En una estación depuradora de aguas residuales, el consumo eléctrico se concentra de forma muy desigual. La mayor parte corresponde a una sola operación: la aireación del reactor biológico, donde se aporta el oxígeno que necesitan los microorganismos para degradar la materia orgánica.
En la mayoría de instalaciones esa etapa se lleva del orden de la mitad del consumo total, y la proporción tiende a ser mayor en plantas pequeñas. Es, por tanto, donde hay que mirar primero.
Los tres objetivos que hay que compatibilizar
Antes de tocar nada conviene fijar el marco. Una depuradora tiene que cumplir tres cosas a la vez:
- Rendimiento de depuración. Es el objetivo primero y no negociable: el efluente debe cumplir los límites de la autorización de vertido.
- Estabilidad de funcionamiento. El rendimiento debe mantenerse también ante puntas de carga, que en industria son habituales y no siempre previsibles.
- Coste de explotación. Aquí la energía es prácticamente la única partida con margen significativo: el personal y el mantenimiento programado son costes bastante rígidos.
Cualquier medida de ahorro que comprometa los dos primeros puntos no es una medida de ahorro.
Dónde está el margen en la aireación
El dimensionado de las soplantes
Es la decisión con más recorrido y se toma en fase de proyecto. Una soplante sobredimensionada trabajando a carga parcial de forma permanente consume por encima de lo necesario durante toda la vida de la instalación.
La configuración habitual en instalaciones bien resueltas combina varias unidades de distinto tamaño en lugar de una sola grande, de modo que la planta pueda seguir la curva de demanda de oxígeno real —que varía a lo largo del día y de la semana— trabajando siempre cerca del punto de mejor rendimiento.
El sistema de difusión
La eficiencia de transferencia de oxígeno depende del tipo de difusor, de su estado y de la profundidad de la lámina de agua. Un difusor colmatado o deteriorado obliga a aportar más aire para conseguir el mismo oxígeno disuelto, y esa pérdida es progresiva y poco visible.
La revisión y sustitución de membranas de difusores es una actuación de coste contenido con efecto directo sobre el consumo.
El control por oxígeno disuelto
Es donde más se pierde por costumbre. Un reactor que trabaja con una consigna de oxígeno disuelto fija y elevada «por si acaso» consume aire que no hace falta.
El control en lazo cerrado sobre la medida real de oxígeno disuelto, con consignas ajustadas al régimen de carga y variables a lo largo del día, es la medida con mejor relación entre coste y resultado en una instalación existente.
Qué más se ve afectado
La configuración de la aireación no solo determina el consumo. Influye también en la cantidad y las características del fango producido —y por tanto en el coste de su deshidratación y gestión— y en las posibilidades de recuperación de nutrientes.
Son efectos que conviene tener en cuenta al evaluar una modificación, porque pueden pesar tanto como el ahorro eléctrico.
Planta nueva frente a instalación existente
En una instalación nueva, las decisiones que fijan el consumo de las próximas décadas se toman en fase de proyecto: dimensionado del reactor, tipo y disposición de difusores, número y tamaño de soplantes, y arquitectura de control.
En una instalación existente, lo habitual es que la renovación de equipos se acometa cuando algo falla, y no como una actuación de optimización. Eso deja fuera actuaciones con retorno claro. Las que suelen tenerlo son la sustitución de soplantes antiguas por equipos de mayor rendimiento, la revisión del sistema de difusión y la implantación de control por oxígeno disuelto.
Por dónde empezar
Por medir. El consumo por etapa y la evolución del oxígeno disuelto a lo largo del día indican cuánto aire se está aportando de más y en qué momentos. Sin ese dato, cualquier actuación es una apuesta.
Si quiere valorar el consumo de su instalación, puede consultar nuestros servicios de eficiencia energética o escribirnos.
