Evalúan sistemas de bombeo de agua urbana en Mexicali

Por Karla Navarro

Ensenada, Baja California. 26 de septiembre de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- La eficiencia en sistemas de bombeo de plantas potabilizadoras de agua que se destina a zonas urbanas es evaluada por investigadores como uno de los factores que inciden en el manejo sustentable del vital líquido.

La Comisión Nacional del Agua (Conagua) en sus Estadísticas del agua en México, edición 2016, informó que en 2015 se potabilizó un promedio de 97.9 metros cúbicos por segundo en 874 plantas que operan en todo el país, la cifra más elevada desde 2006, cuando se potabilizaron 85.4 metros cúbicos por segundo.

“Las plantas potabilizadoras municipales mejoran la calidad del agua de las fuentes superficiales o subterráneas para adecuarlas al consumo humano”, advierte la Conagua en el documento.

La doctora Margarita Gil Samaniego Ramos, profesora de tiempo completo en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Baja California (UABC), desarrolla estudios para evaluar los sistemas de bombeo de las plantas potabilizadoras de Mexicali.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, la doctora Gil Samaniego expuso que sus investigaciones se realizan en el marco de una problemática por la escasez de agua en Baja California, tomando en cuenta que el río Colorado representa, tanto para Mexicali como para el resto del estado, la principal fuente de agua, con una aportación anual de mil 850.234 millones de metros cúbicos.

Uno de los proyectos a su cargo fue la evaluación de la eficiencia del sistema de bombeo de la planta potabilizadora número uno de Mexicali, operada por la Comisión Estatal de Servicios Públicos de Mexicali (CESPM).

Flujo volumétrico, pérdidas por fricción, potencia eléctrica, presión manométrica, carga total y otros datos, como propiedades del fluido y características de las tuberías, son los parámetros que toman en cuenta para determinar el porcentaje de eficiencia del sistema de bombeo.

Monitor de parámetros

Las primeras mediciones realizadas en la planta de tratamiento número dos de Mexicali se llevaron a cabo de forma manual, lo que implicó el trabajo de tres personas que simultáneamente midieron el caudal, la presión y los parámetros eléctricos del sistema de bombeo.

La doctora Gil Samaniego comentó que se percató de que las mediciones tenían un margen de error amplio, por lo que comenzó a considerar la utilización de una herramienta que automatizara la recopilación de datos.

No obstante, refirió, el medidor de flujo ultrasónico, que mide tan solo el caudal, tiene un costo en el mercado por el orden de los 27 mil dólares.

Fue así que entabló una colaboración con el doctor Diego Ramón Bonilla García, en ese entonces estudiante de doctorado y ahora egresado del Instituto de Ingeniería de la UABC, quien diseñó el monitor de parámetros, un sistema de bajo costo capaz de realizar las mediciones necesarias para la evaluación del sistema de bombeo.

El monitor de parámetros permite a los investigadores realizar las mediciones por telemetría, es decir, a distancia, recabar datos en intervalos de dos segundos y procesarlos de forma automática por medio de un software que también fue desarrollado por el doctor Bonilla García.

“En la pantalla se despliegan los datos sobre eficiencia energética e hidráulica de la bomba, que son muy útiles para los administradores del organismo operador”, destacó el creador del monitor.

Apuntó que el software desarrollado ya fue protegido con derechos de autor, puesto que está considerando la comercialización del sistema.

“La innovación en este caso se sustenta en el desarrollo de una plataforma de programación con características específicas y acorde con los requerimientos del usuario y de las personas que se especializan en el tema de eficiencia energética, en eso se basa la innovación”.

Aunque el monitor de parámetros de sistemas de bombeo está compuesto por dispositivos comerciales, como los sensores de presión, lograron desarrollar una herramienta flexible, que se puede modificar y adaptar a las necesidades del usuario, aunado a que es de bajo costo.

“Entonces tenemos dos grandes ventajas, tanto técnicas como económicas. Ya hicimos un estudio de mercado y vimos que es mucho más económico y es amigable con el usuario, su costo está en el rango de 50 a 60 por ciento menos que los dispositivos comerciales”, resaltó el doctor Diego Bonilla García.

Agua y energía

¿Cómo lograr que los sistemas de bombeo sean más eficientes? Derivado de los estudios, los investigadores de la UABC detectaron que un sistema de bombeo recién instalado en una de las plantas de tratamiento no cumplía con la eficiencia marcada por el proveedor, pues al realizar la evaluación encontraron que era 30 por ciento menos eficiente que lo señalado en las curvas características de operación de las bombas, proporcionadas por el fabricante.

“El fabricante dice ‘esta bomba tiene una eficiencia de 85 por ciento’ y cuando uno va a comprar la bomba se fija en el modelo, marca y eficiencia, lo que no se hace es medir esa eficiencia para ver si es cierto lo que dice el fabricante”, advirtió la doctora Margarita Gil Samaniego Ramos.

El porcentaje de eficiencia del sistema de bombeo se relaciona directamente con el consumo de energía eléctrica que demanda para operar, lo que significa que entre menos eficiente es, mayor energía eléctrica consume.

“Si las bombas están trabajando con una baja eficiencia, están consumiendo más energía eléctrica de lo normal y al consumir más energía se generan más gases de efecto invernadero, pero también incrementa el costo de la energía eléctrica y está gastando más el gobierno en operar las plantas y suministrar el agua”.

Los investigadores calcularon que si el sistema de bombeo de la planta potabilizadora estudiada funcionara de forma óptima, habría un potencial ahorro anual de 62.4 megawatts por hora, equivalente a un costo anual de siete mil 700 dólares, y se evitaría la emisión de 16 mil 637 kilogramos de dióxido de carbono (CO₂).

Hábitos de consumo

De forma paralela a la evaluación de los sistemas de bombeo, los investigadores de la UABC estudiaron los hábitos de consumo en la ciudad de Mexicali, por medio de la aplicación de encuestas a una muestra representativa de la población.

Con información del CESPM, los investigadores identificaron las colonias con consumos altos, medios y bajos de agua y aplicaron 14 encuestas en cada zona, lo que arrojó que la regadera, el lavado de platos y el lavado de dientes son las actividades a las que más agua se destina.

“¿Lavas la banqueta con la manguera? ¿Cuánto tiempo inviertes en la regadera? Se hicieron todo ese tipo de preguntas relacionadas con el uso del agua, se sacaron las encuestas y los resultados”, relató la doctora Gil Samaniego.

A partir de un análisis estadístico, pruebas de hipótesis y diseño de experimentos, los investigadores determinaron que no hay una relación entre el nivel socioeconómico de las familias y su consumo de agua.

Frente a este panorama, los especialistas consideraron indispensable la implementación de políticas públicas que incentiven en la población el ahorro de agua ya que, al igual que la eficiencia en los sistemas de bombeo, es un factor esencial para la administración de un recurso cada vez más escaso en la región.

 Descargar fotografías.

Ver texto en pdf.

 

Esta obra cuyo autor es Agencia Informativa Conacyt está bajo una licencia de Reconocimiento 4.0 Internacional de Creative Commons.