Seguramente has leído sobre los problemas respecto la viabilidad del aprovechamiento de energía y la distribución del agua en África. En este blog abordaremos la situación específica de Sudáfrica, a partir de la investigación “Análisis de viabilidad de la recuperación de energía mediante PAT en redes de distribución de agua”.
Sudáfrica es un país que produce aproximadamente el 90% de su electricidad a partir de centrales eléctricas de carbón; el agua es cara y cada vez más escasa. Durban, ciudad costera, tiene una topografía muy empinada, lo que resulta en alta presión en ciertas partes de la red de distribución de agua. Esto también significa que las fugas son costosas y contribuyen en gran medida al agua no contabilizada en la red.
Generar electricidad a través de una bomba
Las válvulas reductoras de presión se utilizan en la red de distribución de agua para controlar la presión en las tuberías para reducir las fugas. Este exceso de presión se puede utilizar para generar electricidad mediante una bomba que actúa como una turbina (PAT). La electricidad generada es una función del caudal y la reducción de presión a través de PAT.
Fuentes sostenibles de energía y agua
La creciente población necesita de una fuente sostenible de energía y agua dulce para satisfacer sus necesidades. Las nuevas tecnologías se están utilizando para satisfacer la demanda de energía mediante el uso de fuentes de energía renovables como la energía hidroeléctrica y las plantas de energía solar.
La energía generada a partir del flujo de agua crea, aproximadamente, el 16% de la electricidad del mundo. La generación de energía renovable se puede lograr recuperando energía a través de gradientes de presión en sistemas existentes, como las redes de distribución de agua.
Las redes de distribución de agua están bajo alta presión, lo que provoca efectos negativos en las tuberías, como daños y fugas. Estos efectos negativos acortan la vida útil y aumentan el costo de mantenimiento de la red; y para regular la presión dentro de ella es necesario implementar opciones de gestión de la presión.
La investigación se centra en la implementación de PATs para reducir la presión dentro de la red a una presión aceptable en ciertos puntos, así como para aprovechar la energía y reducir las fugas en la red.
La distribución del agua: es cara y escasa
Como ya mencionamos, el costo del agua en Sudáfrica es alto y la disponibilidad de agua es cada vez más escasa. Debido a la mala gestión de las fugas en la red de distribución de agua, el municipio de eThekwini (Durban) perdió aproximadamente 237 millones de litros de agua por día en el periodo 2013-2014.
En evidente la necesidad de una distribución óptima del agua y la detección de fugas. La reducción de las fugas en la red de distribución de agua se traduce en ahorros de agua para las comunidades y garantiza que todos los usuarios conectados a la red de distribución de agua reciban una presión de agua adecuada del sistema.
La colocación óptima de un PAT para la generación de energía sería en secciones de la tubería con la combinación de la cabeza y el flujo más altos disponibles. Por lo tanto, la investigación considera el uso de la simulación EPANET (software de modelado hidráulico) para identificar el mejor escenario con PATs para la máxima recuperación de energía y para reducir las fugas como un beneficio secundario
Estos PATs se utilizaron en diferentes configuraciones para una mayor extracción de energía de la red de distribución de agua con seis escenarios. Cada escenario consiste en combinaciones de PATs en lugares apropiados basados en la simulación inicial.
El aporte sustancial de este trabajo investigativo muestra que reemplazar una válvula reductora de presión con un PAT en ubicaciones específicas de la red de distribución de agua puede resultar en una reducción de presión similar, pero con el beneficio adicional de la generación de energía.
Fuentes consultadas:
“Análisis de viabilidad de la recuperación de energía mediante PAT en redes de distribución de agua”, recuperado de | de agua | gratuita de texto completo Análisis de Viabilidad de la Recuperación de Energía utilizando PAT en Redes de Distribución de Agua | HTML (mdpi.com) con fecha 1 de julio de 2022 “Durban, Sudáfrica”, recuperado de https://es.unesco.org/creativity/story/durban-sudafrica con fecha 4 de julio de 2022
