más de 300 zo-

de obtener esta calidad y para ello

creto fija unos límites de calidad más

nas verdes, 11 campos de golf y 11

fueron dotados de floculación con

exigentes y además es necesario

entidades lo que supone unas 2.700

dosificación en línea de reactivos, fil-

conseguir las condiciones físico-quí-

ha además de la industria International

tración sobre arena, desinfección

micas ideales para la maquinaria que

Paper (antes Holmen Paper).

mediante radiación ultravioleta y do-

va a hacer uso del agua regenerada.

El diseño de las infraestructuras de

sificación de hipoclorito previa a la

Por esa razón, en la depuradora de la

tratamiento responde a la calidad re-

impulsión hasta el punto de entrega.

Cuenca Media-Alta del Arroyo Cule-

CANAL DE ISABEL II Y LA REUTILIZACIÓN: EL FUTURO ES HOY

La “desestacionalización” del funcionamiento de los tratamientos terciarios ha permitido devolver a los cauces de la Comunidad de Madrid 107 hm3 de agua filtrada en 2017

bro se diseñó y llevó a cabo un trata-

equilibrio físico-químico del agua, el

miento terciario compuesto por una

tratamiento concluye con una remine-

fase convencional en la que el efluen-

ralización con cal y CO2, estabiliza-

te secundario del agua residual trata-

ción del pH y desinfección mediante

da es conducido a un proceso físico-

hipoclorito sódico para mantener las

químico c o m pu e s t o po r m e z c l a ,

condiciones adecuadas hasta el pun-

floculación y decantación lamelar. A

to de entrega en la fábrica.

continuación, pasa a la fase avanzada, compuesta por filtración por are-

El desarrollo y mantenimien-

na en filtros cerrados a presión, filtra-

to de las infraestructuras de

ción por carbón, ultrafiltración con

re u t i l i z a c i ó n n o h a e s t a d o

membranas de fibra hueca, filtros de

exento de dificultades. Los lími-

cartuchos, desinfección con rayos ul-

tes de calidad exigidos, así como la

travioleta en tubería, filtros de cartu-

elevada frecuencia de análisis recla-

chos de nuevo y ósmosis inversa en

mada por la legislación, han hecho

dos etapas. Para lograr el adecuado

necesario el despliegue de una red de estaciones de vigilancia en la ubicación de los tratamientos terciarios, así como las correspondientes estaciones de muestreo en los puntos de entrega cuyo número se eleva hasta las 86 en la actualidad. Para el adecuado control analítico de las muestras tomadas se puso en funcionamiento en el año 2010 un nuevo laboratorio de aguas depuradas y regeneradas dotado con 2.500 m2 de instalaciones y se desarrollaron las técnicas analíticas precisas para afrontar con garantías la gestión del servicio.

Por otro lado, el uso de agua regenerada para riego de zonas verdes está fuertemente relacionado con la climatología. En términos generales, su uso aumenta con períodos de escasa precipitación y disminuye drásticamente en las épocas de lluvia. Est o h a c e q u e l o s t r a t a m i e n to s terciarios y, por ende, las instalaciones de red tengan una explotación estacional que puede estimarse en cinco o seis meses al año por término medio. Este tipo de funcionamiento siempre se traduce en problemas durante los inicios o finales de temporada a no ser que se mantengan adecuadamente durante los períodos de parada. Esto hizo necesario el desarrollo de un complejo protocolo que permitiera asegurar la correcta coor-

40

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

I www.retema.es I

CANAL DE ISABEL II Y LA REUTILIZACIÓN: EL FUTURO ES HOY

dinación y desempeño de las distin-

posible reutilización del agua depu-

tas áreas implicadas (tratamiento,

rada como suministro alternativo pa-

distribución, telecontrol, laboratorio,

ra riego de zonas verdes hace más

etc.). El año pasado Canal ha tomado

de 15 o 20 años la situación no era

como estrategia lograr la “desesta-

tan satisfactoria. Por ello han hecho

cionalización” del funcionamiento de

falta sucesivas campañas de sensi-

los tratamientos terciarios haciendo

bilización, así como grandes esfuer-

que estén en marcha durante todo el

zos para que los clientes admitieran

año y vertiendo al cauce el agua re-

el cambio de agua potable por rege-

generada cuando no sea precisa pa-

nerada no solo por las reticencias

ra el riego. Esta medida responde al

iniciales que pudiera causar sino

objetivo de impulsar la calidad am-

también por las molestias indudables

biental y al alineamiento de la empre-

que supone una campaña intensiva

sa con la creciente sensibilización

de obras y adecuaciones de instala-

medioambiental de la sociedad. Así, 107 hm 3 de agua filtrada han sido

ciones existentes.

devueltos a los cauces de la Comuni-

rada tiene como fin último preservar

dad de Madrid en 2017.

en las fuentes de suministro el mayor

Dado que el uso del agua regene-

Si bien hoy en día la sociedad tie-

volumen posible de agua para con-

ne un cierto conocimiento sobre la

sumo humano se ha hecho un esfuer-

Canal de Isabel II ha iniciado ya estudios para convenir el suministro de agua regenerada adecuada para el riego de zonas verdes privadas cuyos límites de calidad son, si cabe, más exigentes

CANAL DE ISABEL II Y LA REUTILIZACIÓN: EL FUTURO ES HOY

En los próximos años se tiene previsto concluir nuevos tratamientos terciarios en EDAR en construcción y ampliar la red de agua regenerada

zo en establecer unas tarifas que se-

abastecimiento de agua apta para

ello habrá que dotar a los terciarios

an de amplia aceptación por los

consumo humano, con bloques de

actuales con nuevas líneas de trata-

clientes y además se ha creado una

consumo en función del calibre de

miento, construir nuevas redes de

nueva estructura tarifaria para reutili-

contador y cuotas por disponibilidad

distribución que permitan asegurar

zación, análoga a la que se aplica al

del servicio (Decreto 29/2018 del

el aislamiento de los distintos tipos

Consejo de Gobierno de la Comuni-

de agua y, por supuesto, ampliar y

dad de Madrid).

mejorar la red de vigilancia analítica y telecontrol.

Los escenarios previstos de cambio climático hacen que ya no sea descabellado plantear un futuro en el que la reutilización del agua depurada llegue hasta sus límites, el suministro para consumo humano 42

RETEMA

La historia de la reutiliza-

Los escenarios previstos de cam-

ción de aguas depuradas en

bio climático y las posibles conse-

la Comunidad de Madrid no

cuencias de la irregularidad de las

concluye aquí, apenas acaba

precipitaciones hacen que ya no sea

de empezar. En los próximos años

descabellado plantear un futuro en el

se tiene previsto concluir nuevos tra-

que la reutilización del agua depura-

tamientos terciarios en EDAR en

da llegue hasta sus límites, el sumi-

construcción y ampliar la red de

nistro para consumo humano. Para

agua regenerada para llegar a sumi-

ello disponemos ya de tecnologías

nistrar agua para riego de zonas

adecuadas y tendremos que poner

verdes al mayor número posible de

nuestro máximo esfuerzo en los mar-

municipios. Asimismo, se han inicia-

cos legislativos y la evolución de las

do ya estudios para convenir el su-

técnicas de control analítico con el

ministro de agua regenerada ade-

fin de que el último obstáculo, la con-

cuada para el riego de zonas verdes

cienciación ciudadana, sea vencido

privadas cuyos límites de calidad

con la confianza y el convencimiento

son, si cabe, más exigentes. Para

de todos.

Septiembre/Octubre 2018

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TECNOLOGÍA I MOLECOR

Mejora de la calidad de las aguas para riego en la C.R de Cuevas del Almanzora Red de impulsión con tuberias TOM® de PVC-O

L

a planta desaladora de la Comunidad de Regantes Cuevas de Almanzora, está ubicada en el levante almeriense, muy pró-

xima a la línea de costa, en la pedanía de Palomares, junto a la rambla/desembocadura del río Almanzora.

La Instalación de Desalación de Aguas Salobres de Cuevas del Almanzora se construyó para dotar de agua de calidad a los socios de la Comunidad de Regantes de Cuevas del Almanzora convirtiendo recursos hídricos inservibles hasta ese momento en aptos para el riego.

La instalación de desalación cuenta con 7 pozos de extracción de agua salobre, un depósito de regulación, bombas de baja presión y de limpieza de filtros, filtros de sílice, microfiltros de cartuchos de 5 micras, bombas de alta presión de hasta 30 bar, 5 bastidores de 5000 m3/día, equipo de limpieza

química, bombas de impulsión a la red

Ejecución de obra

de Palomares de 100 m.c.a. y bombas de impulsión a la red de Cuevas del Almanzora de 180 m.c.a.

La solución adoptada es eficaz en

IMPULSIÓN

la resolución de la problemática vi-

Red de impulsión y distribución de 18 km con balsas de regulación 20.000 y 120.000 m3.

gente en cuanto a dotar de suficiente

El agua salobre del acuífero inferior

garantía de abastecimiento y paliar el

de la cuenca del río Almanzora es tra-

El agua producto se almacena en un

déficit actual en el regadío de la zona.

tada convirtiéndola en agua apta para

embalse construido a pie de planta

Se analizaron para ello los aspectos

riego y finalmente es impulsada a los

desde donde se bombea a las diferen-

técnicos, económicos y ambientales

embalses de la comunidad de regan-

tes redes de distribución. La comuni-

para adoptar la solución más viable

tes, ubicados a más de 15 km de dis-

dad de regantes demanda los cauda-

que permitiera cumplir con dichos ob-

tancia, para desde allí, ser distribuida

les producidos por la planta con una

jetivos.

por gravedad.

calidad que variará en función de sus

44

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

I www.retema.es I

MOLECOR I TECNOLOGÍA necesidades, de manera que en la as-

gradación. Todo ello hace a la tube-

piración del bombeo se mezcla el

ría TOM especialmente indicada pa-

agua producto con parte de agua bru-

ra la instalación de redes en terrenos

El PVC-O constituyó, para esta ac-

ta filtrada hasta alcanzar la calidad so-

agresivos, en presencia de corrien-

tuación, la mejor solución ante los re-

licitada. El agua es conducida por me-

tes vagabundas que aceleran la co-

querimientos técnicos de la propia ex-

dio de la red de distribución hasta los

rrosión en otras tuberías tradiciona-

plotación por distintos motivos:

embalses de distribución ubicados a 6

les. Además, no requiere ningún tipo

y 15 Km hasta una cota de 150 m.c.a.

de protección o recubrimiento espe-

• Se precisaba de una tubería con una

cial, lo que repercute en un ahorro

excelente resistencia a la salinidad

de costes.

presente en el agua transportada.

ACTUACIÓN DESTACADA

CONCLUSIONES

®

• Se optó por un material con Se trata de una impulsión

una baja celeridad, para mini-

de aproximadamente 15 km

mizar las sobrepresiones pro-

que conecta la planta desa-

ducidas por paradas súbitas y

ladora con una balsa de acu-

no alcanzar valores muy altos.

mulación desde la que rie-

La baja celeridad del PVC-O

gan por gravedad gran parte

reducía el valor de las sobre-

de la zona regable. El caudal

presiones y depresiones origi-

impulsado es de 300 l/s, la

nadas por paradas repentinas

diferencia de cotas entre la

en la estación de bombeo.

planta y el embalse es de

• Ante los problemas sufridos

130,6 m siendo la altura ma-

con el material anteriormente

nométrica total de 206,84 m.

instalado, se optó por un mate-

La tubería discurre, desde

rial fiable con una excelente du-

la planta al embalse, por el

rabilidad en el tiempo, dadas

cauce del propio río Alman-

sus óptimas condiciones de di-

zora, hasta abandonar dicho

seño y resistencia hidrostática.

cauce a la altura del canal de

• Su excelente comportamien-

remo, en dirección a la balsa

to mecánico frente a impactos, unido a su ligereza y fácil ins-

de acumulación. Se optó por un diámetro 500 mm de dife-

Conducción de Tubería TOM® de PVC Orientado

talación, influyeron también

rentes timbrajes: PN25, PN20

notoriamente en la decisión

bar y finalmente PN16 bar en

del material a instalar.

el tramo final de conexión al depósito.

El PVC-O se consolida como la me-

• En una zona en la que el agua está

Se requiere de un sistema de distri-

jor solución ante los requerimientos

tan valorada, económica y cultural-

bución que permita trabajar tanto con

técnicos de la propia explotación por

mente, se debe apostar por soluciones

aguas ácidas como alcalinas. La tube-

diferentes motivos como: la necesidad

que minimicen las pérdidas de tan im-

ría elegida para esta actuación debía

de una tubería con una excelente re-

portante activo, ya no sólo a nivel de

ser resistente a la variabilidad de de-

sistencia al desequilibrio químico, a la

elección de tuberías.

sequilibrios químicos del agua trans-

salinidad presente en el agua trans-

• Esta actuación, constituye un gran

portada. Gracias al diseño de la plan-

portada; su baja celeridad, para la me-

ejemplo, de cómo ante limitados recur-

ta, el agua pura o desalinizada puede

jora de las sobrepresiones producidas

sos hídricos, el ser humano busca al-

ser mezclada con agua de los pozos

por paradas súbitas y no alcanzar va-

ternativas para sacar partido de la si-

salinos, logrando así fluidos compati-

lores muy altos; por ser un material de

tuación existente, en este caso a través

bles en cada momento con los requeri-

una excelente durabilidad en el tiem-

de la desalación.

mientos de los regantes o usuarios.

po, dadas sus óptimas condiciones de

El PVC Orientado es inmune a la

diseño y resistencia hidrostática; y por

corrosión y a las sustancias químicas

su excelente comportamiento mecáni-

presentes en la naturaleza. La tube-

co frente a impactos unido a su optimi-

ría TOM® es, por tanto, inerte a la de-

zación y fácil instalación.

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MOLECOR www.molecor.com

RETEMA

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DESARROLLO DE UN TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL PARA CLIMAS CÁLIDOS, CARACTERIZADO POR UN BAJO CONSUMO ENERGÉTICO

Proyecto LIFE-CELSIUS, desarrollo de un tratamiento de agua residual para climas cálidos, caracterizado por un bajo consumo energético María M. Micó, Teresa de la Torre, Anna Ribera, Carlos Rodríguez, Jorge J. Malfeito ACCIONA Agua I www.acciona-agua.com

H

ace algo menos de 3 años,

Murcia (Fig.1), la colaboración de Ac-

misión Europea para, desde 1992, apo-

tuvimos la oportunidad de

ciona Agua S.A.U. y la Agencia EFE,

yar proyectos medioambientales, de

contar en esta misma revista

permitió llevar a cabo el estudio de un

conservación de la naturaleza y de ac-

el arranque del proyecto LI-

tratamiento de agua residual basado

ción climática en toda la Unión

FE-CELSIUS. Tras estos 36 meses de

en tecnologías de bajo consumo ener-

http://ec.europa.eu/environment/life/.

trabajo y esfuerzo RETEMA nos ha da-

gético, aprovechando las característi-

LIFE fomenta el desarrollo de nuevas

do de nuevo un espacio para escribir

cas de los influentes de depuradora en

soluciones a los problemas ambienta-

sobre su conclusión, que tuvo lugar el

regiones de clima cálido.

les a los que se enfrenta la UE y contri-

pasado 30 de septiembre. En este pro-

El proyecto se financió dentro del

buye a la aplicación de la política co-

yecto, principalmente desarrollado en

programa europeo LIFE, en su convo-

munitaria definida en el Sexto

las instalaciones de la Estación Depu-

catoria de 2014. Este programa consti-

Programa de Acción en Materia de Me-

radora de Agua Residual de Archena,

tuye un instrumento financiero de la Co-

dio Ambiente.

46

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

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DESARROLLO DE UN TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL PARA CLIMAS CÁLIDOS, CARACTERIZADO POR UN BAJO CONSUMO ENERGÉTICO

INTRODUCCIÓN La eutrofización y la hipoxia son procesos causados por el aumento de la concentración de nutrientes nitrogenados y/o fosforados y materia orgánica en aguas superficiales. Estas sustancias provocan el crecimiento exacerbado de especies ventajistas que comprometen

la

biodiversidad

del

ecosistema que invaden, por consumir el oxígeno disuelto presente, generando además malos olores, promoviendo vectores de infección y dificultando procesos de tratamiento posteriores tales como la potabilización. El incremen-

Fig. 1 Fotografía EDAR de Archena

to de la concentración de nutrientes en las masas de agua puede tener origen natural, sin embargo en muchos casos está relacionado directamente con la

fósforo de estos influentes (límites de

co, aproximadamente entre el 50-65 %

actividad humana. Pueden provenir,

emisión de 15 mg N/L y 2 mg P/L),

del total consumido en planta [4]. A pe-

por ejemplo, de escorrentías de tierras

siendo los límites más restrictivos en

sar de que las plantas de mayor tamaño

agrícolas, con alto contenido en fertili-

las plantas que tratan mayores cargas

están concebidas con una filosofía de

zantes, o de la emisión al medio de

orgánicas ( 10 mg N/L y 1 mg P/L).

minimización energética, e incluyen sis-

aguas residuales urbanas e industria-

Pese a los claros beneficios que supo-

temas de aireación que les permite con-

les deficientemente depuradas [1].

ne para el medioambiente, la depura-

sumir entre 20-30 kWh/(h.e.año), se esti-

Precisamente para evitar estos proble-

ción de aguas lleva aparejado un consu-

ma que la media para el parque de

mas medioambientales, la normativa

mo energético notable. En concreto, en

depuradoras en España está en torno a

española [2] establece que las estacio-

los 50 kWh/(h.e.año). Estos datos ponen

nes depuradoras no solo han de elimi-

España, la depuración de los más de 3.000 hm3/año de aguas residuales ur-

nar el contenido en materia orgánica

banas que se generan supone el 1% del

de depuradoras en las que el consumo

de las aguas residuales, sino que ade-

consumo energético nacional [3], siendo

energético no está optimizado, situación

más, en zonas sensibles, también han

la aireación de los reactores biológicos

que es extrapolable a otras regiones del

de ser capaces de eliminar nitrógeno y

el proceso de mayor consumo energéti-

globo [3]. Es por este motivo que puesto

de manifiesto que existe un gran número

ACCIONA AGUA PRESENTÓ LOS RESULTADOS DEL LIFE CELSIUS EN SEPTIEMBRE El pasado 26 de septiembre se celebró, en la sede de ACCIONA Agua en Madrid, un workshop para presentar los resultados del proyecto Life CELSIUS, basado en tecnologías no convencionales que permitirán disminuir significativamente el consumo energético del tratamiento de agua residual. Durante el evento EFE Verde, uno de los socios del proyecto, participó hablando sobre la importancia de la divulgación científica para el gran público, especialmente en este tipo de proyectos financiados por la Comisión Europa.

Finalmente, otros proyectos en los que participan los socios de Life CELSIUS, como son Life DREAMER y Life CircRURAL, tuvieron oportunidad de presentar sus avances.

El proyecto, desarrollado durante tres años, ha contado con una inversión cercana al millón de euros, ha sido liderado por ACCIONA Agua con el apoyo de la Agencia EFE, y ha sido financiado por el programa Life de la Comisión Europea.

`

Toda la información sobre el proyecto se puede consultar en la web: http://www.lifecelsius.com/

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Septiembre/Octubre 2018

RETEMA

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DESARROLLO DE UN TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL PARA CLIMAS CÁLIDOS, CARACTERIZADO POR UN BAJO CONSUMO ENERGÉTICO

que las tendencias tecnológicas de de-

desarrollar un tratamiento para la de-

60%, lo que se traduce en un ahorro

puración del agua urbana apuntan a un

puración de agua en climas cálidos,

incremento de la demanda energética,

basado en tecnologías de bajo consu-

de energía específico de unos 0,3kWh/m3, y un descenso en las emi-

fruto de las mayores exigencias en la ca-

mo energético. Se propuso la combi-

siones de gases de efecto invernade-

lidad del agua tratada, se impone el

nación de un sistema de eliminación

compensar dicho incremento mediante

de materia orgánica basado en un bio-

procesos que consuman menor energía,

rreactor anaerobio con membrana,

ro asociadas al tratamiento de aguas de 0.163kg CO2/m3.

El conocimiento generado podrá ser

sean más eficientes y/o generen produc-

AnMBR son sus siglas más comunes,

transferido a entidades y organizacio-

tos energéticamente valorizables.

y un sistema desacoplado de nitrita-

nes que puedan estar interesadas por

ción parcial y anammox para eliminar

medio de acciones formativas, estrate-

los compuestos nitrogenados.

gias y plataformas de difusión y reco-

OBJETIVOS DEL PROYECTO

Estas tecnologías pretenden reducir En esta línea, el principal objetivo

el consumo energético asociado al

del proyecto LIFE-CELSIUS ha sido

tratamiento del agua residual en un

mendaciones a legisladores.

LA TECNOLOGÍA Los procesos anaeróbicos en línea principal, que están despertando el interés del sector del tratamiento de aguas en los últimos años, suponen una alternativa a los sistemas de aireación convencionales para el tratamiento de agua residual. Además de la reducción del consumo energético que implica la ausencia de aireación, la potencial generación de biogás por la degradación metanogénica de la materia orgánica contribuye a la reducción del gasto energético y los convierte en candidatos para substituir los procesos aireados. A estos beneficios hay que añadir que, por otro lado, estos sistemas implican también una reducción de los costes de operación del proceso desde el punto de vista de la gestión de los fangos ya que su producción es hasta un 90% inferior a la que se observa en sistemas convencionales [5].

