Evaluación del rendimiento energético y emisiones de carbono en … · 2020-01-27 · 6 INTRODUCCIÓN A ECAM – EVALUACIÓN DE RENDIMIENTO ENERGÉTICO Y EMISIONES DE CARBONO EN

Evaluación del rendimiento energético y emisiones de carbono en el sector del agua

Introducción a ECAM 2.2

Abreviaciones

CH₄ MetanoCMNUCC Convención Marco de Naciones Unidas sobre el Cambio climático (o bien UNFCC, por sus siglas en inglés)CO₂ Dióxido de carbonoCO₂ eq CO₂equivalenteCOP Conferencia de las Partes

DBO Demanda Biológica de OxígenoDQO Demanda Química de Oxígeno

EE EficienciaEnergéticaEPS Empresa Prestadora de Servicios de Agua y Saneamiento

GEI Gases de Efecto Invernadero

KPI Indicador clave de rendimiento (por sus siglas en inglés)

MRV Monitoreo,ReporteyVerificación

N₂O Óxido nitrosoNAMA Acciones nacionalmente apropiadas de mitigación (por sus siglas en inglés)NDC Contribuciones determinadas a nivel nacional (por sus siglas en inglés)

RAFA Reactor Anaerobio de Flujo Ascendente (o bien UASB, por sus siglas en inglés)

INTRODUCCIÓN A EC AM – E VALUACIÓN DEL RENDIMIENTO ENERGÉTICO Y EMISIONES DE C ARBONO EN EL SEC TOR DEL AGUA 3

¿En qué consiste la capacitación ECAM? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

¿Quién debe estar involucrado? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Herramienta de Evaluación y Monitoreo del Desempeño Energético y Emisiones de Carbono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Visión general de los elementos de ECAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Descripción de los elementos de ECAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Ejercicios de ECAM1 Nivel A – Evaluación inicial de GEI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2 Nivel B – Evaluación de GEI detallada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Grupo 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Grupo 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Grupo 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Grupo 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3 Nivel B – Gestión de lodos fecales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Contenidos

INTRODUCCIÓN A EC AM – E VALUACIÓN DEL RENDIMIENTO ENERGÉTICO Y EMISIONES DE C ARBONO EN EL SEC TOR DEL AGUA4

Personal y gerentes de servicios técnicos

Reguladores y posibles tomadores de decisiones locales

Investigadores universitar-ios, profesionales (y futuros capacitadores)

El principal grupo objetivo de la capacitación ECAM es el personal de servicios de agua y saneamiento y otros profesionalesquetrabajanenelsectordelagua.

Esto puede incluir:

Además, los encargados de la toma de decisiones y el personal de instituciones internacionales, así como otros organismos gubernamentales o no gubernamen-tales interesados en la mitigación del cambio climático, tambiénpodríanrecibirlacapacitación.

La capacitación ECAM es un concepto y plan de entre-namientodinámicoeinteractivo.Suobjetivogenerales proporcionar apoyo a los profesionales del agua para evaluar y controlar el rendimiento energético y las emisiones de carbono en el sector del agua y recibir una descripción general de los potenciales y las oportunida-desparareducirlosgasesdeefectoinvernadero(GEI).

Los objetivos específicos de aprendizaje son: • Comprender el contexto general del cambio climá-

tico y las fuentes de emisión de GEI dentro del ciclo urbanodeagua.

• Aplicar la herramienta ECAM basada en la web para evaluar y controlar las emisiones de GEI de referencia eidentificaroportunidadesparasureducción.

• Comprender y ser capaces de explicar a otros el pro-pósitoyelenfoquedelaherramientaECAM.

¿En qué consiste la capacitación ECAM?

¿Quién debe estar involucrado?

Limitarelcambioclimáticoa1,5°Crequierereduccionessubstanciales de las emisiones de GEI en todos los sec-tores.Elsectorurbanodelaguamuestraoportunidadesinsuficientementereconocidasparareducirlasemisio-nes de carbono, mitigar el cambio climático y contribuir a la implementación exitosa del acuerdo de París, a través del aumento de las Contribuciones Nacionales Determinadas(NDC)depaísesqueapoyanelpacto.Lademanda mundial de agua aumentará en un 55% para elaño2050,mientrasqueladisponibilidaddeaguadisminuiráenun40%.Sibienelsectordelaguatienequehacerfrentealosimpactosdelcambioclimático,también contribuye con un 3,5% de las emisiones de CO₂anivelmundialporconsumodeenergía,asícomopor emisiones de metano y óxido nitroso proceden-tesdelasaguasresiduales.Sinoseimplementanlasmedidas necesarias en el sector, las emisiones podrían aumentaralmenosenun50%paraelaño2050.

La Herramienta de Evaluación y Monitoreo del Desempeño Energético y de las Emisiones de Carbono (ECAM) ayuda a las empresas prestadoras de servicios de agua y saneamiento a cuantificar sus emisiones de gases de efecto invernadero y su aporte a las Contribuciones Nacionales Determinadas, ofreciendo soluciones para reducir las emisiones producidas por el uso de energía y la gestión de aguas residuales.

Reducción de Gases de Efecto Invernadero en el Sector del Agua

El Ciclo Urbano del Agua

Captaciónde agua

Potabilizaciónde agua

Distribución deagua potable

Descarga deaguas residuales

Tratamiento deaguas residuales

Recolección deaguas residuales


Herramienta de evaluación y monitoreo deldesempeño energético y emisiones de carbono

Energy Performance & Carbon Emissions Assessment & Monitoring Tool

ECAM 2.2Eficiencia energética

Evaluación de GEI

Oportunidades

• ECAMesunaherramientaqueevalúalahuelladecarbono, el consumo de energía y los niveles de servicio.

• ECAMpermiteidentificaráreasconpotencialparalareduccióndeGEIydegastosoperacionales.

• ECAMesunaherramientaquefortalecelasupervi-sióndeldesempeñoylatomadedecisiones.

¿Qué ofrece ECAM a las empresas de servicios de agua y saneamiento?

• ECAM es una herramienta para monitorear, comu-nicaryverificarlareduccióndeGEIenelsectordelaguaysucontribuciónalasNDC.

• ECAM usa datos usualmente disponibles en empresasdeserviciosenpaísesendesarrollo.

• ECAM facilita análisis comparativos a nivel nacional y el intercambio de conocimiento entre empresas.

¿Qué ofrece ECAM al sector agua?

Previo Siguiente

Configuración

Active las etapas del ciclo del agua para evaluar su sistemaSelect country --select-- Info

Factor de emisión de la red eléctrica

Consumo de proteína anual per cápita

DBO5 generado (aguas residuales)

kg/persona/año

kgCO₂/kWh

g/persona/día

¿Tiene motores de combustible en alguna etapa?

