{"id":4779,"date":"2022-12-06T09:13:58","date_gmt":"2022-12-06T09:13:58","guid":{"rendered":"https:\/\/samotics.com\/?p=4779"},"modified":"2024-12-09T15:15:39","modified_gmt":"2024-12-09T14:15:39","slug":"improving-energy-efficiency-in-the-water-industry","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/samotics.com\/es\/kb\/improving-energy-efficiency-in-the-water-industry","title":{"rendered":"El camino hacia el Net Zero: mejorar la eficiencia energ\u00e9tica en la industria del agua"},"content":{"rendered":"

El camino hacia el Net Zero: mejorar la eficiencia energ\u00e9tica en el sector del agua con SAM4 Energy<\/strong><\/h1>\n

Explore c\u00f3mo las empresas de agua pueden reducir los costes energ\u00e9ticos y la huella de carbono de los sistemas de agua potable y las plantas de tratamiento de aguas residuales optimizando el rendimiento de los equipos con SAM4 Energy.<\/p>\n

Acerca de Samotics<\/strong><\/h2>\n

Samotics es un proveedor l\u00edder de informaci\u00f3n pr\u00e1ctica en tiempo real para optimizar el rendimiento y la eficiencia energ\u00e9tica de motores de CA y equipos rotativos. Un equipo experto de cient\u00edficos de datos, desarrolladores de software y especialistas t\u00e9cnicos ha desarrollado una plataforma basada en IA que ayuda a empresas industriales de todo el mundo a reducir el derroche de energ\u00eda y los tiempos de inactividad imprevistos. Entre nuestros clientes se encuentran empresas l\u00edderes del sector como Yorkshire Water, Anglian Water, Northumbrian Water y Pidpa.<\/p>\n

El reto de las empresas de agua: alcanzar el Net Zero<\/span><\/h2>\n

Las empresas de agua de todo el mundo est\u00e1n sometidas a presi\u00f3n para operar con cero emisiones netas. Por ejemplo, todo el sector del agua del Reino Unido se ha comprometido a alcanzar este objetivo en 2030. Al mismo tiempo, las empresas se ven presionadas para tratar mayores cantidades de aguas residuales y producir y distribuir mayores cantidades de agua limpia a medida que aumentan la poblaci\u00f3n y la contaminaci\u00f3n. Hasta dos tercios de las emisiones de la industria del agua se deben al consumo de electricidad en bombas, aireadores y otros equipos, lo que la convierte en la mayor fuente de emisiones controlable. Dado que hasta 40% de la electricidad utilizada por los sistemas accionados por motores el\u00e9ctricos se desperdicia debido a ineficiencias operativas, desajustes entre procesos y m\u00e1quinas y da\u00f1os en desarrollo, estas emisiones se vuelven a\u00fan m\u00e1s significativas. Al mismo tiempo, los presupuestos de OPEX est\u00e1n bajo presi\u00f3n debido al aumento de los precios de la electricidad y a las limitadas formas de repercutir estos costes a los clientes finales. Existe una clara necesidad de una soluci\u00f3n que reduzca el consumo de electricidad.<\/p>\n

La soluci\u00f3n: SAM4 Energy<\/strong><\/h2>\n

En el sector del agua, los equipos suelen tener que dar servicio a una amplia gama de demandas de caudal, por lo que optimizarlos no es tarea sencilla. Como l\u00edder mundial en el an\u00e1lisis de datos el\u00e9ctricos, la soluci\u00f3n SAM4 Energy de Samotics proporciona la primera herramienta automatizada del mundo para lograr una optimizaci\u00f3n continua de la eficiencia. SAM4 Energy analiza la eficiencia de todo el tren motriz, desde las p\u00e9rdidas en el motor el\u00e9ctrico hasta los equipos accionados, como las bombas. Adem\u00e1s, la plataforma distingue las p\u00e9rdidas inherentes al equipo -como la eficiencia nominal del motor- y las causadas por la forma en que se opera el equipo, como las p\u00e9rdidas de eficiencia de la bomba por operar lejos del punto de mejor eficiencia.<\/p>\n

