Revista FuturEnviro #55

Nº 55 | Noviembre November 2018

Nº 55 Noviembre | November 2018 | 15 e

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FuturENVIRO PROYECTOS, TECNOLOGÍA Y ACTUALIDAD MEDIOAMBIENTAL E N V I R O N M E N TA L P R O J E C T S , T E C H N O L O G Y A N D N E W S

GESTIÓN DEL AGUA V | WATER MANAGEMENT V

PROYECTOS, TECNOLOGÍA Y ACTUALIDAD MEDIOAMBIENTAL E N V I R O N M E N TA L P R O J E C T S , T E C H N O L O G Y A N D N E W S

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marron E pantone 1545 C naranja N pantone 1525 C allo V pantone 129 C azul I pantone 291 C azul R pantone 298 C azul O pantone 2945 C Future 100 negro

DESALACIÓN | DESALINATION

REUTILIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES | REUSE OF WASTEWATER SMART AGRICULTURE

Guía del Comprador | Buyer’s Guide

Especialistas en el tratamiento y desinfección de agua y aire • Producción de plantas de tratamiento de agua potable y aguas residuales • Aplicaciones de generadores de ozono para tratamiento de agua y aire • Equipos suavizadoras y desmineralizadoras de agua por intercambio iónico • Representación, comercialización y servicios de equipos

AQUAOZON INTERNACIONAL DE MEXICO S.A. DE C.V. Kansas 63 – 2, Col. Nápoles, C.P. 03810, CDMX (México) Tels.: 01 (55) 5523 3302 – 5682 5703 • contacto@aquaozon.com • www.aquaozon.com

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Gestión Medioambiental Environmental management

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Editorial

Editorial Nuestros mejores deseos para el Plan DSEAR

A mitad de octubre, el Consejo Nacional del Agua, informaba sobre el Plan Nacional de Depuración, Saneamiento, Eficiencia, Ahorro y Reutilización (Plan DSEAR). El documento de directrices del Plan sienta las bases para fijar los criterios generales (económicos, sociales y ambientales) que permitan priorizar y estudiar la viabilidad de medidas y actuaciones. También definirá el papel de las distintas administraciones y sus ámbitos de responsabilidad en el proyecto, evaluación, construcción y explotación de las actuaciones contempladas.

En este momento, el Ministerio trabaja de forma absolutamente prioritaria en resolver los incumplimientos de la Directiva sobre el tratamiento de aguas residuales urbanas en nueve aglomeraciones de más de 15.000 habitantes, por los que el Tribunal de Justicia de la Unión Europea condenó el pasado mes de julio a España a una multa de 12 M€ a tanto alzado, a la que se suma una sanción coercitiva de 11 M€ por cada semestre de retraso en atender nuestras obligaciones.

De ahí que el Plan DSEAR, vaya a establecer los criterios para dar prioridad a unas actuaciones sobre otras de entre las 3.500 medidas de saneamiento y depuración contempladas en los planes hidrológicos españoles, que suponen una inversión estimada en unos 10.000 M€ en los próximos 18 años.

El objetivo último del Plan es garantizar una gestión sostenible basada en el ciclo integral del agua y aportar transparencia a los escenarios de gestión. Entre otros factores, prestará especial atención al aprovechamiento del potencial de tratamiento de las aguas residuales para avanzar en economía circular, eficiencia energética y en materia de generación de energía (como el aprovechamiento de los lodos de depuradora para generar energía), favoreciendo también la reutilización.

Como este es el último número de este año que dedicamos al sector del agua, queremos agradecer a los lectores, colaboradores y anunciantes vuestro apoyo y aquí tenéis nuestra mano para pasear juntos en este año 2019 que seguro vendrá lleno de grandes proyectos en materia de gestión y tratamiento de agua y felicidad profesional y personal.

Our best wishes for the DSEAR Plan

In mid-October, the Spanish National Water Council released information on the National Water Treatment, Sanitation, Efficiency, Saving and Reuse Plan (DSEAR Plan). The Plan features a guideline document which will outline the basis for setting general economic, social and environmental criteria to facilitate prioritisation and study of the feasibility of measures and initiatives. It also defines the role of the different authorities and their areas of responsibility in terms of the design, evaluation, construction and operation of the envisaged infrastructure.

The Ministry is currently placing absolute priority on resolving non-compliance with the Directive on Urban Wastewater Treatment in nine districts with populations of over 15,000, which caused the European Court of Justice to impose a lumpsum sanction of 12 million euro on Spain in July of this year. On top of this, Spain will face a fine of 11 million euro for every six-month period in which it fails to comply with its obligations under this Directive.

In this respect, the DSEAR Plan will establish the criteria whereby some of the 3,500 sanitation and treatment measures envisaged in Spanish River Basin Management Plans will be given priority over others. An estimated 10 billion euro will be invested in the implementation of the DSEAR Plan over the next 18 years.

The ultimate objective of the Plan is to ensure sustainable management of the global urban water cycle and to make management scenarios transparent. Amongst other things, it will focus particularly on availing of the potential of wastewater treatment in terms of the circular economy, energy efficiency and energy generation (such as the use of WWTP sludge to generate energy), as well as reuse.

As this is the final issue of the year devoted to the water sector, we would like to take the opportunity to thank our readers, collaborators, and advertisers for your support. We hope to continue working handin-hand with you in 2019, a year we feel sure will be replete with large-scale water treatment and management projects, as well as professional and personal happiness.

Proyectos, Tecnología y Actualidad Medioambiental Número 55 Noviembre | Number 55 November 2018 Directora | Managing Director Esperanza Rico erico@futurenviro.com Director Comercial | Sales Manager Yago Bellido - ybellido@futurenviro.com Redactor Jefe y Community Manager Editor-in-Chief & Community Manager Moisés Menéndez - mmenendez@futurenviro.com Redactora | Editor Puri Ortiz - portiz@futurenviro.com Dpto. Comercial | Sales Dept.

Conchi Centeno | ccenteno@futurenviro.com Departamento Comercial y Relaciones Internacionales Sales Department & International Relations José María Vázquez | jvazquez@futurenviro.com DELEGACIÓN MÉXICO | MEXICO BRANCH Graciela Ortiz Mariscal gortiz@futurenviro.com.mx Celular: (52) 1 55 43 48 51 52

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Esperanza Rico Directora

Edita | Published by: Saguenay, S.L. Zorzal, 1C, bajo C - 28019 Madrid (Spain) T: +34 91 472 32 30 / +34 91 471 92 25 Traducción | Translation: Seamus Flavin sflavin@futurenviro.com Diseño y Producción | Design & Production: Diseñopar Publicidad S.L.U. Impresión | Printing: Grafoprint

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FuturENERGY EFICIENCIA, PROYECTOS Y ACTUALIDAD ENERGÉTICA ENERGY EFFICIENCY, PROJECTS AND NEWS

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Summary

Sumario

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En Portada | Cover Story GENEBRE Válvula reductora de presión a membrana Membrane pressure reducer valve

Noticias | News

Bioenergía | Bioenergy Unidad mixta gas renovable: Cerrando el ciclo de la economía circular en las EDAR | Unidad mixta de gas renovable: closing the circular economy loop at WWTPs

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Gestión y Tratamiento de Agua Water Management and Treatment La eficiencia gana a través de la modelización Efficiency gains through modelling

Desalación | Desalination Tecnología ultracompacta para producir agua en áreas turísticas en las Islas Canarias | Ultra-compact technology to produce water in tourist areas in the Canary Islands Proceso avanzado de postratamiento del agua desalada Advanced post-treatment process for desalinated water Avances en la I+D en desalación autónoma haciendo uso exclusivo de energías renovables – Proyecto DESAL+ R&D breakthroughs in autonomous desalination driven by renewable energy – DESAL+ Project Soluciones 4.0 para optimizar el reciclado de neumáticos | 4.0 Solutions to optimise tyre recycling

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Reutilización de Aguas Residuales Reuse of Wastewater Aprovechando la nanotecnología para mejorar la calidad del agua para su reutilización | Leveraging nanotechnology to improve water quality for indirect potable reuse Promoviendo la reutilización de agua en el área metropolitana de Barcelona: Sant Feliu Reuse Promoting water reuse in the Barcelona metropolitan area: Sant Feliu Reuse

SMAGUA 2019

Riego | Irrigation. Smart Agriculture Matarromera utiliza la viticultura 4.0 para mejorar su sostenibilidad y su calidad sorteando los cambios del clima que cada añada se producen | Matarromera implements viticulture 4.0 to improve sustainability and quality in the face of climate change affecting each vintage Riego desde “la nube”: Inteligencia artificial para campos de cultivo de la Región de Murcia | Irrigation from “the cloud”: Artificial intelligence applied to crops in the south east of Spain La irrupción de los drones en la agricultura, ¿Qué avances vienen? | The emergence of drones in agriculture – the breakthroughs that await us

Gestión de Agua | Water Management ¿Por qué la recarga intencionada de los acuíferos es una medida efectiva de adaptación al cambio climático? | Why managed aquifer recharge is an effective climate change adaptation measure MONITOOL, muestreadores pasivos para evaluar la salud medioambiental de las aguas europeas MONITOOL, passive sampling methods to assess the environmental health of European waters

GESTIÓN DE RESIDUOS V | WASTE MANAGEMENT V Sección Especial “A FONDO”. Análisis 2018 | “IN DEPTH” Section. 2018 Analysis RECICLAJE; Recuperación de plástico, metales y vidrio | RECYCLING: Plastics, metals & glass recovery Valorización energética de residuos, tratamientos térmicos | Waste-to-energy, thermal treatments Robótica y nuevas tecnologías | Robotics and new technologies CIUDADES INTELIGENTES | SMART CITIES Recogida y transporte de residuos. Contenedores | Waste collection & transportation. Containers Movilidad sostenible | Sustainable Mobility ESPECIAL: Barredoras. | SPECIAL SECTION: Sweeping machines

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Editorial

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NÚMERO 56 DICIEMBRE-ENERO 2018 | NUMBER 56 DECEMBER-JANUARY 2018

El reductor de presión es una válvula que reduce y estabiliza la presión de un fluido en una instalación en base al valor preestablecido. El uso de este dispositivo hidráulico es necesario cuando la presión del fluido en la instalación puede superar la presión máxima admisible de alguno de los otros dispositivos que forman parte de la instalación.

The pressure reducer is a valve that reduces and stabilizes fluid pressure based on the pre-set value.

The use of this hydraulic device is necessary when the fluid pressure of an installation exceeds the maximum admissible pressure of other devices forming part of that installation.

El reductor de presión a membrana es un elemento para la regulación, no es un elemento de seguridad, para este propósito, instalar en el sistema un accesorio adecuado. Este reductor dispone de cartucho y filtro extraíble para el mantenimiento de la instalación. También dispone de cámara de compensación para mantener constante la presión en la salida aunque haya incremento de presión en la entrada.

The membrane pressure reducer is an element used for adjustment rather than for safety. For safety Genebre Group purposes the installation Edificio Genebre should be fitted with the Avda. Joan Carles I, 46-48 appropriate safety devices.

08908 L’Hospitalet de Llobregat (Barcelona) España This pressure reducer has genebre@genebre.es www.genebre.es an exchangeable cartridge and filter for maintenance purposes. It also features a compensation chamber to keep outlet pressure Mantenimiento constant in the event of an increase in inlet pressure.

Antes de iniciar cualquier operación de mantenimiento es necesario aislar el reductor. Para la sustitución, control y limpieza del reductor es suficiente desenroscar la tapa superior plástica y extraer el carMaintenance tucho interno que contiene toda la parte móvil. Es posible extraer el filtro del cartucho para su limpieza o sustitución. Durante tal operaPrior to commencing any maintenance operation, ción el cuerpo debe quedar siempre fijo en la instalación. the pressure reducer should be isolated.

Replacement, control or cleaning of the pressure reducer can be carried out by simply unscrewing the Instalación plastic cap and extracting the inner cartridge, which contains all mobile parts. The filter can be extracted • El reductor de presión debe instalarse siguiendo la flecha marcafrom the cartridge for cleaning or replacement. da en el cuerpo.

During such operations, the body must always • Es necesario siempre la incorporación de un filtro a la entrada de la remain fixed to the installation. instalación para obtener un prolongado y correcto funcionamiento.

• Considerar el mantenimiento periódico de los Installation filtros (posible sustitución de los cartuchos).

• Usar válvulas de corte para permitir posibles • The pressure reducer must be installed in operaciones de mantenimiento. accordance with the arrow engraved on the body.

Instrucciones para la regulación • A filter must always be installed at the inlet to the installation in order to ensure correct, extended operation.

El reductor de presión ha sido ajustado a una presión de salida de 3 bar. Si es necesario mo• Filters should undergo periodic maintenance dificar esta presión seguir las siguientes indi(with possible replacement of cartridges). caciones: • Shut-off valves should be used to facilitate maintenance operations.

• Asegurarse que el circuito hidráulico esté completamente lleno y cerrar todos los Adjustment instructions dispositivos conectados tras el reductor (válvulas, grifos, etc.).

The pressure reducer is pre-set to an outlet • Mediante el volante graduapressure of 3 bar. If do ajustar la presión this pressure needs deseada. to be modified, the following instructions should be adhered to: • Ensure that the hydraulic circuit is completely full and close all downstream devices (valves, taps, etc.).

• Use the graduated handwheel to set the desired pressure.

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En Portada | Cover Story

MEMBRANE PRESSURE REDUCER VALVE

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VÁLVULA REDUCTORA DE PRESIÓN A MEMBRANA

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Noticias | News

España y América Latina | Spain & Latin América ACCIONA Agua inaugura la EDAR de Faro-Olhão, la primera planta en la Península Ibérica proyectada con tecnología Nereda®

ACCIONA Agua inaugurates the FaroOlhão wastewater treatment plant, the first on the Iberian Peninsula planned with Nereda®technology

ACCIONA Agua ha inaugurado la Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) de Faro-Olhão, en la zona del Algarve (Portugal), la primera planta en la Península Ibérica diseñada con la tecnología Nereda® que permitirá la mejora de los tratamientos biológicos y de la eficiencia energética.

ACCIONA Agua has inaugurated the Faro-Olhão wastewater treatment plant in the Algarve region of Portugal. It is the first plant on the Iberian Peninsula designed with Nereda® technology, bringing improved biological treatments and greater energy efficiency.

El contrato para la construcción y puesta en marcha de la EDAR Faro-Olhão ha contado con un presupuesto de 13,9 M€. Permitirá tratar un caudal de 28.149 metros cúbicos diarios, con un caudal punta de 3.942 m3 por hora, y abastecer a una población de 113.200 habitantes equivalentes.

