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Los VFD actuales pueden vencer las obstrucciones y reducir los costos
Sáquele más provecho a su VFD con tecnologías avanzadas
Las bombas obstruidas no solo son un inconveniente, sino que pueden ser una amenaza grave para todo el sistema de agua de una municipalidad. Las plantas de tratamiento de aguas residuales tienen la responsabilidad fundamental de mantener los sistemas funcionando con un rendimiento óptimo para tratar eficientemente esas aguas residuales.
La tecnología puede ayudar. El proceso de tratamiento de aguas residuales consta de varias etapas, desde el tratamiento mecánico y biológico hasta la cloración y la filtración. Las plantas de tratamiento modernas han utilizado variadores de frecuencia (VFD, por sus siglas en Inglés) para controlar las bombas en todas las etapas, gracias a sus beneficios reconocidos desde hace tiempo.
Como los VFD pueden variar la velocidad (o la frecuencia) de los motores de las bombas según sea necesario y no tienen que funcionar constantemente a la máxima velocidad, las plantas de tratamiento de aguas residuales pueden ahorrar mucho en costos de energía. Los VFD también ayudan a prolongar la vida útil del motor y facilitan el arranque del motor, minimizando los daños con el paso del tiempo.
Una mayor eficiencia energética y una vida útil más larga del equipo pueden significar una mayor productividad, lo que a su vez puede dar lugar a ganancias más sólidas y a residentes más satisfechos.
Todos estos motivos convincentes para usar VFD en su planta de tratamiento de aguas residuales. Pero espere, es posible que esté pasando por alto beneficios adicionales que ni siquiera había considerado.
Los VFD actuales aprovechan tecnologías avanzadas que ofrecen todo un nuevo repertorio de capacidades y beneficios, incluida la resolución automática de bombas obstruidas. Los últimos VFD son más inteligentes, más pequeños, más fáciles de manipular e instalar, y ofrecen un mayor rendimiento para lograr una eficiencia y un retorno de la inversión incluso más altos.
Cómo Afrontar los retos más difíciles del tratamiento de aguas residuales
Las bombas obstruidas son un problema creciente, por un par de motivos.
La revista en línea Nonwoven Industry reportó que el 90 % de los materiales descargados nunca estuvieron destinados a sistemas de tratamiento de aguas residuales. La proliferación de toallitas “desechables” en los últimos años solo ha empeorado el problema, causando estragos en los sistemas de alcantarillado y de plomería de todo el mundo. Un informe de 2020 de la Asociación Nacional de Agencias de Agua Limpia (National Association of Clean Water Agencies, NACWA) informó que las empresas y hogares de Norteamérica gastaron unos 2,5 mil millones de USD en toallitas personales en 2019, en tanto que un porcentaje muy pequeño de esas toallitas son realmente desechables.
Debido a que la mayoría de las toallitas (y muchos otros artículos) no se descomponen en el alcantarillado ni en las plantas de tratamiento de aguas residuales, NACWA estima que causan aproximadamente 441 millones de USD anuales en costos operativos adicionales en las plantas de tratamiento de los EE. UU. Esto representa un promedio de alrededor de 30.467 USD en costos adicionales por planta al año.
Como si ese problema no fuera lo suficientemente grave, aparece la COVID en 2020. La escasez nacional de papel higiénico hizo que los clientes recurrieran a las toallitas para bebé y a otras toallitas de higiene personal. El uso de toallitas desinfectantes se disparó cuando la gente se enfocó en desinfectar las superficies y las perillas de las puertas. De repente, la gente tuvo que utilizar, y finalmente desechar, mascarillas de papel y guantes de goma. Y gran parte de estos desechos fueron a dar al inodoro o a los desagües pluviales de las ciudades.
Una noticia en una publicación local de Connecticut presentó un ejemplo memorable de este problema:
En WSSC Water, que da servicio a 1,8 millones de residentes en los suburbios de Maryland, los trabajadores de su estación de bombeo de aguas residuales más grande retiraron alrededor de 700 toneladas de toallitas el año pasado, un aumento de 100 toneladas respecto a 2019. “Comenzó el pasado mes de marzo y no ha disminuido desde entonces”, dijo Lyn Riggins, vocera de WSSC Water. Las empresas de servicios públicos dicen que las toallitas se convierten en manojos fibrosos, ya sea en la tubería de alcantarillado de las casas o a kilómetros de distancia por la línea. Luego, se solidifican con la grasa y otros aceites de cocina que se evacuan indebidamente por los desagües, formando a veces aglomeraciones de grasa que bloquean las bombas y las tuberías...
Todas estas toallitas no desechables y otros detritus están obstruyendo las tuberías y las bombas de las plantas de tratamiento de aguas residuales. Cuando las bombas se obstruyen y no se apagan oportunamente, pueden sobrecargarse y dañar sus motores internos. Incluso cuando una bomba se apaga de inmediato, los técnicos de la planta pueden tardar horas en eliminar la obstrucción y hacer que el sistema vuelva a funcionar. Esto es tiempo y dinero desperdiciados (sin mencionar un trabajo sucio). Además de los costos de mano de obra manual, la obstrucción crónica puede causar un desgaste excesivo en las bombas y provocar fallas prematuras en el equipo y costos de reparación o reemplazo.
