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TÉCNICAS DE GESTIÓN DE REDES DE AGUA
PARA REGADÍO
Girona 20 Marzo 2013
AQUALOGY, GRUPO AGBAR Y SUEZ ENVIRONNEMENT
• El Grupo Agbar es el principal operador del ciclo integral del agua en España y tiene como principales accionistas a la Caixa y Suez Environnement, segunda mayor empresa de agua del mundo
28 millones
de personas
servidas
Desde1867
144 años
de experiencia
Actividad en 15 países
Adaptación a las
necesidades del cliente
3.268 millones de
euros cifra de negocios
global
580 millones inversión
agregada
3.500Clientes industriales
16.383 profesionales
INTRODUCCION
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MÉXICO (2001)(Saltillo)724,624 inh.
REINO UNIDO (2006)(Bristol)1,153,839 inh.
COLOMBIA (1994)(Cartagena de Indias)926,778 inh.
CHILE (1999)(Santiago)
6,227,267 inh.
ESPAÑA (1867)13,250,582 inh.
ALGERIA (2007)(Oran)1,443,000 inh.PERÚ (2010)
(Lima)8,000,000 inh.
USA(Atlanta)
BRASIL
TURQUÍACUBA (1994)
(Havana, Varadero)1,129,713 inh.
INTRODUCCION
PRESENCIA EN EL MUNDO
AQUALOGY COMO INTEGRADOR DE SERVICIOS Y TECNOLOGÍA
Aqualogy es agua, por lo que la gestión de cualquier aspecto relacionado con el agua se encuentra en el ADN de la organización
• Aqualogy es la marca del Grupo Agbar que refuerza su compromiso empresarial iniciado años atrás enfocando su actividad hacia la integración de servicios y venta de tecnología a terceros (sector público y privado, así como a múltiples industrias tales como la alimentación y bebidas, celulosa, minería, etc.)
Posicionamiento Aqualogy
Tecnología
Mejora del desempeño
Gestión del conocimiento
Desarrollo y construcción de infraestructura
Gestión externa de infraestructuras
• Proveedor e integrador de tecnologías para el ciclo integral del agua
• Proveedor de servicios para optimizar la gestión de costes y de recursos
• Soporte en la gestión del conocimiento y capacitación de profesionales en el ciclo integral del agua
• Partner en el desarrollo de proyectos y diseño de infraestructura ligada al agua (plantas de tratamiento, redes de abastecimiento y distribución, etc.)
• Implantador y constructor de infraestructura
• Externalización total de infraestructuras vinculadas al agua
INTRODUCCION
La eficiencia de redes
• Concepto de eficiencia
• Ejes de mejora de la eficiencia
• Auditorías de eficiencia hidroenergética
• Detección de fugas
• Tecnologías de sectorización
• Sectorización estática
• Microsectorización dinámica
• Herramientas de sectorización
• Actuadores Hidráulicos
• Sanatub
• i-Meter
• Proceso de datos
• SECTEL
• SAED
Introducción a la eficiencia
Es la cantidad mínima de recursos consumidos para obtener un nivel dado de
servicios, productos, etc.
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Esfuerzo
-
+
-+Rendimiento
Efectos de la ineficiencia
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CORTO
PLAZO• Factura eléctrica elevada y de costes crecientes.
• Mayor consumo de agua.
LARGO
PLAZO
• Deterioro prematuro de las instalaciones.
• Aumento frecuencia de averías.
• Aumento coste de reparaciones.
ENTORNO• Aumento coste energía.
• Disminución de cantidad de agua disponible.
Propuestas Eficiencia Aqualogy
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CORTO
PLAZO
• Auditorias Hídrico-Energéticas.
• Diagnostico de Redes.
MEDIO
PLAZO
• Detección de fugas.
• Sectorización de redes
• Proceso de datos
Aqualogy ofrece asesoramiento técnico-económico, que contiene distintos servicios,
que engloban la tecnología, desarrollos y experiencia en cuanto a la gestión
energética ligada a grandes consumos de agua
LARGO
PLAZO
• Mantenimiento predictivo y preventivo de instalaciones.
• Renovación planificada de instalaciones.
AUDITORÍAS DE EFICIENCIA
HIDROENERGÉTICA
Auditorias Eficiencia Hidroenergética
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El ahorro y la eficiencia en las redes de riego está ligada a los factores que afectan al
consumo de agua, por que las auditorias se deben centrar en los elementos del sistema
de abastecimiento de agua.
Si bien, hay un consumo energético en otros procesos como la iluminación, climatización,
estos son fácilmente cuantificables.
Para Aqualogy una auditoria energética es mucho más que una simple adecuación
de tarifa, con estudio en profundidad del origen de los consumos,
aportando mas valor y a más largo plazo.
