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Edition 02/2018

Article and compact news

Artículo

Aumento de la eficiencia mediante modelado

Técnica de aguas residuales

La mayor parte de la corriente eléctrica utilizada en la depuración de aguas residuales la emplea la aireación. En estudios de energía, merece la pena revisar en profundidad los procesos a este respecto.  

Armin Meister, con su empresa de ingeniería, apuesta por procedimientos dinámicos de modelado procedentes de la teoría de sistemas para analizar las existencias y optimizar depuradoras. Con este planteamiento estructurado, el ingeniero físico ha conseguido, en la depuradora de Bingen, reducir considerablemente la demanda energética mediante modificaciones conceptuales y el uso de modernas soplantes híbridas y servicios de ingeniería de AERZEN. En paralelo a lo anterior, la potencia de eliminación de la planta ha aumentado de forma significativa.

La mejor herramienta se llama “mejora de los procesos”

La técnica de soplantes puede manejarse in situ mediante un panel táctil.
La técnica de soplantes puede manejarse in situ mediante un panel táctil.

Poner de relieve los procesos y el medio ambiente mediante el modelado: para la depuradora de Bingen, diseñada para 80 000 habitantes equivalentes, este planteamiento radical dio lugar a una considerable mejora y estabilización del rendimiento de depuración. Los ahorros de energía en el ámbito de la etapa de aireación se dividen aproximadamente a la mitad en mejoras conceptuales y el uso de una mejor ingeniería mecánica. «Los costes energéticos y los valores de vertido determinan, además del personal y el mantenimiento, los costes operativos», resume Armin Meister, sobre todo porque unos bajos valores de vertido generan directamente menores impuestos por aguas residuales que abonar al Estado federado. Por lo tanto, las inversiones merecen la pena por duplicado.  

En la ejecución técnica, los procesos optimizados requieren sistemas que puedan funcionar en el punto de carga óptimo con la mayor continuidad posible con ayuda de una red rápida y densa de sensores. Para ello, Armin Meister ha estudiado las curvas de carga durante varios años y, basándose en ellas, ha diseñado el modelado, que constituye la base para definir los futuros requisitos que se exigirán a las estaciones de compresores. «De este modo, fue posible tomar decisiones óptimas sobre unidades, en relación con el consumo de energía y la rentabilidad total, garantizando los requisitos de la técnica de aguas residuales y la redundancia necesaria». Esto llevó a compresores de émbolos rotativos de AERZEN del tipo Delta Hybrid, que combinan dos procedimientos de transporte de aire en un aparato: el principio Roots como compresión isócora para una presión baja y el principio del compresor de tornillo con compresión interna para una mayor presión. Los cálculos demuestran que el compresor de émbolos rotativos, en comparación con los compresores convencionales, requiere hasta un 15 por ciento menos de energía en el transporte de aire totalmente exento de aceite.

Operación en el punto de carga óptimo

Lo nuevo y lo viejo conviven: las veteranas soplantes existentes sirven en la actualidad como redundancia y reserva para cargas máximas.
Lo nuevo y lo viejo conviven: las veteranas soplantes existentes sirven en la actualidad como redundancia y reserva para cargas máximas.

En Bingen, cuatro Delta Hybrid cubren aproximadamente el 90 por ciento de los casos de funcionamiento, de modo que las unidades existentes más antiguas y menos favorables energéticamente solo se utilizan raras veces en momentos de carga máxima o redundancia. Con respecto a los puntos de carga óptimos, se utilizan los compresores de émbolos rotativos con potencias escalonadas y cilindradas del motor adecuadas para dos sistemas de aire comprimido independientes.

El compresor de émbolos rotativos Delta Hybrid más grande del tipo D62S proporciona, con una potencia del motor de 110 kW y 1000 milibares, una presión diferencial máxima de hasta 3500 metros cúbicos por hora. Los tipos D36S, D24S y D12S tienen dimensiones más pequeñas y transportan 2150, 1390 y 690 metros cúbicos por hora con potencias del motor de 75, 55 y 30 kW. Las dos unidades más pequeñas están instaladas en la sala de máquinas actual, en la que también se encuentran los equipos existentes. Los dos Delta Hybrid grandes están colocados al aire libre. Un simple tejado los protege frente a las inclemencias meteorológicas.

Estructura robusta para uso en exteriores

Dos Delta Hybrid están colocados en la zona exterior de la depuradora debajo de un tejado protector.
Dos Delta Hybrid están colocados en la zona exterior de la depuradora debajo de un tejado protector.