Sin embargo, la tecnología anaeróbica presenta también una serie de retos relacionados con las características del propio influente, en contraste con otras corrientes como la de fangos primarios y secundarios que convencionalmente se llevan a digestión anaerobia. El proyecto LIFE-CELSIUS aborda estos retos desde distintos puntos de vista. En línea principal, el

Fig. 2 Superior: Ciclo del nitrógeno y reacciones asociadas al proceso de nitrificación-desnitrificación convencional.

Inferior: Ciclo del nitrógeno y reacciones asociadas al proceso de nitritación parcial-anammox

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RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

sistema anaerobio recibe un influente a temperatura ambiente, con una car-

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DESARROLLO DE UN TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL PARA CLIMAS CÁLIDOS, CARACTERIZADO POR UN BAJO CONSUMO ENERGÉTICO

ga de materia orgánica relativamente

salvo si se desacoplan el tiempo de re-

samente en la eliminación de este nu-

baja y que además puede sufrir nota-

sidencia hidráulico y el SRT mediante

triente. En los sistemas aeróbicos con-

bles fluctuaciones. Estas circunstan-

un sistema capaz de retener la bioma-

vencionales, la eliminación de nitróge-

cias provocan por un lado que para

sa bacteriana dentro del sistema. El

no tiene lugar en paralelo a la

obtener un rendimiento adecuado del

proyecto LIFE-CELSIUS conecta al re-

eliminación de materia orgánica a tra-

proceso sea necesaria una fuente de

actor una membrana de microfiltración

vés de los procesos de nitrificación y

calor externo, en climas fríos o si se

externa. Dicha membrana actúa como

desnitrificación, de acuerdo con las

quiere trabajar en régimen termófilo, lo

barrera de la biomasa, controlando a

reacciones químicas (simplificadas)

que supondría un problema para el

demanda el tiempo de edad de fango.

que muestra la Fig. 2 superior. El pri-

balance energético global. El proyecto

Esto permite reducir por tanto el volu-

mer paso de oxidación del amonio a

LIFE-CELSIUS precisamente ha apro-

men del sistema, manteniendo un per-

nitrato, por la actividad combinada de

vechado las temperaturas promedio

meado de alta calidad a nivel químico

las bacterias amoniooxidantes, AOB,

del agua residual en climas cálidos,

y microbiológico, y de muy bajo conte-

y las nitritooxidantes, NOB, requiere

con mínimas en torno a 15ºC, para

nido en sólidos en suspensión.

cierta cantidad de oxígeno, lo que re-

prescindir así de una fuente de calor

En lo que respecta a la eliminación

percute en un aumento de los requisi-

externa. Por otro lado, la baja carga or-

de compuestos nitrogenados, el siste-

tos de aireación que ya se emplea en

gánica obliga a diseñar estos proce-

ma anaerobio no es capaz de eliminar

la eliminación de materia orgánica en

sos con grandes volúmenes de reac-

el contenido en nitrógeno amoniacal

el proceso convencional. Por otro la-

ción para conseguir así altas edades

del sistema, por lo que se requiere un

do, el proceso de desnitrificación ne-

de fango (SRT en sus siglas en inglés),

tratamiento posterior enfocado preci-

cesita a su vez la presencia de mate-

DESARROLLO DE UN TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL PARA CLIMAS CÁLIDOS, CARACTERIZADO POR UN BAJO CONSUMO ENERGÉTICO

ros Brocadia, Kuenenia, Jet-

ria orgánica, que en la figura se ejemplifica como metanol, y que suele provenir de una fuente externa o implicar recirculaciones internas en planta, lo que supone un incremento en los costes de operación y/o energéticos. Por el contrario, como se observa en la Fig. 2 inferior, el proyecto LIFE-CELSIUS propone una modificación sustancial en la primera etapa de oxidación del amonio. Mediante la inhibición de las bacterias NOB, parte

tenia, Anammoxoglobus y Scalindua [6]. La temperatura característica de los influentes de depuradora en climas cálidos también juega un papel importante en el metabolismo anammox. Si bien se tiene constancia de la presencia de estas bacterias en un amplio rango de temperaturas, incluyendo en latitudes polares, se considera que la temperatura óptima para su metabolismo está entre 20 y 35ºC, por lo que la instalación de esta propuesta tecnológica en climas cálidos garantiza una temperatura que poFig. 3 Esquema de la planta piloto del proyecto LIFE-CELSIUS tenciará la eficacia de estas bacterias, sin necesidad de fuentes de calor externas. del amonio es oxidado hasta nitrito, en La conversión de amonio a nitrito reun proceso que se conoce como nitriquiere estequiométricamente menos tación parcial (o nitrificación parcial, de un 63% del oxígeno necesario para según la fuente consultada). la nitrificación total, siendo este ahorro A continuación el amonio restante y aún mayor en el caso de la nitritación este nitrito se combinan para formar N2 parcial porque únicamente se conviergaseoso mediante la actividad de las te en nitrito parte del amonio, aproxibacterias anammox, quimiolitótrofos madamente un 50%. Además, el metaque reciben su nombre de la función bolismo de las bacterias anammox no que realizan, la oxidación anaeróbica requiere materia orgánica, sino que lo del amonio. Pertenecen al orden Plancllevan a cabo consumiendo carbono tomycetes y principalmente a los géne-

Fig. 4 Unidad de eliminación de sustancias nitrogenadas

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RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

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DESARROLLO DE UN TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL PARA CLIMAS CÁLIDOS, CARACTERIZADO POR UN BAJO CONSUMO ENERGÉTICO

Fig. 5 Ejemplo de simulación del sistema de control de la aireación LIFE-CELSIUS para la nitritación parcial

inorgánico. Por este motivo, la estrategia propuesta por el proyecto CEL-

to de la biomasa: soportado en un bio-

sulfatorreductoras que compiten por el

SIUS, supone una disminución del

filtro, y en forma de agregados en mo-

sustrato con todas las poblaciones

consumo energético y de reactivos, ya

do reactor por cargas, o SBR en sus

bacterianas que forman parte del pro-

que, en general, la alcalinidad presen-

siglas en inglés.

ceso metanogénico. Además, como

RESULTADOS

resultado de la reducción del sulfato generan sulfuro S2-, inhibidor directo

te en las aguas residuales es suficiente para el correcto desarrollo del meta-

de las últimas [7,8]. Esta interferencia

bolismo anammox.

Para llevar a cabo el grueso del tra-

Los sistemas AnMBR en línea princi-

provocó que el sistema no fuera capaz

bajo experimental del proyecto se

pal presentan limitaciones en su efi-

de eliminar la materia orgánica por de-

construyó una planta piloto en la que

ciencia relacionadas con la cantidad

bajo de unos 450 mg/L en el efluente,

se reprodujeron los procesos descri-

de sulfato contenido en el influente,

lo que supuso, en la época de mayor

tos. Esta planta, esquematizada en la

que puede lastrar su capacidad de eli-

carga, una eliminación de materia or-

Fig. 3, se conectó a la salida del pre-

minación de materia orgánica y la pro-

gánica del 70-75%. Sin embargo, los

tratamiento de la depuradora de Ar-

ducción de metano asociada. También

resultados de la simulación del proce-

chena, con la intención de trabajar

determina el balance energético del

so, realizadas con un software espe-

con un influyente real que confiriera

proceso la tendencia de la membrana

cializado (GPS-X de Hydromantis,

representatividad a los resultados ob-

al ensuciamiento y los procedimientos

EEUU), para aguas con menor con-

tenidos. La planta piloto la conformó

que se utilicen para prevenir este en-

centración en sulfato mostraron la ca-

un sistema de reactor anaeróbico co-

suciamiento o solventarlo. En el caso

pacidad del sistema AnMBR para

nectado a una membrana externa, y

concreto de este proyecto precisa-

efectivamente cumplir con los requisi-

seguido de una unidad de eliminación

mente la presencia del sulfato ha teni-

tos de emisiones de DQO según la

de sustancias nitrogenadas, Fig. 4.

do un impacto importante en los resul-

normativa española tratando influentes

Esta unidad contaba con una primera

tados obtenidos, ya que ratios entre la

de climas cálidos, a unas temperatura

etapa de nitritación parcial, en forma

demanda química de oxígeno (DQO) y

de trabajo de unos 20ºC, con un tiem-

de reactor de mezcla completa con

el sulfato, DQO/[SO42-] en torno a 1.7

po de residencia hidráulico de 8h, y

fango en suspensión y un decantador

se mantuvieron a lo largo de toda la

una edad de fango de 17 días.

para la recuperación de la biomasa,

operación llegando a alcanzar valores

Con respecto a la eliminación de la

seguida de dos líneas de tratamiento

inferiores a la unidad. Estos valores

carga de nitrógeno, la nitritación par-

anammox con dos tipos de crecimien-

promueven el desarrollo de bacterias

cial es un proceso que se utiliza comer-

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2018

RETEMA

51

DESARROLLO DE UN TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL PARA CLIMAS CÁLIDOS, CARACTERIZADO POR UN BAJO CONSUMO ENERGÉTICO

cialmente en la actualidad aplicado al

ble según el ratio deseado para con-

biofiltro, asociado al ensuciamiento

tratamiento de corrientes de retorno de

signas de oxígeno disuelto de 1 mg/L.

provocado por el crecimiento de la

centrífuga, de hecho Acciona Agua tiene su propia tecnología, NIPARMOX®.

Con respecto a los sistemas anam-

biomasa anammox y por la carga de

mox, el biofiltro, por su parte, resultó

sólidos del efluente alimentado, con la

Estas corrientes, con altas concentra-

ser un sistema muy robusto y de rápida

intención de optimizar el proceso de

ciones de amonio, entre los 500-1000

puesta en marcha. La Fig. 6 muestra

cara a una implementación a escala

mg N/L, y temperaturas en torno a los

una imagen de la colonización del bio-

real. Se concluyó que según las con-

30ºC, facilitan la inhibición de las bac-

filtro, donde el color rojizo pone de ma-

diciones de operación durante la ex-

terias NOB, para conseguir detener la

nifiesto la presencia de bacterias

perimentación del proyecto, el biofiltro

oxidación del amonio a nitrito. Sin em-

anammox. El sistema se inoculó con

podía espaciar sus lavados entre 24 y

bargo, en línea principal, la baja tem-

una pequeña porción de biomasa

48h, dependiendo del contenido en

peratura del agua residual y su baja

anammox proveniente de otro biofiltro

sólidos proveniente de la etapa de ni-

concentración de amonio (50 mg N/L)

experimental instalado en la estación

tritación parcial.

complican el control de este proceso.

depuradora de Arroyo Culebro C.B.

Con respecto a la segunda modali-

Para este proyecto Acciona Agua ideó

Ese biofiltro trabajaba en aquel mo-

dad de crecimiento, el SBR, los resul-

un sistema de control de la aireación

mento con efluentes de retorno de cen-

tados de eliminación de nitrógeno tam-

capaz, por un lado, de conseguir esa

trífuga, es decir con altas concentra-

bién fueron muy positivos, llegándose

inhibición, y por otro, de detener la oxi-

ciones de amonio y nitrito. Sin

a alcanzar efluentes con concentracio-

dación de manera que la relación entre

embargo, tras un aumento gradual de

nes de nitrógeno inferiores a los límites

nitrito y amonio no reaccionado fuera

la carga diaria de nitrógeno se observó

establecidos por la legislación. Sin

próxima a 1.32, óptima para posterior

que a los 20 días el sistema ya elimina-

embargo, este sistema, en compara-

proceso anammox. Se puede ver en

ba la totalidad de la concentración de

ción con el biofiltro, se ha mostrado

Fig. 5 una gráfica representativa de los

nitrógeno que se le suministraba, por lo

menos estable y menos robusto. Ade-

resultados de la simulación de la ac-

que se pudo continuar subiendo la car-

más, pese a que gradualmente se ha

tuación de este control sobre el proce-

ido aumentando el número de ciclos

so. La optimización de los parámetros

ga hasta alcanzar tasas de eliminación de nitrógeno superiores a 6000 g N/m3

de operación de este control permitió

d como puede observarse en la Fig. 6.

geno es muy baja en comparación con

constatar que el sistema efectivamente

Durante el período experimental se

alcanzaba una nitritación parcial esta-

estudió el régimen de limpieza del

el sistema soportado, únicamente unos 19 g N/m3 d, debido al régimen

diarios, la tasa de eliminación de nitró-

de operación conservador que se mantuvo para evitar la fuga de biomasa, dada la baja velocidad de crecimiento de anammox que se registró en este caso.

Además de la operación de la planta piloto, el proyecto permitió colaborar con dos centros de investigación que llevaron a cabo estudios complementarios a escala laboratorio, el Institut Català de la Rercerca de l’Aigua, ICRA, y el IVL Svenska Miljöinstitutet. En sus instalaciones en Girona, el ICRA estudió el impacto de la materia orgánica en los sistemas anammox si las etapas Fig. 6 Tasa y tasa normalizada de eliminación de nitrógeno en el biofiltro anammox

52

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Septiembre/Octubre 2018

anteriores son incapaces de

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DESARROLLO DE UN TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL PARA CLIMAS CÁLIDOS, CARACTERIZADO POR UN BAJO CONSUMO ENERGÉTICO

eliminarla por problemas operacionaFig. 7 Imagen del relleno colonizado del biofiltro anammox

les. Se pudo observar cómo la presencia de la DQO a largo plazo, tanto si es fácilmente degradable como lentamente, desencadenaba la aparición de reacciones paralelas de desnitrificación que interfieren con el metabolismo anammox, ya que compiten por el nitrito. Esto no pudo contrastarse en experimentos de contacto con materia orgánica a corto plazo, situación en la que las desnitrificantes sólo consumían nitrato. Además de estas reacciones que podían observase en el balance de especies nitrogenadas, se produjo el desarrollo de una biomasa filamentosa alrededor de los agregados anammox, provocando la desestabilización de los mismos en última instancia. La Fig. 8 permite comparar los agregados antes y después de exponer el sistema a la presencia de mate-

como en el SBR, y el régimen de ope-

ria orgánica.

ración del sistema. Se puede obser-

CONCLUSIONES

Por su parte, la colaboración con el

var en la Fig. 9 la evolución de las po-

En el desarrollo de este proyecto se

IVL permitió crear un manual de pues-

blaciones en el biofiltro, desde una

ha podido comprobar la potencialidad

ta en marcha del proceso anammox

abundancia relativa del 45% de anam-

del sistema AnMBR+Nitritación Par-

en SBR, y también mejorar el rendi-

mox de género Brocardia, ésta fue

cial+Anammox para tratar agua resi-

miento del proceso en planta piloto.

disminuyendo su proporción a medida

dual municipal y conseguir reducir el

Además, gracias a una serie de ensa-

que aumentaba la presencia de bac-

contenido en materia orgánica y de

yos de secuenciación del 16s RNA, se

terias relacionadas con la desnitrifica-

sustancias nitrogenadas mediante

pudo establecer una relación entre la

ción, asociadas a una época de ma-

tecnologías de bajo consumo energé-

distribución de las distintas poblacio-

yor concentración de DQO residual en

tico. Se han podido determinar las

nes predominantes tanto en el biofiltro

el influente del biofiltro.

mejores condiciones de operación del sistema AnMBR así como de la nitritación parcial y del biofiltro anammox.

Reunión final de monitorización del proyecto por parte de la Comisión Europea

En los próximos meses se tratarán en mayor profundidad todos los datos obtenidos que se publicarán como un informe final en la web del proyecto, www.lifecelsius.com.

PRÓXIMOS PASOS En septiembre de 2017 arrancó el proyecto STARNIT, financiado por ello CDTI, REFª.: IDI-20171105, en el que se pretende estudiar un método que facilite al control de la nitritación parcial, no solo en el sistema de fango activo ensayado en el proyecto CEL-

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DESARROLLO DE UN TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL PARA CLIMAS CÁLIDOS, CARACTERIZADO POR UN BAJO CONSUMO ENERGÉTICO

Fig. 8 Izquierda: Agregados anammox al comienzo de los experimentos. Derecha: desarrollo de filamentos alrededor de los agregados anammox tras la exposición a materia orgánica.

Foto: ICRA, Maite Pijuan y Anna Ribera

SIUS, sino en un sistema de nitritación parcial en biofiltro, mediante el uso de ácido nitroso libre. Se trata de una sustancia subproducto de las estaciones depuradoras, que se puede obtener nitritando la corriente de retorno procedente de las centrífugas.

Agradecimientos El proyecto LIFE-CELSIUS ha contado con la contribución del programa LIFE, instrumen-

Fig. 9 Distribución de poblaciones en el biofiltro

to financiero de la Comisión Energía, Estudio de Prospectiva. Consumo Ener-

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54

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treatment,

3330

(2011).

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REPORTAJE

Depuradora de Gabal El Asfar, El Cairo

L

a estación depuradora de

cado por la CAPW (Construction Aut-

sencia muy importante en el país nor-

aguas residuales de Gabal El

hority for Potable Water and Wastewa-

teafricano, con diversos proyectos, en-

Asfar, a las afueras de El Cai-

ter) ha contado con un presupuesto de

tre los que destaca la depuradora de

ro (Egipto), cuenta con una

más de 120 millones de euros e incluye

Abnoub & el Fath, con una capacidad

capacidad de capacidad de

el diseño, construcción y puesta en

de 80.000 metros cúbicos, para aten-

tratamiento de 500.000 me-

marcha de la estación y su operación y

der a unas 750.000 personas, o la de

el mantenimiento durante dos años.

Kattaneya, de 100.000 metros cúbicos

tros cúbicos de agua al día y atiende las necesidades de la parte oriental de la

Con la entrada en operación de esta

para un millón de personas. Además

capital egipcia, equivalente a una po-

nueva instalación, el complejo de Ga-

de estas depuradoras se suman cinco

blación de unos 8 millones de personas.

bal El Asfar trata un total de 2,5 millo-

potabilizadoras -Almerya, Rod el Fa-

Las obras de ampliación han sido

nes de metros cúbicos diarios, convir-

rag, Mostorod, North Helwan I y North

ejecutadas por ACCIONA Agua, en

tiéndose en el mayor complejo de

Helwan II-, con una capacidad total

consorcio con el grupo alemán Passa-

depuración de África y Oriente Medio

superior a 600.000 metros cúbicos,

vant-Roediger y el egipcio Hassan

y el tercero del mundo.

para una población estimada de 6,1

Allam Construction. El contrato, adjudi-

56

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ACCIONA Agua cuenta con una pre-

Septiembre/Octubre 2018

millones de personas.

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El complejo de Gabal El Asfar permite tratar un total de 2,5 millones de metros cúbicos diarios de aguas residuales de la parte oriental de El Cairo, equivalente a una población de unos 8 millones de personas, convirtiéndose en el mayor complejo de depuración de África y Oriente Medio y el tercero del mundo

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO E

de modo que pueda aislarse toda la

mario y secundario compuestas por

INSTALACIONES

planta y el agua bruta rebose al by-

decantación primaria, tratamiento se-

pass por el aliviadero general.

cundario, decantación secundaria y

Canal de entrada

El nivel superior del canal de entra-

cloración.

da es de +20,00 m evitando que el La obra de llegada se inicia en la

agua bruta rebose al canal de entrada.

Tamizado medio

parte del canal construida junto al aliviadero de by-pass general.

Línea de tratamiento de agua

El proceso de tamizado se compone de cuatro canales de tamizado, dejan-

Se han instalado cuatro (4) com-

do uno de ellos fuera de servicio para

puertas en el aliviadero del by-pass

La línea de tratamiento de agua está

general para cerrarlo completamente y

formada por un proceso de tamizado

desviar toda el agua bruta a la fase II.

medio, desarenado y desengrasado, y

El sistema de limpieza del tamizado

Asimismo, se han instalado en la en-

una estación de bombeo de agua pre-

se compone de cuatro equipos limpia-

trada del canal una compuerta con

tratada. Las planta cuenta con dos lí-

rrejas con una reja cada una. Los

cierre de estanqueidad a tres lados,

neas de proceso para tratamiento pri-

equipos limpiarrejas depositan los re-

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labores de mantenimiento.

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REPORTAJE I DEPURADORA DE GABAL AL ASFAR, EL CAIRO

siduos recogidos en un transportador de tornillo que los traslada a otro transportador con compactador.

El nivel superior del canal de tamizado está a +20,00 m para prever una situación de parada de las bombas de agua pretratada. En esta situación, el agua no pasa al canal de tamizado, sino que rebosa por el aliviadero general situado en el inicio de la planta.

Desarenado y desengrasado La planta cuenta con cuatro tanques de desarenado y retirada de espumas después de los canales de tamizado, que pueden aislarse mediante compuertas con junta de estanqueidad a tres lados.

arena que se asiente en el fondo de los

estación de bombeo, que, a su vez, las

Cada tanque posee dos zonas de desa-

tanques de desarenado. En total se han

eleva hasta los cuatro concentradores

renado y dos zonas de desengrasado.

instalado doce sopladores de aire en

de grasas y espumas que tratan toda la

Cada tanque cuenta con tres líneas

grupos de tres unidades (2 + 1 de re-

arena extraída.

de difusores alimentados por cinco so-

serva) en cada puente de desarenado.

pladores en total (4 +1 de reserva) pa-

Para tratar toda la mezcla de arena y

ra los 4 tanques de arena y espuma.

agua extraída, se han instalado dos

También cuenta con tres sopladores

By-pass del tratamiento primario

clasificadores de arenas.

por cada tanque de doble vía (2 + 1 de

Las espumas se descargan al canal

Se ha construido un by-pass para el

reserva), que se utilizan para elevar la

de grasa, que las conduce hasta una

tratamiento primario que lo conecta

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TORNILLOS DE ARQUÍMEDES LANDY: BOMBEOS DURADEROS DE MAYOR EFICIENCIA La empresa holandesa Landustrie, lleva más de 100 años fabricando equipos pesados para tratamiento de aguas y es líder mundial en el suministro de bombas de tornillo de Arquímedes. Landustrie produce también otros equipos para el tratamiento de aguas, incluyendo hidrotornillos para producción de electricidad y turbinas de aireación Landy7 de las que se han instalado un buen número en los últimos años con teqma en España por su alta eficiencia para la transferencia de oxígeno.

