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
Mes | Consumo(m³) | Costo($) | Producción(MDV) | ConsumoEspecífico(m³/MDV) |
1 | 2299 | 999,85 | 1,50 | 1532,67 |
2 | 3621 | 1036,25 | 1,00 | 3621,00 |
3 | 4381 | 1253,74 | 3,50 | 1251,71 |
4 | 4051 | 1957,84 | 2,60 | 1558,08 |
5 | 3946 | 1907,10 | 2,40 | 1644,17 |
6 | 3927 | 1898,41 | 2,30 | 1707,39 |
7 | 4088 | 2201,70 | 3,60 | 1135,56 |
8 | 3986 | 2201,90 | 2,50 | 1594,40 |
9 | 3735 | 2000,00 | 2,30 | 1623,91 |
10 | 2211 | 2056,10 | 3,40 | 650,29 |
11 | 4324 | 2440,90 | 5,40 | 800,74 |
12 | 3826 | 3511,03 | 4,20 | 910,95 |
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
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