CONTENIDO
AUDITORÍA
• Análisis tarifario
(Adecuación de tarifa, ajuste de potencias contratadas, Compensación de la energía reactiva)
• Evaluación del rendimiento de una bomba (punto óptimo de funcionamiento).
• Dimensionamiento adecuado de los centros de transformación.
• Instalación de variadores de frecuencia.
• Numero de sectores, horas de riego y caudales punta de cada sector.
• Programación y tiempos de riego aplicados.
• Análisis de labores de mantenimiento.
• Posibilidad de Energía solar fotovoltaica.
• Mejoras en iluminación.
• Mejoras en la climatización.
Auditorias Eficiencia Hidroenergética
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Auditorias Eficiencia Hidroenergética
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ACTIVIDADES
PREVIAS
AUDITORÍA
• Esquema de las instalaciones con cotas, longitudes, diámetros, etc.
• Curvas de las bombas a auditar
• Picaje de ½” ó ¾” a la salida de la bomba y antes de la válvula de
regulación, para colocar manómetro.
• Picaje en la aspiración para bombas grandes
• Puntos de toma de tensión en los cuadros eléctricos
• Medidas exactas del pozo de bombeo. En bombeos de aguas residuales
• Tubo piezométrico o sonda de nivel en sondeos.
• Régimen horario de explotación
• Volúmenes de agua elevados por meses
• Facturas eléctricas de los 12 últimos meses.
ELEMENTOS
DESCRIPTIVOS
Antecedentes
» Datos característicos de la explotación
Datos de partida
» Volúmenes de agua (m3/mes)
» Consumos de energía (kWh/mes)
» Tarifa contratada (precios unitarios de bloques de consumo y energía)
» Régimen horario de trabajo de la instalación
Descripción de la instalación
» Datos característicos de los equipos
» Esquemas de la instalación (cotas, diámetros, longitudes, materiales y piezas especiales)
» Curvas de las bombas (punto de funcionamiento)
» Fotografías de la instalación
Auditorias Eficiencia Hidroenergética
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ELEMENTOS
ANALÍTICOS
Medidas obtenidas
» Caudales
» Consumos eléctricos
» Presiones
» Cálculo hidráulico de la instalación
Cálculo de los rendimientos
» Rendimientos de los equipos
» Ratios de consumo
Mejoras propuestas
» Estudio de la tarifa mas adecuada y beneficios obtenidos
» Análisis del régimen de explotación, con alternativas de mejora
» Propuestas para ajuste de rendimientos o sustitución de equipos
Resumen y conclusiones
» Cálculos de ahorros obtenidos y costes de inversiones
» Recomendación para tramitación de subvención en vigor
» Síntesis de actuaciones a realizar
» Resumen de costes, nuevos consumos y ahorros obtenidos
PROPUESTAS
DE MEJORA
Auditorias Eficiencia Hidroenergética
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Aqualogy se plantea la eficiencia como un conjunto de actuaciones, que abarcan desde el
diagnostico inicial, hasta el seguimiento permanente de la actividad, pasando por la ejecución de
acciones correctoras, energías alternativas, mejoras operacionales o cualquier otra acción precisa.
Auditorias Eficiencia Hidroenergética
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•Eliminación de consumos en periodos punta.-
Optimizar el horario de funcionamiento de aquellos equipos susceptibles de disminuir su actividad e incluso “parar” durante las
“horas caras”. Instalación de sistema de telemando y telecontrol ó sistemas de control automatizados locales que permitan
establecer horarios de funcionamiento, en función de la hora del día y disponibilidad de información de cómo está funcionando la
instalación.
•Optimización de la potencia contratada.-
Estudiar si existen penalizaciones por exceso de potencia y por tanto se hace necesario aumentar la potencia contratada en algún
periodo, o bien estudiar la posibilidad de reducir la potencia contratada en aquellos periodos donde sea posible, puesto que según el
RD 1164/2001, es posible contratar diferente potencia para cada periodo con la condición obligatoria de que en P(1+n) sea mayor
que la del periodo anterior, siendo la potencia a facturar la que se obtiene como la suma de los importes obtenidos en cada periodo,
cogiendo el valor máximo de la potencia registrada por los aparatos de medida (maxímetros) para cada periodo tarifario.
•Optimización del consumo de energía reactiva.-
Un factor de potencia próximo a 1 indica que la potencia absorbida de la red se transforma prácticamente en trabajo y pérdidas por
calentamiento, optimizando el consumo.
La acción consiste en hacer que el factor de potencia de la instalación este lo más cerca posible del valor “1”, mediante la instalación
de condensadores fijos o baterías de condensadores.
•Adecuación de la tarifa eléctrica.-
¿Qué es el análisis tarifario?