La bomba de tornillo, comúnmente atribuida al griego Arquímedes, fue también utilizada anteriormente en Egipto donde, recientemente, se han suministrado los 10 equipos para la planta de tratamiento de aguas residuales egipcia Gabal el Asfar (5 unidades para las obras de entrada y 5 unidades para la estación de bombeo de lodos de retorno). Los diez tornillos tienen un diámetro de 3100 mm y están diseñados para elevar unos 9000 m3/h. Landustrie ha suministrado en total más de 80 bombas de tornillo en los últimos años en la misma zona. Todas las bombas de tornillo LANDY se fabrican en el centro de producción de Sneek en el norte de Holanda, preparado para producir más de cien tornillos de características similares por año. teqma representa a Landustrie en España incorporando los equipos de su fabricación poniendo en valor su larga experiencia productiva, alta eficiencia y durabilidad en procesos de bombeo y aireación.

con la conexión específica ya existen-

se bombea hacia el decantador prima-

de nivel ultrasónico que va instalado en

te cerca de la salida al canal de drena-

rio. La estación de bombeo, que inclu-

el canal de entrada de la estación de

je de Gabal.

ye tres bombas en funcionamiento y

bombeo y que permite medir la profun-

dos en espera, se ha diseñado tenien-

didad del agua en este punto.

Estación de bombeo de la obra

do en cuenta el caudal punta. Estas

de llegada

bombas se controlan mediante un con-

Decantación primaria

vertidor de frecuencia variable (VFD).

Tras salir del pretratamiento, el agua

El VFD se controla mediante un sensor

El agua pretratada bombeada fluye

hasta la cámara de distribución de los

ar el agua desde la estación de bom-

de fondo y de superficie para retirar

tanques de sedimentación primaria a

beo de entrada.

hacia el colector de lodos, respectiva-

través de dos colectores de hormigón armado de 2000 mm de diámetro.

La carga hidráulica se ha seleccionado calculando una extracción míni-

mente, las espumas flotantes y los lodos sedimentados.

La cámara de distribución se com-

ma de sólidos sedimentables del 90 %.

El agua pretratada llega a los de-

pone de seis aliviaderos que distribu-

El agua fluye desde la cámara de

cantadores a través del colector de ali-

yen el agua a los seis tanques de se-

distribución posterior a los aliviaderos

mentación localizado en el centro del

dimentación primaria. La longitud de

hasta cada uno de los tanques de sedi-

decantador, mientras que el agua cla-

los aliviaderos se ha calculado para

mentación primaria, a través de un co-

rificada se recoge en un canal exterior

garantizar que la altura del agua so-

lector específico de hormigón armado.

con vertederos triangulares. Los lodos

bre el aliviadero no supere los 0,25 m

Se han previsto seis decantadores

sedimentados se recogen en un pozo

aunque una unidad esté fuera de ser-

primarios de geometría circular de 55

central y se trasvasan a la estación de

vicio. Este diseño contribuye a limitar

metros de díametro. En cada decanta-

bombeo de lodos.

la pérdida de carga global y a minimi-

dor, se ha instalado un mecanismo de

La estación de bombeo primaria de

zar la energía necesaria para bombe-

decantación, que incluye rascadores

lodos se compone de tres unidades,

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colector. La mezcla de agua y espu-

COMPUERTA MURALES, COMPUERTAS DE CANAL Y COMPUERTAS STOPLOG DE BIDAPRO

mas fluye hasta la estación de bombeo de espumas a través de una tubería especial para espumas. La

La empresa española Bidapro, con una trayectoria en la fabricación de compuertas para tratamiento de agua de más de 15 años, ha realizado un importante suministrado de compuertas de diferentes tipos y dimensiones para la depuradora de Gabal El Asfar. En total ha suministrado 67 unidades de compuertas murales para cierre tipo 4 lados y fijación mural para dimensiones desde 2000x2000 a 3000x3000, fabricadas en material de inoxidable AISI316 y accionamientos motorizados equipados con finales de carrera, limitadores de par y preparados para ambientes tropicalizados. Además, ha suministrado 10 unidades de compuertas de canal para cierre tipo 3 lados y fijación embebido en el hormigón para dimensiones desde 3000x2700 a 4000x3700 todo fabricado en inoxidable AISI316 y accionamientos motorizados equipados con finales de carrera, limitadores de par y preparados para ambientes tropicalizados. También ha suministrado 4 unidades de compuertas StopLog de tipo cierre 3 lados para fijación mural y dimensiones de 2500 con módulos de 1210 y su correspondiente Viga Pescante para extracción de los módulos.

Bidapro sigue fabricando compuertas para diferentes proyectos internacionales poniendo en valor su larga experiencia en el suministro de este tipo de equipos.

estación de bombeo de espumas incluye tres unidades. Se han instalado dos bombas (1 + 1 de reserva) en cada una de las estaciones de bombeo de espumas.

By-pass del tratamiento secundario Se ha previsto otro by-pass antes del tratamiento secundario. A través de un colector de 3000 mm de diáme-

una para cada dos decantadores. Den-

Las espumas se recogen en depó-

tro se conecta el canal de salida de

tro de cada estación de bombeo se

sitos de espumas ubicados en la pa-

decantación primaria con la conexión

han instalado tres bombas centrífugas

red del decantador y conectados al

específica existente cerca de la salida

(2 + 1 de reserva).

sumidero de espumas mediante un

al canal de drenaje de Gabal.

REPORTAJE I DEPURADORA DE GABAL AL ASFAR, EL CAIRO

Tratamiento secundario

Se han instalado dos grupos de

rrillas de difusores levadizas. Se han

cuatro turbocompresores de aire (2 +

instalado quince (15) parrillas de 240

Para el tratamiento secundario se han

2 en espera) para suministrar aire a

difusores de 12" para cada uno de los

previsto dos líneas de proceso, con cua-

los tanques de aireación. Los turbo-

tanques. El tamaño de la parrilla es: 12

tro unidades cada una. El volumen total de tratamiento es de 100.000 m3, de

compresores bombearán el aire a un

× 7,95 m.

modo que cada línea cuenta con una capacidad de tratamiento de 12.500 m3.

los tanques de aireación. Una válvula

colector general que lo distribuirá por

trico controlará el flujo de aire hacia Tanques de aireación

Decantación secundaria

de mariposa con accionamiento eléclos tanques.

Para la aireación se dispone de pa-

Se han construido doce clarificadores de 52 metros de diámetro para la decantación secundaria con una dis-

Para la aireación se dispone de ocho tanques divididos en dos grupos de cuatro. Cada uno de los tanques posee dos cámaras, una anóxica y otra aerobia. En caso de nitrificación, la finalidad de la cámara anóxica es promover un proceso parcial de desnitrificación. Además, funciona como selector de control de las bacterias y los microorganismos filamentosos. El agua decantada fluye desde el decantador primario y se mezcla con los fangos activados recirculados antes de pasar a los tanques de aireación. Una vez mezclada el agua decantada con los fangos activados, la mezcla fluye hasta los tanques de aireación. El canal de distribución se ha diseñado con una velocidad calculada para alcanzar dos objetivos: evitar la sedimentación en el canal y permitir una buena distribución a los distintos tanques. Un aliviadero de la misma longitud que el tanque comunicará la cámara anóxica y la cámara aerobia.

Se han instalado un total de ocho agitadores sumergibles en las cámaras anóxicas para mantener en suspensión el licor mezcla, que sale de los tanques de aireación a través de un aliviadero de longitud idéntica a la anchura del tanque. El canal ubicado junto al grupo de cuatro tanques recoge el licor mixto y un colector lo conduce hasta la cámara de distribución de los decantadores secundarios.

Suministro de aire y sistema de difusión

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REPORTAJE I DEPURADORA DE GABAL AL ASFAR, EL CAIRO

posición de dos grupos de seis clarificadores. Cada uno de los grupos recibirá el licor mezcla efluente de cada grupo de cuatro tanques de aireación.

Cámara de distribución La cámara de distribución se ha diseñado para recibir y distribuir todos los caudales de entrada y salida de los clarificadores, y sus funciones son recoger el licor mezcla de los tanques de aireación y distribuirlo por los clarificadores, recoger la purga de los fangos activados y conducirla a las estaciones de bombeo de fangos, así como recoger el agua clarificada y conducirla a la cámara de cloración.

Clarificadores El licor mezcla alcanza el tanque de sedimentación final a través de unos colectores de 1400 mm de diámetro y se introduce por el centro del depósito, en el pozo de alimentación ubicado en la jaula central. En los tanques de sedimentación secundaria, se instalan doce mecanismos clarificadores de succión (de puente completo) con geometría circular. El agua clarificada se recoge en un canal exterior periférico con un vertedero triangular simple. Las espumas se recogen en depósitos ubicados en la pared y conectados al sumidero de espumas mediante un colector de espumas.

Este colector de espumas conducen la mezcla de agua y espumas hasta las estaciones de bombeo de espumas. El colector de descarga se conecta al colector de fangos activados para conducir las espumas a los espesadores DAF. El agua clarificada fluye hasta la cámara de distribución por un colector de 1000 mm de diámetro. Desde la cámara de distribución, pasa a la cámara de cloración.

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REPORTAJE I DEPURADORA DE GABAL AL ASFAR, EL CAIRO

Estación de bombeo de retorno de fangos activados Un colector general de fangos comunica cada una de las cámaras de distribución con el canal de distribución de la estación de bombeo de retorno de fangos activados. Antes de que los fangos activados pasen a la estación de bombeo, se mide su caudal mediante dos aforadores de resalto de fondo plano, uno por cada colector.

La estación de bombeo permite bombear el 75 % del caudal punta mediante tres bombas en funcionamiento, y dos bombas más de reserva. Las bombas se controlan mediante con-

activados residuales se construye cer-

residuales que se extraen del trata-

vertidores de frecuencia.

ca de la estación de bombeo de retor-

miento secundario.

Se instala una compuerta motoriza-

no. Se han instalado seis bombas su-

da en cada uno de los canales de en-

mergibles: dos bombas específicas

Cloración del

trada de las bombas de tornillo, a fin

por cada espesador DAF. Tres colec-

efluente

de poder cerrarlos.

tores de descarga conducen los fangos residuales hasta los tres espesa-

El agua clarificada recibe un trata-

Estación de bombeo de fangos

dores DAF. Se han instalado tres

miento de cloración en dos cámaras

activados residuales

caudalímetros electromagnéticos en

de contacto mediante gas de cloro.

La estación de bombeo de fangos

64

RETEMA

los colectores de descarga para con-

Se ha previsto un sistema de neutra-

trolar la cantidad de fangos activados

lización de fugas de gas de cloro para

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REPORTAJE I DEPURADORA DE GABAL AL ASFAR, EL CAIRO

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depurada, que desemboca en el ca-

PRAMAR PARTICIPA ACTIVAMENTE EN LA MAYOR INSTALACIÓN DE DEPURACIÓN DE AGUA DE ÁFRICA

nal de drenaje de Gabal.

PRAMAR EQUIPOS MECANICOS SRL es una empresa situada en Tomelloso (C. Real) España, especialista en el diseño, fabricación y montaje de equipos para el tratamiento de agua, con más de 32 años de experiencia. Ha participado de manera muy significativa en la ampliación de la depuradora egipcia de Gabal Al Asfar, suministrando para el Consorcio Acciona-Passavant, encargado de la obra, algunos de los principales equipos de la planta: 4 uds desarenadores-desengrasadores de A:10,75 X 32,00 Lg, con extracción por Air-Lif, 6 uds de decantadores primarios de gravedad circulares con puente radial de D: 55,00 m., 12 uds de clarificadores secundarios de succión circulares con puente diametral de D: 52,00 m., 4 uds de espesadores circulares de gravedad de D: 29,00 m., 3 uds de flotadores DAF circulares de D: 10,00 m. y Un gasómetro flotante helicoidal de D: 39,00 m. (12.000 m3).

Línea de tratamiento de fangos Espesamiento por gravedad Los fangos primarios se espesan por gravedad para reducir el volumen de los fangos para la digestión. El fango primario de los tanques de sedimentación primarios se bombean primero a cuatro (3 + 1 de reserva) filtros de tambor rotativo.

Posteriormente, el fango primario

tratar fugas de un máximo de 1000 kg de cloro en un espacio de 1000 m3.

Canal de salida del agua

fluye hacia la cámara de distribución

depurada

donde se distribuye por igual a los cuatro espesadores de gravedad.

Este sistema ha sido diseñado para reducir la concentración de cloro en el

El agua depurada sale de los tan-

Cada uno de los espesadores de

cuarto de alimentación de cloro a 18,2 g/m3 en una hora o menos, y a 0,33

ques de contacto de cloro por un rebosadero. La longitud del canal es

gravedad tiene un volumen utilizable de aproximadamente 2.600 m 3 , un

g/m3 en dos horas o menos.

idéntica a la anchura del tanque. El

diámetro de 29 metros y una profundi-

agua depurada pasa al canal de agua

dad lateral media de 4 metros. El tiem-

REPORTAJE I DEPURADORA DE GABAL AL ASFAR, EL CAIRO

po de residencia del fango primario es

y espesados. Tiene un volumen utilizable

volátiles suspendidos, suficiente para

de aproximadamente 0,7 días.

de 440 m³ y unas dimensiones totales de

estabilizar el fango para su eliminación.

En el espesador de gravedad el fan-

9.7 metros x 17.0 metros y una profundi-

go primario se espesa hasta aproxima-

dad promedio de 2.75 metros. El depósi-

damente 5.5% de sólidos secos.

to está dividido en 2 tanques separados

Deshidratación mecánica

El fango primario espesado es bombe-

con dimensiones de 4.75 metros x 17.0

El fango digerido se bombea desde

ado por seis bombas al tanque de fango

metros. Esta división proporciona dispo-

los tanques de almacenamiento hasta

espesado mixto antes del digestor.

nibilidad para operar los 2 tanques al

los nueve filtros prensa (6 + 3 de reserva)

mismo tiempo o por separado.

para el proceso de deshidratación me-

Espesamiento por flotación por aire disuelto (DAF) Los fangos activados se espesarán en tres espesadores de Flotación por

Las doce bombas de alimentación

cánica. Los filtros se organizan en tres

del digestor bombean el lodo homoge-

grupos de tres (2 + 1 de reserva cada

neizado directamente desde el tanque

uno). Cada uno de estos grupos incluye

de lodo espesado mezclado hasta los

cuatro (2 + 2 de reserva) bombas de ca-

digestores anaeróbicos.

vidad progresiva para la alimentación de fango y cuatro (2 + 2 de reserva) bom-

Aire Disuelto (DAF) de 19 metros de diámetro y una profundidad lateral pro-

Digestión anaerobia

bas de cavidad progresiva para la dosificación de polímeros. Esta configuración

medio de 3,3 metros para reducir el El sistema de digestión de fangos

permite períodos fuera de servicio por

El sistema de presurización está

consta de ocho digestores anaeróbicos

mantenimiento manteniendo siempre

compuesto por cinco bombas de pre-

mesófilos asociados con equipos de

una capacidad superior al 80%.

surización, cinco compresores de aire

mezcla, calefacción, almacenamiento

Para la recogida del fango deshidra-

y tres tanques de presurización. En los

de biogás y utilización, que se basan en

tado se ha previsto una cinta transporta-

espesadores DAF los fangos activados

los procesos establecidos y la experien-

dora cada tres filtros prensa. La dosifi-

residuales se espesan hasta un 3,5%.

cia adquirida por Passavant Roediger en

cación de polímero está compuesta por

muchas instalaciones en todo el mundo.

tres unidades automáticas de prepara-

volumen para la digestión.

Los ocho digestores anaeróbicos han

ción de polímeros (2 + 1 de reserva) y

sido diseñados con un tiempo de reten-

doce (6 + 6 de reserva) bombas de ca-

El depósito se utiliza para la homoge-

ción hidráulica de 16 días garantizando

vidad progresiva para la alimentación

neización de fangos activados primarios

una eliminación del 44% de los sólidos

de polímeros.

Depósito de homogeneización

66

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

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TECNOLOGÍA I NORDIC WATER

DynaDisc®, la combinación de un proceso inteligente con una sofisticada tecnología

E

ca, ha instalado dos filtros de disco DynaDisc ® modelo CDC2420/20-

l sistema de filtros de discos de DyanDisc®, instalado con telas

de esta manera un tiempo mínimo de

de 10 ųm, es el método perfec-

En la estación de tratamiento de

BBB. Los equipos entregados tienen

to para asegurar el cumplimien-

aguas residuales de Gabal El Asfar,

cada uno de ellos una superficie

interrupción del servicio.

en el RD1620/2007 del 7 de

efectiva de filtración de 112,80 m2, con una totali-

diciembre, por el que se es-

dad de 20 discos por equi-

tablece, entre otros pará-

po. La tela filtrante coloca-

metros, un valor máximo

da en los discos es de 10

para la reutilización de las

micras, garantizando de

aguas depuradas de un

esta manera, la calidad

huevo de helminto en 10 li-

necesaria para la reutiliza-

tros de agua.

ción del caudal tratado.

to de la normativa exigida

El funcionamiento se ba-

Cada uno de los equipos

sa en guiar el efluente hacia

ha sido suministrado con

el tambor integrado, lugar

su correspondiente armario

donde éste fluye por grave-

de control del proceso, con

dad hacia los discos y pasa

protección IP55, incluyen-

a través de las telas filtran-

do dos variadores de fre-

tes. A medida que se van

cuencia para ajustar tanto

ensuciando las telas, el ni-

la presión de lavado como

vel de agua en el canal de

la velocidad del rotor en

entrada al equipo va au-

cada una de las máquinas.

mentando. Una vez se al-

El sistema de control de-

canza el nivel prefijado, se

sarrollado por Nordic Water

activa el sistema de contra-

Ibérica controla el número

lavado, que mediante pul-

de equipos que entran en

verización a elevada pre-

operación en función del

sión y la rotación de los

caudal de entrada y de la

discos, elimina los sólidos

carga de sólidos en sus-

en suspensión, acumulán-

pensión, de esta manera

dolos y dirigiéndolos por el

se consigue una optimización de la operación y del

canal de rechazo. barra móvil de pulverizadores, junto

en Egipto, se han instalado dos unidades DynaDisc®. El tratamiento ter-

con el tanque de nivel integrado, son

ciario ha sido diseñado para poder

algunos de los detalles específicos que hacen del DynaDisc® un equipo

tratar valores de caudal de unos 2.000 m3/h, tal y como se indica en el

de filtración fiable el cual precisa un

proyecto constructivo. Para conse-

mantenimiento mínimo, necesitando

guir este objetivo, Nordic Water Ibéri-

Este sistema de contralavado con la

68

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

consumo energético de esta etapa de tratamiento.

NORDIC WATER www.nordicwater.com

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COMBINACIÓN DE TECNOLOGÍAS ELECTROQUÍMICAS PARA LA DEPURACIÓN DE AGUA EN LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA

Combinación de tecnologías electroquímicas para la depuración de agua en la industria agroalimentaria Patricia Fernández Labrador1, Yeray Asensio2, Juan Tolón4, Juan M. Ortiz3, Víctor Monsalvo2, Abraham Esteve Núñez3, Juan Francisco Ciriza1 1 Mahou San Miguel I www.mahou-sanmiguel.com • 2FCC Aqualia I www.aqualia.com 3 Universidad de Alcalá I www.uah.es • 4Recuperaciones Tolón I www.recuperacionestolon.com

a industria alimentaria requiere

entre 3 y 10 litros de agua residual por

masas de agua y aumentar la calidad

grandes volúmenes de agua

cada litro de cerveza producido. La

de los ríos, lagos y aguas subterráne-

para llevar a cabo su actividad

eliminación y recuperación de nutrien-

as de la Unión Europea (UE). Algunos

(un 1,8% de todo el agua de

tes presentes en el agua residual,

de los problemas derivados de los

Europa es consumida por este tipo de

principalmente fósforo, nitrógeno y

vertidos no controlados de agua resi-

industria), lo que conlleva inexorable-

materia orgánica es uno de los objeti-

dual rica en nutrientes es la eutrofiza-

mente a la generación de agua resi-

vos prioritarios marcados por la Unión

ción, causante de la disminución del

dual que necesita ser conveniente-

Europea a través de la Directiva

oxígeno presente en los cuerpos hídri-

mente tratada antes de devolverla al

2000/60/UE que establece las normas

cos que provoca un grave deterioro

medio. La industria cervecera genera

básicas para proteger el estado de las

ambiental debido a la pérdida de la

L

70

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

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COMBINACIÓN DE TECNOLOGÍAS ELECTROQUÍMICAS PARA LA DEPURACIÓN DE AGUA EN LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA

Flujograma del proceso ANSWER

biodiversidad del entorno. Actualmen-

El proyecto ANSWER propone una

de principios de 2018 en las instala-

te, los sistemas de depuración con-

solución avanzada para el tratamiento

ciones de Mahou San Miguel (Alove-

vencionales utilizados para la elimina-

de aguas residuales de la industria

ra, Guadalajara) para abordar el estu-

ción de estos compuestos en las

agroalimentaria, caracterizadas por te-

dio y optimización, tanto técnica

estaciones de depuración de aguas

ner altas concentraciones de nutrien-

como económica, de la integración

residuales (EDAR) están fundamental-

tes (especialmente nitrógeno y fósforo)

de las tecnologías propuestas para

mente basados en la dosificación de

y una alta carga orgánica. El proceso

validar la solución ANSWER en el tra-

reactivos químicos y el uso de siste-

integra dos unidades principales, un

tamiento sostenible de agua residual

mas biológicos que implican un eleva-

sistema de electrocoagulación (en el

industrial. Los logros más destaca-

do coste energético y una huella de

que se incorpora la reutilización de de-

bles hasta el momento son la disminu-

carbono notable, lo que limita su viabi-

sechos metálicos cómo fuente de coa-

ción del consumo de reactivos tradi-

lidad ambiental.

gulante) seguido de una innovadora

cionalmente empleados para eliminar

El proyecto Life-ANSWER (Advan-

tecnología anaerobia en la que se

nutrientes, la producción de un

ced Nutrient Solutions With Electroche-

cuenta con un dispositivo microbiano

efluente con una alta calidad para su

mical Recovery) se inició en septiem-

electroquímico que permite una depu-

reutilización, la producción de un bio-

bre del 2016 y cuenta con el apoyo de

ración eficaz y maximizar la obtención

gás enriquecido sensible de ser valo-

la UE dentro del marco LIFE (LIFE15

de energía (biogás enriquecido). El

rizado energéticamente en la EDAR

ENV/ES/000591). El consorcio coordi-

proceso incluye un tren de tratamiento

de Mahou San Miguel y la obtención

nado por Mahou San Miguel, empresa

terciario final (ultrafiltración y fotode-

de un fango con un alto contenido en

cervecera en cuyas instalaciones ope-

sinfección) que per mite obtener

nitrógeno y fósforo que puede ser em-

ra la planta demostrativa, cuenta con

efluentes de calidad suficiente para

plearse de forma segura como fertili-

la participación de Aqualia como uno

ser reutilizados de acuerdo al

zante en agricultura.

de los principales actores del sector

RD1620/2007. El proyecto propone

de la gestión del agua, el departamen-

además un ambicioso objetivo para

to de Bioelectrogénesis de la Universi-

obtener un excedente energético de aproximadamente 2,5 kWh/m3.