Cuando incluso una planta municipal de tratamiento de aguas residuales de tamaño moderado es responsable de tratar millones de galones de agua al día, cualquier tiempo de inactividad puede causar problemas graves, desde daños duraderos en el equipo hasta el cierre de sistemas completos de alcantarillado o un contraflujo de aguas residuales no tratadas que fluyen hacia ríos y arroyos.
La capacidad de antiobstrucción puede suponer un punto de inflexión
A medida que aumenta la probabilidad de bombas obstruidas, los VFD avanzados de hoy en día vienen al rescate con capacidades incorporadas que algunas plantas de tratamiento podrían desconocer. Muchos VFD tienen funciones automatizadas de limpieza de bombas, o antiobstrucción, que pueden ayudar a impulsar el rendimiento de la planta a un nivel completamente nuevo.
Un VFD con capacidades antiobstrucción permite a los técnicos preconfigurar los límites de carga del variador y determinar cuándo el VFD debe comenzar las operaciones antiobstrucción. Cuando el variador detecta que el motor de la bomba se sobrecarga al límite configurado, se activa una secuencia de ciclos que mueve los impulsores de la bomba hacia adelante y hacia atrás a velocidades designadas para eliminar los materiales que obstruyen la bomba. Cuando el VFD detecta que la bomba está libre, volverá al modo de operación normal.
Las operaciones antiobstrucción se producen automáticamente, sin ninguna intervención de técnicos más allá de las configuraciones iniciales. Sin embargo, al aprovechar un sistema SCADA o una interfaz PLC, los técnicos pueden monitorear las bombas y estar al tanto de cualquier instancia de antiobstrucción, de cuándo se activó la función, cuántas veces, etc.
Al automatizar los esfuerzos de antiobstrucción a través de sus VFD, las plantas de tratamiento pueden ahorrar bastante tiempo y dinero que tradicionalmente se gastaban en la limpieza manual de las bombas obstruidas. También reducen en gran medida el tiempo de inactividad del sistema y liberan a los técnicos para tareas más críticas.
La limpieza automática de la bomba produce resultados reales
Recientemente, una planta municipal de tratamiento de aguas residuales en el sur de los Estados Unidos implementó VFD avanzados de Mitsubishi Electric en su sistema que presta servicios a un área metropolitana de alrededor de 150.000 personas y trata 20 millones de galones al día.
Los técnicos habían tenido dificultades con bombas obstruidas, principalmente debido a toallitas húmedas, toallas de taller, toallas comunes, productos de higiene femenina y otros artículos no desechables en inodoros. Para eliminar esas obstrucciones, un trabajador tenía que abrir la placa de acceso de la bomba y limpiar manualmente la obstrucción con la mano. En algunas bombas, eliminar la obstrucción requería que los técnicos retiraran la pieza de succión trasera de la bomba. La planta sufría alrededor de dos obstrucciones por semana y cada obstrucción tardaba varias horas en resolverse.
Después de instalar los VFD con capacidad antiobstrucción, los gerentes de planta estaban encantados con los resultados. La planta pasó de limpiar manualmente las obstrucciones de la bomba dos veces por semana a cero obstrucciones en tres meses; un enorme aumento en la productividad y el tiempo de actividad que no necesitó más mano de obra.
Asegúrese de aprovechar al máximo sus VFD
No permita que las bombas obstruidas detengan la infraestructura crítica de agua. Al aprovechar las características avanzadas de los VFD actuales, podrá reducir significativamente el tiempo de inactividad no planeado, los costos, la mano de obra manual y el riesgo potencial de problemas graves de salud pública que pueden ocurrir cuando las bombas se obstruyen. Gracias a las capacidades de limpieza incorporadas y automatizadas de las bombas, sus VFD pueden contribuir a asegurar un suministro de agua limpia y salubre.
Antiobstrucciones con VFD: Webcast sobre lo que debe saber para evitar el bloqueo de las bombas
La obstrucción de las bombas es un problema grave en las aplicaciones de agua y de aguas residuales. Informes han mostrado que el 90 % de los materiales descargados nunca estuvieron destinados a sistemas de tratamiento de aguas residuales. Aprenda cómo los variadores de frecuencia pueden ayudar a mitigar el problema a través de técnicas como la secuenciación de tiempo de avance/retroceso.
Ingredientes de las soluciones de automatización
Obtenga más información sobre las soluciones de variadores de alto rendimiento de Mitsubishi Electric para aplicaciones de agua y aguas residuales.
 Deana Fu
Gerente sénior de productos (VFD)
Mitsubishi Electric Automation, Inc.
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