No Sí

Seleccionar la Fuente del potencialde Calentamiento Global Info

IPCC 5th AR (2014/2013) CCF

Valores de PCG relativos a CO2 para un horizonte de tiempo de 100 años

Dióxido de carbono

Metano (CH₄ )

Óxido nitroso (N₂O)

CO₂ equivalentes

CO₂ equivalentes

CO₂ equivalentes

1

34

298

Nivel A - Evaluación inicial

Suministro de agua

Captación

Tratamiento

Distribución

Aguas residuales

Recolección

Tratamiento

Vertimiento/Reúso

Gestión de lodos fecales

Contención

Tratamiento

Reúso/Disposición

Activar todos

Nivel B - Evaluación detallada

v2.2ECAM Herramienta de Evaluación y Monitoreo del Desempeño Energético y Emisiones de CarbonoInformación

general Con�guración Población Nivel A — Evaluación inicial de GEI Nivel B — Evaluación detallada de GEI Resúmenes Oportunidades


Visión general de los componentes de ECAM

Evaluación detallada de GEI ResultadosConfigu-

ración

Evaluación inicial de GEI

Nivel A

Nivel B

ECAM sigue un enfoque estratificado con dos niveles de detalle. El Nivel A puede ser usado con datoslimitados para realizar una evaluación inicial, mientras que el nivel B usa datos detallados en cada etapadel ciclo urbano del agua para producir una evaluación más precisa.

Descripción de los componentes de ECAMInformación GeneralIngrese el periodo de evaluación, nombre de archivo, moneda y, si se desea, se pueden agregar comentarios.Elperiododeevaluaciónespecificadoafectaráalosresultadosanuales.

ConfiguraciónActiveloscomponentesdelciclourbanodelaguaqueseránevaluados.Alseleccionarunpaís, se estableceránlosvaloresbibliográficosparaelfactor de emisión de la red eléctrica, el consumo anual de proteínas y la concentración de DBO5 por persona.Sepuedenseleccionardiferentespotenciales de calentamiento global para CH₄ y N₂O eligiendo el informe de evaluación del IPCC respectivo.AlactivarlafunciónparamotoresdecombustibleseañadiránloscamposdeentradacorrespondientesparaelNivelAyNivelB.

PoblaciónEstablezca la cantidad de población residente y servida para el sistema de tratamiento de aguas residuales, la cantidad de población conectada al sistema de alcantarillado y la población con tratamiento in-situ.Loscálculossobrecargasdeaguasresidualesyemisionescorrespondientessebasanenlapoblaciónespecificada.

Evaluación InicialLa evaluación inicial (Nivel A) ofrece una visión general de las emisiones de GEI y consumo ener-gético, usando datos ya disponibles y accesibles por los gerentes de las empresas de servicios y operadores.Tambiénofrecesuposicionesbásicascomplementarias.

Configuración

Nivel A


CaptaciónIngrese la energía consumida y, si está disponible, el volumen de agua extraída.Opcionalessonlasevaluacionesdelaeficaciadelasbombas,laproduccióndeenergíayelpotencialdereduccióndeGEIconnuevasbombas.

TratamientoEspecifiquelaenergía consumida y, si esta disponible, el volumen de agua tratada.Laevalua-cióndelaeficaciadelasbombasesopcional.

DistribuciónIngrese la energía consumida y, si está disponible, el volumen de agua en el sistema de dis-tribución, el consumo autorizado y el consumo medido y facturado.Alofrecerunvalorparalosdiferentestiposdevolumendeaguasecalcularálacantidadaguaperdidaenelsistema.Evaluacionesdedesempeñodeservicio,energía,eficienciadebombeoynuevasbombasesopcional.

RecolecciónIngrese la energía consumida y el volumen de agua transportada.Sisedesea,sepuedenmodificarlosvaloresyapredeterminadosporpaísparaDBO5, cargas y consumo anual de pro-teínas porpersona.Laevaluacióndeeficienciahídrica,eficaciadebombeoynuevasbombasesopcional.

TratamientoIngrese el volumen de agua residual tratada, energía consumida, la tecnología de trata-miento y las cargas efluentes y afluentes de DBO5. Si se desea, se puede adaptar el valor esti-mado de DBO5eliminadocomolodos.Laevaluacióndeeficienciadetratamiento,bombas,produccióndebiogás,valorizaciónygestióndelodosesopcional.

Vertido/ReúsoEspecifiqueelvolumen de agua residual descargada, energía consumida, cantidad total de nitrógeno en el efluente y, de ser posible, el volumen de agua reusada y el transporte corres-pondiente.Laevaluacióndeeficienciadebombeoesopcional.

ContenciónEstablezca los valores para la carga de DBO enelafluente,elfactor de emisión dependiendo al tipo de sistema, así como la densidad de lodos fecales.Seasumequeloscamionesqueextraenloslodosconsumendiesel,gasolinaogasparaeltransporte.

TratamientoModifiquelosvaloresparalaenergía consumida, el factor de emisión de metano depen-diendo de la tecnología de tratamiento, así como la carga de DBO.Nuevamente,sepuedeespecificareltipodecombustibleylacantidadqueestásiendoconsumidaporloscamionesparaeltransporte.

Reúso/DisposiciónAdemásdeposiblesmodificacionesdelconsumo de energía y el tipo de combustible para el transporte,puedeaclarardequémaneraellodotratadoseráreutilizadoovertidoenelmedioambiente.Paraeso,puedeestablecereltipo de lodo fecal queseelimina.Dadoquelaorinapodríatenerunefectosignificativoenelcrecimientodeloscultivos,tambiénsepuedemodificarlacantidaddenitrógenocontenidaenlaorina.

Nivel B


Enfoque estratificado para aumentar la precisión

El Nivel A es una evaluación inicial de GEIqueayudaalasempresas de prestación de servicios a conocer las emisio-nes de GEI en todo el sistema (agua potable y aguas resi-duales),yelconsumodeenergía.ElNivelAusasupuestosquepermitenalosusuariosreducirlaentradadedatos.

El Nivel B es una evaluación detallada de GEI enfocada enel uso de emisiones de GEI y energía a para cada etapa indi-vidualdelciclourbanodelagua(ej.:captación,tratamiento,distribución de agua potable, recolección, tratamiento y vertido deaguasresiduales)ofreciendounaevaluaciónexhaustiva.

Supuestos principales en el Nivel A• Cargas de DBO5enafluentesyefluentes• Cargas de DBO5 eliminadas como lodos• FactoresdeemisióndeCH₄delatecnología• Masa de lodos producida• Volumen de producción de biogás• Volumen de biogás valorizado• Peso seco de lodos vertidos• Temperatura en el reactor de lecho

fluidizado(soloparaincineracióndelodos)

Evaluación Avanzada en el Nivel BEl Nivel B permite a los usuarios visualizar campos de entradaquepuedenserusadosopcionalmenteparaunaevaluaciónavanzada.Dependiendodelafase,estaevaluación avanzada incluye el desempeño, el uso de energíatopográfica,laeficienciahídrica,lagestióndelodos, el rendimiento de tratamiento, la producción de biogásymás.En nivel B encontrará campos rellenados automáticamente con valores basados en supuestos del Nivel A. Se pueden editar estos valores si se dispone de información más precisa.

Resumen de gases de efecto invernaderoObserve el total de emisiones y cómo están distribuidas dentro del sistema de agua y aguas residualesysusdiferentesfases.Comprendacuálessonlasfuentesdeemisionesysucontri-buciónconayudadelosgráficos.IdentifiquelacategoríaalaquedichasemisionespertenecensegúnlaCMNUCC(ConvenciónMarcodelasNacionesUnidassobreelCambioClimático).

