Pietarsaaren Vesi es una empresa municipal de servicios públicos en la ciudad de Pietarsaari, un municipio de unos 20.000 habitantes en la costa occidental de Finlandia. Su labor es garantizar que la población de la zona reciba un suministro de agua ininterrumpido.

Las aguas residuales de la ciudad y las áreas circundantes se canalizan a una depuradora central. Aproximadamente el 80% de las aguas residuales pasa por una estación de bombeo sin personal, por lo que es fundamental contar con unos equipos de bombeo fiables.

Tienen que ser fiables. En el peor de los casos, las aguas residuales llegarían directamente al mar si los niveles suben demasiado en la estación de bombeo», explica Mika Dahlman, Process Manager de Pietarsaaren Vesi.

En esta estación sin personal in situ, la compañía reemplazó cinco convertidores de frecuencia existentes por los nuevos convertidores ACQ580 de ABB específicos para la industria del agua.

Si hubiera una avería, tendríamos problemas. Es probable que sea el aspecto más crítico del sistema de aguas residuales porque casi toda el agua entrante se desvía a través de esta estación de bombeo», señala Andreas Ek, de la compañía de servicios de apoyo técnico Pietec, que supervisó la instalación y puesta en marcha de los nuevos convertidores.

Uno de los convertidores de la estación siempre está funcionando. Hay un número máximo de cuatro convertidores que pueden usarse al mismo tiempo, dejando siempre uno reservado para la redundancia. La rotación del tiempo de funcionamiento de cada bomba ayuda a garantizar que haya un reparto uniforme del desgaste y deterioro de todo el sistema. Además, así se aumenta la eficiencia energética. Para mantener un caudal regular, es fundamental controlar y gestionar los niveles de agua. De lo contrario, se corre el riesgo de sufrir una inundación. No solo se generarían tiempos de inactividad en el proceso y, probablemente, gastos de reparación, sino que además existiría el riesgo de provocar un vertido de aguas residuales al mar y consecuencias medioambientales potencialmente graves.

Todas las instalaciones de bombeo de aguas residuales tienen un problema en común: las obstrucciones.

Según Mika Dahlman, los convertidores incluyen una función de limpieza de las bombas que ha mejorado notablemente el funcionamiento al reducir la necesidad de hacer limpiezas manuales. 

Además de reducir el tiempo de inactividad y los costes de la limpieza manual, se ha logrado recortar los costes de funcionamiento de las bombas al mejorar su eficiencia media.

Convertidores de frecuencia ACQ580 de ABB para la industria del agua.

En general, el mayor problema es que los residuos obstruyen las bombas y, cuando esto sucede, las bombas necesitan consumir demasiados amperios, lo que provoca picos en el consumo eléctrico y exige un sobresfuerzo a los equipos del sistema de bombeo. En este caso, hay que frenar las bombas para limpiarlas manualmente o usar la función de limpieza del convertidor. Nos ha venido muy bien y lo hemos usado, si no a diario, pero por lo menos una vez a la semana», comenta Mika Dahlman. «Es muy fácil de usar. Solo hay que apretar un botón y se pone en marcha. Es fantástico».

Los convertidores de frecuencia ACQ580 se han diseñado para facilitar la puesta en marcha, instalación, funcionamiento y acceso a datos útiles. En este caso, se tardó menos de un día en hacer el cambio mecánico.

Ha sido uno de los proyectos más sencillos en los que he trabajo», afirma Andreas Ek, de Pietec. «Fue muy rápido. La puesta en marcha, todo fue como la seda».

Mika Dahlman aplaude lo fácil que es usar los paneles de control de los convertidores: «El diseño de la pantalla del convertidor es más claro y sencillo de usar. El menú es más lógico, muestra con mayor claridad los amperios de la tensión y la corriente, la dirección y la velocidad de rotación, y otros datos importantes».

El interior de la principal estación de bombeo de aguas residuales de Pietarsaaren Vesi es muy corrosivo. Los convertidores de frecuencia ACQ580 han demostrado ser sólidos y fiables incluso en condiciones así de difíciles.

«Es muy importante que sean robustos. Tienes la seguridad de que van a hacer lo que quieres», señala Andreas Ek.

«Lo más importante es su fiabilidad, funciona bien en condiciones difíciles, con humedad. Eso es lo que importa», añade Mika Dahlman.

Panel de control intuitivo y de fácil manejo.

