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Ciencia & Tecnología

Energía perdida afecta proceso de potabilización del agua

Esta energía que no se aprovecha en los procesos de potabilización de agua y que se conoce como exergía, fue medida en dos plantas de la capital del Valle del Cauca –Río Cali y Río Cauca– en las que se determinó la cantidad mínima de energía requerida para convertir agua contaminada en potable.

Palmira, 21 de octubre de 2019Agencia de Noticias UN-

El agua óptima para el consumo humano se ve afectada por el vertimiento de aguas residuales. Foto: Agencia de Noticias - Unimedios

El 97 % de las personas que viven en la zona urbana pueden acceder a suministros de agua potable. Foto: Agencia de Noticias - Unimedios

En la zona rural solo el 74 % puede conseguir agua óptima para consumo humano. Foto: Agencia de Noticias - Unimedios

La planta de tratamiento de agua Río Cauca abastece al 21 % de la población de Cali. Foto: Tomada de www.cali.gov.co

La planta de potabilización Río Cali surte de agua potable a cerca de 350.000 usuarios de Cali. Foto: Tomada de www.consulobras.com

El análisis de exergía permite descubrir las causas del bajo rendimiento de un proceso y cuantificarlas, para ayudar a tomar decisiones de diseño o modificar un proceso específico.

La exergía es una medida de la disponibilidad de energía de un embalse, por ejemplo, para mover turbinas y generar energía eléctrica. Cuando toda el agua del embalse ha bajado al nivel del mar ya no se puede seguir aprovechando, por lo que hay un límite en la energía disponible asociado con la diferencia de altura entre el agua del embalse y el entorno.

En ese sentido, la investigadora Liliana Rocío Beltrán Acevedo, en su tesis de Maestría en Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, se cuestiona: ¿cómo valorar el desempeño de los sistemas de abastecimiento de agua potable con parámetros diferentes a los tradicionales (fisicoquímicos) que permitan identificar mejoras en los procesos?

Así, opta por el análisis exergético, que permite evaluar, comparar e identificar oportunidades para mejorar el desempeño del proceso, es decir, encontrar energía útil desaprovechada en la purificación cuando se extraen los agentes contaminantes.

Las plantas escogidas para el análisis fueron la del Río Cauca, que abastece de agua potable al 21 % de la población de Cali; y Río Cali, que surte de agua potable a cerca de 350.000 usuarios en 60 barrios de la parte antigua de la ciudad, lo que equivale a un 20 %.

Una vez aplicada la metodología mencionada, la investigadora estableció que la planta Río Cauca arroja valores mayores que la del Río Cali, es decir que demanda mayor cantidad de recursos para retirar del agua los componentes contaminantes según los estándares de calidad, y que la generación de residuos también es mayor.

En esa medida, la calidad del agua cruda, la demanda de insumos químicos y la generación de lodos fueron los factores más influyentes en el desempeño exergético, que permite cuantificar e identificar el origen de las pérdidas del proceso de producción de la potabilización en el agua.

Desempeño energético

Los sistemas de potabilización son estructuras de ingeniería que conforman varias operaciones unitarias enfocadas hacia la purificación del agua para hacerla apta para el consumo humano.

Cada operación unitaria remueve materia orgánica, sedimentos y minerales, lo cual contribuye a aumentar el equilibrio del sistema de potabilización, razón por la cual es útil medir la eficiencia exergética de los procesos asociados con la purificación y no solo con las condiciones fisicoquímicas finales del agua.

Al tomar la opción del análisis exergético, la investigadora desarrolló una metodología en cuatro fases: primero, en cada planta se gestionó la obtención de datos de monitoreo de parámetros fisicoquímicos de la calidad del agua (turbiedad, aluminio residual, cloruros, entre otros), asociados con cuatro etapas de tratamiento de potabilización: agua cruda, clarificada, filtrada y tratada durante 2016.

Segundo, se organizaron los datos en bases de datos de Excel generando un archivo para cada planta de tratamiento; tercero, mediante la aplicación de ecuaciones y fórmulas matemáticas, se determinó la exergía de los procesos de potabilización.

Por último, se compararon los resultados de los cálculos exergéticos de las dos plantas de potabilización de agua.

“Dado que la clarificación se identificó como una etapa que puede mejorar, se recomienda explorar posibilidades de mejoramiento tecnológico”, apuntó la investigadora Beltrán.

Por lo tanto, la futura magíster recomendó reemplazar la sedimentación convencional por placas inclinadas, las cuales remueven sólidos de manera más eficiente y con menor huella ambiental.

(Por: Fin/CAVL/MLA/LOF
)
N.° 826

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