Cómo operan las tecnologías para ahorrar agua en centrales termoeléctricas

En esta área se considera el enfriamiento como una de las principales soluciones tecnológicas. Empresas como AES Gener explican que han logrado ahorros de hasta 80% en el uso del recurso hídrico.

El uso del agua en la industria energética tiene al sector de la termoelectricidad como uno de los principales usuarios, siendo el uso de condensadores húmedos y las torres de refrigeración abierta los que mayor uso de agua realizan en estas instalaciones, según explican a Revista ELECTRICIDAD distintos especialistas.

En nuestro país el diagnóstico más actualizado sobre el uso de agua en termoelectricidad y soluciones tecnológicas para enfriamiento y sistema de captación es el “Estudio de antecedentes técnicos, económicos, normativos y ambientales de tecnologías de centrales termoeléctricas y sus sistemas de refrigeración”, realizado por la Consultora Inodú para el Ministerio de Energía.

En este documento se sostiene que “el enfriamiento es el principal factor que explica el uso de agua en centrales termoeléctricas. La cantidad requerida para enfriamiento depende del tamaño de la central, su eficiencia, y el tipo de sistema de enfriamiento, independiente del tipo de combustible utilizado”.

Entre las conclusiones del estudio se indica que, para el contexto chileno, donde las centrales se ubican en regiones costeras, “el principal desafío debiera orientarse a dar una mayor certidumbre al uso de agua de mar para la operación de sistemas de refrigeración abiertos, utilizando sistemas de protección y descarga diseñados, operados y mantenidos adecuadamente”.

Tecnologías disponibles
Considerando los antecedentes aportados por el estudio, Jorge Moreno, socio fundador de Inodú, afirma a Revista ELECTRICIDAD que la disponibilidad y utilización de agua para sistemas de generación termoeléctrica está definiendo los proyectos que se desarrollan en el país. Además, indica que existen tres conceptos clave en el uso del agua en la termoelectricidad: “la cantidad de agua que se retira de un cuerpo (mar, lago, río), la cantidad que se utiliza en el proceso y la cantidad consumida que no retorna al cuerpo de agua”.

De acuerdo al especialista, “existen diversas alternativas, que utilizadas de manera aislada o combinada, contribuyen a balancear objetivos de mayor eficiencia en el uso de recursos con la capacidad de asimilación ambiental de los emplazamientos, protegiendo el medio ambiente y minimizando impactos irreversibles”.

“La selección, operación y mantención de sistemas de protección del sistema de aducción es muy importante. Para cumplir con la demanda y necesidades de la industria, y al mismo tiempo con las necesidades de conservación ecológica de nuestra sociedad es fundamental establecer requerimientos de desempeño para los sistemas de protección del sistema de captación de agua”, explica el especialista de Inodú.

Jorge Moreno sostiene que a nivel internacional se ha aprovechado el potencial de co-localizar plantas termoeléctricas con sistemas de desalinización, precisando que “esta práctica permite compartir infraestructura, reducir el impacto del desarrollo de nuevas plantas desaladoras en sectores recreativos, adoptar medidas que contribuyen a reducir los impactos de la descarga y capturar eficiencias en la operación del proceso”.

Para José Miguel Cardemil, académico del Centro de Energía y Desarrollo Sustentable de la Universidad Diego Portales, las técnicas de condensación en seco son una de las tecnologías más conocidas para reducir las pérdidas de agua, aunque presentan costos elevados, “pues se debe instalar una serie de intercambiadores de calor adicionales y aún existe un sacrificio en eficiencia en la operación de la planta”.

En su opinión, en el sector de la energía solar también se pueden aplicar tecnologías de ahorro de agua, específicamente en la generación termosolar de potencia, donde “requerirán pensar en alternativas de condensación en seco, pues la mayoría de los proyectos en carpeta están localizados en el desierto, donde la escasez de agua es una característica fundamental”.
“En geotermia también se hace una gestión importante del agua, pues es el medio de transferencia que permite el transporte de energía desde la tierra hasta la superficie”, agrega el académico.

Empresas
En el territorio nacional, las principales empresas propietarias de centrales termoeléctricas han incorporado tecnologías para reducir el consumo de agua en las instalaciones, como AES Gener mediante torres de enfriamiento de agua salada en sus nuevos proyectos de generación en las centrales Angamos y Cochrane, además de las torres de enfriamiento de agua dulce en la central de ciclo combinado Nueva Renca.

Javier Giorgio, vicepresidente de Operaciones de AES Gener, asegura a este medio que estas tecnologías han permitido “reducir en un 80% los requerimientos de agua en sus instalaciones”.

Según el ejecutivo, la empresa también ha instalado plantas de desalación de tecnología de Termocompresión de vapor (TVC) y de Compresión mecánica de vapor (MVC) en todas sus centrales ubicadas en el borde costero, y acaba de instalar una planta de desalación por osmosis inversa de 56 litros por segundo (l/s) en central Angamos, que puede ser expandida en 160 l/s para venta a terceros. En paralelo, la compañía contempla la instalación de una planta de Osmosis inversa de 560 l/s para cubrir sus propias necesidades y también efectuar venta a terceros en la Región de Valparaíso”.

A juicio de Javier Giorgio la idea es aprovechar las sinergias entre centrales termoeléctricas ubicadas en la costa y plantas de desalación de agua de mar de gran escala, puesto que “la desalación por osmosis inversa que estamos implementando es una tecnología madura”.

Por su parte, en Colbún resaltan la implementación de tecnologías de ahorro de agua en el Complejo Termoeléctrico Nehuenco, el cual se ubica en la localidad de Quillota y consta de tres centrales duales, las que aportan 874 MW de capacidad instalada al SIC. Andrés Vincent, gerente de Regulación y Gestión de Recursos Hídricos de Colbún, explica a Revista ELECTRICIDAD que la instalación de Nehuenco “necesita refrigerar sus ciclos combinados, para lo cual dispone de pozos propios”.

“En el contexto de menor disponibilidad de agua que ha enfrentado el país y mantener la operación del Complejo Nehuenco, Colbún implementó un proceso de mejora continua de la batería de pozos para la elaboración e implementación de un plan de trabajo para la mejora y optimización de la instrumentación y bombeo”, agrega el ejecutivo.

Vincent menciona que además en la empresa han desarrollado e implementado un sistema Scada de monitoreo de pozos. Este sistema permite monitorear en línea y de forma continua el comportamiento del acuífero y así operar los pozos de manera de lograr la mayor estabilidad a nivel hídrico.

Otra medida destacada por el ejecutivo es la implementación de plantas de osmosis inversa: “Contamos con dos plantas para procesar las aguas de purga de las Torres de Enfriamiento, recuperando parte del agua utilizada en el proceso. Esto ha significado un ahorro en el consumo de agua del complejo de hasta 100 l/s aproximadamente, pues sin estas plantas el consumo habitual es de 250 l/s”.

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