La planta depuradora está situada a un kilómetro al oeste de Olhão, en un enclave de gran belleza natural, y su construcción ha permitido también rehabilitar parte del territorio y el paisaje del entorno.

The treatment plant is located one kilometre west of Olhão, in an area of great natural beauty, and its construction has enabled part of the region and the surrounding landscape to be regenerated.

La planta desarrollará un avanzado proceso de tratamiento biológico, filtración y desinfección gracias a la tecnología Nereda®, un método innovador en el tratamiento de aguas residuales, que puede implantarse tanto en plantas nuevas como ya existentes.

En estas últimas permite aumentar la capacidad de tratamiento y mejorar el rendimiento, y es una solución óptima para instalaciones antiguas, donde la mayor exigencia en los procesos se traduce en un elevado consumo de energía.

The plant will use an advanced biological, filtration and disinfection treatment process thanks to Nereda® technology, employing an innovative method for treating wastewater that can be implemented in both new and existing plants.In the case of the latter, it can increase treatment capacity and improve performance and is an ideal solution for older facilities in which less efficient processes mean higher energy consumption.

Gracias a esta nueva tecnología, ha sido posible reducir en un 50% la huella de carbón de la planta de Faro-Olhão y a la vez se espera conseguir un ahorro de entre un 20% y 30% de la energía consumida en el proceso de depuración del agua. Asimismo, la planta incorporará paneles solares que, con una potencia total instalada de 50 kW, permitirán producir la energía consumida por los servicios auxiliares.

This new technology has reduced the Faro-Olhão plant’s carbon footprint by 50%, while also generating expected savings of between 20% and 30% of the energy used by the treatment process.The plant will incorporate solar panels with a total installed capacity of 50 kW, which will generate enough energy to run its auxiliary services.

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ACCIONA Agua, firmó en Noviembre 2015 un acuerdo con la consultora internacional de ingeniería y gestión de proyectos Royal HaskoningDHV para suministrar la tecnología de tratamiento de aguas residuales Nereda® en exclusiva para España y Portugal.

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The contract to construct and commission the Faro-Olhão wastewater treatment plant was worth €13.9 million. It will enable 28,149 m3/day of water to be treated. The plant will treat the wastewater of a population equivalent of 113,200.

Con la inauguración de esta EDAR, ACCIONA Agua consolida su presencia en Portugal, donde ya cuenta con 25 depuradoras y 5 potabilizadoras, que prestan servicio en su conjunto a 2,3 millones de personas, casi 25% de la población total del país vecino.

In November 2015, ACCIONA Agua signed an agreement with the international project management and engineering consultancy, Royal HaskoningDHV, to exclusively supply Nereda® wastewater treatment technology in Spain and Portugal.

The inauguration of this wastewater treatment plant has further consolidated ACCIONA Agua’s presence in Portugal, where it already has 25 wastewater treatment plants and five drinking water plants serving a total of 2.3 million people, equivalent to 25% of Portugal’s total population.

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Cetaqua, Centro Tecnológico del Agua, lidera el proyecto europeo de investigación REMINE WATER que desarrollará, junto a la empresa Cobre Las Cruces y Suez, un pionero sistema de tratamiento para la recuperación y reutilización de las aguas residuales de la industria minera. Este nuevo sistema empleará energía solar y distintas tecnologías de purificación para recuperar y reaprovechar los metales y sustancias valorizables presentes en el agua, contribuyendo así a la economía circular.

Cetaqua, Water Technology Centre, is leading the European REMINE WATER research project. Together with Cobre Las Cruces and Suez, the technology centre will develop a pioneering treatment system to recover and resuse wastewater in the mining industry.

This new system will use solar energy and different purification technologies to recover and reuse the metals and valuable substances present in the water, thus contributing to the circular economy.

La gestión responsable, efi¬ciente y sostenible del agua es un elemento fundamen¬tal para el sector minero y metalúrgico. Actualmente existen diferentes tecnolo¬gías para tratar el agua que utiliza la industria en sus procesos antes de ser en¬viada al medio receptor. No obstante, es necesario de¬sarrollar nuevas soluciones para optimizar aún más los tratamientos del agua en este sector, mejorando su rendimiento además de reducir los costes de inver¬sión y operación.

Responsible, efficient and sustainable water management is vitally important in the mining and metallurgical sector. Different technologies are currently implemented to treat the process water used by these industries before it is discharged into the natural environment. However, it is necessary to develop new solutions to further optimise water treatment in order to improve performance, and reduce investment and operating costs.

Sofrel Lacroix, Contazara y Socamex ganan los Premios Iwater 2018

Sofrel Lacroix, Contazara and Socamex win iWater 2018 Awards

En la categoría de mejor producto ha resultado ganador el sistema de telegestión para instalaciones técnicas Sofrel S4W, de la empresa Sofrel Lacroix, que se adapta a los nuevos retos de los operadores de redes con un sistema de ciberseguridad integrado. El premio a la mejor solución tecnológica ha recaído en la firma aragonesa Contazara por su sistema de lectura de contadores de agua a distancia basado en el estándar de comunicaciones Narrow Band–IoT, uno de los nuevos servicios de las operadoras de telefonía para asegurar la conectividad en las ‘smart cities’. Este sistema es capaz de cubrir toda una ciudad y ofrecer información completa y en tiempo real sobre consumos de agua para fomentar la eficiencia de la gestión y el respeto por el medio ambiente.

The winner in the best product category was the Sofrel S4W remote management system for technical facilities, manufactured by Sofrel Lacroix.

This telemetry station adapts to the new challenges facing network operators and features an integrated cybersecurity system.

The prize for the best technology solution was awarded to Aragón company Contazara for its remote water meter reading system based on the Narrow Band–IoT communications standard. This is one of the new services offered by mobile telephone operators to ensure connectivity in “smart cities”. The system is capable of covering an entire city and offering comprehensive, real-time information on water consumption, for the purpose of fostering efficient management and eco-friendly behaviour.

Por su parte, el galardón a la mejor investigación ha recaído en el proyecto de I+D+i de Socamex, denominado Smart Plant, que propone probar en entornos reales soluciones eco-innovadoras y energéticamente eficientes con el fin de renovar las plantas de tratamiento de aguas residuales. También busca cerrar la cadena de valor circular a través de la aplicación de técnicas bajas en carbono para la recuperación de materiales que, de otro modo, se perderían.

El objetivo del proyecto es generar un catálogo de nuevos productos que incluya biopolímeros, celulosa, fertilizantes y compuestos intermedios, que serán recuperados en esas plantas y procesados hasta el producto final. Además, el proyecto -que se prolongará hasta el 2020- prevé la producción de un marco para el apoyo en la toma de decisiones, que será validado para identificar las opciones óptimas de integración para los recursos recuperados y las tecnologías a implementar.

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The prize for best R&D&i project was won by Socamex for its Smart Plant initiative, which proposes testing eco-innovative, energy-efficient solutions in real-life environments, with a view to upgrading wastewater treatment plants. The project also seeks to close the value chain loop through the implementation of low-carbon technologies for the recovery of materials that would otherwise be lost. The project objective is to generate a catalogue of new products, including: biopolymers, cellulose, fertilizers and intermediate compounds. These products will be recovered at the plants and processed to create an end product. The project, which will continue until 2020, also envisages creating a decisionmaking support framework, which will be validated to identify the optimal integration options for recovered resources and the technologies to be implemented.

Noticias | News

REMINE WATER committed to circular economy in mining sector

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REMINE WATER apuesta por la economía circular en el sector minero

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Almar Water Solutions se adjudica el desarrollo de la primera planta desaladora de gran capacidad en Kenia

Almar Water Solutions awarded a contract to develop Kenya’s first large-scale desalination plant

Almar Water Solutions se ha adjudicado el desarrollo de la primera planta desaladora de gran capacidad en Kenia. El proyecto, que se ubicará en la zona de North Mainland, en el condado de Mombasa, contará con una capacidad de 100.000 metros cúbicos al día y abastecerá de agua potable a más de un millón de personas. La planta será gestionada y operada, hasta su transferencia, durante 25 años.

Almar Water Solutions has been awarded a contract to develop Kenya’s first large-scale desalination plant.

The project will be located in the North Mainland zone in the county of Mombasa and will have a capacity of 100,000 cubic meters per day, supplying drinking water to over a million people. The plant will be managed and operated for 25 years until it is handed over.

Almar Water Solutions está presente desde hace tiempo en la región y tiene un especial interés por desarrollar proyectos tecnológicos innovadores para abastecer tanto al sector municipal como industrial tanto de Kenia como otros países vecinos. África Subsahariana es una región que presenta grandes desafíos en el sector del agua debido al crecimiento de su población, a los avances en su desarrollo económico y a los severos efectos del cambio climático. La desalación constituye una fuente de agua no convencional que ayudará a paliar el estrés hídrico de la zona y contribuirá al progreso de su comunidad.

La adjudicación de la primera planta desaladora de Kenia supone un hito muy importante tanto para el país como para Almar Water Solutions, ya que se trata de un proyecto sin precedentes que abrirá camino para el desarrollo y la mejora de la red de infraestructuras del continente africano.

Almar Water Solutions es una compañía especializada en el desarrollo, promoción, financiación, diseño y operación de infraestructuras de agua. Su equipo de profesionales, con más de dos décadas de experiencia en 25 países liderando grandes proyectos de infraestructuras de agua, trabaja continuamente para desarrollar soluciones integrales que satisfagan las crecientes necesidades de agua en los sectores municipal e industrial.

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The development of this desalination project will alleviate the water crisis that Mombasa County is currently experiencing, which for several years has caused interruptions in the drinking water supply.

News of this milestone achieved by the County Government of Mombasa was officially released today at a press conference in the presence of the Mombasa Governor, Honorable Ali Hassan Joho, Carlos Cosín, CEO of Almar Water Solutions, and Faddy Jameel, Chairman of Abdul Latif Jameel.

Almar Water Solutions has been present in the region for some time and is particularly interested in developing innovative technological projects to supply both the municipal and industrial sectors.

Sub-Saharan Africa is a region that poses significant challenges in the water industry due to its population growth, advances in economic development and the severe effects of climate change. Desalination is an unconventional source of water that will help to alleviate water stress in the region and will contribute to the progress of its community.

The contract awarded for the first desalination plant in Kenya is a major milestone for both the country and Almar Water Solutions, as it is an unprecedented project that will lead the way towards the development and improvement of the African continent’s infrastructure network.

Almar Water Solutions is a company specializing in the development, promotion, financing, design and operation of water infrastructure. Its team of professionals, with over two decades of experience in 25 countries leading major water infrastructure projects, works tirelessly to develop integral solutions that meet growing needs for water in the municipal and industrial sectors.

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El desarrollo de este proyecto de desalación supondrá un alivio para la situación de crisis hídrica que padece actualmente el Condado de Mombasa, el cual sufre interrupciones en el suministro de agua potable desde hace varios años. Este hito conseguido por el Gobierno del Condado de Mombasa se ha comunicado oficialmente hoy en una rueda de prensa que ha contado con la presencia del Gobernador de Mombasa, Honorable Ali Hassan Joho, Carlos Cosín, CEO de Almar Water Solutions, y Faddy Jameel, Chairman de Abdul Latif Jameel.

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España y América Latina | Spain & Latin América Internacional | International

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Bioenergía | Bioenergy www.futurenviro.es 12

PRIMER PROYECTO DE ESPAÑA QUE UTILIZA LA TECNOLOGÍA DE MEMBRANAS PARA OPTIMIZAR EL BIOGÁS GENERADO EN UNA EDAR

FIRST PROJECT IN SPAIN TO USE MEMBRANE TECHNOLOGY TO UPGRADE BIOGAS GENERATED AT A WWTP

Las plantas de generación y suministro de biometano de la Unidad Mixta de Gas Renovable forman parte de un proyecto conjunto de Naturgy, el Centro Tecnológico EnergyLab y Edar Bens SA, empresa pública supramunicipal que depura las aguas residuales de los municipios de A Coruña. Arteixo, Cambre, Culleredo y Oleiros.

The biomethane generating and supply plants at the Unidad Mixta de Gas Renovable (Mixed Renewable Gas Unit) form part of a joint project being undertaken by Naturgy, the EnergyLab technology centre and Edar Bens SA, a publicly owned company that treats wastewater from the municipalities of A Coruña, Arteixo, Cambre, Culleredo and Oleiros.

El pasado 22 de octubre, el alcalde de A Coruña, D. Xulio Ferreiro y el conselleiro de Economía, Emprego e Industria de la Xunta de Galicia, D. Francisco Conde López, visitaron acompañados por el director general de Edar Bens SA, D. Carlos Lamora, las instalaciones de la Unidad Mixta de Gas Renovable ubicadas en la depuradora de Bens. Asistieron también el responsable de Nuevos Negocios de Naturgy, D. José Ramón Freire y el presidente de EnergyLab, D. Manuel Fernández Pellicer, así como representantes municipales de los municipios a los que presta servicio Edar Bens SA.

On October 22 last, the mayor of A Coruña, Mr Xulio Ferreiro and the Minister of the Economy, Employment and Industry of the Regional Government of Galicia, Mr Francisco Conde López, in the company of the CEO of Edar Bens SA, Mr Carlos Lamora, visited the facilities of the Unidad Mixta de Gas Renovable at the Bens WWTP. Also present were the Director of New Business at Naturgy, Mr José Ramón Freire, and the President of EnergyLab, Mr Manuel Fernández Pellicer, along with representatives of the municipalities served by Edar Bens SA.

La Unidad Mixta servirá para optimizar el biometano que se genera en el proceso de depuración de aguas residuales y hacer posible su utilización como combustible. Además, será el primer proyecto de España que utiliza la tecnología de membranas para realizar el upgrading del biogás generado en una EDAR. A esto hay que sumarle un segundo piloto, de metanación biológica, que será pionero a nivel nacional y uno de los pocos en Europa.

The Unidad Mixta de Gas Renovable will upgrade the biomethane generated in the wastewater treatment process, thereby enabling it to be used as fuel. This is the first project in Spain to use membrane technology to upgrade biogas generated at a WWTP. The Unidad Mixta will be accompanied by a second pilot biomethanisation plant, which will be a pioneering facility in Spain and one of the few of its type in Europe.

El proyecto, que arrancó en 2017 y se extenderá hasta 2019, cuenta con la financiación de la Unión Europea en el marco del Programa Operativo FEDER Galicia 2014-2020 y está cofinanciada por la Axencia Galega de Innovación (GAIN), organismo dependiente de la Xunta de Galicia.