Resumen de energíaObserve dónde y cuánta energía es consumida en cada fase, de forma individual en los sistemas deaguayaguasresidualesasícomoensutotalidad.Siseevalúansub-fasessepuedeobservarelconsumorelativodeenergía.

OportunidadesObtenga una visión general de las oportunidades y el potencialparareducirGEI.Lospotencia-lessebasanenevaluacionesprocedentes.Resultados

Emisiones GEI por sistemade suministro y saneamiento total9.000tCO₂eq(%)

Nivel A:Evaluación inicial de GEI

Nivel B:Evaluación detallada de GEI

Emisiones GEI por fuente total9.000tCO₂eq(%)

Emisiones GEI por etapas y sub-etapas total9.000tCO₂eq(%)

Captación APRecolección AR

Tratamiento ARDescarga AR

Agua Portable (AP)Agua Residuales (AR)

ElectricidadCH₄N₂O

CH₄N₂O

46 54 44

25

31

Emisiones GEI porManejo de lodos

Manejo de lodosBenchmarking deeficiencia delbombeo

13

30

2020

143

96

4


Seleccione el método de disposición de lodos

Suministro de agua 185.000 I 190.000

Electricidad consumida de la red 15.000.000 kWh

Volumen de agua que es inyectada a la red de distribución 9.000.000 m³

Volumen de consumo autorizado 5.000.000 m³

Volumen de consumo autorizado facturado 4.500.000 m³

Costos operativos 7.000.000 USD

Costos electricidad 3.500.000 USD

Water supply 90.000 I 90.000 I 190.000

Electricidad consumida de la red 2.000.000 kWh

Volumen de aguas residuales tratadas 2.000.000 m³

Volumen de aguas residuales descargadas a cuerpos de agua 2.000.000 m³

Costs operativos 0 USD

Costos electricidad 0 USD

Nitrógeno total promedio en el efluente 0 mg/L

¿Está produciendo biogáspor digestión anaerobia de lodos? No Yes

¿Está valorizando el biogás? No Yes

Seleccione principal tipo de tratamiento

Seleccione el método de dis-posición de lodos

¿Cómo ingresar datos?

Evaluación Avanzada

Use las preguntas en la evaluación avanzada para visualizar camposdeentradaadicionales.

Agregue sub-fases para poder evaluar porseparado las diferentes estaciones debombeo,instalacionesdetratamiento,etc.

NavegueatravésdeECAMhaciendoclicenlosiconos.

Easily set up the system boundary and conditions using graphical elementsanddropdownselections.

Encuentre campos de entrada explicativos, seleccione los cuadros y listas desplegables en los Niveles A y B para ingresardatos.

Barra de navegación de ECAM

Ajustes y configuración de datos

Herramienta de Evaluación y Monitoreo del Desempeño Energético y Emisiones de Carbono v2.2

¿Quiere evaluar el desempeño del tratamiento? No Sí

¿Quiere evaluar eficiencia en bombeo? No Sí

¿Está produciendo biogás por digestión anaerobia de lodos?

No Sí

¿Está valorizando el biogás? No Sí

Evaluar manejo de lodos (SM)? No Sí

Evaluar almacenamiento de lodos en PTAR? No Sí

Is lodos enviados a compostaje? No Sí

Is lodos enviados a incineración? No Sí

Is lodos enviados mejoramiento de suelos? No Sí

Is lodos enviados a rellenos de terrenos? No Sí

Is lodos enviados a stockpiling? No Sí Añadir sub-etapas

Evaluación inicial Evaluación detallada

Suministro de agua

Captación

Tratamiento

Distribución

Aguas residuales

Recolección

Tratamiento

Vertimiento/Reúso

Gestión de lodos fecales

Contención

Tratamiento

Reúso/Disposición

Acivar todos

Lodos Activados - bien operado

Ninguno

Información general

Configuración Población Nivel A — Evaluación inicial de GEI Nivel B — Evaluación detallada de GEI Resúmenes Oportunidades


¿Comó se presentan resultados?

NótesequelosresultadosdelosanálisiscomparativoseindicadoresdedesempeñosemuestrandentrodelNivelByenlaevaluaciónavanzada.

Emisiones GEI − La emisión más alta

GEI Total 15.000.000

Suministro de agua (185.000 people)8.500.000

Captación 1 3.000.000

Tratamiento 1 2.750.000

Distribución 1 2.750.000

Aguas residuales (90.000 people)6.500.000

Recolección 1 650.000

Tratamiento 1 5.000.000

Vertido/reúso 1 850.000

Kg CO₂ eq

Las fuentes de emisiones y su distribución dentro delciclourbanodelaguasonmostradasgráficamente.TambiénsepuedeobservarlacategoríaalaquecadaemisiónpertenecesegúnlaCMNUCC(%).

Es posible observar dónde y cuánta energía es con-sumidadentrodelciclourbanodelagua.Seindicala contribución de los gastos de energía respecto de losgastostotalesoperacionales(%).

4357

GEI total en el suministroGEI total en aguas residuales

Emisiones de GEI por sistemaConsumo total de energía APConsumo total de energía AR

Energy Consumption by System

Consumo de energía por el sistema

Fracción energética de costos operacionales

Extracción APTratamiento AP Distribución AP

Captación AP Tratamiento APDistribución AP

Agua potableOtros

Fracción energética decostos operacionales

Aguas residualesOtros

Emisiones de GEI por faseRecolección AR Tratamiento ARDescarga AR

Recolección ARTratamiento ARDescarga AR

3318

207

184

ElectricidadN₂OCH₄

Emisiones de GEI por fuente

72

72

4

3

24

25 Energía – Electricidad y calefacciónResiduos – Residuos sólidosResiduos – Tratamiento y descarga de aguas residuales

Emisiones de GEI porcategorías de la CMNUCC

88

12

27

6 285

29

5

5050

4060

Emisiones de Gasesde Efecto Invernadero Consumo Energético


El sistema de aguas residuales consume 10.000MWh/añodeelectricidaddelaredentotal.17 millonesdem³/añodeaguasresidualessontratadasydescargadasenunrío,mientrasqueelefluentecontieneunpromediode50 mg/Ldenitrógeno.Elcostototaldefuncionamientoesde8 millonesEUR/año,mientrasqueloscostosdeenergíasonde3,5 millonesdeEUR/año.

El sistema de gestión de lodos fecales de Sinagua está compuesto principalmente por letrinas de pozo comunales sin descarga con aguayelconsumodeenergíaesde600 MWh/año.Noexisteinfiltracióndeaguasubterráneaalsistema.Alre-dedorde10.500 Ldedieselsonutilizadosparaeltrans-porte de los lodos fecales al sitio de tratamiento, donde el lodoesconducidoaundigestoranaeróbico.Seestimaquesoloel50 %delasletrinasdepozosonvaciadasduranteelperíododeevaluación.Despuésdeltratamiento,ellodotratadoseutilizaparalaaplicaciónensuelos.Ladigestiónanaeróbicanoproducebiogás.

En los siguientes ejercicios, por favor calcule sus resultados asumiendoqueunañotiene364días.