Con esta informaci\u00f3n, los avanzados algoritmos de SAM4 van m\u00e1s all\u00e1 del rendimiento individual de los activos y proporcionan informaci\u00f3n sobre el rendimiento de estaciones de bombeo completas con varias bombas ubicadas en el mismo lugar en comparaci\u00f3n con los valores de referencia del sector. Esto genera recomendaciones rentables que pueden ponerse en pr\u00e1ctica, a menudo en un plazo muy breve y sin necesidad de costosas inversiones de capital. Ayuda a nuestros numerosos clientes a reducir su consumo de energ\u00eda y a conseguir un ahorro anual recurrente de electricidad de 10-15% en todos sus equipos y de hasta casi 40% en activos espec\u00edficos. Esto tiene un impacto muy positivo en los objetivos de sostenibilidad y la huella de carbono.<\/p>\n

Potencial de ahorro energ\u00e9tico en el sector del agua potable<\/strong><\/h2>\n

Las bombas son el alma del sector del abastecimiento de agua, y los sistemas de bombeo representan por t\u00e9rmino medio m\u00e1s de 80% del consumo total de energ\u00eda en las plantas de tratamiento de agua potable. En las redes de abastecimiento de agua, alrededor de dos tercios del consumo energ\u00e9tico se atribuyen a la distribuci\u00f3n final del agua. SAM4 Energy puede conseguir un ahorro energ\u00e9tico medio de entre 10 y 15%, y las bombas individuales pueden ahorrar hasta casi 40% en casos concretos. Para determinar d\u00f3nde puede mejorarse el rendimiento y la eficiencia de las bombas y otros equipos industriales cr\u00edticos es necesario conocer a fondo el consumo de energ\u00eda en el sector del agua y encontrar soluciones probadas para resolver los problemas de eficiencia asociados.<\/p>\n

Muchas empresas de suministro de agua emplean SAM4 Energy para detectar d\u00f3nde y cu\u00e1ndo se desperdicia energ\u00eda en su red de abastecimiento de agua, mejorando la eficiencia y reduciendo al mismo tiempo los costes y las emisiones. Las recomendaciones van desde el ajuste de los umbrales de caudal en bombas situadas en el mismo lugar (para que funcionen m\u00e1s cerca de los puntos de eficiencia \u00f3ptima) hasta la sugerencia de sustituci\u00f3n de componentes e incluso de bombas enteras. Los cambios de proceso de SAM4 Energy proporcionan a las empresas de suministro de agua un m\u00e9todo rentable y r\u00e1pido para reducir costes y emisiones sin inversi\u00f3n de capital.<\/p>\n

SAM4 Energy tambi\u00e9n detecta ineficiencias el\u00e9ctricas debidas a da\u00f1os en desarrollo en activos industriales y sus componentes, ayudando a los clientes de la industria del agua a optimizar estrategias de mantenimiento<\/a> y planificaci\u00f3n, reduciendo a\u00fan m\u00e1s los costes.<\/p>\n

Consumo de energ\u00eda en los sistemas de agua potable<\/strong><\/h2>\n

Los sistemas de bombeo representan 87% del consumo total de energ\u00eda de los sistemas de agua potable. SAM4 Energy puede generar ahorros de entre 3% y 37% en estos sistemas. Para un sistema t\u00edpico que d\u00e9 servicio a 200.000 personas, esto supone una reducci\u00f3n de hasta 1,5 GWh -equivalente a m\u00e1s de 325.000 euros al a\u00f1o-, al tiempo que se evitan aproximadamente 660 toneladas de emisiones de CO\u2082 al a\u00f1o*.<\/p>\n

*El coste de 1 kWh es de 0,21 euros, y 1 MWh de emisiones de CO\u2082 equivale a 0,429 toneladas.<\/p>\n

C\u00e1lculo del potencial de ahorro energ\u00e9tico<\/strong><\/h2>\n

El potencial de ahorro energ\u00e9tico en el sector del agua potable var\u00eda en funci\u00f3n del consumo total de energ\u00eda, las operaciones espec\u00edficas y los ajustes de control. Factores como los patrones de demanda de agua diurnos y estacionales, as\u00ed como la configuraci\u00f3n de los equipos (antig\u00fcedad, presencia de variadores de velocidad, etc.), tambi\u00e9n influir\u00e1n en el potencial de ahorro energ\u00e9tico.<\/p>\n

