Del cumplimiento a la excelencia: La transformación de la gestión de las aguas residuales en Serbia

La importancia del tratamiento de aguas residuales ha aumentado drásticamente en los últimos tiempos en medio de una creciente preocupación por la salud de la población y el medioambiente natural. Además, en muchas regiones existen normativas estrictas destinadas a monitorear y controlar la calidad de las aguas residuales. Las instalaciones de tratamiento se han revisado y modernizado para incorporar procesos operativos complejos que implican la medición del flujo y sistemas de monitoreo de la calidad del agua diseñados para aumentar el cumplimiento de la normativa, proteger a las personas y el medioambiente y conservar y salvaguardar la calidad del agua.

En la UE, las aguas residuales urbanas son una de las principales fuentes de contaminación del agua. En los últimos 30 años se ha promulgado una legislación destinada a mejorar esta situación y, gracias a la estricta normativa sobre el tratamiento de las aguas residuales, la calidad del agua en la UE ha mejorado notablemente, lo que repercute directamente en la calidad de lagos, ríos, mares y aguas subterráneas y en la salud de las comunidades circundantes. Según el Consejo Europeo, el cumplimiento de la normativa es casi del 100 %, ya que más del 90 % del agua se recoge y se trata con éxito.

Anteriormente esta normativa se aplicaba solo a las grandes ciudades, sin embargo, las recientes revisiones han garantizado que todas las ciudades con una población superior a 1000 habitantes deban cumplir las leyes relativas al tratamiento de las aguas residuales en 2035. Esto exige, sobre todo, establecer sistemas de recolección de aguas residuales y tratarlas para eliminar la materia orgánica biodegradable, antes de verterlas de nuevo al medioambiente (Tratamiento de aguas residuales - Consejo de la UE (europa.eu)).
En la actualidad, Serbia no forma parte de la UE, sin embargo, el país ha presentado una solicitud de adhesión y, como parte del proceso de solicitud, tendrá que adecuar sus aguas residuales y protecciones medioambientales a las normas de la UE.

Afrontar el desafío

Antes de adherirse a la UE, Serbia debe ser capaz de procesar más del 90 % de sus aguas residuales. Las estadísticas del Gobierno afirman que esta cifra se sitúa actualmente por debajo del 20 %. Serbia tiene hasta 2040 para construir plantas de tratamiento para pueblos y ciudades. (Reuters, 2024).

Esta planta de tratamiento de aguas residuales moderna es una planta de lodos activados, que convierte los lodos sobrantes en biogás para crear calor y electricidad. La gestión de las aguas residuales de una zona poblada por 90,000 habitantes requería una solución para el monitoreo del afluente de las aguas residuales que proporcionara un funcionamiento fluido y eficaz y garantizara que cualquier agua vertida desde la planta al río Morava había sido tratada adecuadamente según las normas exigidas, protegiendo la salud de las comunidades circundantes y el medioambiente local y representando un gran paso en la dirección correcta para el cumplimiento de la legislación, allanando el camino para la adhesión a la UE.

Antes de la instalación, el afluente de aguas residuales se medía a intervalos regulares mediante pruebas de laboratorio manuales e intermitentes a la entrada de la planta. Sin embargo, este método estaba resultando infructuoso y con frecuencia se producían incidentes entre los tiempos de prueba asignados, con un enorme coste financiero y ecológico. Dado que la gran mayoría de los incidentes e infracciones se producían con extrema rapidez y en un breve espacio de tiempo, era demasiado fácil que pasaran desapercibidos. Los operadores se daban cuenta cada vez más de que sus sistemas actuales eran poco fiables e ineficaces, ya que no proporcionaban ninguna forma real de predecir los sucesos y prevenir los daños inevitables con antelación. Este nuevo sistema reúne los elementos de BlueEdge™ de Badger Meter (medición y control, conectividad y comunicación y conocimientos y acción) para proporcionar un monitoreo continuo de los parámetros vitales y generar datos precisos y accionables en tiempo real. El sistema pone de relieve cualquier cambio en el estado de las aguas residuales a medida que se produce y alerta a los operarios para que puedan tomarse inmediatamente medidas preventivas que eviten incidentes y eviten daños a gran escala.

La solución

Con el objetivo inicial de mejorar la calidad del agua y el monitoreo del flujo en la planta, la base de la propuesta se formó en torno a la medición continua en línea de la demanda química de oxígeno (DQO), los sólidos totales en suspensión (SST), la acidez (pH), la conductividad y la temperatura. Estos parámetros vitales se medirían junto con el nivel y la velocidad del flujo.

Se instaló un medidor de flujo por radar sin contacto Raven Eye 2 para proporcionar mediciones continuas del nivel y la velocidad del caudal. También se instalaron sensores de calidad del agua para monitorear los parámetros críticos de DQO, SST, conductividad, pH y temperatura, recomendándose para el proyecto el Badger Meter i::scan, el pH::lyser y el condu::lyser. Todos los sensores se comunican con un con::cube que transmite los datos al sistema SCADA / EMS de la planta.

La medición de estos parámetros analíticos junto con los del flujo, la velocidad y el nivel proporcionaron datos accionables de gran valor, que permitieron mejorar la gestión de la planta de tratamiento de aguas residuales y, al mismo tiempo, ofrecer una mayor protección contra incidentes como la contaminación química y biológica extrema y la acumulación de lodos y depósitos de arena.