The project kicked off in 2017 and is scheduled to conclude in 2019.

It is co-funded by the European Union as part of the ERDF Galicia 2014-2020 Operating Programme and by the Axencia Galega de Innovación (Galicia Innovation Agency - GAIN), which belongs to the Government of Galicia.

En el acto se presentó también un autobús de la empresa Cal Pita preparado para funcionar con biometano que dará servicio al área metropolitana de A Coruña. También se utilizará para la furgoneta de las Mulleres Colleiteiras y en los vehículos de la propia empresa pública Edar Bens SA. En la segunda etapa del proyecto, con el potencial de producción de gas renovable de la EDAR de Bens y una vez inyectado a la red de gas, se podrían cubrir las necesidades energéticas anuales de cerca de 2.800 viviendas o generar el combustible suficiente para abastecer durante un año a una flota de 3.000 turismos o de más de 60 autobuses urbanos.

The event on October 22 also saw the presentation of a Cal Pita bus designed to run on biomethane, which will operate in the metropolitan area of A Coruña. The biomethane will also be used to power the Mulleres Colleiteiras social project van and the Edar Bens SA. vehicle fleet. In the second stage of the project, with the renewable gas production capacity of the Bens WWTP, it will be possible to inject the gas into the gas distribution network to meet the annual needs of around 2,800 households. Alternatively, it can be used to produce enough fuel to supply 3,000 passenger cars or over 60 urban buses for a period of one year.

El alcalde de A Coruña, Xulio Ferreiro, enmarcó el proyecto de la Unidad Mixta en “los retos globales que afrontan las ciudades, entre los que están el cambio climático y a protección del Medio Ambiente”. Además de subrayar la apuesta por la innovación, el alcalde quiso destacar la dimensión metropolitana y de colaboración entre administraciones de este proyecto, que es un ejemplo de la “línea estratégica de actuación de la ciudad y su área metropolitana”.

The mayor of A Coruña, Xulio Ferreiro, described the Unidad Mixta project as one which addressed “the global challenges faced by cities, including climate change and environmental protection”. In addition to highlighting the commitment to innovation, the mayor also underlined the metropolitan dimension of the project and the collaboration between the public authorities involved, which he said was an example of “the strategic line of action being implemented by the city and its metropolitan area”.

Por su parte, el Conselleiro de Economía, Emprego e Industria destacó que el proyecto supone un ejemplo de la “colaboración entre industria y administración en un proyecto que aúna innovación industrial, protección al medio am-

The Regional Minister of the Economy, Employment and Industry emphasised that the project represented an example of “cooperation

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biente y desarrollo urbano”. “Estamos ante un modelo de éxito de transferencia de conocimiento desde la investigación a l industria y un proyecto que puede tener un impacto muy importante en la movilidad De Galicia”, subrayó.

El director general de Edar Bens, Carlos Lamora, subrayó en su intervención la dimensión innovadora del proyecto y la importancia de la participación de una empresa pública en su puesta en marcha.

“Cuando empezamos a poner en marcha esta iniciativa nos parecía un sueño y hoy inauguramos la primera planta que utiliza en España la tecnología de membranas para optimizar el biogás generado en una depuradora, vamos a ser los primeros de Galicia en hacer funcionar un bus con biometano y también los primeros en inyectarlo a la red”, explicó. “Esto convierte a nuestra ciudad en un referente en nuevas tecnologías y en economía circular”.

Por su parte, el presidente de EnergyLab, Manuel Fernández Pellicer, destacó el potencial de Galicia en la producción de gas renovable, que calificó de “fundamental para la transición energética”. “Estamos ante un proyecto puntero en Galicia y extrapolable a otras depuradoras gallegas”, señaló Fernández Pellicer, quien recordó el potencial de Galicia para producir gas renovable no solo preveniente de las Edar, sino también de las explotaciones agrícolas y de la biomasa”.

Para finalizar estas intervenciones, el responsable de Nuevos Negocios de Naturgy, D. José Ramón Freire, subrayó la importancia de este proyecto en el ámbito de la movilidad, “el futuro no es sólo de la movilidad eléctrica, el gas renovable es una alternativa de movilidad a destacar”.

Sobre el Centro Tecnológico EnergyLab

The President of EnergyLab, Manuel Fernández Pellicer, underlined the potential of Galicia in renewable gas production, which he described as “vital for energy transition”.

“This is a cutting-edge project in Galicia and one which can be extrapolated to other WWTPs in the region”, he pointed out, before going on to highlight the potential for renewable gas production in Galicia, not just from WWTP biogas but also from farm waste and biomass”.

The final words at the inauguration ceremony came from the Director of New Business at Naturgy, Mr José Ramón Freire, who emphasised the importance of this project with respect to mobility. “The future is not only about electric mobility.

Renewable gas is an excellent alternative in terms of mobility”.

About the EnergyLab technology centre EnergyLab is a private technology centre, whose mission is to develop and enhance processes and products in order to achieve improved energy efficiency in industry, construction, transport and society in general. To achieve this objective, the centre undertakes applied research and demonstration projects to facilitate the development and validation of efficient and/or renewable technologies and their placement on the market.

EnergyLab is a leading national and international centre. In 2014, it was recognised as a National Technology Centre by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness. EnergyLab specialises in promoting energy efficiency and sustainability and has the capacity to direct, lead and coordinate innovative projects with a significant impact on society, the economy and the environment.

Es un centro de referencia nacional e internacional, reconocido en 2014 como Centro Tecnológico Nacional por el Ministerio de Economía y Competitividad , que está especializado en el impulso de la eficiencia y sostenibilidad energética con capacidad de orientar, coordinar y liderar proyectos innovadores con un impacto destacado sobre la sociedad, la economía y el medio ambiente.

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EnergyLab es un Centro Tecnológico de carácter privado, cuyo objetivo es desarrollar y mejorar procesos y productos buscando la mejora de la eficiencia energética en la industria, la construcción, el transporte y en la sociedad en general. Para conseguir este objetivo, llevamos a cabo proyectos de investigación aplicada y demostrativos, que permiten el desarrollo y validación de tecnologías eficientes y/o renovables y su introducción en el mercado.

CEO at Edar Bens, Carlos Lamora, emphasised the innovative dimension of the project and the importance of the participation of a publicly owned company.

“When we started this initiative, it seemed like a dream to us and today we are inaugurating the first plant in Spain to use membrane technology to upgrade biogas generated at a WWTP. We will be pioneers in Galicia in terms of running a bus with biomethane and we will also the first to inject biomethane into the distribution network”, he explained. “This makes our city a benchmark in new technologies and the circular economy”.

Bioenergía | Bioenergy

between industry and public authorities in a project that combines industrial innovation, environmental protection and urban development”. He added that “This is a successful model of knowledge transfer from research to industry, as well as a project with the potential to have a significant impact on mobility in Galicia”.

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EFFICIENCY GAINS THROUGH MODELLING

La mayor parte de la electricidad que se utiliza en el tratamiento de las aguas residuales, es en el proceso de activación. En estudios de energía, vale la pena echar un vistazo más de cerca, a los procesos para el tratamiento de las aguas. En este artículo describimos el caso de éxito de la tecnología Aerzen, en el proceso del tratamiento de aguas residuales, en la depuradora de Bingen (Baden-Württemberg), Alemania.

The activation process accounts for the lion‘s share of the electricity used in the treatment of wastewater. In energy studies, it is worth taking a closer look at the processes, especially in this case. In this article, we describe the successful implementation of Aerzen technology in the wastewater treatment process at the Bingen WWTP (BadenWürttemberg, Germany).

El ingeniero físico Armin Meister y su oficina de ingeniería, confían en los métodos de modelado dinámico de la teoría de sistemas para el análisis y la optimización de los sistemas existentes, y lo ponen en práctica en la planta de tratamiento de aguas residuales de Bingen. Gracias a ello han logrado reducir significativamente los requerimientos de energía, a través de cambios conceptuales y el uso de soplantes híbridas de Aerzen.

Armin Meister and his engineering office rely on dynamic modelling methods from system theory for the analysis and optimisation of existing systems in wastewater treatment plants. With this structured approach, the physics engineer at the wastewater treatment plant in Bingen has succeeded in significantly reducing energy requirements through conceptual changes and the use of modern hybrid blowers from Aerzen.

At the same time, plant removal efficiency has increased dramatically.

La planta de tratamiento de aguas residuales de Bingen, ha sido diseñada para atender a una población equivalente a 80.0000 habitantes. Este proyecto de gran alcance, ha llevado a una mejora considerable y una estabilización del rendimiento de la limpieza. El ahorro de energía en el área de la activación de los lodos, se puede atribuir tanto a mejoras conceptuales como al uso de una mejor tecnología de la máquina.

Los procesos optimizados requieren un diseño técnico cuidadoso, para que los sistemas, puedan ejecutarse de la manera más continua posible, en el punto de carga óptimo, con la ayuda de una red de sensores rápida y densa. Meister investigó las curvas de carga que abarcaban varios años y, basándose en esto, diseñó el modelado. El modelado constituye la base para definir los requisitos futuros para las estaciones de compresores. “Esto hizo posible seleccionar el ensamblaje más adecuado en términos de consumo de energía y rentabilidad general, al tiempo que se aseguraron los requisitos técnicos adecuados, para el tratamiento de aguas residuales y la redundancia necesaria”.

Esto llevó a la selección del compresor de lóbulo rotativo, tipo Delta Hybrid de Aerzen. Aquí, dos procesos de transporte de aire se combinan en una máquina: el principio de Root como compresión de presión total para baja presión, y el principio de compresor de tornillo con compresión interna, para mayor presión. Los cálculos muestran que el compresor de lóbulo rotativo, requiere hasta un 15% menos de energía, que los compresores convencionales para un transporte de aire, absolutamente libre de aceite.

Punto de carga óptimo Se requieren cuatro máquinas Delta Hybrid, que cubren casi el 90% de todos los casos operativos, de modo que los ensamblajes más antiguos y menos eficientes en el uso de la energía, solo se usan para eventos raros de alta carga o redundancia.

Lo nuevo se encuentra con lo viejo: las soplantes más antiguas ahora sirven como redundancia y modo de espera, para cargas máximas. | New meets old: the old blowers now serve as redundancy and standby for peak loads.

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Process enhancement The wastewater treatment plant in Bingen is designed to cater for a population equivalent of 80,000. This far-reaching project has led to considerable improvement and stabilisation of purification efficiency. The energy savings in the area of activated sludge can be attributed to conceptual improvements and the use of better machine technology.

The optimised processes require careful technical design, so that systems can be run as continuously as possible at the optimal load point with the aid of a fast and dense network of sensors. Meister investigated load curves spanning several years and, based on this, he designed the modelling. The modelling forms the basis for defining future requirements for the compressor stations. “This made it possible to select the most suitable assembly in terms of energy consumption and overall cost-effectiveness, while ensuring the appropriate technical requirements for wastewater treatment and the necessary redundancy.”

This led to the selection of Aerzen rotary lobe compressor, type Delta Hybrid. Here, two air conveying processes are combined in one machine: The root principle as full pressure compression for low pressure, and the screw compressor principle with internal compression for higher pressure. Calculations show that the rotary lobe compressor requires up to 15% less power than conventional compressors for absolutely oil-free air conveying.

Optimal load point New meets old: the old blowers now serve as redundancy and standby for peak loads.

Four Delta Hybrid machines are required, which cover almost 90% of all operating cases, so that the older and less energy-efficient assemblies are only used for rare high-load or redundancy events.

In view of the optimal load points, the rotary lobe compressors with graduated capacities and correspondingly adapted motor sizes are used for two independent compressed air systems.

The largest Delta Hybrid rotary lobe compressor, type D62S, with 110 kW motor rating and 1,000 mbar maximum differential pressure, supplies up to 3,500 cubic metres per hour. The D36S, D24S and D12S models are smaller and deliver 2,150, 1,390 and 690 cubic metres per hour with motor ratings of 75, 55 and 30

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La mejora del proceso

Gestión y tratamiento de agua | Water management and treatment

LA EFICIENCIA GANA A TRAVÉS DE LA MODELIZACIÓN

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Gestión y tratamiento de agua | Water management and treatment

En vista de los puntos de carga óptimos, los compresores de lóbulos rotativos con capacidades graduadas, y los tamaños del motor adaptados correspondientemente, se utilizan para dos sistemas de aire comprimido independientes.

kW respectively. The two smaller assemblies are installed in the engine house, which also houses the older machinery.

El compresor de lóbulo rotativo Delta Hybrid (más grande), tipo D62S, con una potencia del motor de 110 kW y una presión diferencial máxima de 1.000 mbar, suministra hasta 3,500 metros cúbicos por hora. Los modelos D36S, D24S y D12S (de dimensiones más pequeñas) entregan 2,150, 1,390 y 690 metros cúbicos por hora con potencias de motor de 75, 55 y 30 kW respectivamente. Los dos conjuntos más pequeños se instalan en la casa del motor, que también alberga la maquinaria más antigua.

The two large Delta Hybrid machines are located outdoors. A simple roof protects them from the weather.

Las dos grandes máquinas Delta Hybrid están ubicadas al aire libre.

Un simple techo los protege del clima.

Diseño robusto para uso exterior La decisión de instalar los dos Delta Hybrid, los tipos D62S y D36S en el exterior, se tomó por no tener suficiente espacio disponible y por una ventilación inadecuada en la cámara del motor. El efecto JouleThomson que se produce durante la compresión del aire, significa que la mezcla de gas comprimido se calienta a medida que las moléculas se acercan entre sí, debido a la mayor presión.

Un aumento de 100 milibares da como resultado un delta de temperatura de +10 grados centígrados. Esto aumenta el esfuerzo de compresión requerido debido a la densidad del aire reducida y al contenido de oxígeno más bajo del aire de admisión. Instaladas en el exterior, las máquinas Delta Hybrid pueden disipar las pérdidas de calor de manera mucho más efectiva en el medio ambiente y, a su vez, aspirar aire que no está precargado térmicamente.

Esta correlación tiene el mismo efecto sobre la eficiencia energética, que el uso de tecnología adaptada al rendimiento. Uno de los aspectos a considerar en este punto, es el funcionamiento de los compresores de lóbulos rotativos con un inversor de frecuencia, para el control de velocidad, económico y orientado a la demanda del motor de accionamiento. Los cuatro tamaños del Delta Hybrid con su clasificación de motor escalado, también hacen posible operar los puntos de carga que ocurren con mayor frecuencia con una eficiencia óptima.