Nivel A - Evaluación inicial de GEI

Tarea I Datos iniciales

Laempresadeserviciospúblicos,Compa-ñía Visionaria de Agua, de la ciudad Sinagua ubicada en el país Agualandia, ha decidido tomarmedidasparaaumentarlaeficienciaope-rativa,eficienciaenergéticaylareduccióndeemisionesdeGEI.Paracomprendersurendimientoenelúltimoaño,laCompañíaVisionariadeAgualesolicitaaustedquerealiceunaevaluaciónutilizandolaherramientaECAM.

Sinaguatiene600.000 habitantes:500.000 per-sonas reciben servicios de suministro de agua y estánconectadasalalcantarillado.Sinembargo,elaguaresidualdesolo400.000 personasestrans-portadaytratadaenlaplantadetratamiento.500 personastienensaneamientoenelsitio.Agualandiatienelamismacombinación de energía, patrones de consumo de alimen-tosycaracterísticasdeaguasresidualesqueMéxico.

El sistema de suministro de agua tiene un consumototaldeenergíade17 GWh/año.Lospozosextraen25 millones m³/añodeaguassubterráneasquesontratadasydistribuidasalosclientes.Elcostototaldefuncionamientoesde10 millo-nes EUR/año,mientrasqueloscostosdeenergíasonde6 millones EUR/año.

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4

Tecnología principal de tratamiento Lodosactivados -menores zonas

aireadas

Lodosactivados -no bien operado

UASB/RAFA –recu-peración de CH4 no

considerada

Filtro percolador

Biogas de digestión anaeróbica No Sí No No

Valorización del biogas No No No No

Disposición de lodo Relleno sanitario Apilamiento Relleno sanitario Relleno sanitario

Ejercicios de ECAM1

Preguntas 1. ¿Cuales son las emisiones totales en kg de CO2 de los sistemas de agua potable, aguas residuales y lodos fecales por año? Determine las fracciones de las emisiones totales en porcentaje para cada sistema.

2. ¿Cuáles son las principales fuentes de emisiones y cuál es su fracción del total de emisiones en porcentaje? 3. ¿Puede pensar en algunas formas potenciales para reducir las emisiones?


Grupo 1 Por favor considere las tareas para su grupo asignado.

En el sistema de suministro de agua, el consumo de energía sedistribuyedelasiguientemanera:10 GWh/añoenextraccióndeagua,1 GWh/añoentratamientodeaguay6 GWh/añoendistribucióndelagua.Adicionalmente,alrededorde1.000 Ldedieselseutilizanparaloscamionesqueentreganaguaalapoblaciónservidaenlugaresremotos.

En el sistema de aguas residuales,seconsumen9 GWh/añode energía eléctrica para el tratamiento de aguas residuales y 1 GWh/añoparaladescargadelefluente.Graciasaunnuevosistemaderecoleccióndeaguasresidualesdealtaeficiencia,se puede omitir el consumo de energía de la red en la fase de recoleccióndeaguasresiduales.

En el sistema de gestión de lodos fecales, la fase de trata-mientoconsume0,5 GWh/añodeenergíaeléctrica,mientrasque0,1 GWh/añodelaelectricidadseconsumeparasudisposición.La electricidad consumida de la red en la etapa de contención puedeserobviada.

Captación Tratamiento Distribución

Recolección Tratamiento Vertido / Reúso

Contención Tratamiento Reúso / Disposición

Gru

po 1

Nivel B – Evaluación de GEI detallada 2

Preguntas 1. Complete la información para cada etapa del ciclo urbano del agua en el Nivel B.

Preguntas 1. Compare los resultados para el consumo de energía por agua extraída (kWh / m³) y priorice qué bombas deberían investigarse más a fondo.

2. ¿Puede pensar en una medida para reducir el consumo de energía?

Nota: los volúmenes de agua y energía consumidos por las bombas en cada sub-etapa se suman automáticamente y representan los valores de la etapa. Por lo tanto, es necesario crear 1 sub-etapa para las bombas 5-10 e insertar los datos de volumen y energía.

Tarea II Datos para el ciclo urbano del agua

Tarea II a Evaluación de la eficiencia de bombeo

La Compañía Visionaria de Agua le ha dado la siguiente información:

En la etapa de extracción del agua, la Compañía Visiona-riadeAguausa10pozosdeagua.Losdatosprincipalesdelas bombas se muestran en la tabla:

Bomba Volumen de agua (m³/año) Energía (kWh/año)

1 1.300.000 1.200.000

2 1.100.000 850.000

3 2.000.000 850.000

4 100.000 190.000

5 – 10 20.500.000 6.910.000

Comienceinsertandolosvolúmenesdeaguayelectricidadqueseconsumenparalasbombas1-4.Las bombas 5-10 no se evaluarán enestepunto.


Incluyalascabezasdelasbombasyespecifiqueeltipoytamañodelabombasegúnlainformacióndelatabla.Observe el indicador de rendimiento y el punto de referen-cia para el consumo de energía estandarizado para cada bomba.

Despuésdehaberdecididoquebombasdebeninvestigarsemás a fondo, se han realizado más mediciones y se han obtenido el caudal de la bomba, el voltaje y la corriente eléctrica.Utiliceestainformaciónparaevaluarlaeficienciaelectromecánicadelasbombas.

Elfactordepotenciaes0,95paratodaslasbombas.

Ahora puede aproximar el ahorro de energía y la reducción de emisiones de GEI al reemplazar las bombas actuales con bombasmáseficientes.Paraestepropósito,asumalassi-guienteseficienciaselectrométricasdelasnuevasbombas.

Nota: la cabeza de la bomba puede ser calculada a partir de medi-ciones hidráulicas. Alternativamente, la cabeza de bombeo de diseño puede ser usada como una aproximación.

Gru

po 1

Bomba Tipo Cabeza (HB) (m)

1 Submergible,156kW(212HP) 200




Preguntas 1. Seleccione tres bombas que deberían investigarse más a fondo (incluidos los parámetros eléctri-cos) y explique por qué.


Bomba Gasto (L/s)

Tensión (línea a línea) (VLL)

Corriente (A)

1 51 470 220

2 57 450 230

3 63 450 130

4 4,6 440 40

Preguntas 1. ¿Cuáles son las eficiencias electromecánicas de las bombas y qué bomba tiene la menor eficiencia?

Preguntas 1. ¿Cuáles son los ahorros de energía (en GWh) y las reducciones (en tCO2 eq/año) de GEI espera-dos al reemplazar las bombas?

2. Si pudiera reemplazar solo 2 bombas, ¿cuáles serían?

Bomba nueva Eficiencia Electromecánica (%)

1 71

2 72

3 70

4 58

Tarea II b Evaluación de la eficiencia de bombeo

Tarea II c Evaluación de la eficiencia de bombeo

Tarea II d Evaluación de la eficiencia de bombeo


La evaluación inicial de GEI provenientes del Tratamiento de aguas residuales de la compañía Visionaria de Agua sebasaenvariasestimaciones.Debidoalasmedicionesinsitu,sedisponedeinformaciónmásdetallada.Sedebeactualizar lo siguiente para una evaluación de GEI más detallada:

• La carga de DBO5enelafluenteesde6.000 t/año,laeficienciadeeliminacióndeDBO5es85%.

