El consumo eléctrico es indispensable en la gestión y operación de los sistemas de abastecimiento de agua y alcantarillado y genera un gasto operativo considerable. Tanto es así, que el gasto destinado a energía es el segundo o tercer aspecto más importante en el presupuesto de las empresas de saneamiento.
Para Sabesp, la cuarta compañía de saneamiento más grande del mundo, según Milton Tomoyuki Tsutiya, las instalaciones administrativas representan solo el 2% del coste total de la electricidad y las instalaciones operativas de agua y alcantarillado representan el 98%. Se estima que al menos el 90% del coste se debe a las estaciones de elevación de agua.
A este respecto, las iniciativas que promueve la optimización y eficiencia del consumo de electricidad se convierten en prioritarias en las empresas de saneamiento básico y los programas que utilizan innovación y tecnología están en línea con estas iniciativas.
En este contexto y para hacer frente a estos desafíos, en 2021 se comenzó a trabajar en Sabesp el desarrollo de ideas innovadoras utilizando el método ‘Design Thinking’ como base del proceso. El objetivo de este proyecto fue llegar a un prototipo que contemplara todos los atributos de la innovación, aportando indicadores cuantitativos y la certeza del poder de crecimiento exponencial del proyecto. Así nació el proyecto de eficiencia energética en la gestión de equipos de bombeo en sistemas de suministro de agua.
Evolución hacia el saneamiento 4.0
El proyecto ‘Innovative’ ha utilizado el concepto de saneamiento 4.0 y Elliot Cloud ha contribuido a alcanzar los objetivos y la mejora constante dentro de esta iniciativa.
La finalidad del proyecto ‘Innovative’ ha sido gestionar la activación de las bombas que abastecen a los depósitos con el propósito de ahorrar costes de electricidad. Según estimaciones previas, se conseguiría lograr hasta un 54% de ahorro energético en el momento en el que la tarifa energética estaba más alta.
El proyecto ‘Innovative’ se ha dividido en tres fases:
- Predicción del nivel óptimo del depósito de agua en el momento en que las bombas están apagadas.
- Predicción del nivel óptimo en el período en que las bombas deben apagarse, en este caso de 18:00 a 21:00 horas. Es decir, la cantidad de agua en el reservorio en el período seleccionado debe ser suficiente para garantizar la disponibilidad de agua para la población.
- Predicción del flujo óptimo de las bombas para asegurarse que el depósito esté en un nivel adecuado en el momento en que se apagan las bombas.
En este sentido, las características ideales del sistema de suministro de agua para su aplicación y datos con telemetría del equipo son: el nivel del embalse; las bombas que abastecen depósitos (status on/off); el flujo de entrada del depósito y el flujo de salida del depósito.
“Según estimaciones previas, con el proyecto ‘Innovative’ se conseguiría lograr hasta un 54% de ahorro energético”
La plataforma permite al usuario observar el nivel del depósito en metros y su variación a lo largo del periodo seleccionado (figura 1). El punto seleccionado, recoge la información del nivel óptimo que debe tener el reservorio a las 18 horas. Esta predicción asegurará el abastecimiento de la población sin la reposición de agua al embalse en el período de 18:00 a las 21:00 horas.
Prevision nivel de reservorio Nova Trieste – Jarinu
Además, se puede observar el flujo de entrada del depósito (verde claro), el flujo de salida del depósito (verde oscuro) y la predicción del flujo de entrada del depósito en tiempo real (línea punteada). La previsión del caudal de entrada del embalse tiene como objetivo asegurar el nivel adecuado del embalse (figura 2) en el momento en que la energía tiene mayor coste, en este caso de las 18:00 hasta las 21:00 horas. La línea vertical gruesa indica una alerta con problemas de datos.
Flujo (entrada/salida) de reservorio Nova Trieste – Jarinu
Asimismo, se muestra una alerta cuando los mecanismos de inteligencia artificial indican que el bombeo no podrá alcanzar el nivel esperado (figura 3).
Alarma de capacidad insuficiente – CRTA nova Trieste
Una vez realizada la predicción de la demanda, la inteligencia artificial y los recursos funcionales disponibles en la plataforma de Elliot Cloud para sistemas de suministro de agua, es posible desarrollar la gestión de los activos. Esto permite optimizar el uso de la energía en los sistemas de suministro de agua, generando ahorro de coste y aumentando así la disponibilidad de recursos financieros para otras inversiones.
Toda esta información se puede gestionar y analizar a través de una solución llamada Elliot Water. No obstante, hay que tener en cuenta que la evolución de estas iniciativas es constante y camina en paralelo con las mejoras que se realizan en el proceso de eficiencia energética a diario.
