Gestión y uso racional del agua (página 2)

Ha aumentado de forma casi exponencial su valor, pasando
de ser un bien libre y muy barato a considerarse como primera
materia, cara
y muy regulada. En la Cumbre de la Tierra de
Johannesburgo se le consideró materia prima
estratégica y posible fuente de conflictos
internacionales. Desde la crisis del
petróleo de los 70, tanto en la industria como
en la sociedad civil
nos acostumbramos a hablar del coste y de la gestión
de la energía, actualmente en muchos procesos
industriales el valor de esta se puede equiparar al del agua.

Una de las principales causas del aumento de valor es la
relativa escasez, debida a
la disminución de los recursos
hidráulicos, la concentración urbana e industrial y
la
contaminación. La industria tiene normalmente sus
propias fuentes de
abastecimiento de agua, superficial o subterránea. El
aumento de la contaminación de estas fuentes obliga a
tratarla con más intensidad o en último extremo a
cambiar de suministro, usando un agua ya tratada mucho más
cara.

Entre los usos específicos del agua en la
industria están los relacionados con el proceso
productivo, este es en general el uso más importante
después de la refrigeración. La mayoría de los
procesos productivos han evolucionado hacia tecnologías
que proporcionan una mayor calidad del
producto, pero
que al mismo tiempo exigen
una calidad más alta en las materias primas que
intervienen, y entre ellas el agua de
proceso. Es por eso que los de acondicionamientos de la misma han
de ser más intensos y consecuentemente más
caros.

FORMA DE
EVALUACIÓN Y CONTROL DEL
CONSUMO DE
AGUA EN UNA EMPRESA

La gestión energética puede concebirse
como un esfuerzo organizativo y estructural, para conseguir la
máxima eficiencia en el
suministro, conversión y utilización de la
energía, que permita reducir el consumo de la misma sin
prejuicio del
confort, productividad,
calidad de los servicios y de
un modo general sin disminuir el nivel de vida. A la
obtención, suministro, distribución y tratamiento del agua
está asociado un alto consumo de energía. La
escasez de agua en algunas regiones unido al gasto de
energía en su procesamiento ya lo hace un recurso
caro.

En las empresas en que
el costo del agua y
la energía constituye un por ciento alto de los costos de
explotación, debe evaluarse la implantación de un
sistema de
gestión energética que conduzca a un uso eficaz de
ambos recursos y que el mismo se use justificado por una
reducción de los costos del producto o de la
explotación empresarial. Todo programa para el
ahorro de
energía y agua tiene como punto de partida el
conocimiento de los consumos y el estado
energético de todos los equipos consumidores de
energía. Como base para la elaboración del programa
es necesario disponer de un sistema de contabilidad
analítico de agua y energía, así como de un
sistema de auditoría para el diagnóstico del estado de la
eficiencia de la utilización de estos recursos en los
procesos y equipos.

CONSUMO GLOBAL DE
AGUA EN LA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE VACUNAS

La Planta de Producción de Vacunas, fundada el 3 de
Diciembre de 2004, es una de las cuatro plantas que
forman el Instituto Finlay. Se dedica a la obtención de
los antígenos que forman las vacunas contra la
difteria – pertussis, el tétano, la meningitis BC y la
hepatitis B,
con el empleo de
tecnología
avanzada y altamente automatizada en áreas limpias
clasificadas. Se ubica en el Polo Oeste de la capital, en el
Reparto Siboney, Municipio Playa. Se divide en tres áreas
fundamentales: el Edificio de Producción, el Edificio
Auxiliar y la Casa de Calderas. El
Edificio de Producción está compuesto por los
departamentos de Toxoide Tetánico, Producción de
Cultivos, Purificación y Apoyo en la planta baja, donde se
obtienen los componentes de las vacunas, y por el Piso
Técnico en la planta alta, donde se encuentran la
mayoría de los servicios de dichos departamentos. El
Edificio Auxiliar está formado por el departamento de
Control Químico y Microbiológico, por los Almacenes, los
Sistemas
Críticos, el Centro General de Distribución y las
Oficinas. La Climatización Centralizada se encuentra
diseminada por toda la Planta.

La Tabla 1 muestra el
Consumo Global de Agua, la Producción en Millones de Dosis
de Vacunas (MDV) y el Consumo Específico de la Planta en
el año 2007. La Figura 1 refleja la relación del
Consumo y el Costo en el Tiempo, que nos permite observar las
anomalías existentes en el comportamiento
del consumo y el costo asociado en los meses de Octubre y
Diciembre. Las causas pueden incluir errores al tomar la lectura, o
tomas de lecturas desplazadas en fecha.