La EDAR de centro de producción

La planta demostrativa opera des-

de Mahou San Miguel localizada en

dad de Alcalá y Recuperaciones Tolón, gestor de residuos metálicos.

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TECNOLOGÍA

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COMBINACIÓN DE TECNOLOGÍAS ELECTROQUÍMICAS PARA LA DEPURACIÓN DE AGUA EN LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA

Fundamento de la unidad de electrocoagulación

Alovera (Guadalajara) es el lugar de demostración, en el que se ha instalado la planta de tratamiento basada en la solución ANSWER. Para poder abordar el escalado del proceso a la unidad demostrativa, fue necesario llevar a cabo ensayos a escala de laboratorio y pre-piloto para la optimización de las condiciones de operación del proceso con el objetivo de maximizar la capacidad de tratamiento de la tecnología en el proyecto de demostración ANSWER. La unidad demostrativa se diseñó y construyó de acuerdo al diagrama de flujo que se muestra en la Figura 2. Las dos etaFundamento del reactor bioelectrogénico de lecho fluidizado

pas fundamentales del proceso son una unidad de electrocoagulación (EC) y un reactor anaerobio bioelec-

sinfección para cumplir los requerimien-

ceso intervienen tres etapas sucesi-

trogénico de lecho fluidizado (RBLF).

tos de reutilización y/o vertido cero.

vas; se forma el coagulante por oxidación electrolítica del ánodo de sacrifi-

• Etapa 1.- Tratamiento por electrocoa-

La unidad de electrocoagulación,

cio, a continuación se libera al agua

gulación con pellets de aluminio reci-

residual provocando una desestabili-

clado, para la eliminación de contami-

con capacidad de tratamiento de 10 m 3 /h, está compuesta por diversos

nantes, producción de fertilizantes y

módulos de electrodos en línea. El

(fósforo y nitrógeno de fracción insolu-

energía (hidrógeno).

electrodo negativo (cátodo) es diseña-

ble y sólidos en suspensión). Final-

• Etapa 2.-Tratamiento del efluente en el

do en acero inoxidable y el electrodo

mente debido a la atracción por car-

reactor anaerobio bioelectrogénico para

positivo (ánodo de sacrificio) está fa-

gas, se forman flóculos de agregados,

la transformación de la materia orgánica

bricado con pellets de viruta de alumi-

que debido a su peso, precipitan o son

en biogás enriquecido (alta concentra-

nio como materia prima compactada,

arrastrados hacia la superficie por las

ción de metano e hidrógeno).

procedentes de reciclaje de los mate-

burbujas de hidrógeno liberadas en el

• Etapa 3.- Tratamiento terciario basado

riales inicialmente vistos como resi-

cátodo. Estos flóculos formarán parte

en una unidad de ultrafiltración y fotode-

duos (envases, latas,etc). En este pro-

del fango que tras su extacción, se le

72

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

zación de las partículas contaminantes

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COMBINACIÓN DE TECNOLOGÍAS ELECTROQUÍMICAS PARA LA DEPURACIÓN DE AGUA EN LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA

drógeno. Otro de los productos de la oxidación de la matería orgánica es el metano que se recoge junto con el hidrógeno para obtener un biogás con un elevado poder calorífico a utilizar en las calderas existentes en la propia planta cervecera.

RESULTADOS Desde el inicio del proyecto hasta la fecha, se han obtenido resultados muy satisfactorios tanto a escala de laboratorio como a escala industrial, fase en la que nos encontramos actualmente con los prototipos operando en continuo. Gracias al proceso de EC con aluminio reciclado se ha alcanzado Eliminación de nutrientes, materia orgánica y sólidos obtenida a escala industrial con la solución ANSWER

una eficacia en la eliminación de fósforo del 58 %, nitrógeno un 40 % y un 70 % de los sólidos en suspensión precipitan en forma de flóculos.

El concepto del sistema RBLF, patentado con el nombre “Method for treating waste water in a fluidised bed bioreactor” (Ref. EP 2927196 A1) se codesarrolló por Aqualia y el departamento de Bioelectrogénesis de la UAH (Universidad de Alcalá) en el proyecto ITACA. Los resultados alcanzados durante los nueve meses en los que Aqualia ha operado la unidad demostrativa construida en ANSWER son francamente prometedores. Actualmente este innovador sistema permite alcanzar un rendimiento de eliminación de materia orgánica superior al 90%,

Composición del biogás obtenido en ASNWER para su posible revalorización

evitar la generación de fango y aumentar un 10% el poder calorífico del biogás obtenido con reactores anaerobios

somete a un proceso de secado y es

de la materia orgánica mediante pro-

granulares convencionales. Los nu-

utilizado como fertilizante en agricultu-

cesos bioelectrogénicos. Esta tecnolo-

trientes remanentes de la EC también

ra gracias a su composición rica en

gía se basa en la interacción entre

se eliminan eficazmente en el reactor

fósforo y nitrógeno.

bacterias electroactivas y un material

anaerobio (aproximadamente 80%), lo

El efluente resultante de la unidad

conductor. La materia orgánica se oxi-

que permite alcanzar la concentración

de electrocoagulación continúa su tra-

da y los electrones resultantes se

requerida para su vertido y/o reutiliza-

tamiento en un reactor anaerobio de

transfieren al ánodo (partículas de ma-

ción. Otro aspecto destable de la tec-

lecho fluidizado, equipado con un dis-

terial carbonoso), generando una cir-

nología es que durante la operación

positivo electroquímico microbiano,

culación de electrones desde el ánodo

del RBLF se ha verificado que la pro-

donde se promueve la transformación

hacia el cátodo donde se produce hi-

ducción de energía es un 21% superior

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RETEMA

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COMBINACIÓN DE TECNOLOGÍAS ELECTROQUÍMICAS PARA LA DEPURACIÓN DE AGUA EN LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA

al consumo energético de esta unidad.

en fósforo y nitrógeno que se obtiene

Estos resultados permiten concluir que

al final del proceso.

Con el proyecto Life ANSWER se valida y optimiza una tecnología innova-

el sistema RBLF ofrece una solución

Gracias a la valorización energética

dora en condiciones reales para una

tecnológica para la depuración de

del agua residual, el consumo de ener-

mejora de la calidad de los efluentes y

agua residual con producción neta de

gía podrá verse reducido hasta un 25

del medio ambiente.

energía, a lo que se une una genera-

% disminuyendo la emisión de gases

ción despreciable de lodos.

de efecto invernadero.

Uno de los factores medioambientales claves del proyecto es el balance energético favorable de la solución técnica. El bajo consumo energético de las unidades propuestas y la producción de hidrógeno y metano suponen un avance notable en el sector del agua, ofreciendo una solución viable que impulse la sostenibilidad e iniciativas de economía circular en torno a la gestión del agua.

CONCLUSIONES Mediante la aplicación de esta tecnología está previsto conseguir una

Imagen del consorcio ANSWER en la planta demostrativa

reducción en el uso de productos químicos. Por un lado aquellos con función coagulante, utilizados en las EDAR durante su tratamiento primario, se sustituyen por el aluminio reciclado

El proyecto Life-ANSWER ha sido financiado con la ayuda del programa Life de la Unión Europea (LIFE15 ENV/ES/000591)

en la electrocoagulación. Por otro, los fertilizantes para agricultura se remplazan por el fango con alto contenido

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BACTERIAS EXTREMOFÍLICAS PARA MEJORAR LA SEQUEDAD DEL FANGO DESHIDRATADO DE DEPURADORA MEDIANTE DIGESTIÓN AEROBIA

Bacterias extremofílicas para mejorar la sequedad del fango deshidratado de depuradora mediante digestión aerobia Pedro Simón Andreu1, Carlos Lardín Mifsut1, Pedro Morate Martínez-Guisasola2, Agustín Fuentes Campos2, Manuel Polo Sánchez3, Julián Escudero Cantero3

ESAMUR I www.esamur.com • 2IBEROSPEC I www.ibersopec.com • 3CADAGUA I www.cadagua.es

1

RESUMEN Se pretende evaluar el rendimiento

E.Coli y Salmonella, y mucho más fácil de manejar para transporte, acopio, reutilización o gestión.

volúmenes de lodo.

Se pretende mejorar la situación actual mediante el empleo de una nueva

del nuevo digestor bio-térmico (BTD Advetec XO) basado en la utilización de

por lo que se debe gestionar grandes

INTRODUCCIÓN

tecnología para la degradación del fango deshidratado, el aumento de la

bacterias aerobias extremofílicas para la eliminación de materia volátil, reduc-

Actualmente, las plantas de trata-

sequedad y la reducción del volumen

ción de peso y volumen, eliminación de

miento de aguas residuales (EDAR)

del residuo, como consecuencia de la

patógenos y aumento de la sequedad

disponen de un proceso biológico ae-

elevación de la temperatura sufrida

del lodo deshidratado previamente me-

robio de cultivo en suspensión, lo que

durante el tratamiento.

diante decantadoras centrífugas en la

conlleva la generación de gran canti-

Iberospec, a solicitud de la empresa

depuradora de Jumilla. Los resultados

dad de lodo deshidratado que debe

explotadora Cadagua y bajo la aproba-

mostraron que el tratamiento consigue

ser gestionado adecuadamente. La

ción de la Entidad Regional de Sanea-

una gran reducción en peso y volumen,

tecnología mayormente implantada

miento y Depuración de aguas residua-

ofreciendo un residuo final de elevada

consta de una deshidratación mecáni-

les de Murcia (ESAMUR), instala su

sequedad, libre de patógenos como

ca que consigue bajas sequedades,

planta piloto de tecnología BTD Adve-

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Septiembre/Octubre 2018

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BACTERIAS EXTREMOFÍLICAS PARA MEJORAR LA SEQUEDAD DEL FANGO DESHIDRATADO DE DEPURADORA MEDIANTE DIGESTIÓN AEROBIA

tec XO en la estación depuradora de aguas residuales de Jumilla para realizar pruebas con fango no digerido y deshidratado.

Los objetivos de este estudio son cuantificar la reducción del volumen de fango generado en la planta para su gestión externa, así como evaluar la capacidad de higienización del lodo tras haber sido sometido al tratamiento BTD Advetec XO. MATERIAL Y MÉTODOS La EDAR de Jumilla, objeto del estuFigura 1. Esquema de la planta piloto

dio, dispone de un tratamiento biológico mediante aeración prolongada donde el fango excedente es sometido a espesa-

alcanzar la temperatura de régimen y

miento por gravedad y deshidratación

activar de esta manera las bacterias.

(≈50 Kg/día en fangos).

mecánica mediante dos decantadoras centrífugas de alta sequedad.

DESARROLLO DE LAS PRUEBAS

Durante los días que ha durado esta Fase 1, se ha alimentado a la planta

Para la realización de las pruebas se ha utilizado el proceso BTD Advetec

de estas características el régimen nominal de trabajo está en 0,05m3/día

Se realizaron las pruebas en dos fa-

con un total de 1.121 Kg de fango des-

XO de la empresa Advetec Holding

ses o etapas:

hidratado, con una sequedad media

Ltd, distribuida en España y Portugal

• Fase 1: Alimentación nominal (40

del 16,2%.

por la empresa Ibersopec.

Kg/día). Fango deshidratado (seque-

Se considera que la máquina está en

dad ≈ 16%)

régimen cuando ya se ha formado una

estimulación de bacterias aerobias

• Fase 2: Alimentación forzada (60

cuna de fango en el fondo, que queda-

extremofílicas para acelerar la degra-

Kg/día). Fango deshidratado (seque-

rá permanentemente en la máquina (se

dación del residuo orgánico. Esta fa-

dad ≈ 16%)

desprecia para los cálculos), de tal for-

El proceso BTD se basa en la bio-

ma que ya se tiene un proceso conti-

milia de bacterias se encuentran en la naturaleza ambientes con elevadas

Caracterización del fango

nuo de entrada y salida de fango.

El residuo obtenido tiene un aspecto

temperaturas (son activas a partir de 80-90º C) como pueden ser las erup-

En la EDAR de Jumilla nos hemos

polvoriento y está prácticamente seco,

ciones volcánicas en los fondos mari-

encontrado con un fango de caracte-

como se muestra en la figura 2, y como

nos. El proceso completo, desde la

rísticas distintas al de otras plantas con

se comprueba a través de las diversas

entrada de la materia prima hasta su

un tratamiento similar (Aireación Pro-

analíticas realizadas.

salida, dura aproximadamente 72 ho-

longada), posiblemente afectado por

ras dependiendo de la naturaleza del

periódicos episodios de vertidos de la

Fase 2 – Alimentación a

residuo.

industria agroalimentaria del entorno

régimen forzado

En esta degradación del residuo or-

(bodegas, zumos y productos lácteos).

gánico se generan dos subproductos,

En esta etapa de las pruebas se pre-

calor y vapor de agua. El calor produ-

Fase 1 – Alimentación a régimen

tende estudiar cómo reacciona el tra-

cido se aprovecha para mantener la

normal

tamiento a una mayor dosis de fango

temperatura óptima en el proceso, re-

en la alimentación. Se determina ali-

duciendo considerablemente el coste

En esta etapa se pretendía hacer las

mentar la máquina en tres dosis dia-

de operación del BTD. Únicamente es

pruebas “normalizadas” para el proce-

rias de aproximadamente 20 Kg cada

necesario un aporte calorífico externo

so BTD Advetec XO, llevándolo a un ré-

una (total 60-70 Kg/día).

al principio del tratamiento, en la zona

gimen de trabajo estable y continuo. Se

Se obtiene un producto de salida

de alimentación de fango fresco, para

ha comprobado que para una planta

con menor sequedad, probablemente

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RETEMA

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BACTERIAS EXTREMOFÍLICAS PARA MEJORAR LA SEQUEDAD DEL FANGO DESHIDRATADO DE DEPURADORA MEDIANTE DIGESTIÓN AEROBIA

sumido un total de 21 litros. La dosis de Figura 2. Producto final

inoculante (bacterias) se establece en unos 50ml a la semana. En total fueron añadidos 425ml.

RESULTADOS Y DISCUSIONES Cálculos Se ha estimado la densidad del fango pesando el mismo en un recipiente de un volumen conocido: • Fango fresco = 780 Kg/m3 • Residuo final = 1.100 Kg/m3 FASE 0: Formación de la cuna necesaria en el interior de la máquina. Se alimentan 500 Kg.

por falta de tiempo en el tratamiento.

Se ha podido comprobar que cuando

Este aporte se desprecia, pues se con-

Hay que tener en cuenta que el fango

se alcanza la temperatura de trabajo,

sidera que es la cantidad necesaria para

de alimentación tampoco tiene una

las resistencias finales dejan de funcio-

alcanzar el régimen estacionario de fun-

gran sequedad (media de 16%).

nar, lo que conlleva una disminución en

cionamiento y esta cuna siempre queda-

el consumo eléctrico durante el periodo

rá residual en el interior de la máquina.

Durante los días que ha durado esta Fase 2 de las pruebas, se ha alimenta-

en que la máquina está en régimen.

Al acabar las pruebas, se sacan de la

do a la planta con un total de 1.170 Kg

Se ha consumido bioestimulante a ra-

máquina 45Kg, que corresponderían

de fango deshidratado, con una se-

zón de 15cc cada hora, lo que hace

con la reducción esperada de la ali-

quedad media del 16,1%.

0,36 litros al día, por lo que se ha con-

mentación inicial que conforma la cuna.

Consumibles utilizados Durante las pruebas se cuantificó el consumo eléctrico, al disponerse de un contador específico para la máquina.

Los elementos principales son el eje actuado por el motor (1,1 Kw) y las resistencias (6 x 0,5 Kw), que no trabajan simultáneas. La bomba neumática de dosificación del bioestimulante, tiene un consumo eléctrico prácticamente despreciable comparado con el consumo de las resistencias y el accionamiento.

Figura 3. Balance de energía según su origen

Tabla 1. Resumen de costes

BTD DC-3 (m3/día)

20

78

Bacterias

Coste Bacterias

Estimulante

Coste Estimulante

Consumo eléctrico (aprox)

Coste energético

Coste Total Operación

Total procesado

Coste unitario

Kg/mes

€/mes

l/mes

€/mes

Kwh/mes

(basado en 0,1 €/kW/h)

€/ mes

m3

€/m3

3

60

40

600

27.648

2.765

3.425

600

5,70

RETEMA

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BACTERIAS EXTREMOFÍLICAS PARA MEJORAR LA SEQUEDAD DEL FANGO DESHIDRATADO DE DEPURADORA MEDIANTE DIGESTIÓN AEROBIA

FASE I: (máquina en régimen): Se ali-

Tabla 2. Resumen de resultados

mentan 40 Kg/día con fango al 16% aprox.

Fase

Fango entrada (Kg)

Fango salida (Kg)

Reducción en Peso (%)

Reducción en Volumen (%)

- Se alimentan en total: 621 Kg.

0

500

45

91,00

93,62

- Se extren: 86 Kg.

1

621

86

86,15

90,18

- Reducción en Peso = 86,15%.

2

1.170

274

76,58

83,89

- Reducción en Volumen = 90,18%.

FASE II: (máquina en régimen): Se ali-

En el caso de la EDAR de Jumilla,

do necesario conseguir sequedades

mentan 60 Kg/día con fango al 16%

esta tecnología permitiría reducir los si-

cercanas al 18-20% en deshidratación.

aprox.

guientes costes de explotación:

- Se alimentan en total: 1.170 Kg.

• Reducción en consumo de polielec-

16%, el ratio de polielectrolito estaría en

- Se extraen: 274 Kg.

trolito.

torno a 6 Kg poli/tm MS, lo que repre-

- Reducción en Peso = 76,58%.

• Reducción en la gestión del fango.

sentaría un consumo de 384 Kg/mes de

- Reducción en Volumen = 83,89%.

• Reducción en horas de personal.

polielectrolito (≈ 1.050 €/mes).

(500+621+1170), con una sequedad

Ahorro en consumo de

de explotación de casi 400 €/mes.

media del 16%.

polielectrolito

Esto supondría un ahorro en coste

- Se introducen en total 2.291 Kg

Ahorro en la gestión del fango

- Se extraen en total 405 Kg (86+274+45), con una sequedad casi siempre superior al 90%.

- Reducción en Peso = 82,32 %.

- Reducción en Volumen = 87,46%.

Valorización económica

Para mantener una sequedad del

La sequedad actualmente obtenida en la deshidratación está en torno al 16%.

La planta recibe un camión casi a

El coste del polielectrolito utilizado es

diario (unos 15-20 camiones al mes).

de 2,75 €/Kg. Actualmente se gasta en

Con la tecnología BTD Advetec XO, el

la planta una media de 525 Kg poli/mes

tráfico de camiones en la planta para

(≈ 1.450 €/mes) para intentar conseguir

llevar el fango a gestión externa se re-

una sequedad del 18%.

duciría enormemente.

La producción aproximada de fan-

Con la tecnología BTD, el consumo

Teniendo en cuenta una reducción

gos de la planta es de 400 tm/mes. Se

de polielectrolito se reduciría, ya que se

produce fango 5 días a la semana, es

ha comprobado que esta tecnología

media de volumen de fango del 85%, se producirían 3,0 m3/día de fango en

decir, aproximadamente 20 tm/día.

puede tratar el fango al 14-16%, no sien-

forma de polvo seco.

