3 claves de futuro: Eficiencia energética en la gestión del agua

La gestión del agua presenta importantes desafíos en materia energética, a la vez que ofrece grandes oportunidades como fuente de energía. Seleccionamos a cuatro de los mayores expertos en la materia para conocer su visión. Hablamos con Pedro Simón, Director Técnico de ESAMUR; Manel Poch, catedrático de ingeniería química de la UdG e investigador del LEQUIA; Baltasar Peñate, responsable del departamento de agua del ITC; y Andrés García, Jefe de Eficiencia de los Recursos de Emasesa.

¿Cuáles son los principales retos a abordar en eficiencia energética dentro del sector del agua?

Pedro Simón, ESAMUR. Hay que seguir optimizando en el funcionamiento de nuestras instalaciones, sin duda. Pero, en mi opinión, el principal reto es estructural. Es fundamental invertir en la renovación de instalaciones y equipamientos. El sector del agua depende de la administración, y la rigidez en sus planteamientos y la falta de capacidad inversora hace que los pasos sean muy pequeños. Contar con instalaciones renovadas y equipos de alta eficiencia podrían redundar en ahorros que se amortizarían en plazos cortos. Y contar con la colaboración público-privada y con planteamientos win-win aceleraría el proceso, empujaría la economía y reduciría la huella de carbono a corto plazo.

El principal reto es estructural. Es fundamental invertir en la renovación de instalaciones y equipamientos.

Manel Poch, UdG - LEQUIA. A pesar de su importancia para la vida, el sector del agua entendido como captación, tratamiento, distribución y saneamiento, no es de los mayores consumidores de energía. Otros, quizás no tan esenciales para nuestro futuro, presentan mayores consumos. Además, son procesos muy optimizados. Los cambios significativos pueden proceder de necesidades de procesos más exigentes (como la desalación o sistemas de membranas) para poder proporcionar agua en cantidad y calidad, en un contexto como  el de la emergencia climática que empezamos a sufrir.

Baltasar Peñate, ITC. La gestión del agua en su amplio espectro es una actividad altamente dependiente de la energía. Y gracias a la investigación y a la aplicación de los avances tecnológicos esa dependencia con el paso del tiempo es cada vez menor. Pese a ello, alcanzar la máxima eficiencia en el sector del agua plantea aún retos, como son la limitada digitalización de los datos de operación y por tanto la baja explotación de los datos con el objeto de aplicar medidas correctoras, y otros de gobernanza como son el acceso a financiación para remodelar la infraestructura hídrica con criterios de máxima eficiencia.

Andrés García, EMASESA. Alcanzar la plena neutralidad energética para conseguir una mayor resiliencia ante la variabilidad y la incertidumbre del mercado energético es un importante desafío. Por otro lado, hay que tener en cuenta que nuestro sector es un gran consumidor de electricidad y que nos encontramos con infraestructuras e instalaciones que, en bastantes ocasiones, fueron diseñadas para dar respuesta en los escenarios más desfavorables y que no siempre operan en su punto de eficiencia óptimo. Por tanto, sería un gran reto lograr la modernización del control energético de nuestros procesos, así como un diseño eficiente de las instalaciones que permitan el máximo aprovechamiento de las energías disponibles. Ese ahorro generado puede generar la oportunidad de inversión en otras partidas presupuestarias.

¿En qué áreas de la gestión del ciclo del agua hay mayor margen de mejora en materia de rendimiento energético?

Pedro Simón, ESAMUR. Los mayores consumos energéticos en el ciclo del agua se producen en el tratamiento de las aguas residuales y sus subproductos y, si es necesaria para el abastecimiento, en desalación. La desalación está muy tecnificada y optimizada, y no es esperable grandes cambios a corto plazo. Por tanto, es en el campo de la depuración donde se puede conseguir mayores mejoras. Actuaciones como la codigestión de lodos con otros cosustratos, llevar la digestión de lodos a depuradoras de mediano tamaño y optimización en el control de la aireación han demostrado una eficacia importante en ejemplos ya existentes.

Manel Poch, UdG - LEQUIA. El mayor margen de mejora energético se ubica en el aprovechamiento de la energía incluida en los componentes de la materia del agua residual, así como de otros materiales presentes. Su transformación a un producto energético como el biogás, en lugar de tener que aportar energía para su oxidación, es un reto que bajo diferentes nombres (biorefinerías, biofactorías,…) ya se encuentra en marcha desde diferentes puntos de vista y son de esperar resultados significativos a corto plazo.