Tras las conversaciones preliminares con el usuario final, se reconoció que la planta también se beneficiaría de un sistema ampliado que integrara el procesamiento de datos de otras redes existentes, como los sistemas de aireación y las estaciones de bombeo. Estas funcionalidades adicionales, junto con el sistema de medición del flujo y de la calidad del agua, permitieron crear un sistema de gestión energética mejorado que permitió conseguir ahorros sustanciales en los costos operativos.

La instalación

Esta instalación lista para funcionar constituía un desafío y constaba de tres partes principales: la estación de análisis automático, el sistema de medición del flujo del colector principal y el sistema SCADA/EMS.

La estación automática de análisis se construyó e instaló a una distancia de 2000 m de la planta, lo que proporciona el tiempo adecuado para responder a incidentes y evitar episodios de contaminación. La estación, que incorpora tanto el sistema para monitorear la calidad del agua como un ordenador industrial con::cube, un terminal versátil para la adquisición y el control de datos, está equipada con la funcionalidad IoT (Internet de las cosas). El con::cube tiene un grado de protección IP65, consume poca energía (3 W a un intervalo de medición de 15 minutos) y ofrece un sencillo manejo mediante pantalla táctil. Es capaz de realizar análisis espectrales y puede controlar estaciones y sensores de hasta 64 parámetros. Con funciones adicionales que incluyen la limpieza automática, el calibrado a distancia, la comprobación del funcionamiento de los sensores y un registro de datos mejorado y una transferencia sencilla, es capaz de registrar y analizar la información obtenida de los sensores.

La estación se encarga del funcionamiento automático de los sensores de calidad del agua, los sistemas de limpieza mecánica y por aire comprimido de las sondas y los sistemas de muestreo. También integra las señales del sistema de medición del flujo sin contacto, situado en la tubería colectora del flujo principal, y se comunica a distancia a través del con::cubo con el sistema SCADA/EMS que se aloja en el centro de operaciones principal de la planta de tratamiento, lo que permite al sistema realizar acciones preventivas y proteger las funciones vitales del sistema, garantizando la optimización y longevidad de la planta.

La estación de análisis automático también alberga los sensores de monitoreo de la calidad del agua y Badger Meter se complació en poder ofrecer una solución de vanguardia con la instalación de la instrumentación i::scan, condu::lyser y pH::lyser. Esta tecnología de enchufar y medir simplifica la instalación y, al no tener consumibles ni partes móviles, ofrece un mantenimiento mínimo. El i::scan aporta las ventajas adicionales de un funcionamiento de bajo consumo, una tecnología avanzada de emisión de luz y un procesamiento espectral para la obtención de resultados. Montados dentro de celdas de flujo, estos sensores se han adaptado para la limpieza automática del aire, lo que simplifica su funcionamiento y mantenimiento y garantiza aún más su fiabilidad, estabilidad y precisión, así como la capacidad de proporcionar una visibilidad continua de la calidad de las aguas residuales en la planta.

El medidor de flujo por radar sin contacto Raven Eye 2 constituye un componente vital del sistema de medición del flujo de la tubería colectora principal. Instalado por encima del nivel del agua, este monitor es capaz de medir tanto la velocidad como el nivel del flujo para determinar las tasas de flujo dentro de la planta. Ideal para monitorear el flujo en plantas de aguas residuales, esta solución inteligente ofrece una instalación sencilla de una sola entrada, mientras que el diseño IP68 completamente sellado y la función de autocalibración eliminan la necesidad de un mantenimiento y calibración continuos sobre el terreno. El monitoreo continuo se lleva a cabo utilizando la tecnología Doppler, lo que significa que los sensores no tienen que estar sumergidos. Esto disminuye aún más la necesidad de mantenimiento continuo ya que se elimina la amenaza de que se ensucien los sensores y se acumulen sedimentos. Los datos se toman del monitor y se transmiten de vuelta al con::cubo dentro de la estación automática de análisis, el registro de datos mejorado garantiza que los operarios de la planta tengan una visión clara del flujo de aguas residuales y permite mejorar la funcionalidad de la planta.

Conclusión

Desde su instalación en julio de 2021, el sistema ha demostrado que puede funcionar eficazmente sin interrupción en condiciones extremadamente desafiantes, midiendo y analizando de forma continua parámetros clave de aguas residuales completamente sin preparar. Los flujos de datos continuos y precisos han permitido una gestión superior de la planta junto con una mayor eficiencia energética, mientras que la capacidad de detectar eventos con antelación y llevar a cabo acciones preventivas ha sido vital para el funcionamiento de la planta.

Con 65 episodios de contaminación evitados en los primeros seis meses de instalación, es evidente que esta instalación es enormemente importante para el éxito futuro de la planta de tratamiento de aguas residuales. La implantación de esta solución BlueEdge™ de Badger Meter ha establecido nuevos estándares para el monitoreo de la calidad y cantidad de las aguas residuales. El éxito de este proyecto puede influir en muchos otros de la región, aumentando los niveles de salud de las comunidades locales, protegiendo la flora y la fauna del medioambiente autóctono y mejorando la calidad del agua del río Morava para las generaciones futuras.