Uso de variadores de frecuencia para mejorar constantemente el rendimiento de las bombas. parte 3

Las bombas con motores controlados por VFD permiten que el caudal aumente y disminuya gradualmente, tanto al inicio como durante todo el bombeo. Además, reducen la inversión en cableado de gran tamaño y la necesidad de protección de circuitos para gestionar picos de amperaje durante el arranque. Los sistemas VFD, diseñados específicamente para aplicaciones de bombeo, también pueden automatizar las funciones de llenado de tuberías.

En aplicaciones sin necesidad de modulación de caudal variable durante el bombeo, se puede utilizar un control de arranque suave en lugar de VFD para proporcionar una protección de arranque económica, con un consumo de tan solo 1,5 veces el amperaje de operación (Figura 3).

Figura 3. Este diagrama muestra el menor consumo de amperaje que requieren las tecnologías de arranque suave y VFD en comparación con los métodos de arranque en corriente continua (D.O.L.) y estrella-triángulo.

• Mayor eficiencia de control. Ya sea que los VFD se elijan inicialmente por su capacidad de ahorro de energía o de arranque suave, ofrecen ventajas adicionales para aplicaciones de bombeo de agua limpia de tamaño pequeño a mediano.

o Compatibilidad con múltiples bombas. Los VFD optimizan la eficiencia energética en aplicaciones multibomba sin necesidad de sistemas SCADA ni controladores independientes para cada bomba. Con el control VFD, los usuarios pueden gestionar hasta ocho bombas en una configuración de colector, ajustando la velocidad de funcionamiento o apagando las unidades en respuesta a una menor demanda. También pueden igualar automáticamente la utilización de las bombas en todas las unidades de la configuración.

o Control programable. Los VFD se pueden programar para optimizar el control y evitar problemas automáticamente. Como componentes de soluciones integrales de bombas inteligentes, pueden proporcionar la máxima eficiencia, ya sea que se envíen como una unidad integrada o como una combinación preconfigurada (bomba, motor, VFD y módulo de control), diseñada para funcionar en conjunto.

o Una puerta de acceso a datos valiosos. Finalmente, complementar los controladores VFD con la conectividad de la puerta de enlace del Internet de las Cosas (IoT) permite recopilar y comunicar datos valiosos sobre el funcionamiento de las bombas, sus características de rendimiento y los eventos de fallo. Esto ofrece a los operadores nuevas oportunidades para tomar decisiones mejor informadas, incluso para bombas instaladas remotamente.

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Uso de variadores de frecuencia para mejorar constantemente el rendimiento de las bombas. parte 1

En aplicaciones de bombeo de agua limpia con demandas variables a lo largo del día, dimensionar y operar las bombas eficientemente durante su ciclo diario requiere un delicado equilibrio en el diseño del proceso. Los variadores de frecuencia (VFD) son una herramienta valiosa para ajustar la potencia y el consumo de energía de la bomba a la demanda real. A continuación, se presentan algunos puntos importantes para evaluar y elegir las mejores soluciones VFD.

Actualmente, las nuevas aplicaciones de bombeo están experimentando una creciente aceptación de VFD, pero las actualizaciones a bombas de velocidad fija también tienen mucho que ganar. La clave está en considerar tanto la naturaleza como las necesidades específicas de rendimiento de la aplicación, y en evaluar el costo y la rentabilidad de actualizaciones fiables de VFD que podrían no haber estado disponibles anteriormente.

Respuestas a preguntas frecuentes sobre VFD

Para los usuarios de bombas que no han utilizado previamente una bomba controlada por VFD o que tienen poca experiencia, a menudo surgen dudas sobre la rentabilidad relativa de su uso.

• ¿Por qué usar un VFD? Los variadores de frecuencia (VFD) programados para bombeo de agua limpia pueden ajustarse mejor a las necesidades operativas que un simple control de encendido y apagado de bombas, lo que ofrece ventajas en cuanto a coste, rendimiento y durabilidad en diversas aplicaciones. Sin embargo, evite las unidades estándar diseñadas para uso industrial general en cintas transportadoras, unidades de aire acondicionado, etc. Asegúrese también de que la instalación sea puesta en marcha por un especialista en bombas/transmisiones para garantizar que cumpla con los requisitos específicos de la aplicación.