• No hay detalles sobre la cantidad de DBO5queseeliminacomolodo.Porlotanto,seasumequecorres-pondeaunafraccióndel65%delacargadelafluente.

• La producción de lodo en la planta de tratamiento es de aproximadamente2.700 t/año.

• Elpesosecodellodoproducido(antesdecualquierdes-hidratación)esdel4%,loquesignificaqueelpesodellodosecoenviadoaalmacenamientoesde108 t/año.

La compañía Visionaria de Agua comenzó a operar la digestiónanaeróbicadellodoproducido.Ellodoseestásometiendoahoraaunprocesodedigestiónenelqueel volumen original se reduce en aproximadamente un 40%demodoqueellodototalproducidoesde1.600 t/año.Debidoalmenorvolumendelodo,solo4.320 Ldecombustible (diesel) son necesarios para la eliminación de

lodos.Elpesosecoenlodoesiguala6%,esdecir,96 t/año.El proceso de digestión anaeróbica produce alrededor de 2 millonesdeNm³debiogásconunaconcentracióndeCH4 del 59%; el biogás, sin embargo, hasta ahora no se valoriza sinoquesolosequema.

La compañía Visionaria de Agua ha decidido instalar un sistemadegeneraciónydetenerlaquemadebiogásy,encambio,valorizarlaparalageneracióndeelectricidad.La

electricidad total producida por la cogeneración permite reducirlaenergíaconsumidadelareden4,5GWh/año.

Preguntas 1. ¿Cuáles son las emisiones de la gestión de lodos en tCO2 eq/año después de insertar la información más detallada?

2. ¿Cuáles son las emisiones totales en tCO2eq/año de la etapa de tratamiento de aguas residuales?

Gru

po 1

Preguntas 1. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2 eq/año del manejo de los lodos después de implementar la digestión anaeróbica? 2. ¿Cuánto se redujeron las emisiones en tCO2 eq/año al implementar la digestión anaeróbica? 3. ¿Puede explicar por qué las emisiones son menores? 4. ¿Cuáles son las emisiones debidas a la quema de biogás en tCO2 eq/año ?

Preguntas 1. ¿Cuáles son las emisiones totales en tCO2 eq/año de la etapa de tratamiento de aguas residuales después de implementar la cogeneración?

2. ¿Cuánto se redujeron las emisiones en tCO2 eq/año en comparación con el resultado de la tarea III a, es decir, antes de la implementación de la digestión anaeróbica y cogeneración? 3. ¿Cuál fue la principal medida para conducir a esta reducción?

Tarea III a Tratamiento de aguas residuales

Tarea III b Tratamiento de aguas residuales

Tarea III c Tratamiento de aguas residuales


Grupo 2

En el sistema de suministro de agua, el consumo de energíasedistribuyedelasiguientemanera:10 GWh/añoenlaextraccióndeagua,1 GWh/añoeneltratamientodeaguay6 GWh/añoenladistribucióndelagua.Adicionalmente,alrededorde1.000Ldedieselseutilizanparaloscamionesqueentreganaguaalapoblaciónservidaenlugaresremotos.

En el sistema de aguas residuales,seconsumen9 GWh/añode energía eléctrica para el tratamiento de aguas residuales y 1 GWh/añoparaladescargadelefluente.Graciasaunnuevosistemaderecoleccióndeaguasresidualesdealtaeficiencia,se puede omitir el consumo de energía por la red en la fase derecoleccióndeaguasresiduales.

En el sistema de gestión de lodos fecales, la fase de trata-mientoconsume0,5 GWh/añodeenergíaeléctrica,mientrasque0,1 GWh/añodelaelectricidadseconsumeparasudisposición.Laelectricidadconsumidadelaredenlaetapadecontenciónpuedeserobviada.


Preguntas 1. Compare los resultados para el consumo de energía por agua extraída (kWh/m³) y priorice qué bombas deberían investigarse más a fondo.

2. ¿Puede pensar en una medida para reducer el consumo de energía?


Gru

po 2


Task II a Evaluación de la eficiencia de bombeo

La compañía Visionaria de Agua le ha dado la siguiente información:




En la etapa de extracción del agua, la compañía Visiona-riadeAguausa10pozosdeagua.Losdatosprincipalesdelas bombas se muestran en la tabla:


1 1.300.000 1.200.000

2 1.100.000 850.000

3 2.000.000 850.000

4 100.000 190.000

5 – 10 20.500.000 6.910.000








Gru

po 2









Bomba Gasto (L/s)


Corriente (A)

1 51 470 220

2 57 450 230

3 63 450 130

4 4,6 440 40


Preguntas 1. ¿Cuáles son los ahorros de energía (en GWh) y las reducciones de GEI (en tCO2 eq/año) esperados al reemplazar las bombas?



1 71

2 72

3 70

4 58




Gru

po 2

La evaluación inicial de GEI provenientes del Tratamiento de aguas residuales de la compañía Visionaria de Agua sebasaenvariasestimaciones.Debidoalasmedicionesinsitu,sedisponedeinformaciónmásdetallada.Sedebeactualizar lo siguiente para una evaluación de GEI más detallada:• La carga de DBO5delafluenteesde6.000 t/año,la

eficienciadeeliminacióndeDBO5 es aproximadamente el50%.

• No hay detalles sobre la cantidad de DBO5queseelimina.Porlotanto,seasumequecorrespondeaunafraccióndel40%delacargadelafluente.

• La producción total de lodo en la planta de tratamiento esde1.600 t/año.

• Elpesosecodellodoproducido(antesdecualquierdes-hidratación,etc.)esdel6%,loquesignificaqueelpesosecodellodoenviadoalalmacenamientoesde96 t/año.

• Ladigestiónanaeróbicaproducealrededorde2 millo-nesdeNm³debiogásconunaconcentracióndeCH4 del 59%;todoelbiogássequemaposteriormente.

El bajo rendimiento del tratamiento de la planta de lodos activadoshahechoquelacompañíaVisionariadeAguainviertaennuevosequiposparamejorarlascondicionesdeaireaciónymezclaenlaplantadelodosactivados.

Con los nuevos aireadores, las concentraciones de oxígeno disueltoeneltanquedeaireaciónsehanincrementadodepordebajode1 mg/La3 mg/Lylascondicionesdemez-cladosehanmejoradoparaevitarcualquierpuntomuertoquepuedaproducircondicionesanaeróbicas.Porlotanto,el factor de emisión de CH4 de la planta de lodo activado sepuedeestablecerencero.

Laaireaciónadicionalconelnuevoequipodealtaefi-ciencia dio como resultado un consumo total de energía delaredde10 GWh/año.Conlamedidaimplementada,laeficienciaderemocióndeDBO5seincrementóa90%.La DBO5eliminadacomolodoahorasepuedesuponerqueesel65%delacargadeinfluente,esdecir,3.900t/año.Laconcentracióntotaldenitrógenoenelefluenteseredujode50mg/La30mg/L.

Preguntas 1. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año, que resultan del proceso de tratamiento de aguas residuales?

2. ¿Cuáles son las emisiones indirectas en tCO2eq/año de la descarga de aguas residuales al cuerpo de agua? ¿De dónde piensa usted que provienen esas emisiones indirectas? 3. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año por el consumo de electricidad en la etapa de tratamiento de aguas residuales?

