VALENCIA, (EP). El grupo de investigación interdisciplinar de Calidad de Aguas (Calagua), formado por personal del Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente (Iiama-UPV) y del Departamento de Ingeniería Química (IQ-UV), ha desarrollado el programa LoDif BioControl, que incorpora diversos algoritmos de control capaces de reducir el consumo energético de la estacion depuradora de aguas residuales (EDAR) hasta un 40% en el proceso de aireación.
Esta innovadora técnica es el resultado del trabajo realizado por los investigadores del grupo Calagua, quienes observaron que manteniendo la concentración de oxígeno en el valor deseado con la mínima presión de descarga de las soplantes, el gasto energético disminuía.
Para obtener este ahorro, el doctor Joaquín Serralta miembro del IIAMA-UPV, señala que es necesario "mantener la concentración de oxígeno disuelto en cada reactor aerobio y controlar la presión de las soplantes". De esta forma, cada parrilla de difusores debe ir provista de un medidor de oxígeno disuelto y una válvula automática. Así, el sistema de control modifica la apertura de cada válvula en función de la concentración de oxígeno, de forma que si en un reactor sobra oxígeno la válvula se cierra.
Asimismo, la planta depuradora debe disponer de un medidor de presión en cada conjunto de soplantes y uno o más variadores de frecuencia para controlar la velocidad de giro. Todo ello, con el objetivo que el sistema de control "modifique automáticamente el funcionamiento de las soplantes para conseguir en todo momento la presión deseada", señala el profesor.
En este sentido, en el programa LoDif coexisten varios sistemas de control ya que por un lado cada reactor aerobio dispone de un algoritmo para controlar el oxígeno modificando la apertura de la válvula, mientras que de forma independiente hay otro algoritmo cambia la velocidad de giro de las soplantes para mantener la presión deseada. Si la EDAR dispone de turbocompresores en lugar de soplantes el programa controla la presión de descarga modificando la posición del difusor de entrada al turbocompresor.
La situación ideal desde el punto de vista del consumo energético es que todas las válvulas se encuentren abiertas al cien por cien. Dado que esto no es posible, puesto que el movimiento de las válvulas es el que permite mantener las concentraciones de oxígeno en los valores deseados, la situación óptima es aquella en la que se mantienen las concentraciones de oxígeno deseadas con al menos una válvula abierta cien por cien.
Sin embargo, si una válvula está abierta al completo "pierde su capacidad de regulación, por lo que la concentración de oxígeno en esta zona se consigue regular modificando la consigna del controlador de presión", sostiene Serralta
De hecho, el ahorro energético se fundamenta principalmente en el sistema de control supervisor que establece la presión mínima necesaria para mantener las concentraciones de oxígeno en los niveles deseados con al menos una válvula abierta al cien por cien.
El programa LoDif-BioControl recoge los años de experiencia y trabajo del grupo Calagua en el desarrollo e implementación de sistemas de control, tal y como señala Joaquín Serralta. "Tras instalar sistemas de control en varias depuradoras nos dimos cuenta que en cada una debíamos desarrollar un programa ad-hoc. Esto suponía emplear mucho tiempo y recursos".
Por ello, se desarrolló esta herramienta que evita la programación específica de una aplicación para cada EDAR. LoDif-BioControl permite que el responsable de la planta pueda configurar el sistema de control en función de las características de la depuradora. Al respecto, el miembro del Iiama-UPV explica que se debe insertar en el programa toda la información relativa a los elementos que conforman el sistema de aireación, como número de válvulas, oxímetros, soplantes y variadores de frecuencia.
"Entonces, el sistema de control analiza la información y realiza los cálculos para aplicar los algoritmos de control e indicar al programa SCADA cuál debe ser la posición de las válvulas y la velocidad de giro de las soplantes"
Así, en función de la naturaleza de la propia depuradora, con esta tecnología se ahorra entre el 30 y 40% de energía en el proceso de aireación, que a su vez representa una reducción del 10% al 20% del consumo total de la planta.
Actualmente, este sistema de control se encuentra implementado en las EDAR de Algemesí, Denia-Ondara-Pedreguer, Ontinyent-Agullent, el Barranc del Carraixet, Gandía, Castellón, Almassora, Alicante Norte, Medina del Campo, Reinosa y Quijorna. El mayor ahorro energético obtenido en la aireación fue del 48% en la EDAR de Almassora.
La depuradora de Algemesí, fue la primera planta donde se instaló el programa en el año 2003. Posteriormente en 2005, se implementó en la planta de Denia-Ondara-Pedreguer que había sido remodelada el año anterior. La remodelación incluyó la conexión de redes de aire independientes que abastecían a los distintos reactores.
La instalación del programa en esta depuradora contribuyó a detectar problemas de funcionamiento derivados de que las soplantes eran de distinta potencia y se encontraban ubicadas incorrectamente. La solución de este problema supuso un importante ahorro energético. Esta capacidad de supervisión es otra de las grandes ventajas del Lodif ya que, tal y como resalta el miembro del Iiama-UPV, "permite detectar fallos de funcionamiento, no sólo en el proceso de aireación, sino también en la distribución de agua o aire".
La EDAR de Quijorna, situada en la Comunidad de Madrid, es la última en la que se ha instalado el programa durante el año 2016.
