Desalación industrial con bajo consumo de energía de la mano de Danfoss

Desalación industrial con bajo consumo de energía de la mano de Danfoss
La experiencia de Danfoss unido al buen hacer de Acciona ha resultado clave en el proyecto | Foto: Danfoss

La tecnología Danfoss permitió a Acciona adoptar un innovador sistema modular de desalación por ósmosis inversa para la refinería Sarlux. El resultado es una reducción importante del consumo de energía (de 2,7 kW a 2,4 kW por m3 de agua). La refinería de Cerdeña goza de un ahorro energético y económico notable gracias al sistema modular de desalación de Danfoss.

El proceso de desalación del agua de mar se caracteriza por un consumo intensivo de energía. Por lo tanto, los costos operativos relacionados con el consumo de electricidad son muy importantes. Estos afectan directamente la sostenibilidad y la rentabilidad de una planta de desalación. Sin embargo, la evolución tecnológica permite cambiar las reglas del juego.

Hoy en día contamos con bombas de alta presión más avanzadas o sistemas isobáricos de recuperación de energía más eficientes. En comparación con las turbinas Pelton convencionales,  hay nuevas membranas osmóticas. Se trata de las membranas Low Energy. También hay un mejor control electrónico a través de variadores VLT®. Gracias a estas tecnologías, la nueva generación de sistemas modulares de ósmosis inversa para aplicaciones industriales es económicamente viable. Así lo demuestra el exitoso proyecto realizado por Acciona en la refinería y la central de producción de electricidad Sarlux.

Suministro de agua garantizado y rentable

Según Pietro Tota, D & C Manager de Acciona Agua: «Sarlux estaba considerando renovar su proceso de abastecimiento de agua ultra pura para sus plantas industriales y les propusimos una innovadora solución de desalación basada en la ósmosis inversa. Se puede realizar en contenedores y ofrece una alta tasa de disponibilidad, flexibilidad, bajo consumo de energía y económicamente sostenible». 

El funcionamiento de la refinería y de la planta de generación de energía anexa en Sarroch requiere en promedio alrededor de 1.000 m3 de agua por hora. Previamente Sarlux se abastecía a través del acueducto local y de diferentes plantas de desalación existentes basadas en la tecnología tradicional tipo multiflash con fase de evaporación, caracterizada por una alta absorción de energía, del orden de 20 kWh por m3 de agua producida. Gracias a su experiencia internacional en el campo de la desalación por ósmosis inversa, Acciona propuso a Sarlux una solución integral.

El contrato de suministro de seis años «llave en mano», prorrogable por otros tres, garantiza un servicio de suministro de agua ultra pura basado en una tarifa todo incluido económicamente competitiva con respecto a las alternativas existentes. Continua Tota: «Nos hemos ocupado de todo, desde la planificación de la propuesta de proyecto hasta su financiación, desde el proyecto ejecutivo hasta la construcción de la planta, y ahora de su gestión y del mantenimiento ordinario y extraordinario». 

La solución creada por Acciona incluye cuatro líneas modulares de desalación por ósmosis inversa, capaces de suministrar un total de 12.000 m3 de agua pura por día con una disponibilidad garantizada del 97% durante todo el año. La estructura de cada línea modular de la planta es similar. Consta de cuatro secciones principales.

Para empezar, el pretratamiento con membranas de ultrafiltración. Después, la primera etapa de ósmosis inversa con presiones de trabajo de aproximadamente 60 bar. Luego, la segunda etapa de ósmosis inversa para el refinado de la agua. Finalmente, la última etapa con membranas de intercambio iónico.

Todo el sistema modular está alojado en 17 contenedores, incluido uno dedicado a la subestación eléctrica de media tensión. Esto ha facilitado la construcción. No hubo necesidad de construir estructuras especiales. El resultado es una reducción drástica de los tiempos de construcción. Asimismo, Acciona pudo completar la totalidad de la planta de Sarroch en tan solo seis meses.  

Después de las certificaciones y verificaciones de las autoridades , la planta entró en pleno funcionamiento a principios de 2018. De esta manera, se garantizó a Sarlux el agua pura necesaria para la gestión de sus instalaciones de producción.

Tecnología innovadora que marca la diferencia
Las bombas de alta presión con pistón axial de Danfoss, acopladas a los dispositivos isobáricos de recuperación de energía iSave Danfoss, han demostrado ser ideales para realizar un sistema modular en el contenedor proporcionado por Acciona para la refinería en Sarroch. 