Además, el alto rango de ajuste de las máquinas Delta Hybrid, asegura que hay grandes áreas de solapamiento entre los conjuntos.

Estas áreas son necesarias para garantizar un ajuste óptimo de todos los puntos operativos, y un cumplimiento estable de las especificaciones de control, incluso en caso de cambios continuos de la carga del sistema.

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Esto es particularmente importante ya que los depósitos de lodos activados de la planta de tratamiento de aguas residuales de Bingen no se dividen en zonas fijas para la degradación y nitrificación del amonio. Más bien, las áreas de los diferentes procesos de biodegradación pueden adaptarse de manera variable a las cargas de contaminación, conectando las zonas de depósito y el control de aire preciso de los ventiladores de superficie, montados en el suelo de la cuenca.

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Hay un sistema de control de presión deslizante, por lo que las válvulas que están demasiado cerradas, no causan que la contrapresión, en la tubería de suministro, aumente. Esto se basa en la interacción óptima de flujo de volumen, posición de la compuerta y presión. “Los aceleradores, que se cierran demasiado, simplemente desperdician energía. 100 milibar más de presión significa un 20% más de consumo de energía”, explica el planificador. “Cuando se trata de mejorar la calidad de una planta, los métodos de control precisos y estables, que se ajustan a la velocidad de los procesos acoplados, son indispensables”.

Robust design for outdoor use

The decision to install the two Delta Hybrid, types D62S and D36S, outdoors, was made for two reasons: not enough available space and inadequate ventilation in the engine house. The JouleThomson effect, which occurs during air compression, means that the compressed gas mixture heats up, as the molecules move closer together due to the higher pressure.

An increase of 100 millibars results in a temperature delta of +10 degrees centigrade. This increases the required compression effort due to reduced air density and lower oxygen content of the intake air. Installed outdoors, the Delta Hybrid machines can dissipate heat losses much more effectively into the environment and in turn suck in air that is not thermally preloaded.

This correlation has the same effect on energy efficiency as the use of technology tailored to performance. One aspect to consider at this point: the operation of the rotary lobe compressors with a frequency inverter for demand-oriented and thus economical speed control of the drive motor. The four sizes of the Delta Hybrid with their scaled motor rating also make it possible to operate the load points most frequently occurring with optimal efficiency.

In addition, the high adjustment range of the Delta Hybrid machines ensures that there are large areas of overlap between the assemblies. These areas are necessary in order to ensure optimal adjustment of all operating points and stable compliance with the control specifications, even in the event of continuous load changes of the system.

This is particularly important as the activated sludge basins of the Bingen wastewater treatment plant are not divided into fixed zones for ammonium degradation and nitrification. Instead, the areas of the different biodegradation processes can be variably adapted to the contamination loads by connecting the basin zones and the precise air control of the surface ventilators mounted on the basin floor.

The areas into which air can be brought, and in what quantity, can be adjusted as required by means of control valves. There is a sliding pressure control system so that valves that are closed too far do not cause the back pressure in the supply pipe to rise. This is based on the optimal interaction of volume flow, flap position and pressure. “Throttles, which are closed too far simply waste energy.

100 millibar more pressure means 20% more energy consumption,” the planner explains. “When it comes to improving the quality of a plant, precise, stable control methods, which are tuned to the speed of the coupled processes, are indispensable,” he adds.

Con la tecnología Aerzen se puede operar in situ, a través de un panel táctil.

The two large Delta Hybrid machines are located outdoors. A simple roof protects them from the weather.

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ULTRA-COMPACT TECHNOLOGY TO PRODUCE WATER IN TOURIST AREAS THE CANARY ISLANDS

Canaragua, el operador en las islas de Suez en el ciclo integral del agua, ha recurrido a la tecnología de Danfoss para acelerar la producción de agua en una de las zonas del archipiélago que más demanda hídrica tiene en periodo de invierno por el turismo, el municipio de Mogán. En este artículo describimos el caso de éxito de Canaragua mediante bombas Danfoss y dispositivos ultracompactos de recuperación de energía (ERDs) para sus plantas de osmosis inversa en Gran Canaria.

Canaragua, operator of integrated urban water cycle services in the Canary Islands, has chosen Danfoss technology to speed up water production in the municipality of Mogán, one of the areas of the archipelago with the highest water demand in winter due to tourism. In this article, we describe the successful implementation of Danfoss pumps and ultracompact energy recovery devices (ERDs) at Canaragua’s reverse osmosis plants in Gran Canaria.

Desalación | Desalination

LA TECNOLOGÍA ULTRACOMPACTA PARA PRODUCIR AGUA EN ÁREAS TURÍSTICAS SE ABRE PASO EN CANARIAS

A pesar de que Canaragua ha instalado docenas de plantas SWRO en las islas, ha ejecutado un proyecto en el Puerto de Mogán que los expertos consideran innovador debido a su enfoque en la reducción de espacio, produciendo 75.000 litros por hora de suministro estable con control remoto. El municipio de Mogán necesitaba ampliar la producción de agua por la apertura de nuevas camas hoteleras y el mejor lugar para ubicar la nueva planta era un área con restricciones urbanísticas.

La solución: Sistemas de ósmosis inversa de alto rendimiento en un diseño extremadamente compacto y modular en contenedores “Este fue un proyecto interesante para nosotros porque nunca antes habíamos construido algo tan compacto”, dice Adex Bruno Torres Rodríguez, el ingeniero que dirigió el proyecto de Canaragua.

“El espacio era escaso, y todos los componentes tendrían que ser tan compactos como de alto rendimiento”.

Después de algunas investigaciones, la empresa se decidió por Danfoss, la bomba de alta presión APP 38 y el Danfoss iSave 50 ERD. “Para los propósitos de este proyecto, la combinación de APP e iSave es ideal. No sólo son la combinación de bomba-ERD más compacta disponible, sino que también tienen una excelente eficiencia energética y fiabilidad”.

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Despite the fact that Canaragua has installed dozens of SWRO plants throughout the Canary Islands, the project in Puerto de Mogán was unusual because of the focus on compactness. The municipality needed to expand water production, and the best place to locate the new plant was in the middle of the historic town, just off the main square.

The challenge: Engineer an SWRO plant compact enough to fit into a small urban location Like many remote coastal towns, picturesque Puerto de Mogán, located on the southwest coast of Gran Canaria, depends on SWRO for fresh water. And like many other similar municipalities, Puerto de Mogán’s need for water is growing. For this reason, the town opened a tender procedure to increase its water supply by 1800 m3 per day. Most of the tender requirements were typical for the island, where a focus on energy efficiency and total costs of ownership are a must, given Gran Canaria’s KwH costs.

One requirement was different, however. Because the optimal plant location was in the historic town center, where space for new installations is extremely limited, the

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Como muchos pueblos costeros remotos, el pintoresco Puerto de Mogán, situado en la costa suroeste de Gran Canaria, depende de la ósmosis inversa para obtener agua dulce. Y como muchos otros municipios similares, la necesidad de agua de Puerto de Mogán está creciendo. Así que la ciudad lanzó una licitación para aumentar su suministro de agua en 1800 m3 por día. La mayoría de los requisitos de la licitación eran típicos de la isla, donde es necesario centrarse en la eficiencia energética y en los costes totales de propiedad, dados los costes de kWh de Gran Canaria. Sin embargo, en este caso había un requisito adicional pues debido a que la ubicación óptima de la planta era en el centro histórico de la ciudad, donde el espacio para nuevas instalaciones es extremadamente limitado, la municipalidad pidió a Canaragua que construyera la planta en un espacio lo más compacto posible.

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municipality asked Canaragua to build the plant with as compact a footprint as possible.

Desalación | Desalination

La solución en contenedor con bombas APP 38 e iSave 50 ERDs | The containerized solution with APP 38 pumps and iSave 50 ERDs

The solution: High-performance SWRO in an extremely compact and modular containerized design “This was an interesting project for us because we had never before built something so compact,” says Adex Bruno Torres Rodríguez, the engineer who managed the project for Canaragua. “Space was at a premium, and all components would have to be as compact as they were high-performing.”

After some research the company decided on the Danfoss APP 38 high-pressure pump and the Danfoss iSave 50 ERD. “For the purposes of this project, the APP and iSave combination is ideal. Not only are they the most compact pump-ERD combination available, they also have outstanding energy efficiency and reliability.”

La planta se dividió en dos contenedores de 12”. Uno de ellos contiene los 18 bastidores a presión de la planta, con espacio para uno o dos más que deberían aumentar en el futuro. El otro contiene los dos APP 38s, iSave 50 ERDs, y la bomba de limpieza química y el depósito de descarga.

The plant was split into two 12” containers. One contains the plant’s 18 pressure vessels, with room for one or two more should demand increase in the future. The other contains the two APP 38s, iSave 50 ERDs, and the chemical cleaning pump and flush deposit.

1800 m3 de producción fiable al día

1800 m3 of reliable output per day, just off the main square

“Como era de esperar, no hemos tenido problemas de mantenimiento desde la instalación”, dice Torres. “Los componentes de Danfoss son bien conocidos por su fiabilidad, y nuestras plantas de contenedores en Puerto de Mogán no son una excepción. El soporte técnico de Danfoss también ha sido excelente. Lo que ha sido excepcional en este proyecto es su compacidad. De hecho, hemos creado una nueva forma de expresar la capacidad de tratamiento, una relación de capacidad de salida por contenedor, por así decirlo”.

Torres explica el nuevo ratio de la siguiente manera. La planta se instaló dentro de dos contenedores de 12 pies con las dimensiones exteriores marítimas estándar de 12,2 m x 2,59m x 2,44 m, dando un espacio cúbico total para ambos contenedores de 144,2 m3. Con una capacidad total de 1.800 m3 de agua desalada producida cada 24 horas, la capacidad de producción por contenedor de la planta de Puerto de Mogán es de 12,48 m3 de agua desalada al día por m3 de espacio de contenedores. Cuanto mayor sea la relación, más compacta será la planta.

“Tal vez este tipo de cálculo es el tipo de cosas que sólo los ingenieros de ósmosis inversa pueden apreciar, y sólo es relevante cuando el espacio es escaso. Pero la relación Puerto de Mogán es la más alta que hemos alcanzado en una planta tan eficiente”.

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The containerized plants were built and tested at Canaragua facilities and then shipped to Puerto de Mogán.

“As expected, we’ve had no maintenance issues since installation,” says Torres. “The Danfoss components are well known for their reliability, and our containerized plants in Puerto de Mogán are no exception. Technical support from Danfoss has also been outstanding. What has been exceptional about this project is its compactness. In fact, we’ve created a new way of expressing this, an output capacity per container size ratio, if you will.”

Torres explains the new ratio as follows. The plant was installed inside two 12-foot containers with the standard maritime exterior dimensions of 12.2 m x 2.59 m x 2.44 m, giving a total cubic space for both containers of 144.2 m3.

With its total capacity of 1800 m3 of desalinated water produced every 24 hours, the Puerto de Mogán plant’s output capacity per container size ratio is thus 12.48 m3 of desalinated water output per day per m3 of container space.

The higher the ratio, the more compact the plant.

“Perhaps this kind of calculation is the kind of things that only SWRO engineers can appreciate, and it’s only relevant where space is at a premium. But the Puerto de Mogán ratio is as high as we’ve ever reached for such an energy-efficient plant.”

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Las plantas contenedorizadas fueron construidas y probadas en las instalaciones de Canaragua y luego enviadas al Puerto de Mogán.

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PROCESO AVANZADO DE POSTRATAMIENTO DEL AGUA DESALADA

ADVANCEDPOST-TREATMENT PROCESS FOR DESALINATED WATER

El agua desalinizada es corrosiva para las infraestructuras hídricas debido a su bajo valor de pH, la falta de minerales y el Índice de Saturación Langelier (LSI) negativo, y por lo tanto requiere un postratamiento para la estabilización del agua, el control de la corrosión, así como para lograr la calidad del agua potable.

Desalinated water is corrosive to the water infrastructure because of its low pH value, lack of minerals and negative Langelier Saturation Index (LSI), and therefore requires post-treatment for water stabilization, corrosion control as well as to achieve drinking water quality.

La remineralización consiste en tratar el agua desalinizada de manera que la dureza, alcalinidad y pH del agua se ajusten para alcanzar la calidad final requerida, dependiendo del uso previsto o de las normas aplicables, como en la Tabla 1, rango de pH de la US EPA para el agua potable.

Remineralization consists of treating desalinated water in a way that the water hardness, alkalinity and pH are adjusted to achieve the required final water quality, depending on the intended use or applicable standards such as in below Table 1, US EPA pH range for drinking water.

Innovación en el postratamiento de desalinización con carbonato de calcio micronizado

Innovation in Desalination Post-Treatment using Micronized Calcium Carbonate

Para abordar el problema de la cinética de lenta disolución de los chips de calcita, en los últimos años se ha desarrollado un nuevo e innovador proceso que utiliza carbonato de calcio micronizado. El proceso aprovecha el aumento de la superficie y la cinética de reacción disponibles de los productos micronizados para lograr tiempos de contacto más cortos, concentraciones más altas, mayor eficiencia de dióxido de carbono o una combinación de estos factores.

To address the issue of slow dissolution kinetics of calcite chips, a new and innovative process has been developed over the last few years that utilize micronized calcium carbonate. The process takes advantage of the increased surface area and reaction kinetics available from the micronized products to achieve decreased contact times, higher concentrations, improved carbon dioxide efficiency, or a combination of these factors.

Sostenibilidad de los procesos de postratamiento

Sustainability for Post Treatment Processes

La necesidad de desarrollar y mejorar los procesos sostenibles se relaciona también con el postratamiento del permeado de la desalación. A primera vista, los procesos a base de carbonato de calcio son la opción obvia para la remineralización y estabilización del agua desalinizada. Esto se debe a que el carbonato de calcio es en sí mismo una fuente de dureza y alcalinidad del carbonato - las dos cualidades fundamentales del agua que falta en la desalinización.

El carbonato de calcio es una de las materias primas más abundantes y naturales, y constituye algo menos del 4% de la corteza terrestre. Además, el carbonato de calcio se regenera a través del ciclo del carbonato y la precipitación de los cuerpos de agua, lo que lo convierte en una alternativa verdaderamente sostenible para los procesos de postratamiento. A pesar de estos hechos, la remineralización se ha realizado tradicionalmente utilizando procesos a base de cal, que se produce mediante la calcinación (combustión en horno) del carbonato de calcio. Este proceso de calcinación libera grandes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera, lo que resulta en una huella de carbono 10 veces mayor que la producción de carbonato de calcio y aumenta el coste de producción de la materia prima. Además, se sabe que los procesos basados en la disolución de cal son complejos, generando problemas de obstrucción, control de la calidad final del agua y producen un 15% de

The need to develop and improve sustainable processes relate also to post treatment of desalination permeate. From a first glance, calcium carbonate based processes are the obvious choice for the remineralization and stabilization of desalinated water.