La decisión de instalar los dos Delta Hybrid de los tipos D62S y D36S en el exterior se debió a dos motivos: la falta de espacio y una ventilación insuficiente en la sala de máquinas. El efecto Joule-Thomson que impera en la compresión del aire tiene como consecuencia que la mezcla de gas comprimida se calienta, porque las moléculas se aprietan entre sí debido a la mayor presión. Añadir 100 milibares conlleva un delta de temperatura de +10 grados Celsius. Esto aumenta el trabajo de compresión necesario como consecuencia de una densidad del aire más reducida y un menor contenido de oxígeno del aire de aspiración. Gracias a la colocación en el exterior, los Delta Hybrid pueden expulsar las pérdidas de calor al ambiente de un modo mucho más efectivo y por su parte aspirar aire que no está precargado térmicamente.

Este contexto tiene la misma repercusión sobre la eficiencia energética que el uso de una técnica de rendimiento a medida. Un aspecto a destacar en este punto es el funcionamiento de los compresores de émbolos rotativos con un convertidor de frecuencia para el control de la velocidad adaptado a las necesidades y por lo tanto económico del motor de propulsión. Los cuatro tamaños de los Delta Hybrid, con sus potencias del motor escalonadas, además hacen posible atender con la mejor eficacia los puntos de carga que se producen con mayor frecuencia en el eje temporal. Asimismo, el alto rango de ajuste de los Delta Hybrid permite que haya amplias zonas de solapamiento entre las unidades, que son necesarias para garantizar, incluso en caso de cambios de carga continuos de la instalación, una regulación óptima de todos los puntos de funcionamiento y un mantenimiento estable de las normas de regulación. Esto resulta importante especialmente en este caso, ya que los estanques de aireación de la depuradora de Bingen no están divididos en zonas fijas para la descomposición del amonio y la nitrificación. Más bien, mediante conexiones de zonas de los estanques y el control preciso del aire de los ventiladores de superficies montados en el fondo de los estanques, las zonas de los distintos procesos biológicos de descomposición pueden adaptarse de forma variable según las cargas de suciedad.

Unas paletas de regulación controlables permiten configurar, según las necesidades, a qué zonas se lleva aire y en qué cantidad. Sin embargo, para que las válvulas demasiado cerradas no dejen aumentar la contrapresión en la tubería de alimentación, hay una regulación de la presión variable. Se trata de la interacción óptima de caudal, posición de las válvulas y presión. «Los estranguladores demasiado cerrados simplemente aniquilan la energía. 100 milibares más de presión suponen un 20 por ciento más de consumo de energía», aclara el diseñador. «Cuando se trata de mejorar la calidad de una instalación, unos procedimientos de regulación estables y con la velocidad adaptada a los procesos conectados resultan imprescindibles».

Para ello, en Bingen funciona entre bambalinas un proceso de ajuste de varias etapas con una regulación de presión como magnitud clave para la configuración de los compresores con un retardo de aproximadamente medio minuto. Desacoplada temporalmente de esto está la regulación de las concentraciones de oxígeno en las zonas de aireación con tiempos de respuesta de entre 10 y 15 minutos, que actúan sobre las paletas de regulación en la tubería de aire comprimido. Su posición proporciona el ajuste continuo de la presión del sistema y de este modo provoca la regulación de la presión variable mencionada anteriormente.

Compact news

Aerzen USA sigue creciendo: nueva planta en Atlanta

Después de ampliaciones en la sede central de Coatesville/Pensilvania y la apertura de una nueva oficina de ventas en Houston/Texas en el año 2017, Aerzen USA ahora se lanza a la conquista del sudeste de Estados Unidos: en mayo de 2018, la filial de AERZEN inauguró una nueva planta en Atlanta/Georgia. El nuevo edificio abarca aproximadamente 2000 metros cuadrados de superficie de producción y almacén, así como una superficie de unos 260 metros cuadrados para oficinas. «Nos alegramos de estar más cerca de los clientes en el sudeste de Estados Unidos», señala Tony Morris, director de Aerzen USA. «Gracias a las nuevas instalaciones podremos atender a importantes mercados de un modo más flexible y eficiente».

Las superficies en Atlanta están disponibles, entre otros, para máquinas de alquiler, almacén de recambios, montaje, reparación y mantenimiento de unidades, así como para procedimientos de pruebas ultramodernos. En las nuevas oficinas trabaja el departamento de ventas, y también hay espacio disponible para más empleados. Se prevé que la planta despliegue todo su potencial en otoño de 2018.

