La eficiencia energética puede ayudar a satisfacer la sed de agua del mundo

La ONU estima que más de dos mil millones de personas no tienen acceso a agua potable y más de cuatro mil millones de personas no tienen acceso a servicios sanitarios seguros. El Día Mundial del Agua 2023 es una oportunidad para reflexionar sobre los pasos que debemos dar para alcanzar el sexto Objetivo de Desarrollo Sostenible de la ONU: “Garantizar la disponibilidad y la gestión sostenible del agua y el saneamiento para todos”.

Vale la pena considerar la economía del procesamiento del agua y de las aguas residuales. Estos sectores actualmente consumen mucha energía y consumen aproximadamente el 4 por ciento de la electricidad total del mundo. El alto consumo de energía eleva los costos. En promedio, los costos de energía representan el 45 por ciento del costo del agua potable.

Por lo tanto, hacer que el procesamiento de agua y aguas residuales sea más eficiente desde el punto de vista energético es clave para extender estas necesidades a más personas. Al mismo tiempo, un menor uso de energía reduce la huella de carbono y los costos operativos del sector: todos se benefician.

Todos los procesos del sector (desde el tratamiento del agua hasta el transporte, el tratamiento de aguas residuales y la desalinización) dependen del bombeo. Afortunadamente, existe tecnología que reduce significativamente la cantidad de electricidad que requiere el motor de la bomba para generar el mismo rendimiento.

Tanto los motores existentes como los nuevos pueden equiparse con un variador de velocidad (VSD). Esto aumenta la eficiencia energética al ajustar la velocidad y el par del motor para cumplir con precisión los requisitos del proceso.

Sin accionamiento, un motor funciona a máxima velocidad todo el tiempo y la velocidad del flujo se controla acelerando; es como conducir un automóvil manteniendo un pie en el acelerador y usando los frenos para controlar la velocidad. Con un accionamiento, el motor funciona exactamente tan rápido como sea necesario, normalmente muy por debajo de la velocidad máxima. Esto permite mejoras significativas en la eficiencia energética, a menudo hasta el 30 por ciento y, a veces, incluso más.

Las instalaciones de agua y aguas residuales también pueden mejorar su eficiencia energética seleccionando los motores más eficientes. Muchos países utilizan las clases de eficiencia de motores establecidas por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). Estas clases van desde IE1 a IE4. Cada aumento en el número de IE, como de IE3 a IE4, representa una disminución del 20 por ciento en las pérdidas de energía, lo que significa que el motor es más eficiente.

A partir de julio de 2023, el reglamento de Ecodiseño de la UE exigirá una eficiencia mínima de IE4 para muchos tipos de motores en nuevas instalaciones y actualizaciones. Esto convierte a Europa en la primera región del mundo en exigir la eficiencia de IE4, y seguramente otras seguirán sus pasos.

La tecnología de motores de reluctancia síncrona (SynRM) va un paso más allá al lograr una eficiencia IE5. Están diseñados para funcionar como una solución de paquete con VSD y son significativamente más eficientes que los motores más antiguos. Por ejemplo, reemplazar un motor IE2 existente con un paquete de motor-accionamiento SynRM ofrece hasta un 50 por ciento menos de pérdidas de energía.

Los eficientes motores de ABB están diseñados para ser reemplazos directos de modelos más antiguos, por lo que la actualización suele ser sencilla. Además, el ahorro de energía generará un rápido retorno de la inversión. Normalmente, en meses en lugar de años.

Los operadores de una planta de tratamiento de aguas residuales en Bocholt, Alemania, pretendían mejorar la eficiencia de sus instalaciones para reducir sus emisiones de carbono. Identificaron las bombas como la mejor oportunidad para reducir el uso de electricidad y reemplazaron los motores con paquetes de motor IE5 SynRM.

Durante la renovación, también mejoraron la geometría del impulsor de las bombas para mejorar su eficiencia mecánica. La planta todavía limpia 108.000 metros cúbicos de aguas residuales cada día, pero ahora utiliza un 40 por ciento menos de energía.

En otra parte de Alemania, en Württemberg, una planta de tratamiento de agua se encarga de ablandar el agua potable. El proceso requiere compresores que consumen mucha energía, pero la instalación los alimenta mediante motores IE5 SynRM combinados con VSD. Combinada con otras medidas de ahorro de energía, la planta redujo su uso de energía en un 32 por ciento en sólo un año.

Mientras tanto, en el Sinaí, Egipto, la planta de tratamiento de aguas residuales más grande del mundo también se fijó audaces objetivos de eficiencia. La planta de Bahr El Bakar utiliza 20 motores IE4 de alta eficiencia, cada uno de ellos combinado con un VSD. Procesa aguas residuales agrícolas para producir 5.600.000 metros cúbicos de agua tratada cada día. Además de permitir que la planta utilice menos electricidad, estos motores también mejoran la fiabilidad de las bombas.

Hoy en día, hay miles de millones de personas sin acceso a los servicios de agua y saneamiento que muchos de nosotros damos por sentado. Por supuesto, existen otros desafíos para lograr esto más allá de la eficiencia. Sin embargo, la eficiencia energética es un paso clave para procesar el agua de una manera rentable y ambientalmente sostenible.

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