Por Leonel H. Ochoa Alejo Arturo Pedraza Martínez “EFICIENCIA EN AGUA Y ENERGÍA” Programa Watergy (ASE-ANEAS) “ “ Encuentro del Agua Monterrey 2005 Encuentro del Agua Monterrey 2005 ” ” Rumbo al IV Foro Mundial del Agua Rumbo al IV Foro Mundial del Agua
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“EFICIENCIA EN AGUA Y ENERGÍA” - watergymex.org Dr Leonel Ochoa.pdf · En consecuencia, los costos energéticos representan una carga muy pesada (1) Fuente: CNA 2003 Considerando
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Por
Leonel H. Ochoa Alejo
Arturo Pedraza Martínez
“EFICIENCIA EN AGUA Y ENERGÍA”Programa Watergy
(ASE-ANEAS)
““Encuentro del Agua Monterrey 2005Encuentro del Agua Monterrey 2005””
Rumbo al IV Foro Mundial del AguaRumbo al IV Foro Mundial del Agua
Visión Tradicional
La administración del agua tradicionalmente ha sido sinónimo de la construcción de nueva infraestructura enfocada al desarrollo de grandes proyectos para tratar de asegurar el suministro
Estos proyectos frecuentemente traen como consecuencia, equipos de bombeo y costos energéticos adicionales, degradación ambiental, agotamiento de los acuíferos, crecimiento de la deuda pública, necesidades de inversión adicionales en tratamiento y en algunas ocasiones mayor desperdicio de parte de los usuarios
Millones de dólares han sido consumidos en estos proyectos sin pensar siquiera en que tan eficientemente estaba siendo usada esa agua.
En consecuencia, los costos energéticos representan una carga muy pesada
(1) Fuente: CNA 2003 Considerando costos de operación reportados y tarifas OM y HM
0200400600800
10001200140016001800200022002400
Ingresos Totalesde las Empresas Municipales
De Agua En México
CostosEnergéticos
globales
0200400600800
10001200140016001800200022002400
Ingresos Totalesde las Empresas Municipales
De Agua En México
CostosEnergéticos
globales
Millones de Pesos ( 2003)
La facturación anual de energía eléctrica de los organismos
municipales de agua asciende al 35 % de sus ingresos totales
Pérdidas excesivas de agua, tuberías deterioradas y deficientes operaciones agravan el problema...
35 % en pérdidas promedio de agua en los sistemas de Distribución (1)
65% del agua suministrada a las poblaciones se extraen con pozos profundos Para corregirlo, deberíamos estar invirtiendo el doble de lo que se invierte actualmente.
9.56. 23.3Abastecimiento Público
Volumen total
(km3)Subterráneo
(km3)Superficial
(km3)Uso
Los proyectos de eficiencia en cambio...
Son más rentables y fáciles de implementar que los tradicionales proyectos de aumento de la capacidad de suministro
Tienen atractivos tiempos de retorno de la inversión con los beneficios adquiridos en reducción de costos, mejora en el servicio y aprovechamiento de la infraestructura.
Una Alternativa Una Alternativa de Solucide Solucióón es n es
lalaAdministraciAdministracióón n
Conjunta deConjunta deAgua y EnergAgua y Energííaa
““Concepto Concepto WatergyWatergy””
Bomba
Cuello de ganso
Medidor
Sentido del flujo
Watergy: Metodología Integral
=Eficiencia de Agua y Energ ía
Optimizando el uso de energía
para satisfacer las necesidades de agua al menor costo posible
=Eficiencia de Agua y Energ ía
Optimizando el uso de energía
para satisfacer las necesidades de agua al menor costo posible
Eficiencia de Agua y Energ ía
Optimizando el uso de energía
para satisfacer las necesidades de agua al menor costo posible
Los Sistemas deProducción y tratamiento previo ofrecen múltiples oportunidades para reducir de manera directa las perdidas de agua y energía y al mismo tiempo atender mejor al consumidor
Suministro
Los Sistemas deProducción y tratamiento previo ofrecen múltiples oportunidades para reducir de manera directa las perdidas de agua y energía y al mismo tiempo atender mejor al consumidor
Demanda/
Si se reduce la demanda alentando al consumidor a un uso de agua máseficiente se reducen las reservas agua requeridas redundando en ahorros tanto de agua como de energía
Demanda/
Si se reduce la demanda alentando al consumidor a un uso de agua máseficiente se reducen las reservas agua requeridas redundando en ahorros tanto de agua como de energía
MEDIDAS TIPICAS DE AHORRO DE ENERGIA Y AGUA
CONSIDERANDO EL CONCEPTO INTEGRAL WATERGY
Reducir el desbalance de Voltajes
Desenergizar subestaciones sin utilización
Optimización del Factor de Potencia
Control de Demanda en Hora Punta en la tarifas Horarias
Autogeneración de energía en Hora Punta
Conversión de tarifa 06 a OM , HM o viceversa
Manejo Adecuado de la tarifa eléctrica
Adecuación de las instalaciones eléctricas
Medida especificaSuministro de energía eléctrica
Operar los sistemas en su zona de máxima eficiencia.