This is since calcium carbonate is itself a source of both hardness and carbonate alkalinity - the two fundamental water qualities that desal-permeate is lacking. Calcium carbonate is one of the most abundant and naturally occurring raw materials, making up just under 4% of the earth’s crust. Furthermore, calcium carbonate is regenerated through the carbonate cycle and precipitation from water bodies making it a truly sustainable alternative for posttreatment processes. Despite these facts, remineralization has traditionally been performed using lime based processes, which is produced through calcination (burning in a kiln) of calcium carbonate. This calcination process releases large quantities of carbon dioxide to the atmosphere, resulting in a carbon footprint that is 10 times higher than calcium carbonate production and adds to the production cost of the raw material. Further to this, the lime dissolutionbased processes are known to be complex, fraught with issues of clogging, control over final water quality and produce a 15% of its own weight in waste. Finally lime processes require higher quantities of carbon dioxide for the same alkalinity addition as calcium carbonate. Lime dissolution processes have however, one distinct advantage over calcite contactors: calcite chips are for all intents and purposes much less reactive than calcium hydroxide, producing lower concentrated solutions and requiring a much larger footprint for dissolution. This larger footprint translates into greater capital expenditure which in many cases outweighs the advantages of the decreased operational costs.

Tabla 1. Rango de pH de la EPA de EE.UU. para el agua potable | Table 1. US EPA pH range for drinking water

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Desalación | Desalination

Gráfico 1. Disolución de carbonato de calcio micronizado frente a chips de calcita | Graph 1. Dissolution of micronized calcium carbonate versus calcite chips

su propio peso en residuos. Finalmente, los procesos de cal requieren mayores cantidades de dióxido de carbono para la misma adición de alcalinidad que el carbonato de calcio. Sin embargo, los procesos de disolución de cal tienen una clara ventaja sobre los contactores de calcita: los chips de calcita son, a todos los efectos, mucho menos reactivos que el hidróxido de calcio, produciendo soluciones de menor concentración y requiriendo una huella mucho mayor para su disolución. Esta mayor huella se traduce en mayores gastos de capital que en muchos casos superan las ventajas de la disminución de los costos operativos.

Omyaqua® - Carbonato de calcio micronizado una alternativa altamente sostenible frente a la cal Siguiendo un extenso programa de investigación, desarrollo y optimización, se estableció un proceso que aprovecha el aumento de la reactividad y la reducción de la huella vegetal que ofrece el carbonato cálcico micronizado Omyaqua® (ver Gráfico 1), a la vez que se beneficia de ser una materia prima sostenible frente a la cal utilizada convencionalmente en el postratamiento de desalinización. Para determinar la viabilidad económica de este proceso, se ha realizado un estudio tecno-económico, considerando tanto los gastos operativos como de capital del proceso y donde se ha realizado una reducción del 20 por ciento en el coste de los procesos convencionales de postratamiento, junto con una reducción de los residuos y varias otras ventajas técnicas adicionales.

Proceso avanzado de remineralización de Omya (OARP)

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Durante los últimos años, Omya ha estado trabajando en procesos que utilizan carbonato de calcio micronizado para la remineralización del agua desalada y, por lo tanto, aprovechan las ventajas técnicas y económicas que el carbonato de calcio tiene sobre la cal, pero al mismo tiempo abordan los inconvenientes de los lechos de calcita, incluyendo su lenta reactividad y la gran huella requerida. El resultado es un nuevo e innovador proceso de estabilización de agua conocido como Proceso Avanzado de Remineralización Omya (OARP). Un diagrama de flujo del proceso se muestra arriba en la Figura 2. En el corazón se encuentra el proceso patentado del Reactor de Membrana de Calcita (MCR) como se muestra en la Figura 3, un reactor que contiene una membrana de microfiltración sumergida inmersa en una suspensión de carbonato de calcio micronizado. Se añade dióxido de carbono a la suspensión de carbonato de calcio, que a su vez reacciona para formar una solución de bicarbonato de calcio. La membrana actúa como barrera entre el carbonato de calcio disuelto y el no disuelto, lo que permite extraer una solución perfectamente clara del reactor y, por

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Omyaqua® - micronized calcium carbonate a highly sustainable alternative versus lime Following an extensive program of research, development and optimization, a process was established that takes advantage of the increased reactivity and reduced plant footprint that Omyaqua®micronized calcium carbonate offers (see below Graph 1), whilst benefiting from being a sustainable raw material versus lime conventionally used in desalination posttreatment. To determine the economic viability of this process, a techno-economic study has been performed, considering both operational and capital expenditures of the process and where a 20 per cent reduction in cost to conventional post treatment processes was realized along with a reduction of waste and several other additional technical advantages.

Omya Advanced Remineralization Process (OARP) Over the course of the past few years, Omya has been working on processes that use micronized calcium carbonate for the remineralization of desalinated water and thereby exploit the technical and economic advantages that calcium carbonate has over lime, but at the same time address the drawbacks of calcite contactors, including its slow reactivity and large footprint required. The result is a new and innovative water stabilization process known as Omya Advanced Remineralization Process (OARP). A process flow diagram of the process is shown above in above Figure 2. At the heart is the patented Membrane Calcite Reactor (MCR) process as shown in above Figure 3– a reactor containing a submerged microfiltration membrane immersed in a suspension of micronized calcium carbonate. Carbon dioxide is added to the calcium carbonate suspension, which in turns reacts to form a calcium bi-carbonate solution. The membrane acts as a barrier between the dissolved and undissolved calcium carbonate enabling a perfectly clear solution to be extracted from the reactor, and therefore ensuring a pristine water quality. This concentrated calcium bi-carbonate solution is then dosed into the desalination permeate to increase both the hardness and alkalinity of the mineral-deficient water. The use of submerged membranes prohibits the introduction of turbidity as seen in the current techniques, whether due to the precipitation of calcium carbonate within lime processes or from the loading of new product into the calcite contactors. The use of micronized calcium carbonate with its specially engineered properties for rapid dissolution, Figura 2. Proceso patentado de reactor de membrana de calcita | Figure 2. Patented Membrane Calcite Reactor Process

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Rendimiento y resultados de la planta piloto de OARP En los últimos años se han concluido con éxito las pruebas piloto de demostración del programa OARP en varios lugares del mundo.

A continuación se realizaron pruebas piloto de demostración en una planta desalinizadora de ósmosis inversa de agua salobre (BWRO) de 42.000 m3/día. La unidad piloto se utilizó en varios entornos diferentes no sólo para validar los resultados de un estudio preliminar anterior, sino también para establecer los entornos óptimos para la planta piloto y determinar si era posible introducir nuevas mejoras en el proceso. Los resultados de los ensayos no sólo validaron el resultado de la evaluación de escritorio, sino que también indicaron que se puede lograr un ahorro de costos en comparación con el proceso convencional de postratamiento del lechode calcita de hasta un 30%. Un análisis de la calidad del agua de osmosis inversa proporcionó la base para los ajustes iniciales de la unidad piloto. Durante las pruebas piloto se midió intermitentemente el agua de osmosis inversa para confirmar estos valores y permitir cualquier ajuste necesario de los ajustes. Los resultados promedio de la calidad del agua de osmosis inversa se presentan en la Tabla 2.

Para medir el rendimiento de la planta, se tomaron lecturas diarias para capturar los ajustes operativos de la planta. Éstos incluían el caudal de osmosis inversa, el caudal de solución de bicarbonato de calcio, la relación de dilución del caudal de osmosis inversa con el caudal de solución de bicarbonato de calcio, el caudal de CO2 y la presión transmembrana de las membranas (TMP). Además, se tomaron muestras regulares en varios lugares de la planta piloto, y se analizaron estas muestras con respecto a su calidad, incluyendo conductividad, temperatura, turbidez, contenido de calcio, contenido de alcalinidad y CO2 libre. Los principales resultados de los ensayos se presentan a continuación en la Tabla 3. Durante los ensayos, la corrección del pH se realizó inicialmente con desgasificación e hidróxido de sodio. Una vez que se logró un funcionamiento estable, se reconoció que se podía lograr un pH final adecuado

Tabla 2. Calidad media del agua de osmosis inversa | Table 2. Average RO Water Quality

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in combination with the Membrane Calcite Reactor (MCR) allows for the generation of higher concentrations, and much decreased contact times with increased carbon dioxide efficiencies in comparison to calcite contactors. Short contact times also ensures the plant can respond very rapidly to changes in plant flow rate.

On top of this, backwashing of the system into the Membrane Calcite Reactor ensures no loss of backwash water.

OARP Pilot Plant Performance and Results In recent years successful OARP demonstration pilot testing have been concluded at various locations worldwide. Following described demonstration pilot testing took place at a 42’000 m3/d brackish waterreverse osmosis (BWRO) desalination plant. The pilot unit was operated at several different settings to not only validate the results of an earlier desk-top study, but to establish the optimum settings for the pilot plant and determine whether any further process improvements were possible. The results from the trials not only validated the outcome of the desk-top evaluation but indicated that even cost savings over conventional calcite contactor post-treatment process up to 30% can be achieved. A water quality analysis of the RO water provided the basis for the initial settings of the pilot unit. During the pilot trials the RO water was intermittently measured to confirm these values and allow for any required adjustment of the settings. The average results from the RO water quality are provided in Table 2.

To measure the performance of the plant, daily readings were taken to capture the operational settings of the plant. These included the RO flow rate, calcium bi-carbonate solution flow rate, dilution ratio of RO flow to calcium bi-carbonate solution flow rate, CO2 flow rate and trans-membrane pressure of the membranes (TMP).

Furthermore, regular sampling was taken at various locations in the pilot plant, and these samples were analyzed for with respect to their quality, including conductivity, temperature, turbidity, calcium content, alkalinity content and free CO2. The main results from the trials are presented below in Table 3. During the trials, pH correction was initially performed with degassing and sodium hydroxide. Once stable operation had been achieved, it was recognized that adequate final water pH could be achieved through degassing alone. Furthermore, the rate at which sodium hydroxide was required to be dosed, was so small that this could not be effectively controlled or measured, enough with a dilute solution and even with the smallest dosing pump and flow meter available. As a result, the sodium hydroxide was switched off at the start of Trial 3 and pH adjustment was achieved with degassing alone. This proved to be adequate to achieve the desired pH and worked effectively to generate a stable final water quality.

As can be seen from above Table 3, the target final water quality of 80 mg/l of dissolved calcium carbonate (for both calcium hardness and alkalinity) was achieved in all trials, except for Trial 3, where only 77.1 mg/l was measured in the final water. This can be explained by the incorrect setting of the dilution ratio for the blending

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lo tanto, garantizar una calidad de agua prístina. Esta solución concentrada de bicarbonato de calcio se dosifica en el permeado de la desalinización para aumentar tanto la dureza como la alcalinidad del agua con déficit de minerales. El uso de membranas sumergidas prohíbe la introducción de turbidez como se ve en las técnicas actuales, ya sea debido a la precipitación de carbonato de calcio dentro de los procesos de cal o por la carga de nuevo producto en los lechos de calcita. El uso de carbonato de calcio micronizado con sus propiedades especialmente diseñadas para una rápida disolución, en combinación con el Reactor de Calcita de Membrana (MCR) permite la generación de concentraciones más altas, y tiempos de contacto mucho menores con eficiencias de dióxido de carbono mayores en comparación con los lechos de calcita. Los cortos tiempos de contacto también aseguran que la planta pueda responder muy rápidamente a los cambios en la velocidad de flujo de la planta. Además, el retrolavado del sistema en el reactor de membrana de calcita asegura que no se pierda agua de retrolavado.

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Figura 3. Proceso avanzado de remineralización de Omya | Figure 3. Omya Advanced Remineralization Process

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del agua sólo mediante la desgasificación. Además, la velocidad a la que se requería dosificar el hidróxido de sodio era tan pequeña que no se podía controlar o medir eficazmente, lo suficiente con una solución diluida e incluso con la bomba dosificadora y el caudalímetro más pequeños disponibles.