En esta infograf\u00eda se ha enumerado el potencial de ahorro significativo (medio) y elevado para los tipos de equipos m\u00e1s utilizados, bas\u00e1ndose en la experiencia del sector.<\/p>\n

SAM4 Energy en acci\u00f3n: Estudio de un caso pr\u00e1ctico de bombeo de agua limpia<\/strong><\/h2>\n

Resolver el funcionamiento ineficiente de las bombas para reducir el consumo de energ\u00eda<\/em><\/p>\n

La plataforma SAM4 Energy analiz\u00f3 tres bombas que forman el n\u00facleo de una estaci\u00f3n de bombeo de agua limpia. Estas bombas son cruciales para suministrar agua a los clientes durante los periodos punta y valle. La estaci\u00f3n incluye dos bombas m\u00e1s grandes de 55 kW y una m\u00e1s peque\u00f1a de 11 kW.<\/p>\n

SAM4 Energy descubri\u00f3 que las bombas m\u00e1s grandes se utilizaban a menudo de forma ineficiente, manejando caudales que la bomba m\u00e1s peque\u00f1a pod\u00eda gestionar de forma m\u00e1s eficiente. SAM4 Energy descubri\u00f3 que las ineficiencias operativas de la bomba y el motor provocaban aproximadamente 10% de p\u00e9rdidas totales de eficiencia.<\/p>\n

Al aplicar las recomendaciones de SAM4 Energy, el cliente ajust\u00f3 dos par\u00e1metros sencillos para conseguir un bombeo m\u00e1s eficaz durante los periodos de bajo caudal. En primer lugar, se aument\u00f3 el umbral de caudal de la bomba de 11 kW, ya que pod\u00eda gestionar el caudal bajo con m\u00e1s eficacia que las dos bombas m\u00e1s grandes. En segundo lugar, se aument\u00f3 la velocidad de la bomba de 11 kW ajustando la frecuencia de alimentaci\u00f3n del variador de frecuencia, ampliando su rango de funcionamiento para suministrar un mayor caudal a la presi\u00f3n requerida. Las bombas m\u00e1s grandes se activaron s\u00f3lo cuando fue necesario. Estos cambios se aplicaron en cuesti\u00f3n de horas, sin ning\u00fan gasto de capital.<\/p>\n

Tras aplicar estos cambios en el proceso, SAM4 Energy mostr\u00f3 que las tres bombas funcionaban m\u00e1s cerca de sus puntos de rendimiento \u00f3ptimo. El rendimiento total de la estaci\u00f3n de bombeo mejor\u00f3 en 7,1%, teniendo en cuenta la distribuci\u00f3n del tiempo de funcionamiento, la presi\u00f3n y las diferencias de caudal entre la configuraci\u00f3n antigua y la nueva. El resultado fue un ahorro anual de electricidad de 2.500 euros y una reducci\u00f3n de 9,2 toneladas de CO\u2082. La ampliaci\u00f3n de este ahorro a toda una red de suministro de agua ofrece ventajas significativas.<\/p>\n

Potencial de ahorro energ\u00e9tico en el sector de las aguas residuales<\/strong><\/h2>\n

En el sector de las aguas residuales, SAM4 Energy puede lograr ahorros significativos en toda la red. Las bombas y soplantes consumen hasta 65% de energ\u00eda en las plantas de tratamiento de aguas residuales. SAM4 Energy puede conseguir un ahorro medio de entre 10 y 15% en estos sistemas y de hasta casi 40%* en activos espec\u00edficos. Al analizar el rendimiento y el derroche de energ\u00eda en toda la red variable de aguas residuales, SAM4 Energy mejora la eficiencia y reduce los costes y las emisiones. Al igual que en el sector del abastecimiento de agua, SAM4 Energy ofreci\u00f3 diversos consejos, desde cambios en los procesos (por ejemplo, modificar la configuraci\u00f3n operativa de bombas situadas en el mismo lugar para que funcionen m\u00e1s cerca de sus puntos de mayor eficiencia) hasta la sustituci\u00f3n de componentes o incluso de activos (por ejemplo, sustituir un impulsor desgastado o a\u00f1adir un variador de velocidad).<\/p>\n

