Proyecto de actuaciones para la optimización energética del abastecimiento a una población de 13.000 habitantes del área metropolitana de Valencia

Abstract

[ES] El objetivo del TFG es modelar una red de abastecimiento de agua en el área metropolitana de Valencia. La red cuenta con un depósito de cabecera desde donde se lleva a cabo una impulsión principal a través de una estación de bombeo, la cual alimenta a tres municipios, el primero de estos cuenta con un depósito secundario y tres derivaciones. Utilizando este modelo como punto de partida, se propondrán diversas actuaciones cuyo objetivo final será la optimización de las eficiencia energética e hidráulica de todo el sistema. En concreto, se realizará una primera descripción de la red, en a que se detallarán las características de su ubicación y de todos los elementos hidráulicos que la componen. Después, se generará un modelo de la red, que se calibrará para dejarlo acorde a la situación real, tanto en presiones como en caudales. Dicha calibración permitirá hacer simulaciones en las que se podrá observar el comportamiento tanto del agua no registrada como de la energía consumida por las bombas. La parte final consistirá en la utilización del modelo para probar distintas actuaciones encaminadas, por una parte, a la reducción del agua no registrada (principalmente fugas) y, por otra, a la reducción o racionalización del consumo energético de la estación de bombeo. Las etapas del trabajo serán: - Realización del modelo de la red a partir de la información geográfica disponible. Para ello se utilizará el programa QGIS (de código abierto), con el que se obtendrá un esqueleto de la red que incluirá todos los elementos de la red. - Posteriormente se exportará el modelo al programa de simulación hidráulica EPANET (también de acceso abierto), donde se calibrará, aportando valores reales de caudales, presiones, cotas y pérdidas. Con este modelo se realizará un diagnóstico del estado actual de la red y, de esta forma, se determinarán las posibles actuaciones. - Por último, se comprobarán las distintas actuaciones de forma que sea posible determinar cuáles de ellas son las más adecuadas desde el punto de vista tanto técnico como económico. Durante el desarrollo del trabajo se prestará especial atención a su alineación con los Objetivos de Desarrollo Sostenible ODS 6 (Agua Limpia y Saneamiento) y ODS 7 (Energía Asequible y No Contaminante). Como corresponde a un proyecto de ingeniería, el trabajo incluye el análisis de distintas alternativas con una evaluación de sus potenciales ventajas e inconvenientes, incluyendo cuestiones como viabilidad económica y sostenibilidad medioambiental.

[CA] L'objectiu del TFG és modelar una xarxa de subministrament d'aigua potable a l'àrea metropolitana de València. La xarxa compta amb un dipòsit de capçalera des d'on es duu a terme una impulsió principal a través d'una estació de bombament, la qual alimenta tres municipis. El primer municipi es subministra a través de dos dipòsits secundaris i una derivació. Utilitzant aquest model com a punt de partida, es proposaran diverses actuacions amb l'objectiu final d'optimitzar l'eficiència energètica i hidràulica de tot el sistema. En concret, es farà una primera descripció de la xarxa, en què es detallaran les característiques de la seva ubicació i de tots els elements hidràulics que la componen. Després, es generarà un model de la xarxa, que es calibrarà per deixar-lo d'acord amb la situació real, tant en pressions com en cabals. Aquesta calibració permetrà fer simulacions en què es podrà observar el comportament tant de l'aigua no registrada com de l'energia consumida per les bombes. La part final consistirà en la utilització del model per provar diferents actuacions encaminades, d'una banda, a la reducció de l'aigua no registrada (principalment fuites) i, d'altra banda, a la reducció o racionalització del consum energètic de l'estació de bombament. Les etapes del treball seran: • Realització del model de la xarxa a partir de la informació geogràfica disponible. Per a això s'utilitzarà el programa QGIS (de codi obert), amb el qual s'obtindrà un esquelet de la xarxa que inclourà tots els elements de la xarxa. • Posteriorment, s'exportarà el model al programa de simulació hidràulica EPANET (també d'accés obert), on es calibrarà, aportant valors reals de cabals, pressions, cotes i pèrdues. Amb aquest model es farà un diagnòstic de l'estat actual de la xarxa i, d'aquesta manera, es determinaran les possibles actuacions. • Finalment, es comprovaran les diferents actuacions de manera que siga possible determinar quines són les més adequades des del punt de vista tant tècnic com econòmic. Durant el desenvolupament del treball es prestarà especial atenció a la seua alineació amb els Objectius de Desenvolupament Sostenible ODS 6 (Aigua Neta i Sanejament) i ODS 7 (Energia Assequible i No Contaminant). Com correspon a un projecte d'enginyeria, el treball inclou l'anàlisi de diferents alternatives amb una avaluació dels seus potencials avantatges i inconvenients, incloent-hi qüestions com viabilitat econòmica i sostenibilitat mediambiental.

[EN] The objective of the TFG (Final Degree Project) is to model a potable water supply network in the metropolitan area of Valencia. The network includes a main reservoir from which a primary pumping station operates, supplying water to three municipalities. The first municipality is supplied through two secondary reservoirs and a branch line. Using this model as a starting point, various actions will be proposed with the ultimate goal of optimizing the energy and hydraulic efficiency of the entire system. Specifically, an initial description of the network will be provided, detailing the characteristics of its location and all the hydraulic elements it comprises. Then, a network model will be generated and calibrated to match the real situation in terms of pressures and flows. This calibration will allow for simulations to observe the behavior of both unregistered water and the energy consumed by the pumps. The final part will involve using the model to test different actions aimed at reducing unregistered water (mainly leaks) and reducing or rationalizing the energy consumption of the pumping station. The stages of the work will be: • Creating the network model based on available geographic information. The open-source software QGIS will be used to obtain a skeleton of the network, including all its elements. • Subsequently, the model will be exported to the hydraulic simulation program EPANET (also open-source), where it will be calibrated using real values of flows, pressures, elevations, and losses. With this model, a diagnosis of the current state of the network will be made, determining possible actions. • Finally, various actions will be tested to determine which are the most suitable from both technical and economic perspectives. During the development of the work, special attention will be paid to its alignment with Sustainable Development Goals (SDGs) 6 (Clean Water and Sanitation) and 7 (Affordable and Clean Energy). As corresponds to an engineering project, the work includes the analysis of different alternatives with an evaluation of their potential advantages and disadvantages, including aspects such as economic feasibility and environmental sustainability.