Aplicación de balance hidroenergético con adaptaciones para un sistema de distribución de agua en Brasil
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i10.19039Palabras 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
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2021 Matheus Gonçalves Silqueira; Fernando das Graças Braga da Silva; Alex Takeo Yasumura Lima Silva; Matheus David Guimarães Barbedo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.