Aerzen China en la IE Expo 2018

Aerzen China tuvo una fuerte presencia en la IE Expo 2018 celebrada en Shanghái, a la que asistieron más de 60.000 visitantes de más de 60 países entre el 3 y el 5 de mayo. La empresa se presentó en la principal feria de Asia especializada en tecnología medioambiental con el lema Performance3 – The Next Generation. 

En el stand de AERZEN, los interesados pudieron informarse sobre Aerzen Turbo AT300-0.8, Delta Hybrid D62S y D17L y AERsmart a través de maquetas en corte. El equipo pudo saludar en el stand no solo a visitantes de China, sino también a clientes de destinos más lejanos, como Singapur, Malasia o Tailandia. Chuck Lim, vicepresidente de Aerzen Asia Pacific, también participó en la IE Expo. El 3 de mayo, First Environmental Protection Net realizó una entrevista a Sam Hoo, director general de Aerzen China, sobre la innovadora tecnología de AERZEN, que se transmitió online.

La conclusión es que los tres días de feria fueron muy positivos para dar a conocer la marca AERZEN y confirmaron nuestra posición como empresa líder en el mercado del medio ambiente. Aerzen China ya aguarda con impaciencia la IE Expo 2019.

Determinar el potencial de ahorro online

Con una configuración personalizada de las máquinas sobre la base de las tecnologías muy desarrolladas de AERZEN, la empresa ofrece un potencial de ahorro máximo a todos los operadores de instalaciones de depuración de aguas residuales. Ahora, con la calculadora de rendimiento que se encuentra en el sitio web de AERZEN, los clientes de AERZEN pueden calcular con total facilidad qué grado de eficiencia tiene realmente la ventilación de su estación soplante. Para ello, tan solo tienen que introducir el número de máquinas actuales, el caudal y la presión diferencial, y obtienen un primer resultado del alcance de su potencial de ahorro individual. También se les muestra qué aspecto podría tener su configuración personalizada de las máquinas con las tecnologías en cuestión para lograr dicho potencial de ahorro. Puesto que cada instalación presenta requisitos individuales, AERZEN proporciona a sus clientes el diseño concreto correspondiente sobre la base de la gama de productos Performance3 de AERZEN, compuesta por soplantes de émbolos rotativos, turbo soplantes y compresores de émbolos rotativos.

Página de acceso a la prueba:

Performance Calculator

IBAR visita AERZEN

El 19 de abril de 2018, la asociación de encargados de mantenimiento de depuradoras de Alta Austria IBAR, siglas en alemán de la «comunidad de intereses de los empleados de estaciones depuradoras de aguas residuales», visitó AERZEN. Los invitados se informaron de la gama de productos y visitaron la empresa. La visita a AERZEN tuvo lugar a propuesta del director de Aerzen Austria, Martin Barger, que en la última reunión de invierno de la IBAR dio una conferencia especializada. Martin Barger también estuvo presente en la sede central de Aerzen para saludar a los invitados junto a Markus Leidinger, especialista en aplicaciones de la técnica de aguas residuales. Martin Barger presentó a los encargados de mantenimiento de depuradoras la historia y la gama de productos de AERZEN. A continuación, Markus Leidinger sorprendió con una ponencia sobre las posibilidades de utilización y combinación de los distintos tipos de soplantes. Durante la visita a las instalaciones, el director de productos Ricardo Wehrbein y el ingeniero de ventas Thomas Kuhn guiaron a los invitados en grupos por la empresa y presentaron cada una de las etapas de procesamiento de las soplantes. Por último, Josef Ortner, presidente de la IBAR, le dio las gracias expresamente a Martin Barger y a la dirección de AERZEN. 

Remko Knol, nuevo director general de Aerzen Nederland

Desde el 1 de julio de 2018, Remko Knol es el nuevo director general de Aerzen Nederland B.V., con sede en Duiven, cerca de Arnhem. De este modo, asume la responsabilidad de la actividad operativa y estratégica en los Países Bajos. «Nos alegramos mucho de la incorporación de Remko Knol a nuestro equipo directivo. Posee muchos conocimientos sobre procesos y está versado en el desarrollo de procesos de producción y en la aplicación de soluciones de AERZEN», afirma Siert Wiersema, subdirector de Aerzen Nederland.

El licenciado en ingeniería mecánica Remko Knol, que también posee un master en General Management, cuenta con 15 años de experiencia como jefe de ventas y director en el entorno técnico internacional. Trabajó, entre otros, en Siemens Power Generation y Siemens Water. En los seis últimos años, Remko Knol ha sido director de Frames Separation Technologies B.V., en los Países Bajos. La empresa se dedica a la planificación y entrega de plantas procesadoras para separar aceite, gas y agua, así como para depurar el agua de la producción.