Auditorias Eficiencia Hidroenergética
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¿Qué es el rendimiento de equipos hidráulicos?
La determinación del punto de funcionamiento de una instalación de bombeo se realiza por la intersección de la curva característica
de la bomba HB con la de la instalación HI.
Ambas curvas son función del caudal: la curva de la bomba tiene forma descendente mientras que en circuitos cerrados la
curva de la instalación es una función cuadrática que parte desde el origen. El punto de funcionamiento se puede determinar
haciendo la intersección de las mismas mediante un método gráfico o analíticamente igualando las ecuaciones
En función del consumo de cada instalación es necesario planificar una sistemática de control del rendimiento de una bomba. Una
bomba cuyo punto de trabajo sea constante y de Ia que se conozca el caudal real elevado, la altura de elevación y de los kWh
consumidos para un caudal determinado, se puede controlar la evolución y la situación de su rendimiento en base al ratio de
Wh/m3/m, que en función de su rendimiento varía.
Auditorias Eficiencia Hidroenergética
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Resultados de nuestras auditorias…
Resultados auditorias
Ahorros (€)
55%
28%
17%
Análisis de tarifas eléctricasMejoras en equipos Modificaciones del régimen de explotación
Medidas enfocadas a aquellas que tienen relativamente fácil implementación y requieren de una
inversión económica asumible y amortizable., se pueden plantear medidas genéricas
potencialmente aplicables a cualquier tipo de instalaciones del ciclo integral del agua.
DEFUGASI
Detección de fugas con gases trazadores
Detección de fugas
• Los sistemas de detección con gases trazadores permiten salvar
los problemas de los métodos acústicos convencionales
FUGA LOCALIZADA
Detección de concentración
anómala de Helio
Análisis del aire contenido en el suelo a través
pequeñas perforaciones
Inicio del proceso de desorción del gas, permitiendo su ascenso a la
superficie
El agua marcada con el gas alcanzará la fuga, impregnando el terreno circundante
Disolución del gas a través de un dispositivo de inyección insertado en la tubería
Etapas del proceso
Inyección Detección
Si en una perforación se detecta presencia de Helio, se
realizarán perforaciones sucesivas en puntos cercanos a este,
siguiendo una malla. La fuga estará en la vertical del punto de
mayor concentración.
Las concentraciones de Helio se distribuyen alrededor de la fuga
siguiendo una campana de Gauss.
Perforación
Ventajas
• Fiable y precisa: 98 % de acierto, localización de ± 30 cm.
• Mejor rendimiento que las técnicas de la acústicas en gran variedad de escenarios
• Funciona donde los sistemas acústicos fallan: plásticos con 2-3 mca
• Ideal en el sistemas de suministro discontinuo: 6 días de autonomía del He, sin
agua.
• Permite detectar interconexiones entre sectores no inventariadas.
• Flexible: Válido en grandes conducciones, pequeñas redes secundarias,
acometidas…
Referencias
• Comunidad regantes de Bullas: Asociación de Red de Agua Potable Venta del Pino
y Portugalez. Inspección de 9 km de red.
• Comunidad de regantes SAT Los Dones (Jumilla). 10 km de red a inspeccionar.
Actualmente en curso.
• Centro Integrado del Transporte, Murcia. 5 km de red de contraincendios. 4 fugas
encontradas que no pudieron ser localizadas por sistemas acústicos.
• Arterias principales de Zeneta, carretera de Alcantarilla y carretera de el Palmar.
Emuasa. Un total de 18 fugas que no fueron detectadas por sistemas acústicos.
• Depuradora de La Unión. Cetaqua. Detección de fugas en soplantes no
detectadas por sistemas acústicos.
MICROSECTORIZACIÓN
DINÁMICA
Tecnologías de sectorización
Sectorización estática
• Trocear la red en sectores manejables permite enfocar la búsqueda de fugas para
ser más efectivos, pero el enfoque “estático”, tradicional presenta problemas:
• Cálculos previos y modelización de la red
• Inversión elevada para cerrar el sector y dejar una sola
entrada
• Obra civil para la modificación de la infraestructura
• Variación de presiones
• Problemas de estanqueidad
• Reducir la garantía de suministro en caso de avería
Microsectorización dinámica
• Usando las válvulas autoalimentadas
por la presión del agua en la red
podemos cerrar sectores cada
noche, medir el caudal mínimo
nocturno y reabrir cada mañana.
Cierre automático de válvula
hidráulica Apertura automática de válvula
hidráulica
Beneficios
• Permite una rápida implementación
de sectores en aéreas muy malladas
sin necesidad de modelización
• No es necesario modificar el mallado
de la red
• Se aprovecha la infraestructura
existente para la implementación de
actuadores
• Requiere un inversión mínima frente
a la sectorización estática en zona
mallada
• No hay variación de presiones
ACTUADORES HIDRÁULICOS,
SANATUB, IMETER
Herramientas de Sectorización
Actuadores hidráulicos (i)
Actuadores hidráulicos (ii)Reguladora 1 consigna
Reguladora 2 consignas
Actuadores hidráulicos (iii)
• Mecanismos de apertura y cierre con regulación de
presiones adicional.