• ¿Dónde usar un VFD? Generalmente, los VFD son una buena opción para aplicaciones de una o varias bombas con requisitos de caudal o presión variables. En lugar de simplemente encender y apagar las bombas, los usuarios pueden programarlas para que se mantengan en la zona de funcionamiento más eficiente para la aplicación, a pesar de las fluctuaciones de la demanda. Los VFD pueden incluso reducir la inversión de capital al ofrecer redundancia multimodo para compensar fallos individuales de las bombas.

• Posibles aplicaciones para evitar el uso de VFD. En procesos ya diseñados para adaptarse a caudales máximos (por ejemplo, almacenamiento de agua cruda o tanques de ecualización de caudal), un VFD no necesariamente aumentará la flexibilidad del proceso. Sin embargo, si se van a modernizar o actualizar dichos procesos, es posible que la flexibilidad de los VFD mejore los costos y el ahorro de espacio al permitir a los usuarios eliminar o reducir algunas de las características heredadas diseñadas para adaptarse a la demanda fluctuante.

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Uso de variadores de frecuencia para mejorar constantemente el rendimiento de las bombas. parte 2

Además, la modernización de VFD a motores estándar existentes puede verse limitada por la limpieza de la fuente de alimentación, lo que podría limitar la reducción de velocidad a solo el 80% o 90% de la carga completa. Muchos fabricantes recomiendan cambiar a motores con inversor de servicio con bobinados aislados compatibles con el uso de VFD para lograr una reducción de velocidad de hasta el 20% o incluso el 10% de la velocidad a plena carga. En cualquier caso, siempre considere los caudales, la idoneidad del motor NEMA y el posible impacto de los armónicos de frecuencia resonante en bombas de eje largo (verticales u horizontales) antes de decidir modernizar VFD a motores existentes.

Beneficios clave que se pueden obtener de los VFD

Quienes utilizan VFD por primera vez en aplicaciones de bombeo pueden obtener los siguientes beneficios:

• Mayor eficiencia operativa. Incluso antes de considerar las sofisticadas posibilidades de control de velocidad que ofrecen los variadores de frecuencia (VFD), existen varias razones para no operar las bombas a máxima velocidad constantemente:

o Menor consumo eléctrico. El uso de VFD para ajustar las necesidades de caudal y presión puede reducir los costos de energía hasta en un 70% al hacer que el consumo de energía sea directamente proporcional a las demandas de la aplicación (Figura 1).

o Menor desgaste mecánico de la bomba. Operar a una velocidad inferior a la mínima requerida por la aplicación reduce las fuerzas físicas y el número de revoluciones diarias de los equipos de bombeo.

o Margen de incertidumbre. Si las bombas estaban sobredimensionadas para el arranque o si la demanda de bombeo ha cambiado, los VFD ofrecen un ajuste natural. Incluso se pueden programar para evitar problemas de frecuencia de resonancia entre los motores de las bombas y el entorno operativo (Figura 2).

Figura 1. Este gráfico ilustra el ahorro que se obtiene al utilizar el control VFD en comparación con la regulación manual para satisfacer la demanda de bombeo en los diversos requisitos de caudal durante un año.

Figura 2. La tecnología VFD facilita la prevención de posibles conflictos en las frecuencias de resonancia al programar la unidad para que desvíe las velocidades de funcionamiento de la bomba que entran en conflicto con los armónicos de la instalación básica.

Arranque más suave. Pasar de 0 a 5000 gpm somete a una gran presión a las bombas, así como a las tuberías, válvulas y todo el sistema durante el arranque del motor, desde el golpe de ariete hasta un amperaje de arranque que puede alcanzar picos más de 5 veces superiores al amperaje de funcionamiento. De hecho, algunas redes eléctricas exigen el uso de VFD u otras funciones de arranque suave para todos los motores de más de una determinada potencia (p. ej., 50 HP) a fin de reducir el pico de corriente de entrada.