Contar con unas operaciones de bombeo precisas, constantes y fiables garantiza un bajo consumo energético y alarga la vida útil del sistema de bombeo. El resultado es una reducción de los costes y, en consecuencia, una amortización más rápida de la inversión.

«No creo que estos convertidores vayan a darnos problemas», dijo Andreas Ek. «Ya llevan funcionando más de un año y no he tenido que ir ni una vez a las instalaciones para comprobar nada; señal de que todo va bien».

Cada vez dependemos más de los recursos naturales del planeta. Pero ¿qué se puede hacer para reducir las restricciones de agua y lograr un funcionamiento más eficaz?

La población mundial sigue creciendo a un ritmo de unos 83 millones de personas al año, por lo que se espera que para 2050 haya diez mil millones de personas en el mundo. Así las cosas, los recursos naturales nunca han tenido que cubrir una demanda mayor. A medida que la población aumenta y las rentas generales mejoran, también crece la necesidad global de contar con corrientes hídricas limpias, eficientes y regulares a precios asequibles. En el mundo, cada vez va a ser más frecuente sufrir restricciones de agua como las ocurridas en Ciudad del Cabo, Sudáfrica. Tenemos que cambiar nuestro enfoque para aprovechar este recurso natural.

La clave para ofrecer a las generaciones futuras un caudal de agua fiable –sea potable o para depurar– radica en llevar a cabo un control competente de las bombas y un consumo energético eficiente. El aumento de los costes energéticos debido a un bombeo del agua poco eficiente supone un enorme gasto para las empresas de servicios públicos. Puede representar hasta un 30 por ciento de los costes totales de funcionamiento.

Un primer paso para mejorar la gestión hídrica es realizar un estudio exhaustivo de las instalaciones para identificar dónde se puede ahorrar energía y reducir las facturas eléctricas. Tradicionalmente, las compañías de suministro de agua han bombeado agua de un sitio a otro usando una bomba y un motor de velocidad fija, con una válvula que controla el caudal del agua en una tubería. Se trata de una práctica habitual de regulación que puede resultar ineficaz en términos de consumo energético y de alto riesgo debido al error humano: si las válvulas se dejan abiertas o cerradas por error, se puede crear una presión de agua cero o, lo que es peor, provocar una inundación o la contaminación de aguas limpias.

ABB lleva décadas trabajando con instalaciones hídricas para ayudar a que sean más productivas y eficientes. Hace casi cincuenta años, empezamos a desarrollar convertidores de frecuencia que llevan usándose en el sector del agua desde hace mucho tiempo. Un convertidor de frecuencia trabaja con un motor para funcionar a una velocidad potencialmente menor, ofreciendo un ahorro de energía de entre el 30 y el 50 por ciento, según la aplicación que se esté usando. Por ejemplo, nuestro convertidor ACQ580 para aguas limpias y residuales integra funciones que pueden controlar de forma energéticamente eficiente el nivel del agua en un depósito, mantener limpios los rodetes de las bombas y suprimir la necesidad de tener sensores del caudal del agua.

Estas funciones garantizan que las aplicaciones para aguas limpias y aguas residuales – como una bomba– sean energéticamente eficientes, al tiempo que se protege el proceso al prestar especial atención a la condición de las bombas y la red de tuberías. La red hídrica se ve sometida a una menor presión, por lo que aumenta la vida útil general del sistema de bombeo y se reduce el riesgo de sufrir costes imprevistos de mantenimiento. Se puede monitorizar la bomba a distancia para que funcione de forma más eficiente y predecir cuándo se va a necesitar hacer alguna tarea de mantenimiento.

Un convertidor de frecuencia específico, junto con un motor de alta eficiencia, son dos herramientas muy valiosas en nuestra lucha por aprovechar los recursos naturales del mundo de forma más eficiente. Si trabajamos juntos y nos centramos en cómo podemos usar las tecnologías, tanto existentes como nuevas, podemos promover el cambio y superar las dificultades a las que se enfrenta la industria del agua no solo hoy, sino también en el futuro.

ABB Motion mantiene el mundo en movimiento, mientras ahorra energía todos los días. Nuestros pioneros convertidores de frecuencia, motores, generadores, productos de transmisión mecánica de potencia y soluciones digitales integradas en el tren de potencia están impulsando un futuro bajo en carbono para las industrias, ciudades, infraestructura y transporte. A través de nuestra presencia global, siempre estamos cerca de nuestros clientes, a quienes ayudamos a optimizar su eficiencia energética, mejorar la seguridad y la fiabilidad y lograr un control preciso de sus aplicaciones.