Los cambios de proceso recomendados por SAM4 Energy proporcionan a las empresas de agua una forma rentable y r\u00e1pida de reducir costes y emisiones sin necesidad de inversi\u00f3n de capital. Adem\u00e1s, los conocimientos de SAM4 Energy identifican un indicio de operaciones ineficientes que pueden estar causando da\u00f1os a los equipos o sus componentes, lo que permite un mayor ahorro al abordar las necesidades de mantenimiento de forma proactiva.<\/p>\n

*Coalici\u00f3n Mundial para la Investigaci\u00f3n sobre el Agua: Eficiencia energ\u00e9tica en la industria del agua: A Compendium of Best Practices and Case Studies Global Report.<\/p>\n

Uso de la energ\u00eda en las depuradoras de aguas residuales<\/strong><\/h2>\n

Las bombas y soplantes consumen hasta 65% de la energ\u00eda total de las plantas de tratamiento de aguas residuales. SAM4 Energy puede suponer un ahorro de entre 3% y 40% en estos sistemas. Para un sistema t\u00edpico que da servicio a 200.000 personas, esto supone una reducci\u00f3n de hasta 1,7 GWh de energ\u00eda ahorrada, lo que se traduce en m\u00e1s de 360.000 euros anuales, evitando aproximadamente 740 toneladas de CO\u2082 al a\u00f1o*.<\/p>\n

*El coste de 1 kWh es de 0,21 euros, y 1 MWh de emisiones de CO\u2082 equivale a 0,429 toneladas.<\/p>\n

C\u00e1lculo del potencial de ahorro energ\u00e9tico<\/strong><\/h2>\n

El c\u00e1lculo del potencial de ahorro energ\u00e9tico de los distintos equipos del sector de las aguas residuales es una combinaci\u00f3n del consumo total de energ\u00eda de los equipos y del grado de variaci\u00f3n de los modos de funcionamiento de los mismos. Factores como los distintos niveles de demanda biol\u00f3gica de ox\u00edgeno, que afectan al espesor de los lodos, tambi\u00e9n influyen en las variaciones de carga de los equipos.<\/p>\n

SAM4 Energy en acci\u00f3n: Estudio de caso del sector de las aguas residuales<\/strong><\/h2>\n

Optimizaci\u00f3n del funcionamiento de las bombas de tornillo para reducir el consumo de energ\u00eda<\/p>\n

En una estaci\u00f3n de entrada de tratamiento de aguas residuales, dos bombas helicoidales de 185 kW funcionan frecuentemente en paralelo para satisfacer las necesidades de caudal. SAM4 Energy supervisa las bombas, que son cruciales para mantener un suministro constante de aguas residuales.<\/p>\n

Adem\u00e1s, cualquier aver\u00eda puede provocar la acumulaci\u00f3n de aguas residuales en la red colectora, lo que podr\u00eda causar desbordamientos. La plataforma SAM4 determin\u00f3 que las dos bombas helicoidales se utilizaban de forma ineficiente (funcionando a baja carga). Ambas funcionaron simult\u00e1neamente con cargas bajas durante aproximadamente 75% del tiempo. Este comportamiento es beneficioso en condiciones de caudal de tiempo h\u00famedo (com\u00fan durante las tormentas). Sin embargo, durante los periodos de tiempo seco, una sola bomba pod\u00eda satisfacer adecuadamente la demanda\/caudales requeridos. El funcionamiento de una sola bomba en estas condiciones le permit\u00eda funcionar m\u00e1s cerca de su punto de rendimiento m\u00e1ximo, optimizando el rendimiento energ\u00e9tico de ambas bombas en tiempo seco. Con las recomendaciones proporcionadas por SAM4 Energy, el cliente aplic\u00f3 un sencillo cambio de ajuste, mejorando la eficiencia del bombeo durante los periodos de caudal bajo y regular. El ajuste consisti\u00f3 en cambiar el umbral de caudal, determinando cu\u00e1ndo una bomba deb\u00eda funcionar independientemente y cu\u00e1ndo ambas bombas deb\u00edan funcionar en t\u00e1ndem.<\/p>\n

