Optimización del binomio agua-energía en instalaciones de distribución de agua. Aplicación a la Comunidad de Regantes "Murada Norte", en el término municipal de Orihuela (Alicante)

Abstract

[EN] In this project a methodology to analyze, evaluate and optimize the management of water-energy binomial in Water Pressurized Transportation and Distribution Facilities (ITDAP) has developed. Subsequently, the proposed methodology is applied to a real case: the ITDAP of Irrigation Community (CCRR) Murada Norte, located in the municipality of Orihuela, Alicante. The first stage of the process corresponds to the analysis and characterization of the installation. In this section, information on social ITDAP concept, economic performance, energy and water consumption, physical elements of the network and operating model is gathered. To complete the characterization of the system, a mathematical model is made, from which it becomes possible to obtain the main hydraulic system parameters, in addition to serving as a support for the planning of improvement actions. In the next step the water and energy consumption in the ITDAP evaluated. At this point efficiency indicators are obtained, which allow to evaluate and grade water and energy management when compared with reference values¿¿. In North Murada CCRR has obtained an energy rating C, belonging to consumer group Great Consuming. In terms of water efficiency, the community suffers an estimated 25% deficit, whereas the efficiency of the distribution (ED) is 92.70%. Optimizing the management of water-energy binomial in ITDAP is the process by which performance measures are established with the objectives of minimizing energy consumption and cost associated with it, encompassed by the term Energy Optimization; and maximize the use of water resources, included under the term Water Resources Optimization. On Water Resources Optimization, in the case of CCRR Murada Norte obtaining reclaimed water from the WWTP system Callosa de Segura is projected and performing covers to reduce evaporation at regulation ponds. As for the objectives of the Energy Optimization in CCRR Murada Norte a new segmentation of the distribution network is proposed, replacing the existing pump is raised by a group that offers higher returns to the operating point required, reduce the contracted capacity in peak period is suggested by installing a new pump unit, and finally switching to a 6.1 rate is proposed. Finally Efficient Plan Improving Irrigation Community Murada Norte is proposed, with wich an increase in the annual allocation of 250% (3 hm3), annual energy savings of 35% (471 MWh), and annual economic benefits of ¿ 543,693 is obtained.

[CA] En aquest treball s'ha elaborat una metodologia per analitzar, avaluar i optimitzar la gestió del binomi aigua-energia en Instal·lacions de Transport i Distribució de Aigua a Pressió (ITDAP). Posteriorment, la metodologia proposta s'aplicarà a un cas real: la ITDAP de la Comunitat de Regants (CCRR) Murada Nord, situada al terme municipal d'Orihuela, Alacant. La primera fase del procés es correspon amb l'anàlisi o caracterització de l' instal·lació. En aquest apartat, es recopila informació de la ITDAP relativa al concepte social, resultats econòmics, consums d'aigua i energia, elements físics que componen la xarxa i model d'explotació. Per a completar la caracterització de l'instal·lació, s'elabora un model matemàtic de la mateixa, a partir del qual s'aconsegueix simular i obtindre els principals paràmetres hidràulics de l'instal·lació, a més de servir com suport per al plantejament d'actuacions de millora. En el següent pas s'avalua el consum d'aigua i energia en la ITDAP. En aquest punt, s'obtenen indicadors d'eficiència, els quals permeten avaluar i qualificar la gestió hídrica i energètica al ser comparades amb els valors de referència. En la CCRR Murada Nord s'ha obtingut una qualificació energètica C, pertanyent al grup de consum Gran Consumidora. Quant a l'eficiència hídrica, la comunitat pateix un dèficit estimat en un 25 % mentre que l'Eficiència de la Distribució (ED) és del 92,70%. L¿optimització de la gestió del binomi aigua-energia en les ITDAP és el procés pel qual s'estableixen mesures d'actuació amb els objectius de minimitzar el consum d'energia i el cost associat al mateix, englobat baix el terme Optimització Energètica; i maximitzar l'aprofitament dels recursos hídrics, englobat baix el terme Optimització de Recursos Hídrics. Per a la Optimització de Recursos Hídrics, en el cas de la CCRR Murada Nord s'exposa l'obtenció d'aigua regenerada procedent de la EDAR Sistema Callosa de Segura y la realització de cobertes per a reduir l¿evaporació en les basses de regulació. Pel que fa als objectius de la Optimització Energètica, en la CCRR Murada Nord es sugereix una nova sectorització de la xarxa de distribució, es planteja la substitució del grup de bombeig existent per un grup que ofereix majors rendiments per al punt de funcionament requerit, es proposa reduir la potència contractada en període punta per mitjà de l'instal·lació de un nou grup de bombeig y per últim s'exposa el canvi a una tarifa 6.1. Finalment es proposa un Pla de Millora Eficient de la Comunitat de Regents Murada Nord amb el que s'obté un augment de la dotació anual del 250% (3 Hm3), un estalvi energètic anual del 35% (471 MWh), i uns beneficis econòmics anuals de 543.693 E.

[ES] En este trabajo se ha elaborado una metodología para analizar, evaluar y optimizar la gestión del binomio agua-energía en Instalaciones de Transporte y Distribución de Agua en Presión (ITDAP). Posteriormente, la metodología propuesta se aplicará a un caso real: la ITDAP de la Comunidad de Regantes (CCRR) Murada Norte, situada en el término municipal de Orihuela, Alicante. La primera fase del proceso se corresponde con el análisis o caracterización de la instalación. En este apartado, se recopila información de la ITDAP relativa a concepto social, resultados económicos, consumos de agua y energía, elementos físicos que componen la red y modelo de explotación. Para completar la caracterización de la instalación, se elabora un modelo matemático de la misma, a partir del cual se consigue obtener los principales parámetros hidráulicos de la instalación, además de servir como soporte para el planteamiento de actuaciones de mejora. En el siguiente paso se evalúa el consumo de agua y energía en la ITDAP. En este punto se obtienen indicadores de eficiencia, los cuales permiten evaluar y calificar la gestión hídrica y energética al ser comparados con valores de referencia. En la CCRR Murada Norte se ha obtenido una calificación energética C, perteneciendo al grupo de consumo Gran Consumidora. En cuanto a la eficiencia hídrica, la comunidad sufre un déficit estimado en un 25 %, mientras que la Eficiencia de la Distribución (ED) es del 92,70 %. La optimización de la gestión del binomio agua-energía en las ITDAP es el proceso por el cual se establecen medidas de actuación con los objetivos de minimizar el consumo de energía y el coste asociado al mismo, englobado bajo el término Optimización Energética; y maximizar el aprovechamiento de los recursos hídricos, englobado bajo el término Optimización de Recursos Hídricos. Para la Optimización de Recursos Hídricos, en el caso de la CCRR Murada Norte se proyecta la obtención de agua regenerada procedente de la EDAR Sistema Callosa de Segura y la realización de cubiertas para reducir la evaporación en las balsas de regulación. En cuanto a los objetivos de la Optimización Energética, en la CCRR Murada Norte se propone un nueva sectorización de la red de distribución, se plantea la sustitución del grupo de bombeo existente por un grupo que ofrece mayores rendimientos para el punto de funcionamiento requerido, se sugiere reducir la potencia contratada en período punta mediante la instalación de un nuevo grupo de bombeo y por último se propone el cambio a una tarifa 6.1. Finalmente se propone un Plan de Mejora Eficiente de la Comunidad de Regantes Murada Norte, con el que se obtienen se obtiene un aumento de la dotación anual del 250 % (3 Hm3), un ahorro energético anual del 35% (471 MWh), y unos beneficios económicos anuales de 543.693 E.