Desalación industrial con bajo consumo de energía de la mano de Danfoss
La desalación industrial con la tecnología correcta garantiza el ahorro energético | Foto: Danfoss

Explica Tota: «La tecnología de las bombas de alta presión Danfoss permite sistemas que no solo son energéticamente eficientes sino también extremadamente compactos y pueden colocarse en un contenedor. Gracias a su pequeño tamaño y diseño interno simplificado, pueden instalarse incluso cuando el espacio es limitado. Además. igualmente importante, requieren muy poco mantenimiento periódico. Los dispositivos iSave  recuperan energía hidráulica del flujo de descarga del proceso de ósmosis inversa y reducen el consumo energético. También son extremadamente compactos y se pueden integrar con las bombas de alta presión de Danfoss».

Otro componente fundamental para minimizar el consumo de energía son los convertidores de frecuencia utilizados para regular el caudal. Se trata de la familia de inversores VLT® AQUA Drive, frame tipo D. De potencia de 200 kW, son extremadamente potentes. Hasta un 68% más compactos que las versiones anteriores, para potencias de 90 a 315 kW.  Integran filtros e inductores RFI en el circuito intermedio. “Está claro que el VLT® AQUA Drive ha sido diseñado específicamente para el control de bombas, para lo cual integra funciones ad hoc como estándar, y su uso es simple e intuitivo”, añade Tota. Gracias al diseño combinado del sistema de regulación de flujo y control realizado por Acciona y Danfoss, se ha obtenido una solución capaz de mejorar la eficiencia energética en todas las condiciones de funcionamiento, dependiendo del caudal, las condiciones ambientales y el nivel de la salinidad del agua de mar.

Flexibilidad, fiabilidad y gestión low-cost

La construcción de la planta de desalación en un formato modular permite obtener claras ventajas en términos de flexibilidad operativa y fiabilidad. De hecho, cuando se realizan actividades de mantenimiento preventivo o correctivo, se evita parar por completo el suministro de agua. Se puede intervenir solo en uno de los módulos, dejando los otros activos. Además, las cuatro líneas construidas por Acciona para Sarlux también tienen una estructura redundante dentro de ellas. Esto permite mantener el suministro de agua, con flujo reducido, incluso cuando se realiza el mantenimiento en algunos componentes.

«La extrema facilidad con la que se pueden mantener las bombas de alta presión es una de las características más valiosas de la tecnología de Danfoss”, confirma Tota. “A diferencia de bombas centrífugas tradicionales, podemos mantener bombas volumétricas de alta presión directamente en Sarroch en dos horas. Esto tiene un beneficio obvio en términos de disponibilidad de la planta». 

Los primeros meses de funcionamiento del sistema ya han demostrado la eficacia de las tecnologías utilizadas para reducir el consumo de energía. Una  planta de desalación por ósmosis inversa con bombas centrífugas de alta presión y recuperadores requiere 2,7 kW por m3. Mientras,bombas volumétricas de alta presión y  recuperadores isobáricos iSave permitieron reducir esto a aproximadamente 2,4 kW / m3.  Tota concluye: «Tenemos una gran confianza en los socios tecnológicos elegidos para la construcción de la planta de desalación modular de Sarlux, la más grande del Mediterráneo. Hemos creado una solución innovadora. Gracias a las tecnologías avanzadas de Danfoss hemos garantizado la plena satisfacción del cliente».

La desaladora recibió los «Distinction awards» en París durante la ceremonia de entrega de los premios Global Water Intelligence Awards 2018, donde las mejores iniciativas en los sectores de agua, aguas residuales y desalación son reconocidas y premiadas con la adopción de tecnologías innovadoras y modelos financieros sostenibles. La puesta en marcha de la nueva planta de desalación permitirá desmantelar algunas secciones de desalación. Construidas en los años 90, hoy no son eficientes desde el prisma energético. Si quieres saber más sobre la desalación y los productos de Danfoss haz clic aquí. En el enlace se explica de forma muy ilustrativa las ventajas de las tecnologías Danfoss.

Sobre la compañía
Las tecnologías de Danfoss permiten al mundo del mañana hacer más con menos. Responden a necesidad creciente de infraestructuras, suministro de alimentos, eficiencia energética y soluciones respetuosas con el medio ambiente. Sus productos y servicios se utilizan en refrigeración, aire acondicionado, calefacción, control de motores y maquinaria móvil. Asimismo, son muy activos en las energías renovables, en las redes de calefacción urbana o por distritos. 
Su innovadora ingeniería se remonta a 1933. Danfoss es un líder mundial que emplea a  27.000 empleados y atiende a clientes en más de 100 países. Todavía pertenecen a la familia fundadora, propietaria de la empresa. Puedes conocer más detalles sobre la compañía en su web.

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