LIFE MCUBOLIFE15

ENV/ES/000379

Tamara Fernández ArévaloInvestigadora en Ceit

Modelado, medición y mejora del impacto ambiental de la gestión del agua en la industria alimentaria

52.6%13.8%

33.6%

CeitBreve descripción

Es un centro de investigación tecnológica, creado en 1982 en San Sebastián por la Universidadde Navarra y que forma parte de la Red Vasca de Ciencia, Tecnología e Innovación.

Su misión es el servicio a la sociedad y a la industria mediante:• Realización de investigación bajo contrato• Formación de investigadores (tesis doctorales)

Financiación y tipo de investigación

Investigación orientadaGeneración de tecnología

Industria / Privada

Gobierno Vasco

Financiación pública

competitiva(EU, Gob. Central

Gob. Vasco)

Contratos de investigación/ Transferencia tecnológica

PersonalTotal: 250Doctores: 114Estudiantes de doctorado: 65

Producción científica*Artículos en revista: 84 Conferencias: 100Tesis doctorales: 31

* Valores medios de los tres últimos años

CeitBreve descripción

Materiales y FabricaciónProcesamiento Termomecánico

Fabricación Avanzada en Pulvimetalurgia y Láser

Diseño y Comportamiento Mecánico

Tecnologías de Información y Comunicaciones

Sistemas Electrónicos y Comunicaciones

Transporte y Energía

Ferrocarril

Vehículos Eléctricos y Redes Distribuidas

Transporte y Movilidad Sostenible

Agua y Salud

Agua y Residuos

Biodispositivos y MEMS

Sistemas Inteligentes para Industria 4.0

Análisis de Datos y Gestión de la Información

CeitBreve descripción

Agua y Salud

Agua y Residuos

Biodispositivos y MEMS

División de Agua y SaludBreve descripciónOferta Tecnológica

La actividad de la División de Agua & Salud puede resumirse en su oferta tecnológica general:

• Diseño, operación y control de tecnologías de gestión y tratamiento de aguas, lodos y residuos sólidos en entornos urbanos e industriales.

- Análisis experimental y plantas piloto- Modelos matemáticos y simuladores- Herramientas software de gestión de datos y control automático.

• Diseño, fabricación e implementación de biosensores para la monitorización de parámetros biofísicos en entornos industriales y aplicaciones médicas.

Water and Health

LIFE MCUBOLIFE15

ENV/ES/000379

Modelado, medición y mejora del impacto ambiental de la gestión del agua en la industria alimentaria

Proyecto demostrativoSeptiembre 2016Mayo 2020

Presupuesto:911.747,00€Financiado:526.747,00€

Socios

12Mayo 2020

proyectoMCUBO

propuestade valor

buenasprácticas

barrerasy retos

proyectoMCUBO

Reducir el consumo

deagua

Reducir el consumo

deenergíaIntegrar e implicar

en lamejora

Mejorar el proceso

de depurar

proyectoMCUBO

Socios Interés Replicación

Participantes en el proyecto

Empresas

propuestade valor

MonitorizaciónInalámbrica

ModelosMatemáticos

Validación Planta Piloto

Integracióny formación

propuestade valor Monitorización Inalámbrica

“Inalámbrico” No invasivo Orientado a problemas Instalación rápida (<5 hs) Sincronizado

Se sabe CUÁNTO se consume

Ayuda a saber CÓMO se consume

Variables de medida

propuestade valor Modelado Matemático

Procedimiento sistemático Construcción de modelos integrales Librerías de modelos Simular mejoras

Procedimiento de Simulación

Recopilación y tratamiento de la información

Construcción del modelo de la planta

Caracterización de la calidad del agua

Calibración y Validación Diagnóstico del proceso

Exploración de escenarios

Selección de las mejores acciones de mejora

Unidades separaciónDecantador

DAF (dissolved air flotation)

MF, UF, NF, RO

3FM (flexible fibre filter)

Evapoconcentrador

CapDI

FACT (crystallization)