BACTERIAS EXTREMOFÍLICAS PARA MEJORAR LA SEQUEDAD DEL FANGO DESHIDRATADO DE DEPURADORA MEDIANTE DIGESTIÓN AEROBIA

Se tardarían 7 días en alcanzar un nivel del 25% en el silo (≈ 21 m3 de resi-

otras labores importantes de opera-

Además, este subproducto puede

ción, conservación y mantenimiento.

ser utilizado como combustible o como fertilizante para uso agrícola por

duo) con lo que, de seguir con la misma pauta de vaciado, se gestionaría un

Posible valorización del residuo

su contenido en materia orgánica, ni-

camión a la semana como máximo.

BTD

trógeno, fósforo y potasio.

Las analíticas han puesto de mani-

El precio medio en la región para la gestión del fango a agricultura es de

Aparte de obtener un residuo más

fiesto que las altas temperaturas al-

unos 10-15 €/tm. Si cada camión

limpio, sin olores y fácil de manejar por

canzadas en el interior, sumado al

transporta 24 tm, el coste aproximado

su sequedad, además se puede plan-

elevado tiempo de residencia, ase-

asociado sería igual a 360 €. Si se

tear obtener un beneficio comercial de

guran un residuo final neutralizado, li-

gestionan unos 16 camiones al mes,

este residuo final, pues se podría valo-

bre de patógenos como E.coli y Sal-

el coste total aproximado ascendería

rizar como fertilizante (libre de patóge-

monella . Se ha obtenido presencia

a 5.760 €/mes.

nos, rico en materia orgánica y NPK), o

de esporas y células vegetativas

como combustible para la industria

Clostridium perfringens , pero siem-

dicha gestión a 4 camiones por mes, lo

por su alto poder calorífico.

pre en concentraciones inferiores a

que hace un total 4 x 24 x 15 = 1.440 €.

En el caso de Clostridium Perfringens han sido analizadas esporas y células vegetativas.

los límites que indica el cuarto borra-

Con la tecnología BTD, se reduciría

Esto supondría un ahorro en coste de explotación superior a 4.300 €/mes (52.000 €/año).

dor de la Directiva del Parlamento Europeo y del Consejo sobre la difusión de lodos en suelos, futura normativa de referencia.

CONCLUSIONES Ahorro en tiempos de personal

Adicionalmente, se ha constatado El proceso ensayado en la EDAR de

una reducción en la materia volátil del

El personal de planta actualmente

Jumilla consigue una gran reducción

fango, con un valor medio del 47,1%,

emplea buena parte de su tiempo en

en peso y volumen del fango genera-

siendo el valor medio de material volátil

controlar la sequedad de trabajo de

do. Además se ha visto notablemente

del fango de alimentación de 85% y de

las centrífugas, y posteriormente, en el

incrementada la sequedad, alcanzado

salida de 75%.

proceso de llenado de los camiones y

valores entre el 80% y el 98%. El resi-

Aunque este resultado es alto y sig-

vaciado de la tolva. Con la tecnología

duo generado es estéril y mucho más

nificativo, este no es un parámetro por

BTD el personal de planta podría dedi-

fácil de manejar para transporte, aco-

el cual se defina este tipo de tecnolo-

car una mayor cantidad de tiempo a

pio o gestión.

gía, ya que generalmente se obtiene menor reducción que con otras tecnologías, como la digestión anaerobia.

No obstante, se debe añadir que la

Tabla 3. Concentraciones medias para su uso como fertilizante

tecnología también genera dos nuevas Materia orgánica (%)

N total (%)

P total (g/Kg M.S.)

K total (g/Kg M.S.)

84,4

8,0

44,73

6,00

corrientes que deben ser tratadas: • Fuerte olor a “mufla” debido a las altas temperaturas de trabajo, siendo necesario incorporar un sistema de trata-

Tabla 4. Concentraciones de patógenos analizados

80

miento de aire mediante filtro de carbón activo o similar.

Muestra Nº

Clostridium Perfringens (UFC/g)

Escherichia Coli (NMP/g)

Salmonella (UFC/25 g.

M.H.)

1

< 10

0

Ausencia

vapor extraído (condensados). Este

2

120

0

Ausencia

caudal de agua puede ser elevado se-

3

< 10

0

Ausencia

gún la máquina y tiene un elevado con-

4

30

0

Ausencia

tenido en nitrógeno. De conducirse a

5

1000

0

Ausencia

6

1800

0

Ausencia

7

< 10

0

Ausencia

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

• Recuperación del agua en forma de

cabecera de planta se requerirá un aporte adicional de aire en el reactor biológico para su tratamiento.

I www.retema.es I

IBEROSPEC I TECNOLOGÍA

Iberospec apuesta por la máxima eficiencia en aireación y agitación ras el sorprendente cierre de la

2015 constituyeron IBEROSPEC S.L.

lumna de agua aireada. Este producto

oficina de Ovivo en España y su

para seguir dando servicio de postven-

cuenta con más de 30 años de expe-

retirada del mercado en la Pe-

ta a los equipos Eimco/Ovivo y poner al

riencia en el mercado y numerosas ins-

nínsula Ibérica, dos de sus em-

alcance de sus clientes la tecnología

talaciones en España.

pleados decidieron continuar en el ne-

más avanzada a través de las empre-

Otro de los equipos con una larga

gocio del tratamiento de aguas.

sas que representan, ofreciendo solu-

lista de referencias, tanto en agua re-

Concretamente, su director general

ciones exclusivas capaces de aportar

Pedro Morate y su director de ventas

un valor añadido, sobre todo, en la me-

sidual urbana como industrial, es el agitador HyperClassic® de la empre-

Agustín Fuentes que a principios del

jora de la eficiencia energética y la re-

sa alemana Invent. El agitador está

ducción del coste operacional.

formado por un gran cuerpo hiperbo-

T

Agitador HyperClassic®

Dentro del abanico de soluciones

loide de composite plástico que trans-

propuestas por Iberospec, destaca el

mite toda la energía hidráulica al fon-

difusor plano de alto rendimiento Aerostrip ® de la empresa austriaca

do de la cuba, creando un patrón de

Aquaconsult. Su membrana de poliu-

sólidos de manera homogénea con un

retano microperforada genera una bur-

bajo consumo energético. Su disposi-

buja ultrafina, mejorando la transferen-

ción con el motorreductor fuera del

cia

agua facilita y reduce las tareas de

de

oxígeno

y

reduciendo

consumos energéticos. El difusor Aerostrip® tiene un bastidor de PVC o

flujo radial que levanta y mezcla los

mantenimiento.

de acero inoxidable de muy bajo perfil que, al ir montado directamente sobre la solera del tanque, maximiza la su-

IBEROSPEC www.iberospec.com

mergencia disponible y, con ello, la co-

Difusor plano de alto rendimiento Aerostrip®

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2018

RETEMA

81

Las actuaciones descritas en el reportaje han sido cofinanciadas por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER)

REPORTAJE

Depuradora de Navia - Coaña e instalaciones electromecánicas de saneamiento, Asturias Daniel Corbacho Vicioso Sacyr Agua I www.sacyragua.com / www.sadyt.com

as actuaciones hidráulicas y

actuaciones contempladas y cofinan-

cución en el Principado de Asturias del

de saneamiento desarrolladas

ciadas por el Fondo Europeo de Desa-

Plan Nacional de Calidad de las Aguas:

en los Concejos de Navia y

rrollo Regional (FEDER) al 80%, en el

Saneamiento y Depuración 2007-2015.

Coaña (Principado de Astu-

Anexo V.A del convenio de colabora-

El citado Anexo V.A recoge las obras

rias) sobre la base del “Pro-

ción entre el Ministerio de Medio Am-

competencia del Principado de Astu-

yecto de Estación Depuradora

biente, la Confederación Hidrográfica

rias no incluidas en la Red Natura 2000.

de Aguas Residuales de Navia-Coaña e

del Norte y el Principado de Asturias,

El objeto principal de la actuación es

Instalaciones Electromecánicas de Sa-

por el que se fija el esquema general de

dar continuidad a las obras previas re-

neamiento”, se incluyen dentro de las

coordinación y financiación para la eje-

alizadas para concentrar las arterías

L 82

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

I www.retema.es I

REPORTAJE I DEPURADORA DE NAVIA - COAÑA E INSTALACIONES ELECTROMECÁNICAS DE SANEAMIENTO

principales de saneamiento de la Ria

las grandes industrias asturianas de la

de Navia con el fin de potenciar el ca-

zona centro. También gestiona los sis-

de alto caudal y que sumados a los 180 m3/h del bombeo de bajo caudal

rácter social, económico y medioam-

temas de depuración del Centro de

hacen un volumen total de 1944 m3/h.,

biental de su entorno.

producción de la Corporación Alimen-

impulsa las aguas residuales y pluvia-

Los trabajos han sido promovidos por

taria Peña Santa (Capsa Foods) en

les procedentes de los Bombeos de

la Junta de Saneamiento del Principado

Siero y las EDAR de los concejos de

Navia, Mohías y Coaña a la nueva es-

de Asturias, que adjudicó la ejecución

Ribadesella, Vegadeo, San Tirso de

tación de tratamiento de aguas resi-

de estos al consorcio formado por las

Abres, Oscos, Grandas de Salime,

duales EDAR Navia-Coaña.

empresas Nemesio Bedia Construccio-

Degaña e Ibias, La Franca, entre otros.

La EBAR de Coaña, con una capaci-

actuaciones dan servicio a una pobla-

DESCRIPCIÓN DE LAS

dad máxima de bombeo de 38,27 m3/h impulsa las aguas residuales y

ción de 17.000 habitantes equivalentes

ACTUACIONES REALIZADAS

pluviales procedentes de la concentra-

nes S.L. y Sacyr Agua – Sadyt. Estas

ción de aguas residuales en la zona

con un caudal medio de tratamiento de 3.400 m3/día mediante el uso de la tec-

Obras para la concentración e

sur del Concejo de Coaña a la esta-

nología SBR (Reactor Biológico Se-

impulsión del agua residual y

ción de bombeo de “El Espín”.

cuencial) para la reducción de materia

pluvial a la depuradora

La EBAR de Mohías, con una capa-

como su desinfección mediante trata-

El aliviadero-bombeo nº1 colector cru-

cidad máxima de bombeo de 449 m3/h, impulsa las aguas residuales y

miento ultravioleta, garantizando su ino-

ce de la Ria de Navia, impulsa las aguas

pluviales procedentes de la concentra-

cuidad para su integración en el entor-

residuales y pluviales recogidas en la

ción de aguas residuales en la zona

no de la Ría de Navia.

margen derecha de la ría, pertenecien-

norte del Concejo de Coaña a la esta-

orgánica y nutrientes en el efluente, así

Esta actuación complementa a las

tes al Concejo de Navia hacia el bombeo

ción de bombeo de “El Espín”.

diferentes actuaciones que el grupo

principal de “El Espín” situado en la mar-

Sacyr está llevando a cabo en el Prin-

gen izquierda de la ría. Con una capaci-

La EBAR de Jarrio, Con una capacidad máxima de bombeo de 252 m3/h,

cipado de Asturias a través de su filial

dad máxima de bombeo de 1.129,5 m3/h para el bombeo de alto caudal y

impulsa las aguas residuales y pluviales aguas residuales del polígono de Jarrio

Asturias, integrado por las Estaciones

que sumados a los 205 m3/h hacen un volumen total de 1.334,5 m3/h.

de Tratamiento de Agua Potable

El aliviadero-bombeo nº2 del “EL Es-

previa rotura de carga en arqueta e in-

(ETAP) de Rioseco y Ablaneda, que

pín” con una capacidad máxima de bombeo de 1764 m3/h para el bombeo

corporación a la red de colectores que

Sacyr Agua que gestiona el sistema de abastecimiento de la zona Central de

dan servicio a 750.000 personas y a

procedentes de la concentración de a la estación de bombeo de Mohías

conducen los caudales a este último.

Imagen 1. Esquema de interconexión entre las diferentes Estaciones de Bombeo, la EDAR y Emisarios

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Septiembre/Octubre 2018

RETEMA

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REPORTAJE I DEPURADORA DE NAVIA - COAÑA E INSTALACIONES ELECTROMECÁNICAS DE SANEAMIENTO

• S.S.T.: 300 mg/l.

La EBAR de Arnelles, con una PARÁMETROS

VERTIDO RÍA

VERTIDO MAR

DBO5 (mg/l)

12

25

• Fósforo total 8 mg/l.

residuales y pluviales proceden-

S.S.T (mg/l)

15

35

• Población equivalente: 17.000

tes de la concentración de la

N-NTK (mg/l)

<5

zona alta de Ortiguera (barrio

NH4 (mg/l)

<2

capacidad máxima de bombeo de 92,8 m3/h, impulsa las aguas

• N-NTK : 50 mg N/l.

hab. (con 60 gr. DBO5/hab. eq.).

de La Capilla) que actualmente

NO3 (mg/l)

<8

Calidad exigida en el

vertían a un sistema de decan-

N total (mg/l)

< 13

agua efluente

tación y filtración situado en el

Coliformes totales (ud/100 ml)

< 500

En función de las característi-

acantilado de Arnelles. Para su

Coliformes fecales (ud/100 ml)

< 100

cas del cauce receptor y de la

incorporación al pozo de bom-

Estreptococos (ud/100 ml)

< 100

reglamentación vigente, se han establecido los límites superio-

beo se ha ejecutado una con-

res de los parámetros que defi-

ducción en PVC de diámetro 400 mm con una longitud de 423m.

nen la calidad del efluente que se

La EBAR de Ortiguera, con una ca-

• Caudal máximo en desbaste de alivio: 2.062,00 m3/h.

pacidad máxima de bombeo de 118,18 m3/h impulsa las aguas resi-

• Caudal máximo en pretratamiento (5xQmedio): 708,33 m3/h.

Característica del fango

duales y pluviales a la EDAR de Navia-

• Caudal máximo en primario y trata-

• Rendimiento reducción volátiles ≥ 40 %

Coaña procedentes del resto de la

miento biológico (2xQmedio): 283,33 m3/h.

• Sequedad tras la deshidratación (%

concentración de Ortiguera a través de la red de colectores. Así mismo se incorporan en esta red de colectores los caudales procedentes del bombeo

• Caudal máximo a incorporar a emisario CEASA: 6.800 m3/día.

muestran en la tabla.

en peso sólidos secos) ≥ 25 % Descripción de las

• Caudal máximo a verter al canal de la ría: 2.062,00 m3/h.

instalaciones

de Arnelles previa rotura de carga.

Estación depuradora de aguas

Cargas contaminantes en el

aguas residuales se ubica en el térmi-

residuales

agua de entrada

no municipal de Coaña, en una parcela de 8.214 m2 situada en la margen

La nueva estación de tratamiento de

Los datos de partida para el dimenCaudales de tratamiento

sionamiento han sido los siguientes:

izquierda de la Ría de Navia entre las

• Caudal medio diario: 3.400 m3/día.

• Caudal medio horario: 141,67 m3/h.

• DBO5: 300 mg/l.

localidades de As Junqueiras al sur y

• DBO5 media diaria: 1.020 kg/día.

Foxos al norte.

84

RETEMA

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REPORTAJE I DEPURADORA DE NAVIA - COAÑA E INSTALACIONES ELECTROMECÁNICAS DE SANEAMIENTO

El agua bruta es incorporada a la

La restitución al medio del agua resi-

EDAR a través de las impulsiones del

dual tratada se realiza mediante conduc-

rencia entre el caudal máximo en llegada (2.062 m3/h) y el caudal máximo del

bombeo del Espín y del aliviadero-

ción de conexión con el emisario exis-

biológico de la EDAR (283,33 m3/h). El

bombeo de Ortiguera.

tente de CEASA. A través de esta

emisario se realiza con tubería de PRFV

Las impulsiones desde el Espín con-

conducción se incorporará el caudal

de 900 mm de diámetro en sus prime-

sisten en tuberías de PRFV de dN700

máximo del biológico de la EDAR (283,33 m3/h). La conducción se realiza

ros metros, pasando después a PVC

para el bombeo de alto caudal y dN250 para el bombeo de bajo caudal

en tubería de diámetro 630 mm de PVC

los últimos 1060 metros antes de su in-

con una longitud de 1.620 metros.

orientado en sus primeros metros, mien-

corporación a la ría de Navia.

orientado de 630mm de diámetro para

La impulsión desde Ortiguera consis-

tras que el último tramo de 400 metros se

te en tubería de PVC-O de dN250 1.250

realiza con tubería de diámetro 250 mm.

metros para una primera parte en pre-

La restitución al medio de las aguas

sión hasta arqueta de rotura de carga y

pluviales y los excesos de caudal pre-

El agua bruta entra en una conduc-

en PVC para saneamiento en dN400

vio tratamiento físico químico se reali-

ción DN500 que se bifurca de manera

con una longitud de 200 metros para

zan a través de cconducción de vertido

simétrica para entrar en las dos líneas

una segunda parte en gravedad desde

al canal de la ría de Navia. A través de

la arqueta de rotura hasta la EDAR.

esta conducción se incorporará la dife-

de pretratamiento, cada una diseñada para 354 m3/h, y formadas por una reja

Pretratamiento

automática de gruesos, de 10mm de paso, montada en un canal metálico, y una planta compacta que comprende un tamiz auto-limpiable de finos de 3mm y un desarenador-desengrasador.

El detritus obtenido en las rejas y tamices se conduce mediante dos tornillos transportadores-compactadores que descargan a sendos contenedores para su posterior evacuación.

El proceso combinado de desarenado y desengrasado se realiza en los tanques longitudinales de las plantas compactas. Las arenas decantan al fondo, donde se encuentra un tornillo transportador horizontal que las envía a la zona de elevado, donde un tornillo inclinado las evacúa hacia la descarga.

Para conseguir la emulsión de las grasas y la separación de las partículas orgánicas que quedan adheridas a la arena se realiza un aporte de aire mediante 2 soplantes, 1 por planta compacta, que proporcionarán un caudal unitario máximo de 70 Nm3/h, con una potencia instalada unitaria de 3,45 kW y difusores de burbuja gruesa.

Al final de cada cuba de desarenado-desengrasado se sitúa un sistema de rasquetas que envían los flotantes a un tornillo transportador común a ambas plantas.

Todas las instalaciones correspon-

86

RETEMA

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TRANSMISORES DE PRESIÓN DE PROCESO VEGABAR 14 CON CELDA DE MEDICIÓN CERÁMICA Con los instrumentos de medición de presión de proceso de la serie VEGABAR se detectan presiones y niveles en líquidos, gases y vapores. Están diseñados también para la aplicación en líquidos químicamente agresivos así como en zonas bajo riesgo de explosión o higiénicas.

Los transmisores de presión de proceso son adecuados idealmente para la detección de presión absoluta o relativa en aplicaciones con formación de condensado o cambios de temperaturarápidos. Además, es posible la medición de la temperatura del producto. También se pueden usar de forma universal y segura para la medición de nivel hidrostática en líquidos o lodos. El pequeño transmisor de presión VEGABAR 14 ofrece máxima fiabilidad y seguridad operativa. El sensor es una solución económica para una variedad de aplicaciones en todos los sectores de la industria.

Entre sus ventajas destaca su bajo coste de mantenimiento gracias a su celda de medición cerámica sin desgaste, la gran variedad de aplicaciones gracias a la gran resistencia de sobrecarga y al vacío de la celda de medición cerámica, y su eficiencia en costes y sus pequeñas dimensiones.

dientes al pretratamiento se encuen-

Para ello se dispone un vertedero ser-

en 4 líneas de reactores biológicos se-

tran alojadas dentro de un edificio el

vomotorizado regulable en función de

cuenciados de depuración biológica

cual se encuentra desodorizado para

la lectura del medidor electromagnético

aeróbia y encuadrados en la modalidad

evitar la transmisión de olores.

en tubería dispuesto posteriormente.

de fangos activos. Cada reactor dispo-

Tratamiento biológico

ne de un volumen útil de tratamiento de 1331 m3. Su funcionamiento se basa en

Regulación, medida de caudal y reparto a tratamiento biológico.

la eliminación de compuestos biológi-

Una vez el efluente ha pasado el pretratamiento se realiza una regulación de

Reactores SBR

bre el caudal admisible en biológico.

camente degradables por un cultivo bacteriano que, durante la etapa de re-

caudal con el fin de aliviar el exceso soEl tratamiento biológico está basado

acción, se encuentra en suspensión en

REPORTAJE I DEPURADORA DE NAVIA - COAÑA E INSTALACIONES ELECTROMECÁNICAS DE SANEAMIENTO

Tratamiento terciario

el líquido. La diferencia con los siste-

Para la aireación se dispone de un

mas de fangos activos clásicos en con-

sistema de difusores de burbuja fina

tinuo, se basa en que en el SBR todas

de 9” repartidos en el fondo del tanque

las operaciones (anoxia, aireación, se-

SBR. En la primera parte del SBR se

paración de los fangos del agua ya de-

dispone de una zona de selector, con

purada, etc) se realizan en un solo tan-

una parrilla independiente.

que, temporizando las secuencias. Las operaciones en este sistema se realizan

Se dispone de 2+1 soplantes de aireación de 1.600 Nm3/h a 0,55 bar de

de forma discontinua, es decir, se llena,

capacidad y una potencia de 45 kW,

micras de paso y una superficie filtrante de 22,40 m2 conseguida con 8

tiene lugar la reacción de depuración y

una para cada pareja de reactores. La

discos.

se vacía. Todo el proceso tiene lugar en

aireación a cada unidad será alternati-

El agua decantada se conduce por

un solo tanque, que realiza las funcio-

va, mediante válvulas automáticas de

gravedad mediante tubería de 350 mm

nes de reactor biológico (anaerobio,

accionamiento neumático. De esta ma-

de diámetro hasta una arqueta donde

anóxico y/o aerobio según nos interese)

nera, las soplantes trabajan de manera

se encuentra semi sumergido el filtro.

y de sistema de separación y recircula-

continua aireando distintos reactores.