• No requiere cálculos previos para la instalación.
• Se acopla sobre válvulas de mariposa existentes.
• La modulación de presión se puede realizar de
manera constante o establecer modulación en dos
niveles diferentes de presión, o cambiar desde
SCADA.
• No necesita fuente de alimentación .
• No hay golpe de ariete.
• El actuador esta diseñado para ser sumergido.
• No presenta problemas con aguas incrustantes
(CaCO3).
• Bajísimo mantenimiento.
Sanatub (i)
• SANATUB es un sistema diseñado
para forzar la recirculación de de
agua en tuberías que son
transformadas en fondos de saco
cuando se realiza una sectorización
Sanatub (y ii)• Sistema estático.
• Instalación sencilla y económica frente a
ejecución de obra civil de mallado.
• Actúa en continúo evitando la formación de
Biofilm.
• Permite mantener la calidad del agua en
niveles adecuados.
• Reduce la turbidez en los finales de red.
• Elimina la acumulación de depósitos en colas
de red, elementos propicios al desarrollo de
bacterias y microorganismos en el tramo final
de la conducción.
• Asegura la permanencia de cloro en todo el
tramo.
• No consume energía de ningún tipo.
• Ahorro en costes de mantenimiento, personal
y agua.
iMeter• El iMeter es un dispositivo M2M (machine to machine) diseñado
específicamente para una lectura automática de contadores de
agua a través de la red GPRS.
• Inicialmente concebido para contadores aislados, donde el diseño
basado en concentrador no es apropiado, se ha convertido en
una solución fuerte y eficiente para telelectura de caudalímetros
• Este equipo surge de la suma de dos conceptos:
• Rentabilidad de una unidad GPRS IP68
• Consumo ultra bajo que se extiende su vida útil
• El iMeter está especialmente indicado para:
• Contadores aislados o de difícil acceso (alto coste de lectura)
• Grandes consumidores donde un exigente control diario presenta
un alto valor
• El iMeter funciona con pilas y es resistente a los golpes, agua y
polvo (ya que está completamente protegido y cerrado).
iMeter (ii)
• La solución ofrecida proporciona al
cliente una instalación rápida, parecida a
plug & play, lo que elimina la necesidad de
involucrar al personal de TI y
comunicaciones para la instalación de la
infraestructura
• Las lecturas de los Imeters pueden ser
procesadas por el software de análisis de
caudales mínimos nocturnos Saed
ofreciendo así una solución económica
para las transmisión y procesamiento de
la señal en sectorizaciones dinámicas o
integrar las lecturas en el Scada
SECTEL
SAED
Manejo de datos: Sectorización Telegestionada y Sistema de Análisis y
Explotación de Datos
SECtorización TELegestionada
• SECTEL compara diariamente los
caudales mínimos de cada día con los
establecidos empíricamente para
cada sector.
• Un sistema de umbrales activa los
“semáforos” de cada zona y cada
sector: Normal, preaviso, aviso de
fuga
Agilidad
Aumento de Qmin
4 m3/h
En un día se detecta y
repara una fuga de
4 m3 /h
SAED
• Herramienta Web que integra todas
las fuentes de datos de un sistema de
telecontrol (SCADAS, Servidores
OPC, GIS, BD externas, etc.)
• Ofrece análisis de datos de alto nivel
automatizados y totalmente
parametrizables
• Indicadores y alarmas (consumos,
fugas, reservas de agua, estado red,
etc.)
• Análisis de comportamientos de
sectores y red global
Funciones de SAED
• Integración de todas las fuentes de datos de un sistema de telecontrol (SCADAS,
GIS, BD externas, etc.)
• Análisis de datos de alto nivel
• Indicadores y alarmas (consumos, fugas, reservas de agua, estado red, etc.)
• Análisis de comportamientos de sectores y red global
Requisitos para SAED Cloud
• Un SCADA (Intouch, Citect, etc.)
• Conexión a internet del servidor del SCADA*
• Conexión a internet de los usuarios
• Identificar qué señales/procesos queremos incluir en SAED
• Adaptación sistema de telecontrol existentes para trabajar con SAED
- Aqualogy adapta el SCADA y configura el servicio de
• Dar de alta servicio
- En el Cloud de Aqualogy se instala, configura y da de alta señales de
los sistemas de telecontrol
• Configuración y formación
- Aqualogy formará a clientes y creará primeros informes
Pasos para la implantación