Preguntas 1. ¿En qué cantidad se redujeron las emisiones en tCO2eq/año del proceso de tratamiento de aguas residuales después de la medida implementada? 2. ¿Cuáles son las emisiones indirectas en tCO2eq/año de la descarga de aguas residuales al cuerpo de agua? 3. ¿Cuál es la emisión del consumo de electricidad en tCO2eq/año en la etapa de tratamiento de aguas residuales? 4. ¿Puede explicar por qué las emisiones son ahora más bajas a pesar de que se necesita más energía para el nuevo equipo de alta eficiencia?




La compañía Visionaria de Agua ha decidido instalar un sistemadecogeneraciónydetenerlaquemadebiogásy,encambio,valorizarlaparalageneracióndeelectricidad.

La electricidad total producida por la cogeneración permite reducirlaenergíaconsumidadelareden4,5 GWh/año.


Preguntas 1. Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año del consumo de electricidad en la etapa de tratamiento de aguas residuales después de implementar la cogeneración?

2. ¿Cuánto se redujeron las emisiones en tCO2eq/año en total en comparación con el resultado de la tarea III a, es decir, antes de la mejora de las condiciones de aireación y mezcla y la implementación de la cogeneración? 3. ¿Cuál fue la principal medida que condujo a esta reducción?

Gru

po 2


Gru

po 3

Grupo 3

En el sistema de suministro de agua, el consumo de energíasedistribuyedelasiguientemanera:10 GWh/añoenlaextraccióndeagua,1 GWh/añoeneltratamientodeaguay6 GWh/añoenladistribucióndelagua.Adicionalmente,alrededorde1.000 Ldedieselseutilizanparaloscamionesqueentreganaguaapoblaciónservidaenlugaresremotos.

En el sistema de tratamiento de aguas residuales, se con-sumen2 GWh/añoparaeltratamientodeaguasresidualesy1 GWh/añoparaladescargadelefluente.Laenergíaconsu-midadelaredenlaetapaderecolecciónesde GWh/año.


En la etapa de extracción de agua, la compañía Visionaria deAguausa10pozosdeagua.Losdatosprincipalesdelasbombassemuestranenlatabla.


1 1.300.000 1.200.000

2 1.100.000 850.000

3 2.000.000 850.000

4 100.000 190.000

5 – 10 20.500.000 6.910.000


















Gru

po 3






Después de haber decidido cuales bombas deben investi-garse más a fondo, se han realizado más mediciones y se han obtenido el caudal de la bomba, el voltaje y la corriente eléctrica.Utiliceestainformaciónparaevaluarlaeficienciaelectromecánicadelasbombas.



Bomba Gasto (L/s)


Corriente (A)

1 51 470 220

2 57 450 230

3 63 450 130

4 4,6 440 40


Preguntas 1. ¿Cuáles son los ahorros de energía (en GWh) y las reducciones de GEI (en tCO2 eq/año) espera-dos al reemplazar las bombas?



1 71

2 72

3 70

4 58




Gru

po 3

La evaluación inicial de GEI provenientes del Tratamiento de aguas residuales de la compañía Visionaria de Agua sebasaenvariasestimaciones.Debidoalasmedicionesinsitu,sedisponedeinformaciónmásdetallada.Sedebeactualizar lo siguiente para una evaluación de GEI más detallada:• La carga de DBO5enelafluenteesde6.000 t/año,la

eficienciadeeliminacióndeDBO5esdel85%.

• SeestimaquelaDBO5 eliminada como lodo corres-pondeal10%delacargadelafluente.

• La producción de lodo en la planta de tratamiento es de aproximadamente800 t/año,ypuedeconsiderarsecomodigerido.

• Elpesosecodellodoproducido(antesdecualquierdeshidratación)esdel4%.

• Ellodoestransportadoporcamionesqueconsumen1.440 Ldedieselentotal.

La Compañía Visionaria de Agua se ha dado cuenta del enorme potencial de mitigación de recuperar el biogás producido en el reactor anaeróbico y llevarlo a un sistema dequemadordebiogás.Porlotanto,elfactordeemisiónde CH4debeestablecerseencero.Elbiogástotalproducidoyquemadoesde3.600.000Nm³/añoytieneunaconcen-tración de CH4del60%.

Dadoqueellodoproducidoporelreactoranaeróbicotodavía contiene altas fracciones de nutrientes, la compa-ñía Visionaria de Agua ha decidido detener la práctica de disposición de lodos en el relleno sanitario y en su lugar compostar los lodos antes de hacerlos disponible para usos agrícolas.Dadoqueelcompostajesellevaacabocercadelaplantadetratamiento,eltransporteesinsignificante.

Preguntas 1. ¿Cuáles son las emisiones anuales en tCO2eq/año, que resultan del proceso de tratamiento de aguas residuales? 2. ¿Por qué las emisiones del proceso de tratamiento son tan elevadas? 3. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año de la gestión de lodos? 4. ¿Cuál es la emisión total en tCO2eq/año del consumo de electricidad en la etapa de tratamiento de aguas residuales?

Preguntas 1. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año del proceso en la etapa de tratamiento de aguas resi-duales después de la implementación de la medida?

2. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año de la quema de biogás? 3. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año de la gestión de los lodos?



La compañía Visionaria de Agua ha decidido instalar un sistema decogeneraciónydetenerlaquemadebiogásy,encambio,valorizarlaparalageneracióndeelectricidad.Laelectrici-dad total producida por la cogeneración permite disminuir la energíaconsumidadelareden6GWh/año.

Preguntas 1. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año del consumo de electricidad en la etapa de tratamiento de aguas residuales después de implementar la cogeneración? 2. ¿Cuánto se redujeron las emisiones en tCO2eq/año en total en comparación con el resultado de la tarea III a, es decir, antes de la mejora de la recuperación de biogás y la implementación de la cogeneración? 3. ¿Cuál fue la principal medida que condujo a esta reducción?


Pista: El consumo de energía de la red de la etapa de tratamiento de aguas residuales es de -4 GWh/año.


Grupo 4

En el sistema de suministro de agua, el consumo de energíasedistribuyedelasiguientemanera:10 GWh/añoenlaextraccióndeagua,1 GWh/añoeneltratamientodeaguay6 GWh/añoenladistribucióndelagua.Adicionalmente,alrededorde1.000 Ldedieselseutilizanparaloscamionesqueentreganaguaalapoblaciónservidaenlugaresremotos.

En el sistema de tratamiento de aguas residuale, se con-sumen2 GWh/añoparaeltratamientodeaguasresidualesy1 GWh/añoparaladescargadelefluente.Laenergíaconsu-midadelaredenlaetapaderecolecciónesde7 GWh/año.








Gru

po 4





En la etapa de extracción de agua, la compañía Visionaria deAguausa10pozosdeagua.Losdatosprincipalesdelasbombas se muestran a continuación:


1 1.300.000 1.200.000

2 1.100.000 850.000

3 2.000.000 850.000

4 100.000 190.000

5 – 10 20.500.000 6.910.000



Gru

po 4




Preguntas 1. ¿Cuáles son las eficiencias electromecánicas de las bombas (en %) y qué bomba tiene la menor eficiencia?