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Monitoreo de Algas Impulsado por la Comunidad: Empoderando a los Custodios Locales

Fluorómetro / turbidímetro para uso en campo

A medida que las floraciones de algas se vuelven más frecuentes y severas debido a la contaminación por nutrientes y el cambio climático, las iniciativas de monitoreo impulsadas por la comunidad desempeñan un papel vital en la protección de la calidad del agua y la salud de los ecosistemas. Los custodios locales (ciudadanos, educadores, organizaciones sin fines de lucro y comunidades tribales) se unen cada vez más para subsanar las deficiencias críticas de datos, mejorar la detección temprana y promover una gestión ambiental más responsable.

Por qué es importante el monitoreo comunitario

Los programas tradicionales de monitoreo gubernamentales y académicos, si bien esenciales, a menudo enfrentan limitaciones presupuestarias y una cobertura geográfica limitada. El monitoreo comunitario no solo amplía el alcance de la recopilación de datos, sino que también aporta conocimiento local único y un profundo sentido de responsabilidad territorial.

Los proyectos de ciencia ciudadana pueden ayudar a detectar floraciones de algas nocivas (FAN) de forma más temprana y frecuente, especialmente en regiones rurales o costeras con poca vigilancia. Las observaciones sobre el terreno en tiempo real realizadas por los miembros de la comunidad permiten una notificación y mitigación más rápidas, lo que potencialmente protege la salud pública, la pesca y el turismo.

Empoderando a través de la tecnología

Los recientes avances en fluorómetros portátiles y sensores de bajo costo han facilitado más que nunca la recopilación de datos significativos para los grupos comunitarios. Turner Designs, por ejemplo, ofrece instrumentos de fluorescencia fáciles de usar que miden la clorofila (un indicador de la biomasa de algas), lo que los hace ideales para monitorear la actividad de las floraciones.

Los programas de capacitación y las plataformas de datos de acceso abierto también han permitido a las comunidades interpretar y compartir sus resultados con científicos y legisladores. Desde aplicaciones para teléfonos inteligentes hasta paneles web, las herramientas modernas están acortando la distancia entre la observación y la acción.

Historias de éxito en todo EE. UU.

En Florida, voluntarios monitorean el crecimiento de algas en lagos de agua dulce afectados por la escorrentía agrícola. En Oregón, tribus locales y grupos ambientalistas utilizan fluorómetros para monitorear los estuarios afectados por el calentamiento de las aguas. En los Grandes Lagos, las iniciativas de ciencia ciudadana aportan datos vitales sobre las floraciones que fundamentan las alertas públicas y los estudios de investigación.

Cada uno de estos esfuerzos demuestra cómo la acción local colectiva puede impulsar la concienciación y la resiliencia regional.

Generando confianza y gestión ambiental

Quizás uno de los resultados más importantes del monitoreo comunitario de algas sea el fomento de la gestión ambiental. Cuando las personas se involucran en la salud de sus propios cuerpos de agua, es más probable que apoyen medidas de conservación, impulsen controles de la contaminación y eduquen a sus vecinos.

Este modelo colaborativo fomenta una responsabilidad compartida entre científicos, ciudadanos y tomadores de decisiones, y sienta las bases para la protección ambiental a largo plazo.

Conclusión: Las floraciones de algas pueden ser una amenaza creciente, pero la ciencia comunitaria ofrece una defensa eficaz. Al empoderar a los administradores locales con herramientas, conocimiento y apoyo, no solo ampliamos el alcance del monitoreo, sino que también construimos una sociedad más informada, comprometida y resiliente.

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Cómo el tratamiento con ozono combate los residuos farmacéuticos en las aguas residuales. Parte 1

Tomado de Water Online

Introducción

Los residuos farmacéuticos en las aguas residuales se han convertido en una preocupación ambiental creciente. Con frecuencia se encuentran restos de medicamentos, antibióticos y otros productos farmacéuticos en las fuentes de agua tras su vertido desde instalaciones industriales, hospitales y hogares. Estos residuos pueden suponer graves riesgos para los ecosistemas acuáticos y la salud humana. Los métodos tradicionales de tratamiento de aguas residuales suelen ser ineficaces para eliminar por completo estos contaminantes, pero el tratamiento con ozono ofrece una solución eficaz y ecológica. En este blog, exploramos cómo la tecnología del ozono ayuda a reducir los residuos farmacéuticos en las aguas residuales, garantizando un agua más segura tanto para el medio ambiente como para las comunidades.