Electrodiálisis …

Procesos biológicosFangos activados, MBR, MBBR

Reactor anaerobio (UASB)

Denutritor …

Procesos químicosOxidación avanzada

Desinfección (Cl2, UV)

Coagulación – floculación …

Procesos producciónLavado productos

Escaldado

Lavado recipientes …

Intercambio energíaIntercambiador calor

Torre de refrigeración

Calentadores …

propuestade valor Validación Planta Piloto

Test en planta pilotoProbar antes de implantarExperimentar propuestasProbar nuevos procesos

propuestade valor Integración y Formación

Formación e integraciónImplicación y concienciaciónEquipos de mejoraHerramientas innovadorasModelo Lean & Green

propuestade valor Economía Circular

Industria 4.0

TOMAR

TRANSFORMAR

SIMBIOSIS INDUSTRIAL

Menos agua en los productos en empresa de bebidas

Menos consumo de agua y energía asociada al agua

Valorización del agua paraotros usos o procesos

Internet of Things (IoT)

Big Data y Análisis

Simulación

Sensorización Plug&Lean

Análisis orientado a problemas

Modelización matemática y optimización de los procesos

buenasprácticas

16empresas

27campañas

321días

4Mdatos

buenasprácticas Guía de Replicabilidad

Publicada onlineen inglés y castellano

Casos de replicación

Información del proyecto

Ahorro potencial de1 millón de litros diarios

buenasprácticas Monitorización Sincronizada

Proceso de desalado

buenasprácticas Monitorización Sincronizada

Cambio de boquillas de limpieza

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04/06/2019

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05/06/2019

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06/06/2019

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07/06/2019

Campaña semanal antes y después del cambioAhorro de agua del 30%-40%

buenasprácticas Simulación Matemática

Modelo WEST

Calibración

Monitorización

Diagnóstico (ejemplos)• Elevada concentración de oxígeno en los periodos aireados • Posibilidad de operar a ↓ caudales o ↓ tiempos de aireación

Minimización de consumosEstudios: - Disminución del tiempo de aireación manteniendo el

caudal de aireación.- Disminución de la potencia de aireación aportado por las

soplantes.- Operación con dos biorreactores (MBBR) manteniendo la

potencia actual

Resultados simulación: - ↓ 15% energía ↑ ciclos de producción y el caudal de salida- ↓ 50% energía ↓ potencia de las soplantes.- ↓ 50% energía usando 2 reactores (no es recomendable)

buenasprácticas Simulación Matemática

Monitorización posterior

Confirma que funciona bien con menor consumo de la soplante

El ahorro puede ser incluso mayor porque apenas paran las soplantes lo que justifica el estudio de recirculación

buenasprácticas Simulación Matemática y Planta Piloto

Análisis reutilizaciónDiagnostico: Procesos con elevados consumos de agua → ¿Reutilización?

Estudios: Añadir elemento de eliminación de sólidos en la EDARi para recircular agua a proceso.

Resultados simulación: 40% ahorro agua recirculando

¿Cumple la normativa?

¿mantiene las propiedades?

1. Seguimiento visual2. Análisis microbiológico3. Análisis instrumental de color y textura4. Seguimiento de parámetros fisicoquímicos5. Análisis sensorial

Planta piloto

RD 140/2003, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua del consumo humano

REAL DECRETO 1620/2007, de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas>

buenasprácticas Simulación Matemática y Planta Piloto

LavadoEscaldadoEnfriadoLíquido de gobierno

Agua regenerada por ultrafiltración (40%)400 L de agua de vertido450 L de agua de proceso

Color y aspecto -> Agua regeneradaOlor, Sabor, Textura,… -> “Receta original”

¿Filtro de carbón activo? ¿Tratamiento en proceso?

buenasprácticas Cartas de Interés

Propuestas de continuidad

Posibles replicaciones

barrerasy retos

Madurezsector

Uso aguaregenerada

Normativay políticas

Concienciaconsumidor

1 Millón de litros diarios…… No es sólo agua…

Tamara Fernández ArévaloInvestigadora en Ceittfernandez@ceit.es