En el marco del proyecto GIZ «NEXUS – Agua, Energía, Seguridad Alimentaria», fueron formados un total de 36 participantes en un taller de varios días de duración en septiembre de 2018 sobre irrigación solar. El taller tuvo lugar en la Universidad Católica Boliviana (La Paz) y contó con la participación de expertos, investigadores y estudiantes locales e internacionales, así como de miembros de autoridades e instituciones bolivianas (por ejemplo, el Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Hídricos). Los participantes formados debén actuar como “multiplicadores” integrando los conocimientos en sus instituciones.

El contenido del taller incluyó los siguientes temas: • una introducción a energías renovables, la descripción de aplicaciones fotovoltaicas típicas en agricultura, la descripción y características de sistemas de bombeo solar y riego, las técnicas de riego, la demanda de agua, la planificación y el diseño de sistemas de bombeo solar y riego, la evaluación económica y financiamiento de sistemas de bombeo solar y riego, la descripción y la aplicación del Tool Box SPIS y aplicaciones prácticas e instalación de un sistema de bombeo solar y riego

El taller puede calificarse como un éxito. Más de la mitad de los participantes declararon en una evaluación que podrían aplicar los conocimientos adquiridos en su campo de trabajo y todos estaban satisfechos o muy satisfechos con los resultados del taller. El potencial de irrigación solar en Bolivia podría clasificarse como muy alto como resultado de la discusión entre los miembros de varias instituciones.

El taller es una de las varias medidas de formación dentro del proyecto GIZ «NEXUS – Agua, Energía, Seguridad Alimentaria». Este proyecto, que abarca desde agosto de 2017 hasta octubre de 2019, incluye talleres de este tipo, así como el desarrollo de modelos de gestión y conceptos de financiación para dos proyectos piloto seleccionados de carácter Nexus o de Gestión Integrada de Recursos Hídricos (GIRH).

AKUT ha recibido el encargo de prestar asesoramiento para un proyecto de presa multifuncional (Misicuni). Un plan de distribución de agua debe encontrar el equilibrio entre el uso agrícola del agua (riego), el suministro de agua potable y la producción de energía.

Teniendo en cuenta la adaptación al cambio climático (por ejemplo, reducción de la cantidad de agua disponible, aumento de la necesidad de regadío), se deben desarrollar propuestas para la gestión de los recursos hídricos limitados con los distintos grupos de usuarios.

Además debe ser creado un sistema de información de código abierto basado en SIG para presentar y diseñar el suministro y la distribución de agua de forma transparente.

Otro objetivo importante del proyecto es la reducción de la pobreza. Esto se logrará mediante la reforestación y la introducción de sistemas agroforestales para mejorar de manera sostenible el uso de la tierra en la parte alta de las zonas de captación. El riego solar también debería contribuir a reducir el consumo de agua y energía.

Foto: Foto de grupo al final del taller

Las empresas que vierten aguas residuales de producción en el sistema de alcantarillado (vertederos indirectos) deben cumplir con las normas de vertido de las respectivas empresas de desagüe. Las crecientes exigencias exigen soluciones especialmente económicas que, por lo general, excluyen la construcción de una nueva planta de tratamiento de aguas residuales. Esto también se aplica a la planta de fosfatado de Robert Bosch Automotive Steering GmbH en Berlín-Wittenau.

Nuestros estudios de proceso actuales confirman la adaptación técnica y la optimización de una planta de tratamiento de aguas residuales químico-física. Los valores totales de fosfato medidos en la descarga de la planta de limpieza después de la conversión se situaron por debajo de los nuevos valores límite de descarga en el sistema de alcantarillado de Berliner-Wasserbetriebe (BWB) hasta en un 90 por ciento.

Los límites de efluente para el fosfato total se redujeron de antemano a 50 mg/l por BWB.

La empresa Robert Bosch Automotive Steering GmbH ha decidido completar técnicamente la instalación existente para la eliminación de iones metálicos de las aguas residuales con el fin de garantizar el cumplimiento del valor límite de descarga reducido para el fosfato.

AKUT Partner diseñó la solución de adaptación rentable después de un inventario intensivo.

Al convertir, complementar técnicamente y optimizar la planta de tratamiento existente, el fosfato (que ahora se suma a los iones metálicos previamente precipitados) se precipita en las aguas residuales con cal dosificada automáticamente y se separa de las aguas residuales en una prensa de filtro de cámara existente.

