Aplicación de balance hidroenergético con adaptaciones para un sistema de distribución de agua en Brasil

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i10.19039

Palabras clave:

Agua; Energía; Balance Hidro-energético; Eficiencia energética; Distribución de agua.

Resumen

Según la Alianza para el Ahorro de Energía, entre el 2% y el 3% del total de energía eléctrica consumida en el mundo se destina al bombeo de agua en los sistemas de abastecimiento, estimándose en un 25% el potencial de reducción del consumo mediante medidas de eficiencia y conservación energética. En Brasil, el sector de abastecimiento de agua corresponde al 2,6% del total de energía consumida en el país, siendo los sistemas de bombeo responsables de más del 90% del consumo total de energía. Es muy común encontrar instalaciones de gran tamaño con conjuntos de motores de bomba operando fuera de sus puntos ideales, siendo una práctica común realizar el control de flujo y presión mediante la instalación de válvulas. El uso de válvulas reductoras introduce caídas de presión innecesarias en el sistema hidráulico, lo que aumenta el consumo de energía. El objetivo de este trabajo es presentar un balance energético de un sector de estudio del Servicio Autónomo de Agua y Alcantarillado (SAAA) de un municipio del sur de Minas Gerais, Brasil, con el objetivo de dilucidar el consumo de energía eléctrica del sistema y donde puede producirse una reducción de dicho consumo. Para ello, medimos datos como la eficiencia de los grupos motobomba, calculamos indicadores de rendimiento e índices de pérdida de agua, y aplicamos el balance energético adaptado. Este trabajo presenta una aplicación de un balance agua-energía con adaptaciones a un sistema de abastecimiento de agua brasileño, bajo la perspectiva de la eficiencia energética en grupos motobomba de estaciones elevadoras.

Citas

ABES. (2013). Perdas em sistemas de abastecimento de água: diagnóstico, potencial de ganhos com sua redução e propostas de medidas para o efetivo combate. Sumário Executivo. http://www.abes-sp.org.br/arquivos/perdas_resumo.pdf

Ahopelto, S. & Vahala, R. (2020). Cost–benefit analysis of leakage reduction methods in water supply networks. Water, 12 (1), 195. doi:10.3390/w12010195

Alegre, H. et al. (2017). Performance indicators for water supply services. London: IWA Publishing.

ANA. (2018). Abastecimento Urbano de Água. http://www.ana.gov.br/

Andrade, M. R. (2016). Balanço hidroenergético de sistema de distribuição de água aplicado a um setor do município de Cambuí - MG. Master’s Thesis. https://repositorio.unifei.edu.br/xmlui/handle/123456789/494

Aznar-Sánchez, J. A. et al. (2018). Mining waste and its sustainable management: Advances in worldwide research. Minerals, 8 (7), 284. doi: 10.3390/min8070284

Baleta, J. et al. (2019). Integration of energy, water and environmental systems for a sustainable development. Journal of cleaner production, 215 (1), 1424-1436. doi:10.1016/j.jclepro.2019.01.035

Bieber, N. et al. (2018). Sustainable planning of the energy-water-food nexus using decision making tools. Energy Policy, 113 (1), 584-607. doi:10.1016/j.enpol.2017.11.037

Britton, T. C. et al. (2013). Smart metering: Enabler for rapid and effective post meter leakage identification and water loss management. Journal of Cleaner Production, 54 (1), 166–176. doi:10.1016/j.jclepro.2013.05.018

Cantele, S. et al. (2018). A new framework for assessing the sustainability reporting disclosure of water utilities. Sustainability, 10 (2), 433. doi:doi.org/10.3390/su10020433

Chini, C. M., & Stillwell, A. S. (2018). The state of US urban water: data and the energy‐water nexus. Water Resources Research, 54 (3), 1796-1811. doi:

Coelho, B. &, Andrade-Campos, A. (2014). Efficiency achievement in water supply systems - A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 30 (2), 59–84, 2014. doi:10.1016/j.rser.2013.09.010

Goulart, T. D. C. (2015) Estudos de Aprimoramento de Algoritmo de Calibração e Aplicação em Rede de Distribuição de Água de Cambuí (MG). Master’s Thesis. https://repositorio.unifei.edu.br/xmlui/handle/123456789/147

Krueger, E. H. et al. (2020). Balancing security, resilience, and sustainability of urban water supply systems in a desirable operating space. Environmental Research Letters, 15 (3), 22. doi:10.1088/1748-9326/ab6c2d

Lambert, A. &, Hirner, W. (2000). Losses from Water Supply Systems: Standard Terminology and Recommended Performance Measures. IWA the blue pages, 10 (3), 1–13.

Lee, S. et al. (2021). Setting future water rates for sustainability of a water distribution system. Journal of Water Resources Planning and Management, 147 (2), 13. doi:10.1061/(ASCE)WR.1943-5452.0001313

Luna, T. et al. (2019). Improving energy efficiency in water supply systems with pump scheduling optimization. Journal of cleaner production, 213 (3), 342-356. doi:10.1016/j.jclepro.2018.12.190

Mamade, A. et al. (2017). A comprehensive and well tested energy balance for water supply systems. Urban Water Journal, 14 (8), 853–861. doi:10.1080/1573062X.2017.1279189

Mamade, A. et al. (2018a). Assessing the Impact of Network Layout on Energy Efficiency, Water Losses and Water Quality in Water Supply. WDSA/CCWI Joint Conference Proceedings. Retrieved Sep 21, from https://ojs.library.queensu.ca

Mamade, A. et al. (2018b). Top-down and bottom-up approaches for water-energy balance in Portuguese supply systems. Water, 10 (5), 577. doi:10.3390/w10050577

Mutikanga, H. E. et al. (2009). Water loss management in developing countries: Challenges and prospect. Journal - American Water Works Association, 101 (12), 57–68. doi:10.1002/j.1551-8833.2009.tb10010.x

Oikonomou, K. & Parvania, M. (2018). Optimal coordination of water distribution energy flexibility with power systems operation. IEEE Transactions on Smart Grid, 10 (1), 1101-1110. doi:10.1109/TSG.2018.2824308

Razmjoo, A. et al. (2020). The main role of energy sustainability indicators on the water management. Modeling Earth Systems and Environment, 6 (3), 1419-1426. doi:10.1007/s40808-020-00758-1

Rodrigues, R. C. (2012). Análise do desempenho hidroenergético de sistemas de abastecimento de água do município de Marabá/PA. Master’s Thesis. http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/3546

Sgroi, M. et al. (2018). Feasibility, sustainability and circular economy concepts in water reuse. Current opinion in environmental Science & Health, 2 (4), 20-25. doi:10.1016/j.coesh.2018.01.004

Song, M. et al. (2018). Water resources utilization efficiency and influence factors under environmental restrictions. Journal of Cleaner Production, 184 (5), 611-621. doi:10.1016/j.jclepro.2018.02.259

Descargas

Publicado

14/08/2021

Cómo citar

SILQUEIRA, M. G. .; SILVA, F. das G. B. da .; SILVA, A. T. Y. L. .; BARBEDO, M. D. G. . Aplicación de balance hidroenergético con adaptaciones para un sistema de distribución de agua en Brasil. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 10, p. e380101019039, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i10.19039. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/19039. Acesso em: 1 jul. 2024.

Número

Sección

Ingenierías