Preguntas 1. ¿Cuáles son los ahorros de energía (en GWh) y las reducciones de GEI (en tCO2eq/año) esperados al reemplazar las bombas?













Bomba Gasto (L/s)


Corriente (A)

1 51 470 220

2 57 450 230

3 63 450 130

4 4,6 440 40



1 71

2 72

3 70

4 58

INTRODUCCIÓN A EC AM – E VALUACIÓN DEL RENDIMIENTO ENERGÉTICO Y EMISIONES DE C ARBONO EN EL SEC TOR DEL AGUA24G

rupo

4

La evaluación inicial de GEI provenientes del Tratamiento de aguas residuales de la compañía Visionaria de Agua sebasaenvariasestimaciones.Debidoalasmedicionesinsitu,sedisponedeinformaciónmásdetallada.Sedebeactualizar lo siguiente para una evaluación de GEI más detallada:• La carga de DBO5delafluenteesde6.000 t/año,la

eficiencia de eliminación de DBO5esdel70%.• SeestimaquelaDBO5 eliminada como lodo corres-

pondeal65%delacargadelafluente.

• La producción de lodo en la planta de tratamiento es de aproximadamente7.000 t/año,loquepuedeconside-rarsecomodigerido.

• Elpesosecodellodoproducido(antesdecualquierdeshidratación)esdel4%.

• No existe digestión anaeróbica, por lo tanto, todo el lodo producidoesnodigerido.

• Ellodoestransportadoporcamionesqueconsumen7.200Ldecombustible(diesel).

La compañía Visionaria de Agua comenzó la digestión anaerobiadeloslodosproducidos.Adicionalmente,elsuplemento de energía fue optimizado con un sistema de cogeneración.Ellodoesahorasometidoaunprocesodedigestiónenelqueelvolumenoriginalsereduceenapro-ximadamenteun40%.Debidoalmenorvolumendelodo,solo2.592Ldecombus-tible(diesel)sonnecesariosparaelvertido.Elpesosecodellodoesdel6%.

La digestión anaeróbica produce alrededor de 2 millones Nm3 de biogás con una concentración de CH4 del59%.Laelectricidad producida a partir de la valorización del biogás enlacogeneraciónesde4,5 GWh/año.

Pista: Si se añaden los 4,5 GWh en el campo "energía eléctrica produ-cida a partir de la valorización del biogás", solo se tienen en cuenta las emisiones de GEI evitadas y no se modifica automáticamente el consumo eléctrico neto de la fase de tratamiento. Por lo tanto, debe modificar manualmente el consumo eléctrico neto de la etapa de tratamiento a -2,5 GWh/año.

Preguntas 1. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año de la gestión de lodos después de insertar la información más detallada? 2. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año totales de la etapa de tratamiento de aguas residuales? 3. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año del consumo de electricidad en la etapa de tratamiento de aguas residuales?

Preguntas 1. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año que se producen en la etapa de tratamiento de aguas residuales, después de implementar el sistema de digestión anaeróbica y la cogeneración?

2. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año derivadas del consumo de electricidad en la etapa de tratamiento de aguas residuales? 3. ¿Puede explicar por qué las emisiones del consumo eléctrico son ahora negativas? 4. ¿En cuánto se redujeron las emisiones en tCO2eq/año mediante la implementación de la digestión anaeróbica, es decir, en comparación con la tarea III a?




Gru

po 4


El lodo producido por la compañía Visionaria de Agua ha sidodesechadohastaahoraenunvertederoregular.Parareducir las emisiones de gases de efecto invernadero, el vertederohasidoequipadoconunsistemaderecolec-cióndegasesdevertederoyelgasrecolectadosequemaposteriormente.

Debido al menor volumen de lodo tras la implementación de la digestión anaeróbica y la mejora de la deshidratación, seredujoelconsumodecombustible(diesel)a4.200L.Además, la Compañía Visionaria de Agua comenzó a vender

aguaparasureutilizaciónenobrapúblicas,porejemplo,encarreteras.Elvolumendeaguareutilizadaesde5.000.000m³porañoy,porlotanto,elvolumendeaguadescargadaalcuerpodeaguaesdesolo12.000.000m³/año.Paratransportarelaguaparasureutilización,serequierenalre-dedorde1.000Ldediesel.

Preguntas 1. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año de la gestión de los lodos después de las medidas implementadas?

2. ¿Cuáles son las emisiones en tCO2eq/año totales de la etapa de tratamiento de aguas residuales? 3. ¿Cuánto se redujeron las emisiones en tCO2eq/año en comparación con el resultado de la tarea 1, es decir, antes de la implementación de las digestión anaeróbica y la cogeneración? 4. Determine las emisiones indirectas en tCO2eq/año de la descarga al cuerpo de agua antes y después de la imple mentación del sistema de reúso.


Pistas:

• Dado que se espera que el sistema GLF sirva a toda la población residente (20.000 habitantes), la población resi-dente y la población con tratamiento en el sitio son las mismas.

• Para esta sección, se le pide que evalúe solo las opciones para el tratamiento en el sitio. Por lo tanto, solo necesita activar el sistema de Gestión de Lodos Fecales en la página de configuración de ECAM.

• Por favor, calcule sus resultados asumiendo que un año tiene 364 días.

Esta sección puede resolverse sin necesidad de información dada en las secciones anteriores del documento.

En un asentamiento informal situado a 280 km de distancia deSinagua,lamayoríadelagentetienepocooningúnaccesoalosserviciosurbanosbásicos.Nohaycarreterasde acceso, la mayoría de las vías de acceso son a través de senderossinpavimentarysólounpequeñoporcentajedela población residente tiene conexiones de agua legales conunsuministrodeaguairregular.Casitodoslosdemás,ensumayoríahogarespobres,obtienenaguadequioscos,serviciosdeentregadeaguayconexionesilegales.

Este año, el gobierno de Agualandia decidió desarrollar un plan de Gestión de Lodos Fecales (GLF) para la comuni-dad más pobre del asentamiento, donde hoy en día todas lasaguasresidualesproducidasporloscercade20.000habitantespermanecensinsertratadas,loquesuponeunalarmanteproblemaparalasaludpública.

Nivel B – Gestión de Lodos Fecales3

Contención Tratamiento Reúso/Disposición

Preguntas 1. ¿Puede pensar en otras alternativas de tratamiento en el sitio para el manejo de los lodos fecales de la comunidad diferentes a las letrinas de pozo?

2. ¿Por qué se espera que las emisiones de GEI provengan del tratamiento en el sitio?

Tarea IV Información Inicial

El plan de GLF pretende proveer tratamiento en sitio a toda lapoblaciónresidente.

Aunquelasletrinasdepozoparecenserlaopciónmásfácil,elgobiernoquiereevaluardiferentesopcionesparagaran-tizar no sólo un ambiente seguro para todos, sino también bajasemisionesdeGEI.Conelfindeencontrarlamejorsolución,selepidióquerealizaraunanálisistécnico.Paraestaevaluación,ustedpuedeasumirqueelasentamientotiene una mezcla de energía y patrones de consumo de alimentossimilaresalosdeTogo.