El concepto de instalación seleccionado se acompañó de una licitación hasta la aceptación final y la puesta en servicio. La aprobación TÜV de la planta de tratamiento de aguas residuales de funcionamiento semiautomático y químico-físico deseada por el contratista aprobó la planta sin ningún requisito adicional.

La amplia automatización del tratamiento de aguas residuales libera tiempo a los operadores de la planta y reduce la cantidad de energía eléctrica utilizada.

Los bajos costes de inversión (en comparación con una planta de tratamiento de aguas residuales recién instalada) y los efectos positivos en los costes de explotación refuerzan la rentabilidad de la planta de fosfatado de Berlín-Wittenau.

Foto: Robert Bosch Automotive Steering GmbH, Berlín – Wittenau. Depósito tampón para las aguas residuales que contienen fosfatos, en el fondo el filtro de cámara presiona para obtener la separación de los lodos de cal.

En general, las condiciones marco en Sudáfrica para la generación de electricidad a partir de gas de depuradora son bastante difíciles. La remuneración por la alimentación a partir de energías renovables se determina en las subastas. Este enfoque prefiere tecnologías escalables como la fotovoltaica. El biogás, por otra parte, está limitado por la disponibilidad de materias primas. Esta restricción se aplica en particular a la conversión de los gases de las aguas residuales y de los vertederos en electricidad. La única característica distintiva del biogás es la simple capacidad de almacenamiento del combustible y la generación de electricidad en horas punta independientemente de la producción, tampoco se reconoce en este procedimiento de adjudicación.

El único factor económicamente decisivo en el mercado energético sudafricano es el ahorro en el consumo propio de electricidad. Los precios actuales de la electricidad de alrededor de 1,20 rand/kWh (alrededor de 0,08 €/kWh) son bajos para los estándares alemanes. Sin embargo, el precio de la electricidad se ha multiplicado desde 2007: en ese momento era de 0,013 €/kWh. Además, se han anunciado incrementos anuales de precios del 10%.

En este campo de tensión, la Sociedad Alemana de Cooperación Internacional (GIZ) GmbH encargó a AKUT la preparación de dos estudios sobre el uso de gas residual para las dos plantas de tratamiento de aguas residuales de Kingstonvalle y Zeekoegat.

Beneficio económico y ecológico

En el contexto actual de escasez de agua en Ciudad del Cabo, la relevancia y la naturaleza del tema se hace muy clara. La falta de lluvias se atribuye principalmente al cambio climático. Por lo tanto, los estudios identifican las reducciones de emisiones, en este caso las reducciones de las emisiones de metano, como una ventaja significativa además de las ventajas económicas. En la actualidad, el gas producido por la digestión de los lodos de depuradora se libera a la atmósfera sin ninguna medida. Ahora se cambiará para que el gas se recoja, se procese y se utilice para la generación de energía.

En el estudio se realizaron comparaciones detalladas de diversos componentes técnicos, modelos operativos y formas de organización. Estas comparaciones muestran:

En ambas plantas de tratamiento de aguas residuales, el beneficio económico puede maximizarse optimizando el uso de las torres de digestión existentes. La utilización de la digestión debe ser incrementada por la adición de los llamados co-sustratos. Para ello son adecuados los lodos digeridos de las depuradoras vecinas o los residuos de la agroindustria. Estos últimos fueron identificados por los empleados locales de AKUT para poder realizar cálculos de modelos específicos. Se tuvieron en cuenta tanto el potencial de biogás como los costes de transporte.

Las variantes con tratamiento exclusivo de los lodos de depuradora de la depuradora tienen sentido desde el punto de vista económico. Aunque esto reduce los costes de inversión, la menor producción de gas también reduce la rentabilidad.

Además de los componentes técnicos y de la gestión operativa, también se examinaron los modelos del operador, desde el funcionamiento interno hasta los modelos BOT. Se determinaron dos variantes de preferencia a partir de seis modelos de operador diferentes.

La decisión está ahora en el campo de la política. ¿Deben aplicarse las medidas? ¿Cuál de las variantes preferidas es la más ventajosa ? GIZ y AKUT están dispuestos a seguir apoyando a los municipios de Tshwane y Mbombela, tanto en la toma de decisiones como en la ejecución técnica.