DINAMARCA: Se necesitan cantidades enormes de energía para proporcionar agua y saneamiento a las personas. Este reto no hará más que aumentar a medida que el mundo evolucione y las poblaciones sigan creciendo. Hoy en día, las soluciones rentables y energéticamente eficientes pueden reducir enormemente el consumo de energía en el sector del agua, sobre todo en las plantas de tratamiento de aguas residuales.
En Aarhus, Dinamarca, la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) de Marselisborg ha instalado convertidores de frecuencia para aumentar la eficiencia energética, así como para generar energía a partir de lodos. Ahora produce mucha más energía de la que necesita para tratar las aguas residuales de las 200.000 personas a las que presta sus servicios.
De hecho, la PTAR de Marselisborg produce tanta energía que también puede cubrir la energía necesaria para el suministro de agua potable. Por lo tanto, la PTAR de Marselisborg ofrece un camino hacia un sector del agua energéticamente neutro y muestra cómo desacoplar la energía del agua.
El tratamiento de aguas residuales requiere procesos que consumen mucha energía y funcionan durante todo el día. La energía se utiliza para bombear agua a través de las alcantarillas y hacia las plantas de tratamiento, donde se utilizan grandes cantidades de energía en los depósitos de aireación, en el funcionamiento interno de las bombas y en el tratamiento de lodos.
Las plantas de tratamiento de aguas residuales tienen un gran potencial para producir energía, tanto en forma de electricidad como de calor.
Para reducir el consumo de energía y mejorar la producción de energía, casi todos los equipos de la zona de captación de Marselisborg que utilizaban un motor eléctrico estaban equipados con convertidores de velocidad variable, 125 en total. Los convertidores de frecuencia ofrecen la capacidad de control que ayuda a garantizar la cantidad justa de energía necesaria para un rendimiento óptimo y contribuye a ofrecer un mejor equilibrio de lodos, mejorando así la producción de energía.
Junto con 125 convertidores de frecuencia, normalmente VLT® AQUA Drive, se monta una serie de sensores en línea en toda la PTAR. Proporcionan información fundamental en tiempo real, lo que permite calcular automáticamente los valores de consigna de los convertidores. Como resultado, la PTAR de Marselisborg obtiene un funcionamiento de alta eficiencia energética.
La planta también genera energía a partir del biogás producido a partir de las aguas residuales domésticas. Los lodos se extraen de las aguas residuales y se bombean a los digestores. Estos producen biogás, principalmente metano, que luego se quema para producir calor y electricidad.
Esto implica que:
El balance energético en la zona de captación de Marselisborg es del 100 % de media, pero fluctúa por encima y por debajo de este nivel a lo largo de las estaciones y los años. Al generar energía basada en lodos, debemos establecer expectativas a un nivel realista: para estos procesos biológicos, con volumen de entrada variable, contenido y química ocasionalmente impredecible, siempre se producirán variaciones naturales en la producción y el consumo de energía.
Es importante tener en cuenta que la planta no recibe energía de instalaciones solares o eólicas. Tampoco se suplementa con mantecas, aceites y grasas (GAG) de la industria alimentaria, ni con lodos de otras plantas. La entrada de aguas residuales procede de una red de alcantarillado combinada. Toda la energía que genera la PTAR de Marselisborg procede de aguas residuales domésticas normales, lo que supone el 90 % de la carga de entrada.
La PTAR de Marslisborg funciona de forma fiable, con un retorno de la inversión (ROI) de 4,8 años. El 70 % de las mejoras se obtiene implementando un mejor control de procesos. Para esta y otras instalaciones, el retorno de la inversión ha sido inferior a 3 años.
Para obtener más información sobre la integración del sector y la optimización energética en el sector del agua, lea el artículo técnico aquí.
Estos convertidores se han diseñado para proporcionar el máximo nivel de rendimiento a las aplicaciones de agua y aguas residuales accionadas por motores de CA.
Más información sobre el producto
Dado que los procesos de tratamiento de aguas y aguas residuales representan el 4 % del consumo global de electricidad, es vital que la reducción del consumo de energía se centre en el tratamiento de aguas residuales industriales y domésticas.
Los convertidores de frecuencia de Danfoss controlan la velocidad de los motores en una amplia gama de aplicaciones de bombeo, soplado, mezclado y deshidratación de lodos para aumentar el rendimiento y aportar valor añadido, al tiempo que se ahorra en energía y costes.
Los convertidores de frecuencia VLT® AQUA Drive instalados recientemente en la planta de tratamiento de agua de Chertsey de Affinity Water proporcionan un ahorro de más de un tercio de millón de libras esterlinas en costes operativos.
El uso de convertidores de frecuencia en equipos giratorios de la planta de tratamiento de aguas residuales crea una producción neta de electricidad y calor y reduce su huella de carbono en un 35 %.