Eficiencia Energética en La Distribución Del Agua

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Necesidad de mejorar la eficiencia en la distribucin y el uso de agua y energa

Necesidad de mejorarla eficiencia en la

distribuciny el uso de agua y energa

R. Cobacho, E. Cabrera, M. `. Pardo

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Agua y Energa: caras del prismaAgua y Energa: caras del prisma

El agua como fuente de energa

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El agua como consumidora de energa

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La necesidad de reducir consumos: ahorro para la sostenibilidad

Campaas de ahorro de agua

Campaas de ahorro de energa

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La necesidad de reducir consumos: ahorro para la sostenibilidad

Campaas de ahorro de agua

Campaas de ahorro de energa

Relacin entre ambos?

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Aspectos bsicos de la cuestinAspectos bsicos de la cuestin

Cules son las cifras implicadas? Consumos de agua, consumos de energa en cada etapa

Qu factores afectan a cada etapa y en qumedida?

Origen del agua, orografa, clima, tipos de usuarios

Cmo identificar lo particular en cada caso? Acciones que son adaptables de un caso a otro y acci ones que

no

Cmo determinar las mejores alternativas de ahorro?

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Algunas cifras: ejemplo en CaliforniaAlgunas cifras: ejemplo en California

Consumo energtico en cada etapa del ciclo:

(Cifras en kWh/m3. CEC, 2005)

Captacin,Bombeo yTransporte

[0 - 3,70]

Potabilizacin[0,03 - 4,23]

Distribucin[0,18 - 0,32]

UsosFinales

Vertido

Transporte deaguas reutilizadas

TratamientosTerciarios

[0,11 - 0,32]

Depuracin Drenaje[0,29 - 1,22]

MedioNatural

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Consumo por sector, uso final y fuente energtica:

(CEC, 2005)

Electricidad

(GWh) Gas Natural (termias10 6)

7554 19

Suministro y potabilizacin Urbano

Agrcola 3188

7372 18 Usos finales

Agrcola Urbano e industrial 27887 4220

Depuracin 2012 27 TOTAL 48012 4284 Consumo en el 2001 250494 13571 % del total de California 19% 32%

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Consumo por sector, uso final y fuente energtica: Previsiones de ahorro en agua o en energa:

(CEC, 2005)

Logros de las compaas elctricas con programas de mejora de eficiencia

2004-05

2006-08 (estimado)

Potencial de ahorro

por uso eficiente del agua

GWh/ao 2745 6812 6500 Demanda punta (MW) 690 1417 850 Inversin ($10 6) 762 1500 826 $/kWh/ao 0,28 0,22 0,13 Coste de la energa ahorrada por uso eficiente del agua como porcentaje del coste del programa de mejora de la eficiencia (relacin de los respectivos $/kWh/ao)

46% 58% 100%

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Algunas cifras: ejemplo en EspaaAlgunas cifras: ejemplo en Espaa

Consumos por etapa en la Costa Brava:

(Sala, 2007)

ABASTECIMIENTO

Procedencia del agua potable Horquilla de consumo

(kWh/m3) Superficial (corta distancia < 10 km) 0,0002 0,37 Superficial (larga distancia > 10 km) 0,15 1,74 Subterrnea (acuferos locales) 0,37 0,75 Subterrnea (acuferos lejanos) 0,60 1,32 Desalacin (incluso distribucin) 4,94 5,41

DEPURACIN

Tipo de planta Horquilla de consumo

(kWh/m3) Fangos activados convencionales 0,43 1,09 Aireacin prolongada 0,49 1,01 Lagunaje convencional 0,05

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Relacin entre ahorro de agua y ahorro de energa


A partir de cifras generales:

Demanda agua en Espaa: 35000 hm 3/ao Agrcola: 68% - Consumo: 0,2 kWh/m3

Urbano: 18% - Consumo: 3,0 kWh/m3

Refrigeracin: 14%

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Refrigeracin: 14%

El suministro agrcola y urbano supone un 10% de la energa elctrica total consumida en Espaa (24000 GWh frent e a 237665 GWh).

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Refrigeracin: 14%

El suministro agrcola y urbano supone un 10% de la energa elctrica total consumida en Espaa (24000 GWh frent e a 237665 GWh).

Un ahorro del 30% de agua en usos urbanos supondra un ahorro de entre el 1,5% y 2,5% del consumo elctrico e spaol.

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Conocidas unas cifras bsicas cmo es esa relacin? qu es lo ms conveniente?

Las cifras promedio ilustran el contexto, pero difcilmente sirven para plantear clculos concretos en un abastecimiento determinado.

Ahorro energtico por ahorro de agua: Disminucin de las fugas de red Reduccin, por eficiencia, de consumos finales Condiciones en cada caso

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Necesidad de herramientasNecesidad de herramientas

Para evaluar adecuadamente la relacin entre ahorro hdrico y energtico son necesarias herramientas que contemplen las condiciones del abastecimiento

Alguna propuesta:

Balance energtico basado en el modelo hidrulico de la red (similar al balance hdrico).

Referencias de clculo para usos finales

Otras cuestiones: aljibes?