Evitar tener en operación bombas que no sean indispensables.
Mantenimiento preventivo a impulsores y rodamientos
Medidas operativas( Baja inversión)
Medida especificaSuministro de energía eléctrica
Optimización de sistemas de bombeo
Uso de Motores de Alta Eficiencia
Optimizar las Eficiencias Electromecánicas de los Sistemas de Bombeo
Rehabilitación de fuentes (pozos profundos )
Optimización de diámetros de tuberías de conducción. Reducción de caídas de presión
Medidas con Inversión de alto costo beneficio
Dataloggers o registradores
SectorizaciónUso de variadores de
velocidadInstalación de
válvulas reguladorasPrograma de reducción de fugas
Reducción de cargas y gastos en los sistemas de bombeo
Medida especificaOptimización del sistema de distribución
Sistemas de automatización
Control de presión y gasto en la redes
sistemas confiables de Macro y Micro medición de variables criticas
Reciclaje de agua tratada
Sistemas de macro y micro medición de flujo de agua
Administración de la Demanda (DSM)
Tecnologías de bajo consumo en PTARs
Reducción de la demanda
Programa de Incentivos para la utilización de accesorios ahorradores en el sector domestico y residencial
Programas de administración de la Demanda(DSM)
Principio básico:
“Es mas rentable invertir en eficiencia que en la construcción
de nueva infraestructura”
Enfoque de Watergy a la reduccion de la demanda final
Beneficios del enfoque de Administración de demanda:
Calcula integralmente los beneficios del ahorro y su impacto en la reducción de inversiones en infraestructura tanto hidráulica como energética
Ayuda a justificar de manera mas efectiva los programas de reducción de fugas y de consumo en los usuarios
Ejemplo Comparativo real ahorro vs nueva infraestructura L p s 6 0
Desgloce de Inversion InicialEstudio: 25,000.00$ Perforación: 180,000.00$ Equipamiento: 235,500.86$ Linea de Conducción: 235,972.71$ 676,473.57$
Conceptos Toma Tipo # Tomas:Tomas 1 7200Personas 5 36,000Litros /persona - dia 150 1,080,000m3/mes 22.50 810,000
Ahorro aprox: 9.00 64,800
40%
Kit sin/wc USD TC Total8.5 10.5 89.25$
Inversion Kit sin/wc: 642,600.00$ MNRecuperación Inversion: 0.95 Meses
Recuperación Inversion considerando ahorro en
costo operativo: 0.80 Meses
Datos Generales:
Datos básicos del pozo
Comparativo de inversión con accesorios ahorradores de agua
Costo de Inversión Costo operativo64,800 m3/mes
Indicadores de gestiónÍndice Energético IE.- Kwh/m³
Costo Promedio de Energía CPE.- $/kWh
Índice de Eficiencia Física (IEF).- %
Dotación Promedio por Habitante.- Lt/hab-día
Índice de Continuidad en el Servicio (ICS).- %
Índice de Administración de Demanda (IAD).- %
Índice de Reducción de Emisiones (IRE).- Ton CO2
Índice de Agotamiento de Acuíferos (IAA).-%
Índice de Administración de Demanda (IAD).- Indica la razón comparativa entre las necesidades de inversión para nueva infraestructura y la inversión necesaria para la eficiencia; se calcula :
IAD = IUNI/IUEDonde:
IUNI = Inversión para producir y distribuir con nueva infraestructura, el agua adicional necesaria para cubrir la nueva demanda y la reducción de rezago ($ USD), + la inversión en capacidad de generación necesaria para la energía que requiera el nuevo suministro de agua ($ USD) IUE = Inversión necesaria para recuperar el agua equivalente a la producida y distribuida con un proyecto de nueva infraestructura($ USD)
Índice de Reducción de Emisiones (IRE).- Representa la relación entre el ahorro de energía, incluyendo el logrado por ahorro de agua con la reducción de emisiones acreditables en toneladas de “CO2”
Índice de agotamiento de acuíferos (IAA).- Se calcula con la división de la dotación en L/hab/día, entre la disponibilidad del acuífero en las mismas unidades.