Con la intención de obtener una evaluación más precisa de lasituaciónactualdelacomunidad,elgobiernofinancióunestudio preliminar realizado por un grupo de investigación delaUniversidaddeAgualandia.Seinvestigaronlosaspec-tos relacionados con las características del lodo, la tasa de producciónylascondicioneslocales.Losdatosobtenidossepresentanacontinuación.Utiliceestainformacióncomodatosdeentradaparalassiguientestareas.


Tarea IV a Evaluación de la Gestión de Lodos Fecales

Dependiendo del grupo que se le asigne, por favor considere los parámetros que se dan en la siguiente tabla para la evaluación del sistema de GLF.

Los siguientes parámetros son comunes para todos los tipos de contención:• LacargadeDBOdelinfluenteprocedentedelos20.000

habitantesesdeaproximadamente300 t/año.• La baja tasa de precipitación local impide las inundacio-

neslocalesylainfiltracióndeaguassubterráneas.

• Seesperaquelaetapadecontenciónconsumaenergíadelaredhasta200 MWh/año.

• Loslodosserántransportadosporcamionesqueconsu-menunamediade7.500Ldedieselalaño


Tipo principal de tecnología de contención

Letrina sin descarga con agua - nivel

comunal

Letrina sin descarga con agua - por hogar

Letrina con descarga con agua

Tanquessépticos

Porcentaje de contención quedebe vaciarse en un año (%)

40% 30% 50% 30%

Volumen esperado de lodos fecalesa ser vaciado por año (m³)

650 485 750 580

Concentración de DBO del lodo fecal esperada (kg/m³)

67,8 67,8 67,8 1,35

DBO esperada a ser eliminada como lodo fecal (t)

46 30 50 0,9

Preguntas 1. ¿Cuales son las emisiones totales en kg de CO2 de la etapa de contención del sistema de GLF por año?

2. ¿Es el uso de la electricidad la principal causa de las emisiones de GEI? Si no lo es, ¿qué es lo que produce la mayor cantidad de emisiones de GEI? 3. ¿Puede pensar en algunas formas potenciales de reducir las emisiones?


Tarea IV b Evaluación de la Gestión de Lodos fecales

Independientemente del tipo de contención elegido, se prevéqueloslodosrecogidossetransportenposterior-menteaunaplantadetratamientodelodosfecales.Allí,ellodototalsedividiráendosflujosigualesysetratarápor separado en dos digestores anaeróbicos, uno de los cualesmuestraunmejorrendimientoenergético.Losdosdigestorespuedenconsiderarse,portanto,comosubetapas.Considere el siguiente rendimiento energético:

• La energía total consumida de la red durante la etapa de tratamiento es aproximadamente la suma de la energía consumidaporlasdossubetapas.

• LacargadeDBOdelinfluenteparalaetapadetrata-miento de lodos fecales corresponde a la DBO eliminada comolodosfecalesdurantelaetapadecontención.

• SeesperaquelacargadeDBOenelefluenteseael10%delacargadeDBOenelinfluente.

• SeesperaquelaDBOeliminadaconelexcesodelodoseael10%delacargadeDBOdelinfluente.

• Dadoquelacargainfluentesedivideendos,cadasube-tapatratasólolamitad.

• A pesar de las diferencias en el rendimiento de remo-ción de DBO, el factor de emisión puede ser considerado comoelmismoparaambosdigestores(0,48).

• El transporte de los lodos durante el proceso de trata-mientoesinsignificante.

• Hasta ahora no se produce biogás durante el proceso de tratamiento.

Esta tarea debe ser desarrollada por todos los Grupos (1 - 4) teniendo en cuenta los resultados obtenidos en la Tarea IV a.

Digestor (Subetapas)

Energía consumida de la red (MWh/año)

1 350

2 480

Pistas:

• Creesubetapasdesplegandolasubsección"Evaluaciónavanzada:Subetapas"enlaparteinferiordelapágina.• Puedeactualizarlosvaloresdelasetapasdeacuerdoconlasdossubetapashaciendoclicenlasflechasbajo

"Subetapastotalopromedio".

Preguntas 1. ¿Cuáles son las emisiones totales en kg CO2 de la etapa de tratamiento del sistema de GLF por año? 2. ¿Qué es lo que causa más emisiones entre las etapas de contención y de tratamiento? 3. ¿El consumo de electricidad representa una gran parte de las emisiones?


Después de los digestores anaeróbicos de la planta de GLF, los lodos tratados serán postratados en lechos de secado para deshacerse de la fracción de agua y luego serán envia-dos para ser aplicados en suelos.Las siguientes condiciones de operación pueden ser consi-deradas para la eliminación del lodo fecal:

• El consumo total de energía para esta etapa es de 100 MWh.

• Ellodoestransportadoallugardedisposiciónfinalporcamiones,estosconsumenaproximadamente25 litros

dedieselporcada100kilómetros.Ladistanciamediaallugardeaplicacióndesuelosesde120 km,yseestimaquesenecesitan50viajesdeidayvueltaalañoparatransportarloslodosaloscamposdecultivo.

• Comonohaysuficientesdatossobreelnitrógenototalcontenidoenloslodosfecalesqueseeliminan,secon-sideraqueunaestimacióndel3%(delpesoseco)esunabuenaaproximación.

• El contenido de arcilla del suelo de los campos de cultivooscilaentreel40-45%.

Tarea IV c Evaluación de la Gestión de Lodos Fecales

Esta tarea debe ser desarrollada por todos los Grupos (1 - 4) teniendo en cuenta los resultados obtenidos en las Tareas IV a y IV b.


Peso seco enviado a la aplicación en suelos (t) 190 150 220 130

Nitrógeno total reutilizado que remplaza a fertilizante sintéticos (kg)

4.500 3.800 5.600 3.300

Preguntas 1. ¿Qué tan altas son las emisiones totales en kg CO2 de la etapa de eliminación del sistema de GLF por año?

2. De todas las etapas del sistema FSM (contención, tratamiento y reúso/disposición), ¿Cuál es la que causa la mayoría de las emisiones? 3. ¿Cuál es el total de emisiones de GEI que se evitan al reutilizar el nitrógeno que reemplaza al fertilizante sintético? ¿Por qué cree que hay emisiones asociadas al uso de fertilizantes sintéticos? 4. Discuta con los otros grupos. En su opinión, ¿cuál es la mejor alternativa de tratamiento en el sitio que el que el gobierno debería considerar para la gestión de los lodos de los 20.000 habitan tes de la comunidad? ¿Puede pensar en otras medidas que el gobierno debería implementar con relación a la reducción de las emisiones?

ECAM ha sido desarrollada por el proyectoWaCCliM,elcualformaparte de la Iniciativa Internacional del Clima (IKI – International ClimateInititative).ElMinisterioFederal de Medio Ambiente, Protección de la Naturaleza y SeguridadNucleardelaRepúblicaFederal Alemana (BMU) apoya esta iniciativa sobre la base de una decisión adoptada por el ParlamentoFederalAlemán.

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Evaluación del rendimiento energético y emisiones de carbono en … · 2020-01-27 · 6 INTRODUCCIÓN A ECAM – EVALUACIÓN DE RENDIMIENTO ENERGÉTICO Y EMISIONES DE CARBONO EN