Tabla 1. Consumo Global de Agua 2007

Figura 1. Consumo y Costo en el
Tiempo

El Consumo Específico se obtiene dividiendo el
Consumo con la Producción. La forma en que evoluciona el
Consumo Específico con el Tiempo se aprecia en la Figura
2, esto permite realizar los análisis del proceso cuando el
índice se sale de rango. Es por ello aconsejable usar para
los gráficos, además de los
regímenes normales, períodos más cortos de
tiempo, puede ser diario de ser factible. Para interpretar
adecuadamente este gráfico es necesario
conocer:

• Volumen de producción.

• El factor de carga del proceso.

• Los rechazos de producción.

• El número y duración de las
  paradas.

Todos ellos son factores, entre otros, que pueden
alterar el Consumo Específico.

Figura 2. Consumo Específico en el
Tiempo

La Figura 3 relaciona el Consumo y la Producción
en el Tiempo. En la mayoría de los meses no existe
correspondencia entre estas variables, por
lo que deben investigarse otros factores incidentes en el consumo
de agua, los cuales deben ser los responsables de este
comportamiento anormal.

Figura 3. Consumo y Producción en
el Tiempo

A pesar de esto, la relación entre el Consumo y
la Producción es aceptable (Figura 4) porque el consumo se
incrementa según crece la producción. Para
producción nula se ve un consumo que no está
asociado a la producción y que resulta necesario para el
funcionamiento de la Planta (agua para cocinar, beber), si este
consumo excede lo previsto debe tratarse de disminuir ya que como
sabemos este consumo es independiente a la producción,
provocando un aumento del costo por unidad de producción.
La pendiente de la gráfica de Consumo vs.
Producción es el Consumo Específico.

Figura 4. Consumo vs.
Producción

GESTIÓN
DEL AGUA EN LA PLANTA

Una buena gestión nos permitirá reducir el
consumo, y por tanto depender menos de suministros externos. Esto
es válido incluso para industrias con
sus propias fuentes de abastecimiento, ya que las necesidades de
agua son además de en cantidad, en calidad y no poder disponer
de una calidad mínima puede encarecer o inhabilitar una
fuente de suministro. Una menor dependencia del consumo de agua
permite ser competitivo en momentos de escasez respecto a otras
industrias del sector, tanto en costos como en capacidad de
producción. Como la calidad de las vacunas está
relacionada con la calidad del agua, una buena gestión
permitirá adecuarlas, y por tanto asegurar la
calidad.

Una buena gestión permitirá
consecuentemente:

• Garantizar el proceso productivo

• Asegurar las necesidades de costos y de
  suministros

• Reducir la contaminación y su
  costo

Ante todo y fundamental es el conocimiento
exhaustivo del uso del agua, totalmente especificado en caudales
y calidades usados, pérdidas y cargas contaminantes
producidas, por procesos de producción, de
acondicionamiento y de depuración, así como
caudales y calidades de recirculación y
reutilización. Una de las maneras más gráficas es disponerlo en forma de diagrama.
Conocida la situación a través del diagrama, este
nos puede ayudar para definir las actuaciones.

Antes de emprender cualquier acción
hemos de conocer las necesidades reales del proceso, tanto de
caudales como de calidades. Con este análisis podemos
obtener en muchos casos una reducción de caudales,
además de apreciar problemas
debidos al uso del agua tanto en el proceso como en el producto
final. Muchas veces se usan calidades superiores o inferiores a
las necesarias con el problema que esto comporta. Mejorando la
tecnología y adecuando las calidades podemos disminuir
tanto el costo como el consumo.

La revisión de la tecnología de
fabricación nos puede aportar reducciones de las
cantidades de agua, de la contaminación y de las
exigencias de calidad. Como consecuencia podemos tener de forma
individual o combinada, una reducción en el costo de
suministro, de acondicionamiento y de
contaminación.

La recirculación de baños permite un
ahorro elevado de agua y de productos,
puede ser importante en aguas de lavado entre operación y
operación, ya que son relativamente limpias y con
reactivos no agotados.

No todos los efluentes tienen el mismo grado de
contaminación, normalmente elevados grados de
contaminación los presentan caudales pequeños y muy
concretos. La segregación de efluentes permite:

• La disminución de los volúmenes a
  tratar y de los costos de explotación de la planta de
  tratamiento

• La eliminación de la contaminación
  más gravada por el canon

• La mejora en los rendimientos de
  depuración

Este aumento de rendimiento permite unas calidades de
vertido mejores y un posible aumento de recuperación o de
recirculación. Una buena depuración permite en
ciertos casos el aprovechamiento de las aguas de vertido, con una
buena desinfección podemos usarlas en procesos de
remojo.

Medidas Organizativas.

• Controlar periódicamente el estado
  físico de todos los elementos que intervienen en la
  distribución interior del agua, es decir, válvulas de todo tipo y otros
  dispositivos que controlan la salida del agua de las
  tuberías.

• Cerrar las llaves de paso de todos los aparatos
  consumidores de agua cuando no se encuentran en horario de
  trabajo,
  ya que esta medida, sistemáticamente aplicada, puede
  disminuir la evaporación en algunos casos, y el
  despilfarro cuando existan salideros aún no
  detectados, como es el caso de los inodoros y otros grifos de
  operación manual o
  automática.