Indicadores de gestión
Un enfoque mas técnico de WatergyUn enfoque mas técnico de WatergyRelación Agua y EnergíaRelación Agua y Energía-- CostoCosto
Porcentaje de pérdidas de agua promedio = 48.1% del volumen producido
•Poca continuidad en el servicio. Tandeo•Red de distribución con una antigüedad promedio de 25 añosReduciendo perdidas al 20 % representa 823,000 m3 mensuales y un
ahorro de energía potencial de 540,000 kWh /mes ( 28 % del global)
Diagnóstico SIMAS Monclova
52.99%
7.6518.14%Ahorro de energía recuperando caudales porprocesos de sectorización y otras técnicas
2.476.41%Autogeneración de Energía en Hora Punta para abastecer la zona de pozuelos viborillas
5.313.05%Adicionar una línea de 16”para conducir los 300 lpsque llegan de la zona de pozuelos viborillas.
0.8313.89%Control de presión y gasto a través de variadoresde velocidad
0.288.89%Optimización de Eficiencias Electromecánicas.
0.132.61%Optimización del FP en lazona Pozuelos Viborillas y el pozo burócratas
años%
RDIPORCENTAJE DE AHORRO
Medida de Ahorro
Optimización del Factor de Potencia
Bajas Eficiencias Electromecánicas
UNIDADESPOZO SAN JOSE No. 3
POZO MONCLOVA
No.2
POZO POZUELOS
No. 8
POZO POZUELOS
No.6
POZO POZUELOS
No.5 B
POZO POZUELOS
No.14
M3/SEG 0.076 0.133 0.027 0.048 0.039 0.116
M.C.A. 61.03 76.39 57.15 71.35 55.72 54.38
H.P. 200.00 300.00 70.00 150.00 200.00 250.00
KW 127.00 209.30 54.90 104.10 139.00 149.20
% 35.83 47.62 27.57 32.27 15.34 41.48
EFICIENCIA ELECTROMECANICA
TOTAL
POTENCIA DE ENTRADA AL MOTOR ( DEMANDADA)
FLUJO (GASTO)
CARGA DINAMICA TOTAL
POTENCIA NOMINAL DEL MOTOR
DESCRIPCION
UNIDADES
POZO VIBORILLAS
No. 7
POZO POZUELOS
No.13POZO
PLACETASPOZO
MATILDE B.
POZO TORRES No.1 B
M3/SEG 0.048 0.126 0.091 0.053 0.067
M.C.A. 173.12 64.32 62.90 80.05 69.58
H.P. 300.00 350.00 250.00 200.00 150.00
KW 202.20 186.80 149.50 92.60 111.10
% 40.32 42.56 37.56 44.95 41.16
EFICIENCIA ELECTROMECANICA
TOTAL
POTENCIA NOMINAL DEL MOTOR
POTENCIA DE ENTRADA AL MOTOR ( DEMANDADA)
FLUJO (GASTO)
CARGA DINAMICA TOTAL
DESCRIPCION Promedio
37 %
Proyectos de mayor rentabilidadFinanciados por el FIDE
9 equipos con mejor eficiencia electromecánicaAhorro Global
457,971 kWh/mes, 480,870 $/mes 25 % del consumo global
15 % Primera etapa10 % Segunda Etapa
El financiamiento del FIDE permite destinar recursos a otras partidas del proyecto
Control de presión y gasto con Variadores
Balance hidráulico de la línea de Conducción
1 LINEA 2 LINEASLINEA DE CONDUCCION
VIBORILLAS ACTUAL PROYECTO
DIAMETRO 16 " 16 "
LONGITUD 4 KM 4 KM
MATERIAL ASBESTO CEMENTO PVC
LPS 300 150
PERDIDA DE CARGA M.C.A. 32.20 8.05
CONSUMO DE ENERGIA KWH/AÑO 829,758.49 103,719.81
IMPORTE $/AÑO 879,544.00 219,892.00
AHORRO $/AÑO 659,652.00
Línea Alterna Viborillas - Pozuelos
Línea Alterna Viborillas - Pozuelos
Sector Piloto “Obreras”Resumen de resultados
Control de presión y gastoContinuidad del servicio 24 hr/díaAhorro de agua mensual 34,323 m3/mesAhorro de energía de 19,613 kWh/mesReflejado en los sistemas de bombeo Torres 1 y 3