Este tipo de filtros no precisa de una

ción de fangos (sustituye a los decanta-

Como sistema de apoyo a la agita-

determinada presión de trabajo, lo que

dores secundarios y flotadores que se

ción, cada reactor dispone de un agi-

conlleva la reducción de costes de ins-

utilizan en sistemas menos desarrolla-

tador sumergible de 5 kW de potencia.

talación y de explotación al no precisar

El tratamiento terciario se diseña para un caudal máximo de 282 m3/h y consta de un filtro de discos de 20

de bombas de alimentación.

dos). Las distintas fases, el número de ciclos y los tiempos se diseñan en fun-

Filtración

Eliminación de fósforo

El agua se filtra de dentro hacia afuera. Una bomba de lavado recoge

ción de los parámetros contaminantes y del rendimiento requerido. Como norma

La desfosforación se realizará par-

el agua filtrada y la introduce a contra-

media, podemos hablar de ocho ciclos

cialmente mediante vía biológica y con

corriente en las telas para el lavado de

diarios de cuatro horas cada uno.

la adición de cloruro férrico en el reac-

estas. El agua de lavado resultante es

tor biológico para realizar la reducción

recogida en una arqueta y bombeada

Sistema de mezcla y aireación

de fósforo por precipitación simultánea.

a cabecera de instalación.

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

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REPORTAJE I DEPURADORA DE NAVIA - COAÑA E INSTALACIONES ELECTROMECÁNICAS DE SANEAMIENTO

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mismas, asegurando con dicha dosis

EMATEC PARTICIPA EN LA DEPURADORA DE NAVIA

el nivel de coliformes fecales exigido: <

La empresa Ematec, Soluciones y Proyectos ha instalado en la Depuradora de Navia los siguientes procesos: • Sistema de extracción y tratamiento de los gases de la Depuradora de Navia con un caudal total de tratamiento de 11.850 m3/h en dos etapas.

• Los puntos de extracción y tratamiento ha sido edificios de pretratamiento y deshidratación, con unos caudales de 7.250 y 4.600 m3/h respectivamente mediante absorción por carbón activo.

• Cubrición del espesador de fangos de la Depuradora de 7 metros de diámetro mediante capota fabricada en su totalidad en material Polipropileno.

• Sistema de almacenamiento y dosificación de cloruro férrico con una capacidad de almacenaje de 10 m3 en un tanque de polietileno de doble pared.

• Sistema de cloración para agua potable formado por un tanque rectangular fabricado en polipropileno , centralita multi paramétrica, sistema completo de dosificación de hipoclorito sódico y bomba de recirculación controlado por un cuadro eléctrico.

integradas durante 24 horas).

100 ufc/100 ml (media de las muestras

Tratamiento de caudales aliviados La línea de tratamiento de caudales aliviados está diseñada para recoger los excedentes de caudal que se presentan en las distintas partes de la E.D.A.R. El caudal máximo de tratamiento es de 1.660,67 m3/h. El caudal máximo hidráulico es de 2.062 m3/h.

La línea de tratamiento de caudales

siendo el caudal máximo de dimensio-

está compuesta por las siguientes

namiento del equipo de UV de 284 m3/h. Se utilizará un canal de desinfec-

operaciones unitarias:

El agua proveniente de la filtración continúa su circulación por gravedad

ción tratando todo el caudal. Las lám-

• Mezcla rápida (2 líneas)

hasta el canal de desinfección ultravio-

paras instaladas, un total de 12 unida-

• Floculación (2 líneas)

leta. La desinfección del agua filtrada

des, permiten asegurar una dosis de 38 mJ/cm2 al final de la vida útil de las

• Decantación lamelar (2 líneas)

Desinfección UV

se realizará mediante rayos ultravioleta,

REPORTAJE I DEPURADORA DE NAVIA - COAÑA E INSTALACIONES ELECTROMECÁNICAS DE SANEAMIENTO

Cámaras de coagulación Se diseñan dos cámaras de mezcla

ción se realiza dentro de la secuencia de

El agua procedente de los vaciados,

cada SBR. Los fangos purgados se en-

drenajes y sobrenadantes se recircula

vian al espesador de gravedad.

a la entrada del reactor biológico, ya que no necesita volver a pasar por el

Como coagulante se utiliza cloruro férrico concentrado al 40 %. Las dosis

Espesamiento por gravedad

una estación de bombeo con capaci-

prevista de FeCl3 es de 35 ppm.

Cámaras de floculación Se han construido dos líneas de floculación.

pretratamiento. Para ello se ha previsto

Para el espesamiento de los fangos

dad suficiente para avacuar el caudal

que se producen diariamente, se ha construido 1 espesador de 172,85 m3

máximo instantáneo de sobrenadantes

con un diámetro de 7,50 m. La alimen-

Agua para riego, limpieza y

tación al espesador se realiza con una

servicios

Como floculante se utilizará polielec-

tubería de 80 mm para los fangos de

trolito aniónico con una dosis prevista

biológico, y una de 65mm para los de

Para el riego, limpieza y dilución de

de 1 ppm de producto sólido. El polie-

pluviales, que entran por la parte su-

reactivos, se reutiliza el agua de salida

lectrolito se prepara a una dilución ini-

perior descargando en la campana

de la planta mediante la instalación de

cial de 0,3 % y se realiza una dilución

central de difusión.

un grupo de presión en la arqueta de agua tratada para poder disponer del

posterior al 0,1 %.

Decantador Lamelar

Bombeo de fangos espesados a

agua a una presión adecuada. El gru-

deshidratación

po consta de 2 bombas, que entran en

Una vez se ha conseguido la flocula-

Para el bombeo de los fangos desde

funcionamiento simultáneo, y suministran un caudal unitario de 20 m3/h. a

ción de los sólidos se procederá a su

el espesador hasta la deshidratación

58 m.c.a. con un calderín de 750 lts.

decantación. Se utilizarán decantado-

se emplean 2 (1+1) bombas de tornillo

res lamelares que permiten reducir con-

helicoidal. Las bombas previstas sumi-

siderablemente la superficie ocupada.

Los decantadores, de dimensiones

nistran un caudal unitario regulable de hasta 6,20 m3/h a 8 m.c.a , accionadas

Se desodoriza el edificio de pretrata-

8,50 m de ancho por 8,10 m de longi-

mediante un motor de 1,50 kW y regu-

miento, edificio de deshidratación, la

tud (en la zona de placas). Las lamelas

ladas mediante un motor - variador.

tolva de fangos deshidratados y el espesador de gravedad. Para ello se han

están fabricadas en PVC, con 1,0 m de altura, consiguiendo una velocidad de Hazen corregida de 1,10 m3/m2/h.

Deshidratación de fangos Se instala 1 centrífuga de 18,5 kW, con

Tratamiento de fangos Producción de fangos biológicos.

Desodorización

instalado dos equipo de desodorización por carbón activo. La instalación consta de 1 ventilador de 5.500 m3/h y

doble variación de frecuencia que permite deshidratar 6,2 m3/h con una con-

1 columna de lavado de 2,0 m de diá-

centración de sólidos secos del 25%.

de las instalaciones permitirá renovar el

metro y 2,50 m de altura. La capacidad

En el proceso biológico, se producen

Para la dosificación de la dilución

volumen previsto un promedio de 10

unos fangos en exceso que hay que ex-

preparada se instalarán 2 bombas de

veces por hora en las zonas de paso y

traer a fin de mantener constante la con-

tornillo helicoidal, 1 en reserva, que pro-

5 veces en tolva y espesador.

centración de sólidos en el reactor bioló-

porcionarán un caudal unitario variable

gico. Se estima una purga del sistema

de 150-480 l/h, mediante un variador.

biológico 854,11 Kg/día, estimando una

Se instalará 1 grupo de preparación au-

concentración de sólidos en los fangos

tomática de la solución de polielectrolito

de 5,86 g/l, resultando un caudal de purga de 145,75 m3/día. Cada reactor

catiónico, de 700 litros de volumen.

Todas las instalaciones correspon-

instalados en rack con SAI de apoyo en

dispone de una bomba sumergible para

dientes a la deshidratación se encuen-

el edificio de control y periferias distri-

extracción de fangos (más una reserva

tran alojadas dentro de un edificio y/o

buidas en los centros de control de mo-

en taller), que sirve asimismo como recir-

se encuentran desodorizadas para

tores, todo ello interconectado a través

culación al selector, con un caudal unitario de 13,80 m3/h a 8,73 m.c.a., con una

evitar la transmisión de olores.

de una red de comunicación de fibra

potencia instalada de 2 kW. La extrac-

Vaciados

90

RETEMA

Control Para el control de proceso se disponen de un sistema de PLCs duplicados

óptica con protocolo de comunicacio-

Septiembre/Octubre 2018

nes ethernet IP.

I www.retema.es I

EN PRIMERA PERSONA I FERNANDO MORCILLO, AEAS a revolución tecnológica que

L

vivimos ha alcanzado todas las áreas de conocimiento y todas las actividades técnicas, incluida, como no podía ser de otra manera, la del sec-

tor del agua urbana. Incluso en la actualidad, se vislumbra la siguiente frontera identificada con la aparición de la inteligencia artificial en cada una de las facetas de nuestra sociedad. Concepto polémico en el que no existe una opinión generalizada, no sólo en si se alcanzará la sofisticación esperada, sino también en la propia definición de la misma.

Sin embargo, la denominada inteligencia artificial, que se conceptualiza mediante algoritmos avanzados de aprendizaje para tareas concretas, es una realidad hoy por hoy. Los campos donde se está desarrollando son dispares y los resultados sorprendentes; ahí están los avances en la conducción autónoma, la corrección de fotografías de manera instantánea o la victoria en Go ante el mejor jugador del mundo, por poner varios ejemplos.

Esta inteligencia artificial, denominada por algunos autores como IA-débil, también es un campo novedoso y de gran utilidad para las empresas de agua, y es el siguiente paso que se debe dar en los sistemas de abastecimiento y saneamiento para perseguir la excelencia en los servicios. La otra inte-

FERNANDO MORCILLO * PRESIDENTE DE AEAS

ligencia artificial a la que los teóricos hacen mención se denomina IA-fuerte y

La digitalización del agua, palanca tractora para la excelencia del sector 92

RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

* Artículo escrito con la colaboración de Andrés Guerra-Librero, ingeniero coordinador técnico de AEAS

I www.retema.es I

EN PRIMERA PERSONA I FERNANDO MORCILLO, AEAS consiste en dotar prácticamente a un

La adopción de automatismos con-

optimizan las funciones de dosificación

sistema de “conciencia”, concepto filo-

trolados, mediante sistemas tipo SCA-

de reactivos o de oxígeno, de manera

sófico a partir del que existe un debate

DA para la gestión de distintos ele-

que, dependiendo del estado instantá-

importante en la comunidad científica.

mentos en plantas industriales para la

neo y de parámetros que miden la efi-

Algunos autores, como Roger Penrose,

producción de agua – ya sea para po-

ciencia, se puede modificar la opera-

la consideran imposible de alcanzar,

tabilizar el agua proveniente de la na-

ción de la planta automáticamente,

por lo menos a partir del acercamiento

turaleza o depurar el agua residual –

consiguiendo un ahorro en material y/o

algorítmico actual y la frontera imposi-

también ha sido un elemento funda-

energía. Además, están siendo desa-

ble de salvar que supone el teorema de

mental para aumentar la eficiencia y

rrollados sistemas de modelización ma-

incompletitud de Gödel. Otros sí consi-

seguridad de estas actividades. Des-

temáticos que simulan distintos pará-

deran que es mera cuestión de tiempo

de los centros de control se puede vi-

metros de las plantas, de modo que los

y de avance por el camino ya iniciado,

sualizar, de manera directa y con gran

gestores responsables tienen una he-

e incluso piden una regulación ante las

definición, el estado de la planta y sus

rramienta que predice lo que luego po-

posibles complicaciones que puedan

valores característicos. En España, el

drán aplicar en realidad, sabiendo de

surgir y el mal uso que se pueda hacer

96% de los dispositivos de una EDAR

antemano una aproximación al resulta-

de esta herramienta, además de

do de esos cambios. Asimismo,

alertar del dilema ético ante el

estos procesos son iterativos y

que se va a encontrar la humani-

están diseñados para mejorarse

dad al hacer despertar un ser creado a partir de su propia capacidad técnica. Veremos.

Pero volvamos al terreno práctico. Hoy por hoy, la digitalización de los procesos en los operadores de agua urbana es universal, tal como demuestra la gran aceptación de algunas herramientas que pasamos a comentar.

Uno de los avances más importantes para la definición y el alcance de las infraestructuras de agua urbana en una ciudad son los Sistemas de Información

“Hoy por hoy, la digitalización de los procesos en los operadores de agua urbana es universal, tal como demuestra la gran aceptación de las herramientas implementadas a día de hoy”

a partir de la comparación entre la simulación y resultado real, por lo que mediante calibración e iteración son capaces de predecir el comportamiento del sistema a futuro de manera muy precisa.

Algo parecido sucede en los modelos matemáticos implementados en las redes de abastecimiento y saneamiento, en los que las ecuaciones que rigen el comportamiento de los fluidos, tanto a presión como en lámina libre, son estudiados e integrados en herramientas SIG. Actualmente, el 92% del total de la red de

Geográficos donde, mediante

abastecimiento y el 50% de la

una herramienta cartográfica, se

red de saneamiento, gestiona-

pueden registrar con detalle los

das por operadores de áreas

elementos más importantes del

metropolitanas, cuentan con un modelo hidráulico3. Así, se con-

sistema. El registro de las caracestán integrados en un sistema SCADA2. De esta manera, se pueden de-

sigue integrar, de un lado la geometría

situación espacial ha sido clave para entender con mayor exactitud la res-

terminar las necesidades que requiere

que están vinculadas a las anteriores y,

puesta hidráulica que proporcionan en

en cada momento dependiendo de las

de otro, la dinámica de fluidos. De esta

determinados momentos y la ventaja de

circunstancias, y la posibilidad de rea-

manera, se consigue obtener en un sis-

obtener un inventario que pueda ser va-

lizar cambios en la explotación al ins-

tema simulado el comportamiento físico

lorado y gestionado. Actualmente, más

tante y sin necesidad de movilizar re-

de la red de abastecimiento o de la de

del 94% de los operadores ─entendien-

cursos extra.

saneamiento.

terísticas de estas infraestructuras y su

de la red y las cuencas hidrográficas

do este porcentaje como el de pobla-

En este sentido, se están desarrollan-

En la actualidad, existe un campo de

ción servida por uno de estos operadores─ tienen integrado un sistema SIG1.

do nuevas ideas para mejorar la gestión

desarrollo que creemos muy importante

como la adopción de algoritmos que

y que está relacionado con la posibili-

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2018

RETEMA

93

EN PRIMERA PERSONA I FERNANDO MORCILLO, AEAS

“El desarrollo tecnológico actual gira en torno a un eje en relación con su implementación en los distintos procesos que gobiernan el ciclo del agua urbana: la anticipación”

94

RETEMA

dad de dotar a las ciudades de elemen-

telectura. A partir del despliegue de

tos de alerta ante situaciones de lluvia

hardware en los contadores de agua y

extrema, incluyendo el cálculo de las

mediante una integración a través de

consecuencias que puedan acarrear las

software de los datos que se generan,

posibles inundaciones. Esto puede con-

se tiene monitorizado el consumo de

siderarse una futura herramienta muy

una ciudad incluso en tiempo real. Esta

útil para la prevención de daños por

evolución va a proporcionar visibilidad

inundación mediante alerta temprana.

sobre la demanda de la red de abaste-

Como se evidencia a partir de la ex-

cimiento y abre un abanico de posibili-

posición de algunos de estos ejem-

dades a los operadores y a las entida-

plos, el desarrollo tecnológico actual

des que ofrecen servicios para

gira en torno a un eje en relación con

gestionar estas tecnologías. En España,

su implementación en los distintos pro-

el porcentaje del parque de contadores

cesos que gobiernan el ciclo del agua

que dispone de telelectura se sitúa en el

urbana: la anticipación. La posibilidad

11,5%, número que creemos aumentará

de saber de antemano las posibles

en los próximos años.

consecuencias de cambios en el régi-

Tampoco debemos olvidar el papel

men de explotación, la aparición de un

que juegan estos servicios en la actual

fenómeno meteorológico imprevisto o

sociedad digital. La interacción con el

un cambio en el comportamiento de la

usuario debe ser ágil y adaptada a esta

sociedad a la que se presta servicio.

nueva etapa. Para ello, la gran mayoría

Siguiendo esta última idea, uno de los

de operadores en España cuenta con

hitos tecnológicos actuales en el ciclo

páginas web donde los usuarios pue-

del agua urbana es el desarrollo de la

den, no sólo consultar información rela-

Septiembre/Octubre 2018

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EN PRIMERA PERSONA I FERNANDO MORCILLO, AEAS

AEAS RADIOGRAFÍA LOS SERVICIOS DE AGUA EN ESPAÑA EN SU XV ESTUDIO NACIONAL DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO

`

AEAS presentó recientemente los principales resultados de la XV edición del Estudio Nacional de Suministro de Agua Potable y Saneamiento en España 2018, elaborado en colaboración con la Asociación Española de Empresas Gestoras de los Servicios de Agua Urbana (AGA). En esta edición, la muestra del Estudio ha alcanzado los 34,2 millones de habitantes.

El documento, que ofrece datos consolidados del sector del agua urbana recogidos en el año 2016, realiza un completo repaso por los datos de estos servicios públicos básicos en España, donde el 73% del agua urbana es de uso doméstico, el 13% se dedica al consumo industrial y comercial y el 14% restante se asigna a otros usos, como pueden ser los municipales o institucionales. Destaca en esta edición un repunte del consumo industrial y comercial después de la disminución que había sufrido este uso en años anteriores.

Como novedad en esta edición del Estudio, se han incluido indicadores relacionados con la estrategia europea sobre economía circular –reutilización de agua y materia orgánica, energía y cambio climático− tanto por su importancia como por el compromiso del sector para minimizar sus afecciones ambientales. Puede consultar el Estudio completo en la web de AEAS: www.aeas.es

cionada con las características del ciclo

los Mecanismos de Acción Social, ins-

como sus puntos de mejora. Todo ello

del agua en su ciudad, sino también rea-

trumento destinado a mejorar la ase-

convierte a estos elementos tecnológi-

lizar gestiones básicas como el reporte

quibilidad de estos servicios a aquellas

cos en una herramienta fundamental

de incidencias, altas o bajas. Uno de los

familias más desfavorecidas. También

para hacer más óptimos y mejores los

objetivos de estas web es convertirse,

les son de utilidad para fomentar y dar

procesos y, en consecuencia, prestar

en poco tiempo, en ventanillas únicas

visibilidad a iniciativas transversales no

mejor servicio a los ciudadanos.

donde los usuarios puedan ser atendi-

necesariamente vinculadas al servicio

dos de manera rápida e intuitiva. Según

que prestan al ciudadano, como son

los últimos datos del sector, el 56% de

actos culturales, encuentros técnicos o

los operadores de los servicios de agua

talleres de formación. En España, el

urbana cuenta con una oficina virtual en

77% de los operadores utiliza las redes

la que se proporciona información sobre sus características básicas, operaciones

sociales como herramienta de comunicación institucional y de seguimiento5.

comerciales (incluyendo lecturas), o domiciliación bancaria y averías4.

sea un campo apasionante, aquellos

Los operadores también están pre-

responsables de los servicios de agua

sentes en los canales de comunicación

urbana deben visualizar siempre el ob-

masivos. El uso de las redes sociales

jetivo real de estas compañías, que no

por parte de los grandes operadores

es otro que el de ofrecer un agua de

es una práctica habitual, siendo aún

calidad al consumidor y devolverla al

una asignatura pendiente en aquellas

medio natural con el mínimo impacto

entidades que gestionan núcleos de

ambiental posible. Por tanto, este obje-

población más pequeños. La utilidad

tivo nunca puede ser desvirtuado por

de estas aplicaciones se relaciona con

tecnologías que en ningún caso son

el grado de interacción con el usuario y

un fin sino un medio; un instrumento

el impacto de sus publicaciones. Mu-

para aumentar la eficiencia y eficacia

chos de ellos usan estas redes para

del servicio prestado al ciudadano.