El mayor margen de mejora energético se ubica en el aprovechamiento de la energía incluida en los componentes de la materia del agua residual.

Baltasar Peñate, ITC. Se debe destacar en este sentido la eficiencia de las redes hidráulicas y la tipología de bombeos, en algunas ocasiones son grandes sistemas ineficientes o que aportan pérdidas de carga o de agua en su recorrido. Por otro lado, la evolución tecnológica de los procesos de depuración y regeneración de aguas con el objetivo de conseguir un agua de calidad para su reuso a la mayor eficiencia energética posible. Por último destacaría la gestión de la demanda desde el punto de vista de la sustitución o compatibilidad con recursos alternativos en aquellos casos en que explotar recursos convencionales conlleva mayores necesidades energéticas.

Andrés García, EMASESA. No hay que confundir los procesos potencialmente más consumidores con aquellos que en un momento dado pueden requerir de un mayor margen de mejora. Entre los primeros qué duda cabe que el proceso de saneamiento y depuración es el más altamente consuntivo desde el punto de vista energético (hasta el 50- 60% del total) pero si se trata de mejora energética debemos verlo como una visión integral en el que también los procesos de tratamiento, abastecimiento y bombeos de agua potable en general pueden generar interesantes actuaciones para una mejora del rendimiento energético de nuestras infraestructuras.

Los procesos de tratamiento, abastecimiento y bombeos de agua potable en general pueden generar interesantes actuaciones para una mejora del rendimiento energético.

¿Hacia dónde avanza la innovación y la tecnología para mejorar la eficiencia en la gestión hídrica?

Pedro Simón, ESAMUR. Se están abriendo muchos campos de interés, como los sistemas de lodo granular, sistemas anaerobios con membranas o tecnologías MABR, y para instalaciones de menor tamaño sistemas de tratamientos con algas o humedales. Pero quizás en este momento, lo que mayores expectativas está generando, son los sistemas de control y optimización basados en la inteligencia artificial, como por ejemplo los digital twin, que van a suponer un importante avance en la optimización y ayudas en decisión. También se están desarrollando múltiples proyectos utilizando energías renovables, especialmente paneles solares fotovoltaicos, que van a reducir significativamente los consumos eléctricos actuales.

En este momento lo que mayores expectativas está generando son los sistemas de control y optimización basados en la inteligencia artificial.

Manel Poch, UdG - LEQUIA. La aproximación que, sin duda, más está avanzando en la eficiencia de la gestión hídrica se basa en la digitalización, aumentando la información que se obtiene del sistema y mejorando el uso de la misma. Las aproximaciones en este caso son muy elevadas, obteniéndose, en algunos casos,  resultados significativos. Sin embargo, quedarse sólo en conceptos como eficiencia, olvidando aspectos colaterales del uso de la información, puede provocar problemas éticos graves, si no se consideran ya desde el principio.

Baltasar Peñate, ITC. La investigación se está centrando en valorizar recursos y vincular energías renovables de forma intrínseca, generando energía de los vertidos que permitan reducir y optimizar la energía puesta en el proceso, además de reducir la huella de carbono del ciclo industrial del agua. Por otro lado, la digitalización, la inteligencia artificial y el bigdata deben contribuir a optimizar los procesos de gestión y maximizar los rendimientos. Es importante prestar atención a los procesos emergentes, tanto de desalación como de depuración, con alta prospectiva de reducir los consumos específicos de energía por agua tratada.

La investigación se está centrando en valorizar recursos y vincular energías renovables de forma intrínseca.

Andrés García, EMASESA. La actual sequía que afecta a buena parte de nuestro país es un ejemplo de las situaciones extremas cada vez más frecuentes como consecuencia del cambio climático. Por tanto, una gestión del agua cada vez más inteligente con la aplicación de nuevas tecnologías y recursos que tengan como base una sólida transformación digital en todos los ámbitos contribuye de forma decisiva en la mejora de la eficiencia hídrica. En el Plan de Transformación Digital de nuestra empresa existen proyectos tales como los gemelos digitales de las redes, la telelectura o el lago de datos que pueden ser fiel reflejo de lo comentado.