Como resultado, el hidróxido de sodio se apagó al comienzo del ensayo 3 y el ajuste del pH se logró sólo con la desTabla 3. Resultados de los ensayos piloto del proceso de remineralización del OARP | Table 3. Results from OARP remineralization process pilot trials gasificación. Esto demostró ser adecuado para alcanzar of the concentrate produced from the MCR. Furthermore, the el pH deseado y funcionó eficazmente para generar una calidad de measured turbidity of the final water was in all cases less than agua final estable. Como puede verse en la Tabla 3, la calidad final the required target of < 0.5 NTU, with an average of 0.1 NTU del agua objetivo de 80 mg/l de carbonato de calcio disuelto (tanto alluding to the very high quality of water that is produced at all para la dureza del calcio como para la alcalinidad) se logró en todos times through this process. los ensayos, excepto en el ensayo 3, en el que sólo se midió 77,1 mg/l en el agua final. Esto puede explicarse por el ajuste incorrecto de Process Waste Water Treatment la relación de dilución para la mezcla del concentrado producido a partir del MCR. Además, la turbidez medida del agua final fue en In the Omya Advanced Remineralization Process (OARP) the todos los casos inferior al objetivo requerido de < 0,5 NTU, con una amount of waste water generated is negligible and requires media de 0,1 NTU aludiendo a la altísima calidad del agua que se no waste water respectively membrane back wash treatment produce en todo momento a través de este proceso. process. This is because of using Omyaqua® high purity micronized calcium in combination with the submerged Proceso Tratamiento de aguas residuales membranes within the Membrane Calcite Reactor. The submerged membranes prevent the release of undissolved En el Proceso de Remineralización Avanzada (OARP) de Omya, la canparticles into the concentrate solution, guaranteeing turbidity tidad de agua residual generada es insignificante y no requiere un remains at 0.1 NTU and removing the need to flush the reactors proceso de tratamiento de lavado a contracorriente de membranas. as required by the calcite contactors. As a result, the OARP has Esto se debe al uso de calcio micronizado de alta pureza Omyaqua® no waste stream to be disposed of as the permeate used for en combinación con las membranas sumergidas dentro del Reacmembrane backwash (as well as for CIP) is returned back into tor de Calcita de Membrana. Las membranas sumergidas evitan la the Membrane Calcite Reactor. This feature was demonstrated liberación de partículas no disueltas en la solución concentrada, gaduring the pilot trials in which no waste water was produced for rantizando que la turbidez permanezca a 0.1 NTU y eliminando la the six months the trials were in continuous operation. necesidad de enjuagar los reactores según lo requieran los lechos de calcita. Como resultado, el OARP no tiene ningún flujo de desechos Conclusions que eliminar, ya que el permeado utilizado para el retrolavado de la membrana (así como para el CIP) es devuelto al Reactor de Calcita de Within various demonstration pilot testing it has been la Membrana. Esta característica se demostró durante las pruebas determined that the Omya Advanced Remineralization Process piloto en las que no se produjeron aguas residuales durante los seis (OARP) can achieve cost savings of 20% up to 30% for plant meses en que las pruebas estuvieron en funcionamiento continuo. sizes of 25.000 m3/d and larger when compared to traditional calcite contactor processes. Together with desalination Conclusiones plant owner and/or operating companies techno-economic studies for the retrofit respectively upgrade of their existing En varias pruebas piloto de demostración se ha determinado que lime based or calcite contactor remineralization processes el Proceso Avanzado de Remineralización (OARP) de Omya puede for existing large scale (>100.000 m3/d) desalination plants lograr ahorros de costos de entre el 20% y el 30% para plantas de have been made and are ongoing. Results indicate potential 25.000 m3/d y mayores en comparación con los procesos de contacsignificant cost savings, water quality improvements as well as tores de calcita tradicionales. Junto con el propietario de la planta reducingoperational issues especially when retrofit or upgrade desaladoras y/o las empresas operadoras, se han realizado y están oflime basedprocesses. Furthermore, improved carbon dioxide en curso estudios tecno-económicos para la modernización de sus efficiency, reduced footprint and elimination of the backwash procesos de remineralización de lechos a base de cal o de calcita water or lime sludge treatment stream provides for a more para las plantas desaladoras existentes a gran escala (>100.000 m3/d), sustainable process with reduced environmental impact. respectivamente. Los resultados indican ahorros potenciales significativos en los costos, mejoras en la calidad del agua, así como la reducción de los problemas operativos, especialmente cuando se adaptan o mejoran los procesos a base de cal. Además, la mejora de la eficiencia del dióxido Jochen Kallenberg de carbono, la reducción de la huella y la eliminación del agua de retrolavado o de la corriente de trataDirector de Desarrollo de Negocio de Agua y Energía, Omya International AG Director Business Development Water & Energy, Omya International AG miento de lodos de cal proporcionan un proceso más sostenible con un impacto medioambiental reducido.

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R&D BREAKTHROUGHS IN AUTONOMOUS DESALINATION DRIVEN

BY RENEWABLE ENERGY – DESAL+ PROJECT

El uso generalizado de todo tipo de técnicas de desalación y la consecuente dependencia energética que conlleva, abre numerosas oportunidades para investigar la vinculación entre desalación y uso intrínseco de energías renovables. En el DESAL+ LIVING LAB se están desarrollando soluciones para suministrar agua potable a zonas áridas-remotas y costeras mediante fuentes energéticas renovables (eólica, solar y undimotriz como prioridad).

The widespread use of all types of desalination technologies and the energy dependence of them create numerous opportunities for research into desalination and the intrinsic use of renewable energies. At the DESAL+ LIVING LAB, solutions are being developed to supply water to remote, arid areas and coastal areas using renewable energy sources (wind, solar and wave energy are priorities).

El proyecto DESAL+, cofinanciado con fondos FEDER en el marco del Programa MAC 2014-2020, tiene como objetivo general crear y consolidar una plataforma conjunta de I+D+i en la Macaronesia con altas capacidades e infraestructura de investigación de excelencia internacional en materia de desalación de agua, del conocimiento del nexo agua-energía y del uso exclusivo de energías renovables.

Liderada por el Instituto Tecnológico de Canarias (ITC), esta plataforma - bajo la marca DESAL+ LIVING LAB –, pretende convertirse en un espacio físicopúblico-privado ubicado en el Atlántico que ordene, integre y coordine todos los esfuerzos de investigación en desalación para convertirse en referente de innovación y desarrollo tecnológico en esta materia.

The DESAL+ project is co-funded by the European Regional Development Fund (ERDF), within the framework of the MAC 2014-2020 Programme. The project has the general objective of creating and consolidating a joint R&D&i platform in the Macaronesian region. The aim of this platform is to have an excellent, internationally recognised, research and infrastructure standards in the area of desalination, the water-energy nexus and the exclusive use of renewable energies. Led by the Instituto Tecnológico de Canarias (ITC), this platform – under the DESAL+ LIVING LAB brand – seeks to be a physical, public-private space located in the Atlantic that orders, integrates and coordinates all desalination research work. It further seeks to become a benchmark of innovation and technological development in this area.

Desalación por ósmosis inversa con uso exclusivo de energía solar fotovoltaica - DESSOL® El uso directo de la energía solar para producir energía y obtener agua desalada es la combinación, tras la destilación solar, con más

Figura 1. Demostrativo de desalación por ósmosis inversa haciendo uso exclusivo de energía solar fotovoltaica. | Figure 1. Demonstration RO desalination plant using only solar PV energy.

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One of the research lines being pursued by the members of the DESAL+ LIVING LAB is the autonomous desalinaton driven by renewable energies. With the aim of supplying water to remote, arid and coastal areas, work and study is being undertaken to provide innovative reverse osmosis solutions driven by renewable energies (wind, solar and wave energy are priorities). In some of these proposals, the quest is to avail of the renewable energy resource to the utmost, whilst attempting to minimise the implementation of energy storage systems. In others, the emphasis is on developing intelligent control systems that efficiently use and manage available energy and desalination plant consumption. As a result, different strategies are being considered to facilitate constant and variable operation of these plants in accordance with the renewable resource used.

Autonomous seawater reverse osmosis driven by solar energy - DESSOL® After solar distillation, direct use of solar energy to produce energy and obtain desalinated water is currently the technology most implemented at pilot and real-life scale plants. There are a number of desalination plants (mainly reverse osmosis (RO) plants) powered by solar photovoltaic (PV) energy that provide drinking water to small towns not connected to the electrical grid. PV-RO has been implemented in a multitude of isolated regions of the planet on different scales, but always with low-capacity facilities. Previously very constrained by high investment costs, a decrease in the cost of PV panels and more efficient energy storage technologies has led to renewed interest in projects in this area. We are now beginning to see very competitive operating costs in remote, isolated areas without grid connections or in places served only by diesel generators.

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Dentro de las líneas de investigación que se desarrollan por los miembros del DESAL+ LIVING LAB se encuentra la desalación con energías renovables. Con el objetivo de suministrar agua potable a zonas áridas-remotas y costeras se estudia y se trabaja en aportar soluciones innovadoras de desalación con ósmosis inversa accionada mediante fuentes energéticas renovables (eólica, solar y undimotriz como prioridad). En algunas de estas propuestas se está buscando el aprovechamiento del máximo recurso energético renovable, tratando de minimizar la implementación de sistemas de almacenamiento de energía, y en otros, apostar por sistema de control inteligente que aproveche y gestione de forma eficiente la energía disponible y el consumo de la planta. Fruto de ello, se están planteando diversas estrategias que buscan facilitar la operación en régimen constante y variable de estas plantas en función del recurso renovable explotado.

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AVANCES EN LA I+D EN DESALACIÓN AUTÓNOMA HACIENDO USO EXCLUSIVO DE ENERGÍAS RENOVABLES – PROYECTO DESAL+

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En concreto, el ITC tras variasdécadas de investigación y desarrollo en el campo de la desalación con energías renovables, ha llevado a cabo el abastecimiento de agua potable a varias poblaciones aisladas en África [1,2] haciendo uso de su patente internacional DESSOL®. Destaca la instalación enKsarGhilène, un pueblo al sur de Túnez; con más de 12 años de operación ininterrumpidos fue la primera instalación en África documentada que atendía de forma real a la demanda de agua de una población estable. Tras esta instalación le han seguido otras de similares características, que se terminaron implantando en el sur de Marruecos y en proceso actual en Mauritania y Cabo Verde en el marco del proyecto DESAL+.

Pero la PV-RO requiere ir en constante evolución. El mercado demanda un sistema de bajo coste, simple en su diseño, robusto, con equipos de bajo requerimiento tecnológico y que equilibre sus horas de operación al día frente a sus costes de inversión y operación.

En el marco del DESAL+, se está investigando en un concepto DESSOL que optimice la estructura de paneles, el funcionamiento de las baterías, un dimensionamiento reducido de los equipos de osmosis inversa, así como normalizar y mejorar la distribución de los equipos en la instalación, tanto en contenedor como en obra civil para reducir costes de transporte. Se ha construido un demostrativo para poder ensayar y monitorizar el concepto en condiciones controladas y que permita que el sistema se adapte a las condiciones y necesidades de cada lugar, dependiendo del tipo y salinidad del agua a tratar y de la demanda real de agua requerida.

La tecnología opera aislada de la red eléctrica, tan sólo precisa de una fuente de agua salada (salobre o de mar) con caudal suficiente para cubrir la demanda. La planta se adapta a las condiciones de radiación del lugar, la salinidad del agua, así como a las necesidades concretas de producción, es por ello que existen una serie de modulaciones estándar dimensionadas acorde al tipo y salinidad (g/l) del agua a tratar (salobre (BW) o de mar (SW)) y a la demanda real de agua requerida (l/h).En la Figura 2 se representan varios días de operación del sistema en verano con diferentes valores de radiación solar de entrada. Se aprecia la operatividad y consumo de la planta desaladora, así como los flujos de carga y descarga de baterías.

En general, la RO-PV hay que concebirla como una solución para pequeñas poblaciones (1 – 2000 habitantes) o bajos consumos de agua (<100 m3/d), puesto que el factor de escala/coste de la inversión/suelo necesario limita la capacidad de producción instalada. En condiciones normales de operación y coste de inversión la producción diaria de un sistema oscila entre las 5 a 8 horas de

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After decades of research and development in the area of desalination with renewable energy, the ITC has been responsible for the supply of drinking water to a number of isolated towns in Africa [1,2] through the implementation of its internationally patented DESSOL® technology. A highlight is the facility in Ksar Ghilene, a town in southern Tunisia. In continuous operation for over 12 years now, this was the first documented facility in Africa that truly satisfied the demand for water of a stable population. Other similar facilities were put into operation in southern Morocco and facilities are currently being set up in Mauritania and Cape Verde, within the framework of the DESAL+ project.

But the implementation of PV-RO requires constant evolution.

The market demands a robust, low-cost system with a simple design and equipment with low technology requirements, a system that balances its daily hours in operation with investment and operating costs. Within the framework of the DESAL+ project, research is being carried out into a DESSOL concept that optimises the structure of panels and battery operation.

This concept seeks to implement smaller-sized reverse osmosis equipment and to standardise and enhance equipment layout in the plant, both for containerised and and fixed structures in order to reduce shipping costs. A demonstration facility has been built to enable testing and monitoring of the concept in controlled operation and to allow the system to be adapted to the conditions and needs of each location, depending on the type and salinity of the water to be treated and the real demand for water.

The off-grid technology only requires a source of salt water (brackish water (BW) or seawater (SW)) with a sufficient flow to meet demand. The plant adapts to the solar radiation conditions of the location, the salinity of the water and specific production needs. For this reason there are a number of standard-sized modules, depending on the type and salinity (g/l) of the water to be treated (BW or SW) and the water required (l/h). Figure 2 shows four days of system operation in summer with varying solar radiation input values. The operation and battery flow can be observed, along with battery charging and discharging flows.

PV-RO should be conceived as a solution for small towns (population: 1 – 2000) or towns with low water consumption (<100 m3/d). This is because factors such as scale, investment costs and required footprint limit the production capacity. In normal operating conditions with typical investment costs,

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pilotos e instalaciones a escala real existente. Son varias las instalaciones que proporcionan agua potable mediante desaladoras, principalmente de ósmosis inversa (RO), alimentadas con energía solar fotovoltaica (PV) a pequeñas poblaciones aisladas de la red eléctrica. La RO-PV se ha implantado en multitud de regiones aisladas del planeta, a diferentes escalas, pero siempre en plantas de baja capacidad. Muy condicionada por sus costes de inversión, desde que la PV ha bajado el coste de los paneles y son más eficientes las tecnologías de acumulación de energía, se han retomado los proyectos y empiezan a verse costes de explotación muy competitivos en condiciones de aislamiento en las que no existe red eléctrica o sólo existe la contribución de grupos diésel de generación.

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Figura 2. Resultados del balance energético en varios días de un sistema RO-PV. | Figure 2. Energy balance results of a PV-RO system over a number of days.

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producción diaria debido a la disponibilidad solar y optimización del sistema de acumulación de energía.

the daily production of a system ranges from 5 to 8 hours per day, due to the availability of solar radiation and optimisation of the energy storage system.

Desalación por ósmosis inversa con uso exclusivo de energía eólica

Reverse osmosis desalination using only wind energy

Las primeras propuestas de sistemas de desalación accionados exclusivamente con energía eólica comenzaron a aparecer en la literatura científica a finales de la década de 1960 [3]. Posteriormente en la década de los setenta, Lising y Alward[4] estudiaron la viabilidad técnica de accionar una unidad de ósmosis inversa con una turbina eólica y concluyeron que el funcionamiento de las membranas con caudal de entrada variable no difería significativamente del funcionamiento en condiciones constantes. A partir de esa fecha numerosos estudios han propuesto sistemas que accionan plantas desaladoras mediante energía eólica [4,5]. Entre ellos, destacan los que trascienden el plano teórico e implementan prototipos para analizar experimentalmente las particularidades de cada sistema propuesto.

The first proposals for desalination systems powered exclusively by wind energy began to emerge in the scientific literature at the end of the 1960s [3]. In the 1070s, Lising and Alward[4] studied the technical feasibility of driving a reverse osmosis unit with a wind turbine and they concluded that membrane operation with a variable inflow did not differ significantly from operation with a continuous flow. Since then, many studies have proposed wind energy systems to power desalination plants [4,5]. The proposals that stand out are those which go beyond theoretical concepts and implement prototypes to enable experimental analysis of the specifics of each proposed system.