El desafío de los residuos farmacéuticos en las aguas residuales

Los productos farmacéuticos entran en las aguas residuales a través de diversos canales, como residuos industriales, vertidos hospitalarios y excreciones humanas. Los procesos convencionales de tratamiento de aguas residuales, como la filtración y los tratamientos biológicos, no están diseñados para descomponer eficazmente los compuestos farmacéuticos complejos. Como resultado, los residuos farmacéuticos pueden persistir en el agua tratada y, finalmente, entrar en los cuerpos de agua naturales, afectando la vida acuática e incluso contaminando el suministro de agua potable.

Residuos farmacéuticos comunes en aguas residuales

• Antibióticos y analgésicos

• Medicamentos hormonales

• Antidepresivos y ansiolíticos

• Medicamentos antiinflamatorios (AINE)

Estos residuos pueden afectar el comportamiento y la fisiología de los organismos acuáticos, perturbar los ecosistemas y contribuir al desarrollo de bacterias resistentes a los antibióticos.

Cómo la tecnología del ozono aborda los contaminantes farmacéuticos

El tratamiento con ozono es un método altamente eficaz para reducir los residuos farmacéuticos en aguas residuales. El ozono es un potente agente oxidante que descompone moléculas orgánicas complejas, incluyendo compuestos farmacéuticos, en sustancias más simples e inocuas. A diferencia de los tratamientos químicos tradicionales, el ozono no introduce nuevos contaminantes en el agua, lo que lo convierte en una solución ecológica.

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Cómo el tratamiento con ozono combate los residuos farmacéuticos en las aguas residuales. Parte 2

Beneficios clave del ozono en la reducción de residuos farmacéuticos

• Oxidación eficiente: El ozono descompone las moléculas farmacéuticas en compuestos más pequeños y no tóxicos.

• Sin subproductos nocivos: El ozono se descompone naturalmente en oxígeno después del proceso de tratamiento, sin dejar residuos nocivos en el agua. • Eliminación de amplio espectro: el ozono puede atacar una amplia gama de compuestos farmacéuticos, lo que garantiza un tratamiento integral del agua.

Por qué el ozono es la mejor opción para la eliminación de residuos farmacéuticos

Los residuos farmacéuticos en aguas residuales representan un desafío único para los métodos de tratamiento convencionales, pero las potentes propiedades oxidativas del ozono lo convierten en una solución ideal. A continuación, se detallan las razones por las que el ozono se destaca como la mejor opción para la eliminación de productos farmacéuticos en aguas residuales:

• Potente oxidación: La fuerte capacidad oxidativa del ozono le permite descomponer una amplia variedad de compuestos farmacéuticos, incluidos aquellos resistentes a los tratamientos tradicionales.

• Seguridad ambiental: A diferencia de los tratamientos químicos, el ozono no deja subproductos nocivos, lo que lo hace más seguro para la vida acuática y el medio ambiente.

• Cumplimiento normativo: El ozono ayuda a las instalaciones de aguas residuales a cumplir con las normativas ambientales cada vez más estrictas en materia de contaminación farmacéutica, garantizando un vertido más seguro en los sistemas hídricos naturales.

El futuro del tratamiento de aguas residuales con tecnología de ozono

A medida que se endurecen las normativas ambientales y aumenta la concienciación sobre la contaminación farmacéutica, el tratamiento con ozono desempeñará un papel crucial en el futuro del tratamiento de aguas residuales. Su capacidad para identificar y descomponer contaminantes complejos, manteniendo un enfoque ecológico, convierte al ozono en una herramienta esencial para las instalaciones de aguas residuales industriales y municipales.

Sostenible y eficaz: La tecnología de ozono no solo reduce los residuos farmacéuticos, sino que también contribuye a objetivos más amplios de sostenibilidad ambiental al minimizar la necesidad de desinfectantes químicos y mejorar la calidad del agua.

Conclusión: Ozono: una solución sostenible para la reducción de residuos farmacéuticos

La contaminación farmacéutica en aguas residuales es un desafío importante que requiere métodos de tratamiento avanzados. La tecnología de ozono proporciona una solución potente y sin químicos para reducir los residuos farmacéuticos, proteger los ecosistemas acuáticos y garantizar agua más segura para las comunidades

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