Tras aplicar este sencillo cambio en el proceso, la plataforma SAM4 Energy mostr\u00f3 inmediatamente una mejora significativa de la eficiencia del sistema. El nuevo modo de funcionamiento aument\u00f3 significativamente la eficiencia, lo que supuso una reducci\u00f3n de energ\u00eda de 25% en las dos bombas. Esto supuso un ahorro de hasta 41.000 euros al a\u00f1o en costes de electricidad y una reducci\u00f3n asociada de unas 75 toneladas m\u00e9tricas de CO2eq al a\u00f1o s\u00f3lo por la reducci\u00f3n de energ\u00eda. Esto supone un ahorro muy significativo si se traslada a toda una red de aguas residuales que puede incluir cientos de estaciones elevadoras. Adem\u00e1s del ahorro inmediato generado, el hecho de que los equipos industriales funcionen m\u00e1s cerca de su punto de m\u00e1xima eficiencia prolonga su vida \u00fatil. Esto tiene beneficios financieros y de sostenibilidad adicionales con respecto a los gastos de capital, la depreciaci\u00f3n y los costes industriales y medioambientales de la producci\u00f3n de capital.<\/p>\n

C\u00f3mo funciona la plataforma SAM4 Energy en el sector del agua<\/strong><\/h2>\n
    \n
  1. Supervise la eficiencia energ\u00e9tica de los equipos 24 horas al d\u00eda, 7 d\u00edas a la semana
    \n<\/strong>SAM4 Energy realiza un seguimiento continuo de sus sistemas de bombeo y otros activos industriales integr\u00e1ndolo con sus fuentes de datos existentes o recopilando datos de sensores IoT dentro de su armario de control de motores. De este modo, se obtiene una imagen detallada del uso de la energ\u00eda y la eficiencia de cada activo a lo largo del tiempo, lo que permite elaborar informes energ\u00e9ticos eficaces.<\/li>\n
  2. Identificar el despilfarro energ\u00e9tico y priorizar las oportunidades
    \n<\/span><\/strong>Mediante an\u00e1lisis avanzados, SAM4 Energy procesa sus datos continuamente. Localiza el derroche de energ\u00eda en sus sistemas industriales, cuantificando d\u00f3nde son mayores el consumo de energ\u00eda, los costes y las p\u00e9rdidas de eficiencia. Esto le ayuda a comprender exactamente d\u00f3nde se necesitan mejoras para recortar costes y reducir su huella de carbono.<\/span>
    \n<\/span><\/strong>
    \nSAM4 Energy ofrece consejos concretos que puede seguir para reducir el derroche de energ\u00eda, los costes y la huella de carbono de su empresa de aguas. Se consigue con el enfoque paso a paso que se expone en estas p\u00e1ginas.
    \n<\/li>\n
  3. Recibir recomendaciones pr\u00e1cticas<\/strong>
    \nSAM4 Energy diagnostica la causa de su derroche energ\u00e9tico y genera recomendaciones que puede poner en pr\u00e1ctica. Ya se trate de ajustar procesos operativos como los umbrales de caudal o de sustituir componentes, SAM4 Energy clasifica estas sugerencias seg\u00fan su potencial de ahorro, para que usted sepa d\u00f3nde concentrarse para obtener el mayor impacto. La aplicaci\u00f3n de estos cambios puede suponer una reducci\u00f3n de 10-15% en sus costes anuales de electricidad y menores emisiones de carbono.
    \n<\/span><\/li>\n
  4. Valide los resultados y compruebe el ahorro
    \n<\/span><\/strong>Una vez aplicadas las recomendaciones de SAM4 Energy, la plataforma contin\u00faa midiendo, realizando un seguimiento y validando los resultados, lo que le proporciona una clara visibilidad del ahorro energ\u00e9tico y econ\u00f3mico conseguido. Esto le ayuda a supervisar el rendimiento de su sistema y a asegurarse de que est\u00e1 maximizando la eficiencia en todos sus activos industriales.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n

    Profundizaci\u00f3n t\u00e9cnica: Auditor\u00eda de eficiencia energ\u00e9tica de m\u00e1quinas en tiempo real<\/span><\/h2>\n

    SAM4 Energy audita la eficiencia energ\u00e9tica de sus m\u00e1quinas en tiempo real mediante el an\u00e1lisis de firmas el\u00e9ctricas (ESA). A diferencia de muchos servicios de supervisi\u00f3n energ\u00e9tica que solo tienen en cuenta la eficiencia nominal de sus equipos, los algoritmos de SAM4 Energy determinan la eficiencia de sus m\u00e1quinas, y la forma en que las utiliza, de tres maneras:<\/p>\n