Dentro de esta tipología de iniciativas se encuentra el prototipo demostrativo de planta por ósmosis inversa que se encuentra en estudio dentro del marco del proyecto DESAL+. Este ha sido diseñado para adaptar, de forma variable, su consumo energético a una amplia variación de energía producida por una turbina eólica. Los elementos que forman el prototipo aparecen representados en la Figura 3. La turbina eólica, de la marca Vergnet (modelo GEV10/15), ha sido rediseñada para que cuente con un generador síncrono de imanes permanentes de 19kW de potencia nominal. Se trata, de un aerogenerador bipala que dispone de un rotor de 10 m de diámetro, de una veleta para orientarse al viento y de una regulación de tipo inercial (pitch). La máquina está instalada sobre una torre atirantada y abatible de 18 m de altura. La planta desaladora cuenta con una capacidad de 18 m3/d y está constituida por dos tubos de presión conectados en paralelo, cada uno de los cuales contiene tres membranas dispuestas en serie. Asimismo, para este prototipo se propone utilizar un banco de supercondensadores que actualmente se encuentra en desarrollo. Este actuará como elemento amortiguador frente a cambios transitorios que se produzcan cuando la demanda de energía procedente de la planta desaladora no se ajuste momentáneamente a la oferta de energía eólica. El sistema de control que se ha implementado para gestionar el prototipo aporta un alto grado de innovación ya que utiliza técnicas de inteligencia artificial para optimizar el ajuste de potencia buscado.

Dentro de los estudios desarrollados hasta ahora, se han evaluado varias técnicas de Machine Learning para modelar el comporta-

One such initiative is the demonstration prototype of a winddriven reverse osmosis plant created within the framework of the DESAL+ project. This prototype was designed to adapt its energy consumption to a wide variation in the power output of a wind turbine. The prototype is composed of the elements represented in Figure 3. The wind turbine (a Vergnet GEV10/15) has been redesigned to replace the old asynchronous generator with a new 19 kW permanent magnet synchornous generator. This two-blade turbine has a rotor of 10 m in diameter, a yaw-drive to adapt to changes in wind direction and a pitch control system.

The machine is installed on an anchored, collapsible tower of 18 m in height. The desalination plant has a capacity of 18 m3/d and comprises two pressure vessels connected in parallel, each of which contains three membranes arranged in series. A bank of supercapacitors, currently under development, will also be used for this prototype in order to cushion transitory situations in which the power demand of the desalination plant is not matched by the power supply from the wind turbine. The prototype control system is highly innovative in that it uses artificial intelligence technology to optimise adjustment of the power required.

As part of the studies carried out thus far, a number of Machine Learning technologies have been evaluated to model prototype behaviour. The functioning of the plant was simulated with one such technology and performance was compared to that of another similar prototype, with the difference being that the latter was integrated into a micro power grid that uses batteries and operates in continuous mode.

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The results obtained to date [6–8] demonstrate the feasibility of increasing the flexibility in the very widely implemented reverse osmosis process. The results also verify the great utility of Machine Learning technology for this purpose. In Figure 4, it can be observed how artificial intelligence

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Figura 3. Elementos que componen el prototipo de planta desaladora de ósmosis inversa accionada exclusivamente mediante energía eólica. | Figure 3. Elements of the RO desalination plant prototype powered exclusively by wind energy.

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Figura 4. EResultados de variación de potencia consumida por la planta desaladora tras la incorporación de técnicas de inteligencia artificial en el sistema de control. | Figure 4. Results of variation in power consumption by the desalination plant after the implementation of artificial intelligence technologies in the control system

miento del prototipo. Con una de ellas se ha simulado el funcionamiento de la planta en estudio y se ha comparado su desempeño con el funcionamiento de otro prototipo similar pero integrado en una micro-red eléctrica que emplea baterías y opera en régimen constante.

Los resultados obtenidos hasta la fecha [6–8] demuestran la viabilidad de flexibilizar el consumo energético en un proceso tan ampliamente utilizado como es el proceso de ósmosis inversa y ratifican la gran utilidad que ofrecen las técnicas de Machine Learning para ello. En la Figura 4 se puede observar como las técnicas de Inteligencia artificial incorporadas en el sistema de control consiguen regular la potencia consumida por la planta para que esta se ajuste a una potencia variable procedente del viento. Asimismo, se demuestra que estas técnicas modelan el proceso de desalación de forma apropiada. Al simular el prototipo desarrollado se demuestra que el modo de operación variable reduce la interrumpibilidad del sistema frente a la operación de la planta desalinizadora en régimen constante.

technologies incorporated into the control system manage the power consumed by the plant in order to adjust it to the variable power from the wind.

The results also demonstrate that these Machine Learning technologies model the desalination process appropriately.

Simulation of the prototype developed demonstrates that the variable operating mode reduces the interruptibility of the system compared to desalination plant operation in continuous mode.

Referencias

[1] Peñate B, Subiela VJ, Vega F, Castellano F, Domínguez FJ, Millán V. Uninterrupted eight-year operation of the autonomous solar photovoltaic reverse osmosis system in Ksar Ghilène (Tunisia). 2014;55:3141-3148.

[2] Chapter 3: Water Desalination by Solar-Powered RO Systems. Current Trends and Future Developmentson (Bio-) Membranes, Elsevier, 2018, ISBN: 978-0-12-813545-7 .

[3] Salomon S. Le dessalement de léau de mer par lénergie éolienne. LÉau 1968;55:225–7.

[4] Lising ER, Alward R. Unsteady state operation of a reverse osmosis desalination unit. Desalination 1972;11:261–8. doi:10.1016/S00119164(00)80132-0.

[5] Lai W, Ma Q, Lu H, Weng S, Fan J, Fang H. Effects of wind intermittence and fluctuation on reverse osmosis desalination process and solution strategies. Desalination 2016;395:17–27. doi:10.1016/j.desal.2016.05.019.

[6] Tzen E. Wind and Wave Energy for Reverse Osmosis, Springer, Berlin, Heidelberg; 2009, p. 213–45. doi:10.1007/978-3-642-01150-4_9.

[7] Cabrera P, Carta JA, González J, Melián G. Artificial neural networks applied to manage the variable operation of a simple seawater reverse osmosis plant. Desalination 2017;416:140–56. doi:10.1016/j.desal.2017.04.032.

[8] Cabrera P, Carta JA, González J, Melián G. Wind-driven SWRO desalination prototype with and without batteries: A performance simulation using machine learning models. Desalination 2018;435:77–96. doi:10.1016/j.desal.2017.11.044.

[9] Carta JA, González J, Cabrera P, Subiela VJ. Preliminary experimental analysis of a small-scale prototype SWRO desalination plant, designed for continuous adjustment of its energy consumption to the widely varying power generated by a stand-alone wind turbine.

Appl Energy 2015. doi:10.1016/j.apenergy.2014.09.093.

Dr. Pedro J. Cabrera Santana Investigador de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) y miembro del Group for the Research on Renewable Energy Systems (GRRES).

Researcher at the Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) and member of the Group for the Research on Renewable Energy Systems (GRRES).

Dr. Jaime González Hernández Profesor de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) y miembro del GRRES. Lecturer at the Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) and member of the GRRES.

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Dr. Baltasar Peñate Suárez Jefe del Departamento de Agua del Instituto Tecnológico de Canarias, S.A. (ITC). Coordinador de la plataforma DESAL+ LIVING LAB. Head of WAter Department at Instituto Tecnológico de Canarias, S.A. (ITC). Coordinator of the DESAL+ LIVING LAB platform

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DESALINATION TO PREVENT WATER FROM BEING A LIMITING FACTOR...AT ANY PRICE?

Bien es sabido de los avances en materia de desalación, disminuyendo la superficie necesaria y bajando los costes energéticos, pero, ¿es viable la obtención de agua dulce a cualquier precio? Los problemas medioambientales que conlleva el rechazo de la ósmosis inversa presentan un problema capital para multitud de sectores. Useful Wastes trabaja para mejorar el proceso, transformando el residuo.

Breakthroughs in desalination resulting in smaller required footprints and lower energy costs are well documented. But is it feasible to obtain freshwater at any price? The environmental impact caused by reverse osmosis reject represents a major problem for a multitude of sectors. Useful Wastes is working on enhancing the process by transforming the waste.

50 litros por persona y día es la cantidad mínima estimada para poder cubrir necesidades básicas como bebida, higiene, saneamiento y preparación de alimentos. Este último se lleva más de una quinta parte del total.

50 litres of water per person per day is estimated as the minimum required to cover basic drinking, hygiene, sanitation and food preparation needs. The latter accounts for over one fifth of the total. It would seem an arduous task to obtain this quantity of water for the more than seven thousand million inhabitants of the planet. Not only does most of the population not have access to such a quantity, over two thousand million people do not even have access to drinking water.

Cuando hablamos de agua dulce muchas veces nos centramos simplemente en la cantidad irrisoria que existe con respecto al agua total, siendo aún más pequeña la cantidad de ésta disponible. Muchas veces nos olvidamos de que vivimos en el llamado “planeta azul” y que la disponibilidad de agua para la gran mayoría de países es tan sencillo como ir a la costa de estos. La cantidad de agua en el planeta no es un problema, como si lo será la cantidad de tierra para cultivo y así poder abastecer de alimentos a las diez mil millones de personas de previsión para las próximas décadas.

Sabemos que disponemos de agua, pero, por supuesto, no como nosotros la necesitamos.

Los avances en desalación son cada vez mayores, disminuyendo costes energéticos que tanto limitan la tecnología donde ya que desde hace años se ha logrado un mayor rendimiento, disminuyendo la superficie necesaria para lograr este ansiado elemento. Hace 60 años nadie pensaba que cada pocos kilómetros de distancia podía existir un centro donde llenar el deposito de los vehículos tal y como existen ahora las gasolineras, sin embargo, la mayoría de gente pensamos que el acceso al agua no representará una problemática, debido a los avances que ya se han dado y, por supuesto, los que se darán en materia de desalación.

Lo que sí nos preguntamos es: ¿a qué precio? No hablo del coste económico, hace unas líneas explicaba la cantidad de mejoras que se están dando, incluso ya se habla de los avances de nuevas membranas compuestas de grafeno que harán bajar el coste energético necesario. Hablo del coste medioambiental al que estamos sometiendo allí donde se genera agua dulce.

Si no hablamos de desalación como grandes plantas desaladoras y nos centramos en la industria, este es uno de los sectores donde más falta hace la investigación. Cientos, miles de industrias necesitan agua de tal calidad que en numerosas ocasiones no es suficiente con el agua de red – conocemos ampliamente sobretodo en zonas del sureste español la dureza y presencia de otras sales – por lo que tienen la necesidad de generar estos procesos de ósmosis inversa a un agua que ya es de por sí, potable. No se esta juzgando a estas empresas, hay determinados procesos donde la presencia de

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When we speak of freshwater, we often focus only on the paltry quantity in existence compared to the total quantity of water on the planet, and the quantity of freshwater actually available to us is even smaller. We often forget that we live on the so-called “blue planet” and that the availability of water in the vast majority of countries is simply a matter of going to the coast. The quantity of water on the planet is not a problem in the way that the quantity of land available for cultivation will be in the future, when it comes to providing food for the over ten thousand million people expected to populate the planet in the coming decades. We know that we have water, though, of course, not in the form that we need it.

There have been more and more significant breakthroughs in desalination, with reductions in the energy costs that so constrained a technology which has been achieving enhanced performance for many years. And this enhanced performance has resulted in a reduction of the footprint required to obtain this so sought-after resource. 60 years ago, nobody thought that we would have the filling stations that we do today, where the tanks of vehicles can be filled every few kilometres. However, most people believe that access to water will not be a problem, owing to the breakthroughs that have already been made and, of course, those that have yet to be made in the area of desalination.

What we do have to ask ourselves is...at what price? We are not referring to the financial cost. A few lines ago, we explained the great improvements that have been made. Now, there is even talk of breakthroughs in new membranes made of graphene, which will bring energy costs down further. We are referring to the environmental cost to the locations in which freshwater is generated.

If we cease to think of desalination in terms of large desalination plants and we focus on industry, this is one of the sectors most in need of research.

Hundreds of thousands of industrial plants require water of such a quality that water from the supply network is insufficient – in south eastern Spain, we are well aware of the hardness of the water and the presence of other salts – making it necessary to implement reverse osmosis processes on water that is already fit for drinking. We are not judging these

FuturEnviro | Noviembre November 2018

Parece un arduo trabajo lograr conseguir esta cantidad para las más de siete mil millones de personas que habitan el planeta. Sin embargo, no solo la mayor parte de la población no llega a esa cifra, sino que más de dos mil millones de personas no tienen acceso ni siquiera a agua potable.

Desalación | Desalination

LA DESALACIÓN PARA ELIMINAR EL AGUA COMO FACTOR LIMITANTE, ¿A CUALQUIER PRECIO?

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Desalación | Desalination

sales no es viable. Hablamos de procesos en industria agroalimentaria, cosmética o sin ir mas lejos, torres de refrigeración y calderas.

Estas empresas están desaprovechando un mínimo, en ocasiones más, del 25% del agua que captan de la red debido al rechazo de la ósmosis inversa, siendo un agua de calidad. Este rechazo debe de estar por ley por debajo de los 5000µS/cmde conductividad, con la consecuente perdida económica, vertiendo un recurso del que habrá infinidad de soluciones en un futuro cercano, pero que actualmente es escaso. Al fin y al cabo, se está tirando vida.

De esta manera, Useful Wastes ha centrado todo su trabajo en tratar y transformar el rechazo procedente de estos procesos de ósmosis, aumentando la eficiencia hídrica y transformando el restante en hipoclorito sódico, producto que ha aumentado notablemente su precio debido a la última legislación que ha conllevado el cierre de plantas productoras. Mediante un sistema que ya ha sido presentado en la Oficina Española de Patentes y Marcas, Useful Wastes ya cuenta con dos plantas piloto diferentes para el tratamiento de estas salmueras, disminuyendo así el impacto ambiental, intentando mejorar el ecosistema industrial.

El sistema de reutilización y transformación de rechazo de ósmosis inversa USEFUL WASTES HIDRO100 esta llamado a marcar un antes y un después en la industria, solucionando no solo los vertidos, sino logrando hasta un 18% más de permeado y un producto que las propias industrias pueden utilizar, generando totalmente una economía circular.

Esto va muy relacionado con lo que se trató en la I Cumbre de Innovación Tecnológica y Economía Circular celebrada el pasado julio en Madrid, donde se expusieron los peligros del futuro si no cambiamos el modelo actual: desertización, desastres naturales, riadas, incendios y que la población que actualmente no dispone de agua potable, vaya en aumento. Para ello se ha de llevar a cabo un desarrollo sostenible, cubriendo las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades. El mejor ejemplo es la mencionada anteriormente economía circular.