Es importante resaltar que, aunque

avisar de cortes, obras e incidencias, o

En suma, la transformación digital es-

para publicitar la adopción o mejora de

tá permitiendo a los servicios de agua urbana conocer mejor todos los ámbitos de su actividad y, por tanto, está au-

1,2,3,4,5

XV Estudio Nacional de Abastecimiento de Agua Potable y Saneamiento en España, AEAS

“La transformación digital está permitiendo al sector conocer mejor todos los ámbitos de su actividad y, por tanto, aumentar su capacidad de diagnosticar dónde están sus fortalezas y sus puntos de mejora”

mentando su capacidad de diagnosticar dónde están sus fortalezas así

I www.retema.es I

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RETEMA

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DRINKIA: APLICACIÓN DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN LA POTABILIZACIÓN

Aplicación de la Inteligencia Artificial en la potabilización: Proyecto DrinkIA Lluís Godo-Pla1,2, Pere Emiliano2, Fernando Valero2, Manel Poch1, Hèctor Monclús1 1 LEQUIA I www.lequia.udg.edu • 2ATLL I www.atll.cat

E

ste año uno de los Premios al

doras de agua de una forma integral y

dad de parámetros tecnológicos, am-

Talento Joven para la Gestión

especialmente innovadora.

bientales y económicos que afectan

Sostenible del Agua de la

DrinkIA constituye un avance signifi-

estas instalaciones crea gran incerti-

Fundación Botín ha reconoci-

cativo para hacer frente a la alta com-

dumbre y subjetividad en la toma de

do la labor del Dr. Héctor Monclús de

plejidad de operación de las Estacio-

decisiones. El investigador ha liderado

la Universidad de Girona en el proyec-

nes de Tratamiento de Agua Potable

el desarrollo de un sistema de ayuda a

to DrinkIA, que aplica técnicas de inte-

(ETAPs). A pesar de que existen proto-

la decisión (SAD) que automatiza este

ligencia artificial (IA) a las potabiliza-

colos de actuación, la gran multiplici-

proceso aumentando la eficacia y la

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RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

I www.retema.es I

DRINKIA: APLICACIÓN DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN LA POTABILIZACIÓN

Figura 1: Equipo multidisciplinar ATLL-LEQUIA

DrinkIA parte de la experiencia del grupo de investigación LEQUIA de la Universidad de Girona en sistemas de ayuda a la decisión aplicados a la gestión del agua, y de las necesidades de innovación, automatización y sostenibilidad ambiental de la empresa “ATLL Concessionària de la Generalitat de Catalunya S.A. (ATLL)”.

Se trata, pues, de un proyecto colaborativo de éxito entre universidad y empresa. El equipo de la UdG ha contado, además del Dr. Hèctor Monclús, con el Dr. Manel Poch, la Dra. Montserrat Dalmau y el Sr. Lluís Godo-Pla. Por parte de ATLL han participado en el proyecto el Dr. Fernando Valero, el Sr. Pere Emiliano y todos los expertos, tecnólogos y gestores de las estaciones potabilizadoras involucradas.

robustez de las decisiones, reducien-

Esta complejidad crecerá en el futuro

do a la vez el tiempo de toma de deci-

debido al cambio climático -con más

siones y los costes asociados.

episodios de sequía y lluvias torrenciales-, a los cambios demográficos im-

LOS RETOS DE LA

portantes evidenciando la vulnera-

POTABILIZACIÓN

bilidad de algunas infraestructuras frente a un régimen cada vez más

Las ETAPs proporcionan agua salu-

dinámico del recurso de entrada.

bre, potable y de alta calidad. Aunque

Para ello la Unión Europea ha

existen numerosos procedimientos de

adoptado una propuesta para revi-

calidad y protocolos de actuación. La

sar la actual directiva del agua pota-

operativa de las mismas es compleja

ble estableciendo parámetros de cali-

debido la gran multiplicidad de pará-

dad más restrictivos. Para anticiparse y

metros de tipo tecnológico, ambiental

hacer frente a todos estos cambios, las

o económico generando incertidumbre

ETAPs del futuro necesariamente ten-

y subjetividad en la toma de decisio-

drán que estar dotadas de una alta fle-

nes (Figura 2).

xibilidad y resiliencia.

Figura 1. Logo Proyecto DrinkIA

Figura 3. Concepto comparativo de la ayuda de un SAD en una decisión multi-paramétrica de alta complejidad

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2018

RETEMA

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DRINKIA: APLICACIÓN DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN LA POTABILIZACIÓN

Figura 4: Etapas secuenciales para el desarrollo de un SAD

En los últimos 30 años se han regis-

• Es un SAD pionero ya que incluye un

y/o estadísticos) y herramientas (ad-

trado más de 100 patentes sobre meto-

sistema de control integrado para ETAPs.

quisición y procesado de datos y ope-

dología y herramientas de seguimiento

• Permite una gestión estratégica y es-

ración en tiempo real) para reducir la

y control (sensores y/o sondas) en

tandarizada en la toma de decisiones.

incertidumbre y la subjetividad de los

ETAPs. Si bien en algún caso estas pa-

• Optimiza y objetiva las decisiones

procesos de toma de decisión.

tentes indican cómo gestionar indivi-

mediante un control integrado.

dualmente una operación unitaria de

• Mejora la calidad del agua tratada re-

un SAD que integra las reglas de con-

las ETAPs (pre-oxidación, coagulación,

duciendo los costes de tratamiento.

trol automático en los tratamientos de

floculación, decantación, filtros de car-

• Está alineado con los conceptos de

potabilización con la mejor estrategia

bón activo, filtración por membrana, de-

“economía circular” (reduce las emisio-

operativa de la ETAPs. De este modo,

sinfección), ninguna plantea una ges-

nes y el consumo energético) y de “in-

se mejora la eficacia y se reducen el

tión integrada. Podemos, pues, afirmar

dustria 4.0” (más automatización).

tiempo y la incertidumbre de las tomas de decisión a través de un con-

que en la actualidad no existe o, por lo menos, no se ha descrito ningún tipo de

El proyecto DrinkIA ha desarrollado

DESARROLLO DEL SAD

junto de principios teóricos que dotan estos procesos de “racionalidad”. El

método computacional que dé soporte a procesos de toma de decisión en el

Una de las tecnologías más adecua-

objetivo último es estandarizar, objeti-

tratamiento de aguas potables a un ni-

das para afrontar estos retos son los

var y automatizar la operación de las

vel integrado, abordando todas las

SADs. Los SADs son sistemas inteli-

potabilizadoras.

operaciones y actores implicados.

gentes capaces de integrar diferentes

Para su desarrollo ha sido necesario

tipos de modelos (técnicas de inteli-

un procedimiento secuencial. Aunque

gencia artificial, métodos numéricos

hay diferentes protocolos publicados,

El proyecto DrinkIA es, pues, original e innovador, en tanto que:

98

RETEMA

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I www.retema.es I

DRINKIA: APLICACIÓN DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN LA POTABILIZACIÓN

DRINKIA, GALARDONADO EN LOS V PREMIOS AL TALENTO JOVEN PARA LA GESTIÓN SOSTENIBLE DEL AGUA DE LA FUNDACIÓN BOTÍN

`

La Fundación Botín entregó el pasado mes de septiembre sus V Premios al Talento Joven para la Gestión Sostenible del Agua. Estos galardones, que se enmarcan dentro de las actividades que desarrolla el Observatorio del Agua de la Fundación Botín, contemplan dos categorías diferentes: la primera referente a tecnologías y modelos de gestión que contribuyan a la gestión sostenible del agua y una segunda categoría sobre actuaciones o proyectos educativos que favorezcan la sensibilización sobre la importancia de una gestión sostenible de los recursos hídricos.

Es en la primera categoría en la que Hèctor Monclús Sales, investigador del Laboratori d'Enginyeria Química i Ambiental (LEQUIA) de la Universitat de Girona ha sido premiado por el proyecto DrinkIA. El otro premio en esta categoría fue otorgado a un grupo investigador internacional responsable del desarrollado de un sistema de seguimiento de alta frecuencia que emplea tecnología GPS para monitorizar los mercados informales de agua.

el procedimiento que se escogió para

tos y el conocimiento, para ello fue ne-

datos y codificado el conocimiento se

el desarrollo es el propuesto por el

cesario contar con el apoyo y voluntad

realizó el análisis cognitivo. Este análi-

doctor en Ingeniería Química del gru-

de los expertos del proceso que trans-

sis cognitivo incluyó el uso de diferen-

po LEQUIA de la Universitat de Girona,

mitieron toda su experiencia e indica-

tes herramientas (análisis estadístico,

Manel Poch (Figura 3).

ron los requisitos para que la herra-

minería de datos, aprendizaje automá-

La primera etapa consistió en el

mienta fuese lo más útil posible, a la

tico) que permitieron escoger el mode-

planteamiento del problema donde se

vez que pudiese abarcar todos los

lo (basado en datos o en conocimien-

definió qué respuesta debía dar el

procesos. Esta etapa abarca un tiem-

to) idóneo para el SAD. Finalmente la

SAD, esta etapa se realizó mediante

po de ejecución amplio ya que el obje-

última etapa del desarrollo finalizó con

diferentes reuniones con los expertos,

tivo es codificar y estructurar el cono-

la implementación y validación del

operadores, usuarios y jefes de planta.

cimiento experto en reglas de control y

SAD. Esta etapa, todavía en ejecución,

Posteriormente se adquirieron los da-

supervisión. Una vez adquiridos los

es crucial ya que permite que el SAD

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2018

RETEMA

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DRINKIA: APLICACIÓN DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN LA POTABILIZACIÓN

nivel incluye una diagnosis usando modelos de razonamiento que permiten realizar una propuesta de actuación y finalmente el tercer nivel que supervisa e integra todas las conclusiones derivadas del nivel anterior incorporando datos externos si son necesarios y proponiendo soluciones alternativas si fuera el caso.

Actualmente, el SAD del proyecto DrinkIA está instalado, en modo de pruebas, en las dos potabilizadoras operadas por ATLL: Llobregat (Abrera) y Ter (Cardedeu). Dos grandes instalaciones que proporcionan agua potable a la ciudad de Barcelona y a varios municipios de su área metropolitana; en total, una población de 4,5 millones de habitantes más la industria y los servicios establecidos en la zona. El SAD opera en lazo abierto proponiendo cual sería la mejor estrategia de operación a partir de una valoración Figura 5. Esquema de la estructura jerárquica del SAD DrinkIA

multi-paramétrica. Se consideran aspectos técnicos de la ETAP, la calidad

obtenido proporcione resultados fia-

• DrinkIA ha permitido que los opera-

del agua de entrada, las condiciones

bles y permite depurar posibles erro-

rios tengan más independencia del jefe

actuales del sistema de abastecimien-

res cometidos a lo largo de las etapas

de planta permitiendo que este realice

to, las condiciones meteorológicas, los

de desarrollo.

tareas de supervisión y por lo tanto se

costes operativos y los costes horarios a lo largo del proceso de tratamiento.

Una de las ventajas de los SADs re-

permitirá una optimización de las plan-

cae en su capacidad de justificar las

tillas horarias del personal de planta.

Por otra parte, todo el conocimiento

acciones y la posibilidad de la interac-

• Se ha sistematizado la toma de deci-

científico y tecnológico obtenido me-

ción con el usuario permitiendo que

siones mejorando el conocimiento de

diante el proyecto DrinkIA se ha podido

los SADs tengan una mayor acepta-

los procesos.

difundir en los siguientes congresos y

ción por parte del usuario final que

• La supervisión en continuo de la ope-

jornadas:

otros sistemas o modelos matemáticos

ración de la ETAP permite la modifica-

de caja negra.

ción de consignas en línea con lo que

• 1 presentación oral en el XIII congre-

favorece una mayor calidad del agua

so de la Mesa-Española-de-Tratamien-

tratada.

to-de-Aguas (META2018), junio 2018,

RESULTADOS

León.

Durante el periodo de desarrollo se

Para alcanzar estos buenos resul-

• 1 presentación oral del XVIII Congre-

han superado barreras de tipo tecnoló-

tados es necesario dotar al SAD de

so internacional de la Environmental-

gico (compatibilidad con otras herra-

una estructura que permita integrar

Modelling-and-Software Society, junio

mientas de gestión y automatización) y

diferentes niveles de jerarquía. Para

2016, Toulouse (Francia).

cultural (reticencias iniciales de opera-

ello la operativa del SAD se ha es-

• 1 presentación oral en el IX Congre-

dores y gestores de planta que conse-

tructurado jerárquicamente, donde

so internacional de la sociedad de En-

guimos revertir a través de sesiones de

podemos identificar 3 niveles. El pri-

vironmental-Modelling-and-Software,

formación), pero en términos globales,

mer nivel es el responsable de la ad-

junio 2018, Fort Collins (Colorado-

la valoración es muy positiva y está

quisición y procesado de los datos

USA). Premio a la segunda mejor pre-

avalada por los siguientes resultados:

necesarios para el SAD. El segundo

sentación.

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RETEMA

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I www.retema.es I

TECNOLOGÍA I CATSENSORS

CATSENSORS y KELLER: medir la presión y el nivel en fluídos, sin límites atsensors es una empresa de-

C

dicada a la comercialización de sensores de presión y nivel de la marca Keller AG, el fabri-

cante número uno en Europa.

Hablamos con su Director Comercial, Carles Bianciotto, para conocer de primera mano las líneas maestras de su filosofía de trabajo.

¿Cuándo se creó Catsensors?

Pusimos en marcha la empresa en Abril de 2011, y nos ocupamos de la distribución exclusiva en España de los productos de la firma suiza Keller, líder europeo en transmisores y medidores de presión. ¿A qué perfil de cliente se dirigen?

En realidad, el cliente de nuestra empresa es muy variado, ya que podemos suministrar productos a cualquier industria que necesite medir la presión de fluidos o el nivel. Y eso, en la práctica, es algo que precisa cualquier empresa. Desde fabricantes OEM con los sensores de presión a usuarios finales, con los manómetros digitales. ¿Cuál es su gama de productos?

Nuestra oferta se compone de diversas familias de productos, desde los transmisores de presión a los presostatos electrónicos, pasando por manó-

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I www.retema.es I

CATSENSORS I TECNOLOGÍA

metros digitales, los calibradores y transductores de presión o los sistemas de adquisición de datos de presión, temperatura y conductividad.

También comercializamos los sistemas de software Keller, aplicaciones que permiten obtener y procesar los datos que recogen los diferentes tipos de sensores de la marca. Actualmente podemos monitorizar y controlar desde nuestra oficina los sensores que se encuentren en cualquier lugar del

de sensor que mejor se adapta a sus

¿Cuáles son los objetivos de

mundo, por internet vía e-mail, sms, ftp

necesidades. Es una venta técnica en

futuro de Catsensors?

mediante las redes 2G/3G, 4G o LoRa.

la que la comunicación con el cliente es fundamental para conocer las con-

La intención es crecer y colaborar a

¿Qué aspectos diferencian

diciones de trabajo en las que debe

que el uso de este tipo de sensores en

a Catsensors de sus

funcionar un sensor antes de ofrecerlo

el sector industrial español se sitúe en

competencia?

al cliente.

niveles similares a los de Austria, Holanda o Dinamarca, por citar sólo algunos

Hay dos aspectos que nos definen muy bien. El primero es contar con la

¿Cómo se organiza la logística

países europeos de referencia. También

de suministro?

nos estamos introduciendo desde hace 5 años en el sector del agua, ofreciendo

calidad y la potencia innovadora de los productos Keller, cuyo fundador

Keller tiene una plataforma logística

soluciones completas en la medición de

creó y patentó el sistema de medición

centralizada que se ocupa de enviar

la presión, nivel, temperatura y conduc-

de presión hace 40 años. Desde en-

los pedidos desde Alemania, indepen-

tividad. Pero sobre todo lo que quere-

tonces, Keller se ha caracterizado por

dientemente de si se trata de un solo

mos es hacer ver a los clientes, que con

ir siempre un paso por delante de sus

sensor de 100 euros o de un gran pe-

nuestros productos podemos medir la

competidores, y eso nos ofrece una

dido valorado. Esta manera de funcio-

presión y el nivel en los fluidos sin prác-

gran ventaja.

nar permite eliminar al máximo el nú-

ticamente ningún límite: en cualquier lu-

El segundo factor atañe directamen-

mero de intermediarios y obtener unos

gar y cualquier tipo de fluido.

te a Catsensors, y no es otro que la ca-

precios mucho más competitivos que

pacidad para ofrecer al cliente un ser-

repercuten directamente en el cliente.

vicio absolutamente personalizado y

La empresa tiene un stock muy impor-

rápido, que abarca no sólo el suminis-

tante y, para el resto de productos, el

tro puntual de sus pedidos, sino tam-

plazo estimado de entrega se sitúa en-

bién el asesoramiento acerca del tipo

tre 3 y 4 semanas.

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CATSENSORS www.catsensors.com

RETEMA

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DIGITALIZACIÓN E IOT AL SERVICIO DEL CICLO DEL AGUA EN PEQUEÑOS MUNICIPIOS

Digitalización e IoT al servicio del ciclo del agua en pequeños municipios Juan Luis Sobreira Seoane, Lucía Garabato Gándara, Oscar Brandón Basdediós, Oscar González Represas, Gonzalo Blázquez Gil Instituto Tecnológico de Galicia I www.itg.es

OBJETIVO

de metodologías, técnicas y sistemas

nes conjuntas a través de una colabo-

de información innovadores.

ración eficaz y efectiva entre instituciones de ambos países.

El proyecto “Aquamundam, Solucio-

El proyecto Aquamumdam está fi-

nes para la Gestión integrada y soste-

nanciado por fondos FEDER a través

La ejecución del proyecto ha comen-

nible del agua”, tiene como objetivo la

del Programa de Cooperación Trans-

zado en junio de 2017 y concluirá en

protección medioambiental a través de

fronterizo España – Portugal (POCTEP)

septiembre de 2019. Con un presupues-

la mejora en la gestión del ciclo inte-

y persigue tanto el intercambio de ex-

to de 1.312.779 €, de los cuales el 75 %

gral del agua fomentando su explota-

periencias y conocimientos como el

es cofinanciado por el programa POC-

ción sostenible mediante el desarrollo

desarrollo e implantación de solucio-

TEP, el área de actuación se extiende a

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DIGITALIZACIÓN E IOT AL SERVICIO DEL CICLO DEL AGUA EN PEQUEÑOS MUNICIPIOS

once provincias; nueve de España (A

Web que contribuya a su optimización.

en los que el reto esté en la integración

Coruña, Lugo, Orense, Pontevedra, Lu-

Desde el punto de vista de los benefi-

final o complementaria de la informa-

go, Salamanca, Valladolid, Zamora y

ciarios finales (los ayuntamientos), las

ción disponible sobre una plataforma

Ávila) y dos de Portugal (Alto Minho y

principales acciones del proyecto se

GIS-Web. En función del nivel de digita-

Coimbra). Dentro de esta extensa área

centran en la aplicación de la metodo-

lización existente, se han tipificado cin-

geográfica, el proyecto focaliza sus es-

logía de diagnóstico en doce munici-

co escenarios a los que Aquamundam

fuerzos hacia el segmento de munici-

pios y la implantación de tres pilotos:

da cobertura:

pios cuya población está comprendida

la distribución geográfica de estas

entre los 5.000 y los 20.000 habitantes.

quince actuaciones permitirá la reali-

• Escenario 01, “Infraestructura”: está

Liderado por el Instituto Tecnológico

zación de cuatro diagnósticos y un pi-

definido por aquellos ayuntamientos

de Galicia, el consorcio que desarrolla

loto en cada una de las siguientes áre-

que no disponen de información de la

el proyecto se completa con la Entidad

as geográficas: Galicia, Castilla y

topología digitalizada o, cuando exis-

Pública Empresarial Aguas de Galicia,

León, Alto Minho y Coimbra.

te, está en entornos CAD y no en entornos GIS.

la Confederación Hidrográfica del Due-

En relación al sistema de informa-

ro y la Fundación CARTIF como socios

ción de Aquamundam, su diseño tiene

• Escenario 02, “Modelizado”: está de-

españoles; los socios portugueses son

en cuenta una realidad que es común

finido por aquellos ayuntamientos que

el Instituto Pedro Nunes y la Comuni-

a muchos ayuntamientos de España y

disponen de herramientas GIS y, ade-

dad Intermunicipal del Alto Minho.

Portugal, que se concreta en el hecho

más, disponen de herramientas mate-

de que la digitalización y moderniza-

máticas para el modelizado, bien de

ACTUACIONES DEL

ción tecnológica de los servicios aso-

las redes de distribución de agua po-

PROYECTO: DIGITALIZACIÓN

ciados al ciclo del agua (tanto potable

table, bien de las de saneamiento, o

AL SERVICIO DEL CICLO DEL

como saneamiento) es una necesidad

de ambas.

AGUA

en las poblaciones de uno y otro país a

• Escenario 03, “Servicio”: está defini-

las que se dirige el proyecto.

do por aquellos ayuntamientos que

Desde el punto de vista de la inno-

El sistema de información proporcio-

disponen, además, de información di-

vación, dos de las líneas de actuación

na respuesta, por un lado, a aquellas

gitalizada relacionada con la operativa

se centran en el diseño de metodologí-

poblaciones que no disponen de siste-

del servicio; es decir, aspectos como

as para el diagnóstico y mejora de la

mas de información que den soporte al

los costes, las incidencias del servicio

gestión del ciclo del agua y el desarro-

ciclo del agua; pero también deberá te-

o el estado del mantenimiento de sus

llo de un sistema de información GIS-

ner en cuenta aquellos que sí lo tienen y

infraestructuras.

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DIGITALIZACIÓN E IOT AL SERVICIO DEL CICLO DEL AGUA EN PEQUEÑOS MUNICIPIOS

• Escenario 04, “Monitorización”: está definido por aquellos ayuntamientos que disponen, además, de un parque de sensores y/o scadas con información de los procesos asociados al ciclo del agua; no sólo aquellos relacionados con la potabilización o la depuración, sino también con las redes distribución de agua potable y/o saneamiento.