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Caractersticas del balance energticoCaractersticas del balance energtico

El balance HDRICO:

Consumos (salida til)

Fugas (salida intil)Agua inyectada (entrada)

A. Inyectada = A. Consumida + A. Perdida

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El balance ENERGTICO:

Energa aportada por Embalse

Energa saliente por Consumos (til)

Energa aportada por Bombeo

Energa saliente por Fugas (intil)

Energa empleada en vencer la Friccin

E. Embalse + E. Bombeo = E. Consumos + E. Fugas + E . Fricci n

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Para evaluar el balance energtico es necesario:

Considerar la variacin temporal del funcionamiento de la red: Estado de presiones Caudales circulantes Operacin del bombeo

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Cmo funciona? Un ejemploCmo funciona? Un ejemplo

Sistema seleccionado: 20.000 habitantes 40 km de tuberas Inyeccin: 1615 hm 3/ao

(221 l/c/d) Consumo: 1250 hm 3/ao

(171 l/c/d) Rendimiento: 77% Modulacin del consumo:

Bomba

910

1

111 112 113

121 122 123

21 2221 22 23

31 3231 32 33

9

1

Depsito

10

11

11 1211 12 13

Embalse

Bomba

910

1

111 112 113

121 122 123

21 2221 22 23

31 3231 32 33

9

11

Depsito

10

11

11 1211 12 13

Embalse

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

0 5 10 15 20 23

Tiempo (horas del da)

Coe

ficie

ntes

de

mod

ulac

in

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

0 5 10 15 20 23

Tiempo (horas del da)

Coe

ficie

ntes

de

mod

ulac

in

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Sistema seleccionado:

Cuestiones: Cul es la eficiencia energtica de la distribucin? Cunta energa se llevan las fugas? Desde la perspectiva energtica: reducir fugas o con sumos?

Bomba

910

1

111 112 113

121 122 123

21 2221 22 23

31 3231 32 33

9

1

Depsito

10

11

11 1211 12 13

Embalse

Bomba

910

1

111 112 113

121 122 123

21 2221 22 23

31 3231 32 33

9

11

Depsito

10

11

11 1211 12 13

Embalse

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Balance energtico:

Situacin Actual: 280,4 MWh/ao

Embalse39%

Bombeo61%

Consumos41%

Fugas13%

Friccin46%

E. Aportada E. Consumida

Referencia Sin Fugas: 220,2 MWh/ao

Embalse39%

Bombeo61%

Consumos58%

Friccin42%


Peaje energtico ACTUAL por existencia de fugas en la red: 60 MWh/ao

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Posibles alternativas de mejora energtica:

Campaa de reduccin de fugas: Inspecciones sistemticas de la red con reparaciones inmediatas. Factible hasta un rendimiento objetivo del 87%. Los consumos se mantienen inalterados.

Campaa de reduccin de consumos: Informacin a consumidores sobre medidas tcnicas y

educativas. Factible hasta una reduccin del consumo en un 15% El estado de las tuberas se mantiene inalterado.

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Campaa Consumos: 255 MWh/ao


Embalse39%

Bombeo61%

Consumos42%

Friccin41%

Fugas17%

0,19 hm3/ao

25 MWh/ao


Nuevos balances energticos:

Ahorros


Campaa Fugas: 256 MWh/ao

Embalse39%

Bombeo61%

Consumos49%

Fugas9%

Friccin42%

0,14 hm3/ao

24 MWh/ao

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Consumo energtico en usos finalesConsumo energtico en usos finales

Reduccin de consumos de un 15%: 188000 m3/ao

Mediciones propias. Consumos por uso final:Fugas (14%)

Lavavajillas (0,5%)

Lavadoras (7,7%)

Inodoros(21,8%)

Duchas(25,7%)

Grifos(30,3%)

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Mediciones propias. Consumos de agua caliente y fra :

Agua FRA (62%)

Grifos(30,8%)

Bao(1,1%)

Inodoro(41,2%)

Ducha(25,3%)

Bid(0,8%) Fugas

(0,8%)

Agua CALIENTE (38%)

Fugas(1%)

Grifos(35,5%)

Duchas(52,8%)

Bid(5%)

Baos(5,8%)

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Grifos: 30%

Duchas: 26%

Inodoros: 22%

Resto: 22%

Distribucin del ahorro por igual

Grifos

Duchas

40%

55%

60%

45%

A. Caliente A. Fra

Ahorro de agua caliente

Aprox. 60000 m 3/ao

Ahorro energa (20C fifififi 60C)

Aprox. 2700 MWh/ao

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Prdida energtica en los aljibes particularesPrdida energtica en los aljibes particulares

h = 27 m

Pres. necesaria:H = (Altura + 15) m

Con Aljibe - Altos


Con Aljibe - TodosSin Aljibe

h = 27 m


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Prdida energtica en los aljibes particularesPrdida energtica en los aljibes particulares

Sin Aljibe

h = 27 m

Pres. necesaria:H = (Altura + 15) m Consumo: 350 l/vivienda/da

0

5

10

15

20

4 5 6 7 8 9 10

Ene

rgy

loss

kWh

/ apa

rtm

ent

/yea

r )

All

Upper

0

5

10

15

20

4 5 6 7 8 9 10

N de plantas

P

rdid

a(k

Wh/

vivi

enda

/a

o)

All

Upper

Todos

Altos

14,1

16,2

10,1

3,6

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ConclusionesConclusiones

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Necesidad de mejorar la eficiencia en la distribucin y el uso de agua y energaNecesidad de mejorar

la eficiencia en la distribucin

y el uso de agua y energa

R. Cobacho, E. Cabrera, M. `. Pardo

- Muchas Gracias -

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