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

3

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

11

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