• Escenario 05. “Misceláneo”: está definido por aquellos ayuntamientos con una combinación heterogénea de todos o algunos de los anteriores. sino también con sus características

formación asociada a las infraestructu-

Ante esta situación, Aquamundam

como, entre otras, los materiales o su

ras con la vinculada al análisis mate-

proporciona una respuesta modular

estado de conservación; además, el

mático del comportamiento de redes

adaptada a cada uno de los escena-

sistema facilita la actualización de este

de distribución de agua potable y/o sa-

rios definidos, tal y como se describe a

tipo de información a través de funcio-

neamiento. Para ello, Aquamundam

continuación.

nalidades destinadas a la importación

cuenta con funcionalidades que permi-

masiva de elementos que emplean fi-

ten la comunicación bidireccional con

• Escenario 01, “Infraestructura”.

cheros geo- JSON (Geographical Ja-

herramientas de modelizado. Esta fun-

Aquamundam proporciona soporte a

vaScript Open Notation), que encap-

cionalidad facilita los procesos de toma

la gestión de infraestructuras; es decir,

sulan en un único fichero tanto la

de decisión; por un lado, al transformar

de la topología de las redes de distri-

información geométrica como la alfa-

información técnica en información vi-

bución de agua, saneamiento y los

numérica.

sual (basada, por ejemplo, en códigos

procesos asociados. En relación a la

• Escenario 02, “Modelizado”. Aqua-

de colores para identificar puntos críti-

topología, permite no sólo conocer as-

mundam está orientado a facilitar la

cos) y , por otro, al poder compartir fá-

pectos relacionados con la ubicación y

unicidad de datos y a facilitar sinergias

cilmente los resultados del modelizado

geometría de los distintos elementos,

y habilitar la comunicación entre la in-

a través de un navegador web.

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DIGITALIZACIÓN E IOT AL SERVICIO DEL CICLO DEL AGUA EN PEQUEÑOS MUNICIPIOS

• Escenario 03, “Servicio”. En este caso, Aquamundam facilita a los usua-

Tabla 1. Aquamundam: Respuesta a las Necesidades de los Municipios

rios la posibilidad de controlar aspec-

AQUAMUNDAM

tos complementarios, pero relevantes,

AGUA POTABLE y SANEAMIENTO

relacionados con los servicios asociados al ciclo del agua; concretamente,

NECESIDAD

SOPORTE - AQUAMUNDAM

• Topología no digitalizada • Topología digitalizada en entornos CAD

• Gestor de Infraestructuras • Importación/Exportación Masiva

• Información Operativa No digitalizada o no centralizada

• Mantenimiento • Incidencias • Costes

miento o la estimación y seguimiento

• Seguimiento y Control de Infraestructuras

• IoT

de los costes de explotación, son algu-

• Análisis de capacidad y puntos críticos de redes

• Conexión bi-direccional software modelizado

nos de ellos.

• Toma de Decisiones

• KPIs

la identificación y seguimiento de incidencias, la definición, planificación y realización de labores de manteni-

• Escenario 04, “Monitorización”. Para este escenario, Aquamundam dispone de un robusto y versátil motor IoT que

• Escenario 05. “Misceláneo”. Gracias

cuenta con la posibilidad de activar las

facilita la monitorización y contribuye a

a las funcionalidades expuestas ante-

funcionalidades necesarias para cada

mejorar el control del funcionamiento

riormente, Aquamundam permite ha-

ayuntamiento y tipo de usuarios.

de las infraestructuras de saneamiento

cer frente a situaciones en las que el

y agua potable; es decir, tanto de los

nivel de digitalización es heterogéneo,

Complementariamente, Aquamun-

procesos de potabilización y depura-

soportando distintas velocidades de

dan cuenta, en todos sus módulos fun-

ción, como de las propias redes de

implantación; es decir, puede dar co-

cionales, con un conjunto de consul-

distribución de agua potable y sanea-

bertura a ayuntamientos que tienen di-

tas, informes, gráficos e indicadores

miento. Se trata, por tanto, de un mó-

gitalizada completamente la red de sa-

que facilitan la toma de decisiones por

dulo diseñado para aprovechar las

neamiento, pero modelizada sólo

parte de los responsables o los acto-

oportunidades del denominado Inter-

parcialmente y, simultáneamente,

res implicados; es importante hacer

net de las Cosas (Internet of Things, o

cuenta con un parque de sensores de

hincapié en las “partes interesadas”

IoT), cuyas características técnicas

caudal y presión de sus redes de dis-

pues Aquamundam tiene en cuenta

son descritas en la última sección de

tribución de agua potable; ante una si-

las implicaciones asociadas a la ges-

este artículo.

tuación como esta, Aquamundam

tión y gobernanza responsable del

DIGITALIZACIÓN E IOT AL SERVICIO DEL CICLO DEL AGUA EN PEQUEÑOS MUNICIPIOS

la necesidad de integrar información de distinta naturaleza: • La suministrada por sensores tecnológicamente avanzados (smart sensors) con capacidades que van desde la minimización del consumo energético, versatilidad en las comunicaciones o la capacidad de procesar e incluso analizar la información antes de su envío, como es el caso del caudalímetro inteligente incluido en la Imagen 1.

• La que está disponible en sistemas scadas de monitorización y/o control de procesos • La que está disponible en otras fuentes externas al propio proceso, como datos climáticos, geográficos (usos del suelo) a los que se puede acceder, por ejemplo, a través de servicios WMS (Web Map Service) o WFS (Web Feature Service).

Desde el punto de vista técnico, el motor IoT de Aquamundam responde al diagrama de bloques de la Imagen 2.

Desde el punto de vista vinculado al almacenamiento de los datos el motor agua; con esta premisa, su diseño mo-

único sistema información de diversas

IoT facilita el alojamiento de los datos

dular está pensado para permitir dis-

fuentes para poder así tratarlo, bien

tanto en entor nos estructurados

tintos privilegios de acceso tanto a los

con técnicas estadísticas tradicionales

(SQL), más tradicionales, como en en-

responsables del servicio como a ter-

o con técnicas de análisis avanzado

tornos no estructurado ( NoSQL); esta

ceras partes (stakeholders).

y/o inteligencia artificial; en este domi-

característica facilita el almacenamien-

nio el proyecto se enfrenta, por tanto, a

to no sólo de información numérica, si-

IOT EN AQUAMUNDAM Como se ha comentado anteriormente, algunos ayuntamientos disponen de un parque de sensores o fuentes de datos con información sobre variables de los distintos procesos del ciclo del agua o tienen definida una estrategia o un plan de actuación en este ámbito; es decir, con datos de procesos de potabilización, depuradoras, estaciones de bombeo o de las propias redes de distribución o de agua potable o de saneamiento.

En este contexto, el objetivo de

Imagen 1.- Instalación del caudalímetro inteligente Wetnet. (Cortesía de BRE Elettronica S.r.l., Italia)

Aquamundam es el de aglutinar en un

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DIGITALIZACIÓN E IOT AL SERVICIO DEL CICLO DEL AGUA EN PEQUEÑOS MUNICIPIOS

no también imágenes, vídeos o capas de información geográfica; esta arquitectura permite, además, hacer frente al tratamiento de grandes series históricas de datos facilitados por decenas o cientos de miles de sensores desplegados, por ejemplo, en redes de distribución de agua potable (caudalímetros,

analizadores

de

redes,

contadores inteligentes) que son, cada vez, más frecuentes tanto en ciudades europeas como en ciertas áreas del sudeste asiático y América del Norte.

El motor IoT de Aquamundam cuenta, por tanto, con un núcleo o core compuesto por controladores, servicios y modelos de gestión de almacenamiento y acceso a datos que pueden estar almacenados en entornos

Imagen 2.- Diagrama de Bloques del Motor IoT del Sistema de Información Aquamundam

estructurados (SQL) o no estructurados (NoSQL); adicionalmente, este núcleo permite la posibilidad de trabajar

AQUAMUNDAM

en un mismo sistema de información

en entornos alojados en la nube; com-

VALOR AÑADIDO

(infraestructuras, planificación y estado de mantenimiento y conservación o

plementariamente, dispone de conec-

costes, entre otros).

tores bidireccionales con herramientas

El esfuerzo llevado a cabo en Aqua-

de cálculo avanzados como R o Ma-

mundam está orientado, en definitiva,

• Versatilidad, robustez y capacidad

tlab, lo que facilita el desarrollo de fun-

a mejorar la gestión del ciclo integral

IoT, que permite capturar, procesar y

cionalidades basadas, entre otros, en

del agua poniendo a disposición de

analizar pequeños y grandes y hetero-

técnicas de inteligencia artificial.

Diputaciones, pequeños y medianos

géneos volúmenes de información

La capacidad y versatilidad para

municipios y gestores público priva-

desde sensores, scadas y otras fuen-

recopilar información del motor IoT

dos de agua potable y saneamiento un

tes de datos, gracias a una arquitectu-

está basada en una colección de ser-

sistema de información que les ofrece

ra que soporta almacenamiento en ba-

vicios REST (Representation State

el siguiente valor añadido:

ses de datos SQL y NoSQL.

vaScript Open Notation), que permi-

• Soporte a distintos procesos de toma

Información Adicional

ten la conexión con los distintos dis-

de decisión relacionados con la ges-

positivos

las

tión y gobernanza del ciclo del agua

En la dirección www.aquamundam.eu se en-

instalaciones de tratamiento de agua

como son la decisión de abordar inver-

cuentra información detallada acerca del

en las redes de distribución (Scadas,

siones en función del estado de con-

proyecto y sus actividades.

PLCs, data loggers, sensores y otros),

servación de las infraestructuras, el

a través de la incorporación de proto-

número y/o tipología de incidencias o

colos CoaP (Constrained Application

de los puntos críticos de las redes de

Protocol), MQTT (Message Queue Te-

distribución, entre otros.

lemetry Transport) y SWE (Sensor

• Acceso compartido y personalizado

Web Enable).

a información sobre el ciclo del agua a

Transfer) sobre mensajes JSON (Ja-

existentes

en

Por último, el motor IoT incorpora la

través de navegadores web (en fun-

posibilidad de conectarse a servicios

ción del rol de cada usuario y organi-

abiertos tipo WMS (Web Map Service)

zación).

o WFS (Web Feature Service) u otras

• Disponibilidad de información técni-

fuentes open data.

ca y operativa sobre el ciclo del agua

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RETEMA

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TECNOLOGÍA I KSB

FlowManager, la app de KSB que simplifica el funcionamiento de las bombas

L

ve y es compatible con dispositivos

Otra nueva característica es la cone-

IOS y Android. Está disponible para su

xión Bluetooth externa, que permite la

descarga desde iTunes Store y Google

comunicación inalámbrica con los dis-

Play Store de forma gratuita.

positivos a través de un Smartphone,

Las funciones principales de la apli-

Tablet u ordenador portátil. La cone-

cación se pueden resumir bajo los tér-

xión no tiene que estar integrada en

minos funcionamiento y monitorización.

los dispositivos. En cambio, se puede

La aplicación muestra el punto de tra-

conectar externamente a la interfaz de

bajo actual y proporciona acceso a to-

servicio de los dispositivos. La cone-

dos los parámetros clave, alertas y ad-

xión también tiene una interfaz adicio-

vertencias, así como registros de

nal para un cable mini-USB (para la

tendencias. También tiene un asistente

comunicación con un ordenador portá-

de puesta en marcha para control de

til o para cargar la batería) así como un

circuito abierto, control de presión de

botón "encendido / apagado" para fun-

a aplicación KSB FlowMana-

impulsión y de presión diferencial. Los

cionamiento de ahorro de batería o pa-

ger, se puede usar para operar

parámetros seleccionados se pueden

ra cambiar entre Bluetooth y modo

y configurar los sistemas de

guardar, administrar y enviar.

USB. Dos LED integrados indican los

velocidad variable PumpDrive

Además, cuenta con una vista adi-

2 y PumpDrive 2 Eco. También se pue-

cional que permite la edición de los

de usar para ajustar la velocidad fija de

parámetros del motor para ajustar la

MyFlow Drive al punto de funcionamien-

bomba a los requisitos del sistema. En

to óptimo. La nueva aplicación KSB

combinación con MyFlow Drive, la

FlowManager presenta todas las fun-

aplicación permite el ajuste posterior

ciones básicas familiares de versiones

del punto de trabajo de la bomba me-

anteriores de la aplicación MyPump Dri-

diante un recorte virtual del impulsor.

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RETEMA

Septiembre/Octubre 2018

modos de funcionamiento y el estado de la batería.

KSB www.ksb.com

I www.retema.es I

ASCONTROL, LA NUEVA HERRAMIENTA DE CONTROL E IDENTIFICACIÓN DE FILAMENTOSAS EN DEPURADORAS

ascontrol, la nueva herramienta de control e identificación de filamentosas en depuradoras María José Tárrega Martí, Ángela Baeza Serrano, Tatiana Montoya Martínez, Vicente Fajardo Montañana, Gloria Fayos Miñana Global Omnium I www.globalomnium.com

L

a mayor parte de las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) tienen sistemas

biológicos aerobios de fangos activados para el tratamiento del agua residual. Este fango se encuentra compuesto mayoritariamente por bacterias que, bajo unos parámetros de operación determinados, degradan los contaminantes del agua residual. En ocasiones, se produce una proliferación elevada de un determinado tipo de microorganismos que se agrupan bajo la denominación de bacterias filamentosas. La presencia de determinados morfotipos de bacterias filamentosas puede dar lugar a un abultamiento del fango, conocido como “bulking, impidiendo una correcta sedimentación del mismo, normalmente detectada en la decantación secundaria. Este fenómeno, con una frecuencia de ocurrencia en EDAR de hasta en el 50% de éstas tanto de forma temporal como permanente, tiene como consecuencias más destacadas la disminución de la calidad del efluente por una

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ASCONTROL, LA NUEVA HERRAMIENTA DE CONTROL E IDENTIFICACIÓN DE FILAMENTOSAS EN DEPURADORAS

de sedimentabilidad que presenta su crecimiento descontrolado. Para ello, se realiza tradicionalmente su identificación mediante microscopía óptica o utilizando tinciones, como Gram, Neisser, tinción de PHB (poli β-hidroxibutirato) o el test del azufre. Uno de los principales inconvenientes del uso de estas técnicas para el control de los diferentes morfotipos de filamentosas es que precisan de mucho tiempo y de personal especializado entrenado en las técnicas de detección e identificación de las diferentes especies.

Con el objeto de facilitar la identificación de las especies de filamentosas y así conseguir un control más eficaz de su proliferación, Global Omnium, dentro de un proyecto cofinanciado por los Fondos FEDER, ha desarrollado una herramienta que facilita su identificación, incluso para personal no especializado. Esta herramienta es el software ascontrol (Figura 1), que es una aplicamala separación de los microorganis-

o carga másica baja, entre otros. Estas

ción interactiva en soporte web con

mos y el agua y la pérdida de fango en

condiciones de operación favorecen el

una programación basada en un algo-

el sistema por disminución de biomasa

crecimiento de las bacterias filamento-

ritmo dicotómico ponderado, que per-

recirculada al reactor biológico.

sas, vinculándose cada morfotipo con

mite identificar las diferentes especies

una o varias causas determinadas.

de filamentosas de forma rápida y sen-

Este tipo de microorganismos también tienen la capacidad de formar es-

La detección precoz de las bacterias

cilla, mediante preguntas ilustradas

pumas, generalmente observadas en

filamentosas en las fases en las que su

con imágenes características en las

el reactor biológico. Este efecto es co-

abundancia todavía no es excesiva es

que el usuario sólo tiene que contestar

nocido como “foaming”, y produce la

fundamental para evitar los problemas

“sí” o “no”.

acumulación de los microorganismos en la superficie, fenómeno que se ve

Figura 1 Interfaz ascontrol

favorecido por los sistemas de aireación y la presencia de grasas. Estas espumas son bastante persistentes por su gran consistencia, pudiendo llegar a ocasionar, en el caso que se presenten en el decantador secundario, malos olores en los meses calurosos.

Las características físicas y químicas del agua residual afluente, como fluctuaciones en caudal y concentraciones o vertidos, o las limitaciones de diseño de la EDAR (cortocircuitos o un mal mezclado) suelen conllevar una operación de la planta con una baja concentración de oxígeno, déficit de nutrientes

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ASCONTROL, LA NUEVA HERRAMIENTA DE CONTROL E IDENTIFICACIÓN DE FILAMENTOSAS EN DEPURADORAS

El algoritmo dicotómico ponderado formula una serie de preguntas en función de las categorías seleccionadas por el usuario que atienden a la técnica utilizada para su identificación. Las categorías posibles son microscopía, si las muestras obtenidas del sistema se observan bajo microscopía óptica, y tinción, en el caso que se tiñan las bacterias con las tinciones Gram, Neisser o la tinción de PHB. Mientras se está respondiendo a las preguntas de la aplicación, ésta muestra un listado de las posibles bacterias que permite, navegando encima de

Figura 2 Ejemplo de utilización ascontrol

los nombres, tener acceso a una imagen y una pequeña descripción del morfotipo, de modo que se facilita su identificación (Figura 2).

Una vez identificada una especie de filamentosa presente en el proceso biológico, la aplicación devuelve una serie de recomendaciones para su control y subsanación, a fin de evitar su proliferación. Toda esta información se recoge en una ficha específica para cada uno de los morfotipos conocidos de filamentosas. Estas fichas contienen, además de las indicaciones para su control, las causas de aparición y las alteraciones

Figura 3 Módulo de causas y actuaciones de bacterias filamentosas

que producen sobre el proceso, el macroflóculo, la V30 y sobre el índice volu-

ción tras identificación de las bacterias

de control comunes a ellos para facili-

métrico de fango, una descripción del

filamentosas y son específicas para ca-

tar su control (Figura 3). Otra situación

morfotipo acompañado de una serie de

da uno de los morfotipos, basándose en

que puede darse es que se identifi-

imágenes que permite identificarlo de

la ecología y ecofisiología de la especie

quen varios morfotipos en la muestra,

forma sencilla y rápida con todas las

o especies implicadas. Para varios de

por lo que para reducir su población

respuestas a tinciones. Además, se

los morfotipos existe más de una medi-

es necesario ver qué causas y qué ac-

presentan algunos datos de interés, co-

da correctora a llevar a cabo para su

tuaciones son comunes a ambos mor-

mo es la actividad biológica, en qué

control, teniendo que ser seleccionada

fotipos para no favorecer el crecimien-

parte del proceso se puede detectar o

la más idónea por el explotador de la

to de ninguno de ellos. En el caso que

si se confunde habitualmente con algún

EDAR teniendo en cuenta las caracterís-

las medidas correctoras sean antagó-

otro morfotipo y la clave para diferen-

ticas propias de su instalación.

nicas, la herramienta ascontrol es ade-

En paralelo a la aplicación de identi-

cuada para elegir las actuaciones que

Al margen de la identificación de los

ficación, y debido a que en muchas

desfavorezcan el crecimiento de aquel

diferentes morfotipos de filamentosas

ocasiones los factores que controlan a

morfotipo más abundante.

para personal no especializado de for-

un morfotipo son los que pueden ha-

A pesar de aplicar medidas correc-

ma rápida, la aplicación es una eficaz

cer proliferar a otro, la herramienta dis-

toras específicas indicadas para el

herramienta para determinar las medi-

pone de una pestaña que permite se-

morfotipo presente que causa un pro-

das correctoras a aplicar en la EDAR.

leccionar varios morfotipos y devuelve

blema determinado en la EDAR, la re-

Estas medidas se indican en la aplica-

las causas de aparición y mecanismos

versión de la situación no es rápida, ya

ciarlos, entre otros.

114

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I www.retema.es I

ajustan al máximo a las muestras que pueden observarse en EDAR. Una vez concluido el desarrollo del programa y con el objeto de asegurar su replicabilidad, se han realizado pruebas con resultado satisfactorio de identificación de los diferentes morfotipos utilizando muestras provenientes de varios puntos de EDAR e imágenes bibliográficas por parte de personal especializado experto en la identificación de bacterias filamentosas y personal no especializado, deFigura 4 Módulo de selección de condiciones del proceso

mostrando así tanto la funcionalidad de la aplicación como la sencillez en el proceso de identificación de bacte-

que hay que tener en cuenta la propia

La aplicación dispone además de un

inercia biológica del sistema. Por este

módulo de selección de condiciones

motivo, una detección temprana de la

del proceso que devuelve los microor-

A modo de conclusión, la posibili-

presencia estas bacterias es funda-

ganismos filamentosos que pueden

dad de identificación precoz de bac-

mental para que el efecto de las medi-

verse favorecidos por las mismas. Este

terias filamentosas de una forma rápi-

das correctoras sea rápido y eficaz. En

módulo es también muy útil cuando

da y eficaz por parte de personal no

este sentido, la facilidad de acceso a

han sucedido eventualidades no con-

especializado hace de la aplicación

la aplicación ascontrol, que se realiza

troladas en el proceso, como puede

ascontrol una herramienta muy útil pa-

a través de un soporte web mediante

ser un vertido. Así, se pueden aplicar

ra el control de episodios de “bulking”

un usuario y contraseña que permite

las medidas correctoras indicadas en

o “foaming” en EDAR, sobre todo

su uso en cualquier dispositivo con ac-

la aplicación para evitar la formación

cuando han sucedido eventualidades

ceso a internet, reduce sensiblemente

de “bulking” o “foaming” (Figura 4).

incontroladas en el proceso. Asimis-

rias filamentosas.

el tiempo necesario para un diagnósti-

Otra de las ventajas que presenta

mo, ascontrol permite incorporar el

co sobre el estado del sistema en ope-

ascontrol es que para su desarrollo se

análisis y la identificación de estas

ración y aplicar una medida de control

han utilizado muestras provenientes

bacterias en las analíticas habituales

y corrección en caso que sea necesa-

de EDAR en funcionamiento, con lo

que se realizan en estas instalaciones,

rio. Además, el acceso remoto permite

que se han optimizado las preguntas

lo que supone un gran avance en la

el uso de la última versión disponible

que realiza el programa y las imáge-

prevención de las mencionadas pato-

de la aplicación sin tener que actuali-

nes que muestra la herramienta para

logías causadas por bacterias fila-

zar físicamente el programa.

orientar al usuario de forma que se

mentosas en EDAR.

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Septiembre/Octubre 2018

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