• Reparar todos los salideros y mantener controlada
  esta actividad con la mayor eficiencia, especialmente los
  inodoros y otras válvulas similares de gran incidencia
  en el despilfarro.

• Mantener en buen estado el aislamiento de todas las
  componentes de las conductoras de agua caliente y vapor, y
  resolver de inmediato cualquier imprevisto.

• Mantener limpias las superficies de transferencias
  de calor en
  todos los intercambiadores, calentadores y otros elementos de
  transferencia, para disminuir las pérdidas.

• Limpiar periódicamente las tuberías
  que trabajan con agua no tratada, para evitar que la
  sedimentación disminuya los diámetros de las
  conductoras, aumentando las pérdidas por transporte.

Medidas con períodos cortos de amortización.

• Limitar el suministro de agua a las cantidades
  estrictamente necesarias para cada operación, sobre
  todo en aquellas actividades en que el agua fluye
  abiertamente como es el caso de las duchas, los lavamanos e
  inodoros de diferentes tipos, empleando válvulas de
  cierre automático que permitan regular mejor el
  consumo.

• Instalar contadores para medir el agua al mayor
  grado de desagregación posible. A esta actividad
  pueden adicionarse algunas medidas económicas, de
  manera que cuando el consumo se encuentre por debajo de la
  norma establecida exista un precio, y
  cuando se encuentre por encima de esa norma, otro precio
  superior.

• Siempre que sea posible, utilizar varias veces la
  misma agua, sobre todo cuando los procesos requieren
  diferentes calidades de agua o distintas temperaturas, de
  manera que la que se utiliza en los procesos más
  exigentes pueda servir también para satisfacer
  después las necesidades de los procesos menos
  exigentes.

• Tratar el agua que se utilice a temperatura diferente que la ambiental, ya sea
  por debajo o por encima, porque en ambos casos se producen
  incrustaciones que perjudican considerablemente las
  superficies de transferencia de energía, multiplicando
  de forma increíble la demanda
  cuando éstas existen, aunque sean muy
  pocas.

Medidas con períodos largos de
amortización

• Prescindir del empleo del agua destilada,
  desalinizada o potable, siempre que no sea absolutamente
  imprescindible.

• Emplear válvulas termostáticas para
  garantizar que la temperatura del agua caliente se mantenga
  en los
  valores mínimos preestablecidos.

• Cuando se utilice agua para enfriamiento, debe
  tratarse de disminuir la evaporación al mínimo
  y recircular el agua tantas veces como sea
  posible.

• Aprovechar al máximo el agua de lluvia,
  aunque sea sólo en períodos cíclicos, la
  que además de disminuir los consumos de las fuentes
  convencionales, disminuye las necesidades de tratamiento, por
  cuanto esta agua contiene escasas impurezas que la hacen
  preferible para muchos menesteres.

• Evitar al máximo los consumos picos, tratando
  de distribuir la demanda lo más posible durante todo
  el tiempo de operación del equipamiento.

CONCLUSIONES

En la actualidad, en todas partes, satisfacer la demanda
de agua de la sociedad se ha
convertido en un problema, especialmente en las grandes ciudades.
El agua, el aire y otros
elementos similares no son grandes consumidores directos de
energía, ya que pueden encontrarse libremente en la
naturaleza,
pero no es menos cierto que se requieren cantidades considerables
de energía para su extracción,
transportación y preparación, con el fin de
ponerlos a disposición del hombre, el
cual los utiliza en las más diversas
actividades.

En el caso del agua, puede agregarse que cada día
se hace más deficitaria con la pureza mínima
aceptable para unos u otros menesteres, aumentando la necesidad
de procesarla previamente para dotarla de las
características químico-biológicas que le
permitan satisfacer las necesidades previstas. En el más
elemental de los casos, el agua requiere ser transportada desde
la fuente hasta el lugar de utilización y aun si se
aprovecha la energía potencial que puede suministrar la
propia fuente, la obra que hay que construir para transportarla
por gravedad demanda sustanciales consumos de recursos, y, por
supuesto, mucha energía. En este caso, toda la
energía que se utiliza para la transportación la
suministra la fuente a partir de su carga potencial, producto de
la diferencia de altura entre ella y los consumidores. Ahora
bien, la magnitud de la obra que se ejecuta en este caso no
ofrece duda alguna sobre la energía y otros recursos
necesarios que se emplean para ello.

REFERENCIAS
BIBLIOGRÁFICAS

• 1. Colectivo de Autores (2007). Gestión
  y Uso Racional del Agua. Editorial Universo Sur.
  Universidad de Cienfuegos. 120 p.

Autor:

Ing. Manuel Hernández
Hernández

Ing. Hanoi Castillo
Marín

Ciudad de la Habana

20 de enero de 2009