Esta no es ninguna desconocida ya que en la Agenda 2030 de Desarrollo Sostenible se han marcado unos claros objetivos: identificar prioridades y necesidades para transformarlo en ambiciones. Para esto necesitamos de una economía circular que genere un crecimiento económico, ya que nos hará ahorrar grandes cantidades de materias primas y por supuesto, sus costes, potenciando la creación de empleo.

Para esto es necesario la innovación y de la mano de esta, nos arrastra hasta el I+D+i donde España ha disminuido el gasto muy notablemente, aumentando la diferencia en % de PIB de inversión (0.52 puntos en 2008 y 0.84 en 2016).

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Así, sabiendo que existen y cada vez más, tecnologías para la desalación del agua que nos permitirán que este no sea un recurso limitante, es necesario generar un valor en todo el proceso eliminando los posibles inconvenientes de éste. Es por eso por lo que desde Useful Wastes en poco más de dos años hemos luchado y continuaremos haciéndolo por mejorarlo con el fin de mejorar el mundo.

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companies. The presence of salt is not viable for some processes in sectors such as agro-food and cosmetics. Neither is it suitable for cooling towers and boilers, for example. These companies are failing to avail of a minimum of 25% of the high quality water they take from the supply network, due to the reject produced in reverse osmosis processes. By law, this reject must have a conductivity of less than 5000µS/cm, with the consequent economic loss of throwing away water for which there will be an infinite number of solutions in the future. But as of now, there are few uses to which it can be put. At the end of the day, it is life that is being thrown away.

For this reason, Useful Wastes has focused all its efforts on treating and transforming the reject from these reverse osmosis processes, improving water efficiency and converting the remainder into sodium hypochlorite, the price of which has significantly increased due to the latest legislation, which has resulted in the closing of many production plants.

Through the implementation of a system which has already been submitted to the Spanish Office of Patents and Trade Marks, Useful Wastes now has two different pilot plants for the treatment of these brines, thereby reducing environmental impact and seeking to enhance the industrial ecosystem.

The USEFUL WASTES HIDRO100 system of reuse and conversion of reverse osmosis reject will mark a “before and after” in industry. Not only will it solve the problem of discharges, but it will achieve up to 18% more permeate and a product that can be used by the industries themselves, thus generating a fully circular economy.

This is very related to the subject matter of the 1st Technological Innovation and Circular Economy Summit held in Madrid last July, where the dangers of the future were highlighted if the current model is not changed: desertisation, natural disasters, flooding, fires and an increasing number of people without access to drinking water. To combat this, it is necessary to undertake sustainable development, satisfying current needs without compromising the capacity of future generations to satisfy their needs. The best example is the above-mentioned circular economy.

This is not new. The 2030 Agenda for Sustainable Development has set very clear goals: to identify priorities and needs in order to transform them into ambitions. For this purpose, we need a circular economy that generates economic growth, because this will mean great savings in raw materials and, of course, the cost of these materials, resulting in the creation of jobs.

This requires innovation, which brings us to R&D&i, an area in which Spain has made significant cutbacks, and the extent of these cutbacks has been increasing in terms of percentage of GDP invested (a cutback of 0.52 points in 2008 and 0.84 points in 2016).

Therefore, in the knowledge that there are an increasing number of desalination technologies to ensure that water is not a limiting resource, it is necessary to create value in the entire process and eliminate any potential shortcomings.

Ricardo Martínez Vives. CEO & Founder Partner Useful Wastes.

For this reason, we at Useful Wastes have been fighting for a little over Cristina Varona Anta. Co-Founder Useful Wastes two years and will continue to fight to improve the process for the purpose of improving the world.

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LEVERAGING NANOTECHNOLOGY TO IMPROVE WATER QUALITY FOR INDIRECT POTABLE REUSE

Este artículo describe el caso de éxito de la implementación de las membranas LG TFN de osmosis inversa de agua salobre (BWRO) en reutilización indirecta de los recursos hídricos (RPI) en el Scottsdale Water Campus (Arizona, EEUU).

This article describes the successful implementation of LG TFN Brackish Water Reverse Osmosis (BWRO) membranes for Indirect Potable Reuse (IPR) at the City of Scottsdale Water Campus (Arizona, EEUU).

El agotamiento de las fuentes de recursos hídricos para el suministro de agua potable y de riego es un problema a nivel mundial. El cambio climático, la escasez de agua y el aumento de la población en algunas zonas de los EE.UU., especialmente en el suroeste, modifican la demanda actual de recursos hídricos. Estos retos exigen que los municipios busquen opciones de suministro sostenible, como la reutilización potable indirecta de los recursos hídricos (RPI). El objeto de los sistemas RPI es la diversificación de las fuentes de suministro, con el fin de maximizar la fiabilidad y disponibilidad de recursos hídricos de una región. En los RPI, las aguas residuales municipales son tratadas e inyectadas en un acuífero de agua subterránea a través de pozos en la zona vadosa o de aireación, cuencas de distribución u otro medio en el que el agua se filtra a través del suelo insaturado en el acuífero.

Depletion of water supplies for potable and irrigation use has been a major problem in the world. A changing climate, water scarcity, and increased population in some areas of the US, especially in the Southwest alter current demands on water resources. These challenges require municipalities to pursue sustainable supply options such as Indirect Potable Reuse (IPR).The purpose of IPR is to diversify water sources in order to maximize the reliability of the region’s water supply.

In IPR, municipal wastewater is treated and injected into a groundwater aquifer via vadose zone wells, spreading basins or another means in which water percolates through the unsaturated soil into the aquifer.

City of Scottsdale Water Campus es una de las mayores y más avanzadas instalaciones de RPI del mundo. La instalación de Tratamiento Avanzado de Agua (AWT) fue puesta en servicio en 1.999. A dia de hoy cuenta con 14 trenes con membranas de ósmosis inversa de8 con capacidad total de 12 MGD y 3 trenes con membranas de16 pulgadas con capacidad total de 8.4 MGD, operando con un 85% de recuperación para producir agua osmotizada para el riego de campos de golf y la recarga de acuíferos.

LG Chem (LG) ha desarrollado nuevas membranas nanocompuestas de película fina(TFN) de osmosis inversa paraagua salobre (BWRO) que incorporan nanotecnología patentada para mejorar el rendimiento de las membranas de osmosis inversa convencionales.

Las membranas TFN BWRO tienen como objetivo reducir el coste total de la desalinización y, al mismo tiempo, lograr una calidad superior del agua del producto.

En marzo de 2016, LG reemplazó 630 membranas de bajo ensuciamiento en tres trenes en las instalaciones de AWT. Estos trenes cuentan con configuración 20:10:5 y habían estado funcionando durante cinco años antes de ser reemplazados por las membranas TFN BWRO de LG. La Tabla 1 resume las especificaciones de las membranas de osmosis inversa instaladas en la planta de AWT.

Reutilización de aguas residuales | Reuse of wastewater

APROVECHANDO LA NANOTECNOLOGÍA PARA MEJORAR LA CALIDAD DEL AGUA PARA SU REUTILIZACIÓN

City of Scottsdale Water Campus is one of the largest and most advanced IPR facilities in the world. The Advanced Water Treatment (AWT) Facility was commissioned in 1999.Today it consists of fourteen (14) 8-inch RO trains for a total of 12 MGD and three (3) 16-inch RO trains for a total of 8.4 MGD operating at 85% recovery to produce RO treated water for golf course irrigation and aquifer recharge.

LG Chem (LG) had developed new thin film nanocomposite (TFN) brackish water RO (BWRO) membranes which incorporate proprietary nanotechnology to improve conventional RO membrane performance. The TFN BWRO membranes aim to reduce overall cost of desalination while achieving superior product water quality.

In March 2016, LG replaced the existing 630 low fouling membranes in three (3) trains at the AWT Facility. These trains are in 20:10:5-array configuration and have been running for five (5) years before being replaced with LG’s TFN BWRO membranes.

Table 1 summarizes the specifications of the RO membranes installed at the AWT plant.

The results from the water quality analyses presented in Table 2 demonstrate consistent rejection performance of TFN

Tabla 1: LG Chem TFN BWRO. Especificaciones | Table 1.- Design sewage inflows

Producto Modelo | Product Model Caudal de permeado, m3/d (GPD) Permeate Flow Rate, m3/d (gpd)

39,7 (10.500) 39.7 (10,500) 99.5 | 99,5

Los resultados de los análisis de calidad del agua presentados en la Tabla 2 demuestran un rendimiento de rechazo constante de las membranas de TFN para los principales constituyentes. Las concentraciones de permeado de TDS, sodio (Na) y cloruro (Cl) están muy por debajo de los niveles objetivo a tres años.

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Rechazo mínimo de sal (%) | Minimum Salt Rejection (%)

LG BW 400 R

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Rechazo de sal estabilizada (%) | Stabilized Salt Rejection (%) Área activa, m2 (pies2) | Active Area, m2 (ft2)

99.6 | 99,6 37 (400)

Condición de prueba estándar: 2.000 ppm NaCl, 225 psi (15,5 bar), 25 °C (77 °F), pH 8, recuperación del 15%. | Standard test condition: 2,000 ppm NaCl, 225 psi (15.5 bar), 25 °C (77 °F), pH 8, 15% recovery

Componentes

Constituents

Sodio | Sodium

Cloruro | Chloride TDS (calc.)

A | TOC

Concentración de iones de alimentación (mg/L)

Concentración Desviación estándar Desviación de iones de de rechazo de iones estándar permeado (mg/L)

Feed Ion Concentration (mg/L)

Permeate Ion Concentration (mg/L)

283

7,50 | 7.50

1.285 | 1,285

26,30 | 26.30

422

6,81 | 6.81

4.55 | 4.55

0,27 | 0.27

Ion Rejection

Standard Deviation

97,35% | 97.35%

0,22% | 0.22%

97,96% | 97.96%

0,23% | 0.23%

98.92% | 98.92%

96,06% | 96.06%

Objetivo de permeado a tres años (mg/L)

Three-Year Permeate Target (mg/L) 17,00 | 17.00

0.18% | 0.18%

20.00 | 20.00

0,42% | 0.42%

N.D.

70,00 | 70.00

*Promedio de cuatro análisis de muestras independientes durante dos meses de operación (marzo-mayo de 2016) | Average of four (4) independent sample analyses over two months of operation (March-May 2016)

Figura 1. Parámetros de funcionamiento de las membranas LG Figure 1. Operating Parameters for LG Membranes

Reutilización de aguas residuales | Reuse of wastewater

Tabla 2: Promedio* Resultados del análisis de la calidad del agua Table 2: Average* Water Quality Analysis Results

membranes for major constituents.The permeate TDS, Sodium (Na), and Chloride (Cl) concentrations are well below the threeyear targets.

Aunque el valor de COT (Carbón Orgánico Total) en el permeado no está regulado para la aplicación de la reutilización potable indirecta (RPI) en Arizona, en California, el estado con la estructura regulatoria más desarrollada para la reutilización de agua potable, se considera que el COT es una de las formas más rigurosas para analizar la calidad del agua producto. De acuerdo con las últimas regulaciones de la Junta Estatal de Control de Recursos Hídricos de California, los resultados analíticos para COT para aplicación en superficie no deben exceder 0.5 mg/L. Los resultados presentados en la Tabla 2 muestran que la concentración de COT de permeado está significativamente por debajo de ese objetivo.

Figure 1 shows the effect of feed TDS concentration and water temperature variation on the feed pressure and permeate TDS concentration performance of three trains installed with LG membranes. All three trains demonstrate a very stable performance and high quality permeate water.

At the end of 2016, the client was very satisfied with the performance of LG membranes and decided to order another three trains of the same capacity to be replaced with LG membranes. Phase 2 installation took place in January 2017, where three trains with the 24:10:5-array configuration were replaced with LG TFN BWRO membranes bringing the total number of LG elements at Scottsdale Water Campus to 1,332. As of today, the performance of all six trains meets the targets. This case study is a good example of the successful implementation of LG TFN BWRO membranes in IPR applications.

A finales de 2016, el cliente quedó muy satisfecho con el rendimiento de las membranas LG y decidió encargar la sustitución de otros tres trenes de la misma capacidad por membranas LG. La instalación de la Fase 2 tuvo lugar en enero de 2017, donde tres trenes con la configuración 24:10:5 fueron reemplazados por las membranas LG TFN BWRO, con Referencias | References lo que el número total de elementos LG en Scottsdale Water Campus asciende a 1.332. A día de Arizona Department of Water Resources. (2010, November 30). Blue Ribbon Panel. hoy, el rendimiento de los seis trenes cumple los Retrieved October 20, 2016 objetivos fijados. Este caso de estudio es un buen State Water Resources Control Board. (2015, July 16). Retrieved October 20, 2016 ejemplo de la implementación exitosa de las membranas LG TFN BWRO en aplicaciones IPR.

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La figura 1 muestra el efecto de la variación de la concentración de TDS en la alimentación y la temperatura del agua sobre la presión de alimentación y el rechazo de sales en el permeado de los tres trenes con membranas LG instaladas. Los resultados en estos tres trenes demuestran un rendimiento muy estable y con una alta calidad de agua de permeado.

Although permeate TOC is not regulated for IPR application in Arizona, in California, the state with the most developed regulatory structure for potable reuse, TOC is considered one of the critical ways to monitor product water quality. According to California’s State Water Resources Control Board’s latest regulations, the analytical results of the permeate TOC for surface application shall not exceed 0.5 mg/L. The results presented in Table 2 show the permeate TOC concentration significantly below that target.

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Reutilización de aguas residuales | Reuse of wastewater

PROMOVIENDO LA REUTILIZACIÓN DE AGUA EN EL ÁREA METROPOLITANA DE BARCELONA: SANT FELIU REUSE

PROMOTING WATER REUSE IN THE BARCELONA METROPOLITAN AREA: SANT FELIU REUSE

En un contexto de cambio de paradigma hacia un modelo de economía circular, la reutilización de agua se presenta como la alternativa más sostenible al uso de recursos hídricos convencionales, tanto económica como ambientalmente. Sin embargo, existen tantas oportunidades como retos a afrontar, siendo el reto tecnológico el menos limitante, y será clave la colaboración entre los actores territoriales y sociales implicados. Sant Feliu REUSE es un ejemplo de colaboración dentro del área metropolitana de Barcelona.

Within the context of a change to the circular economy model, water reuse is the most sustainable alternative to the use of conventional water resources, from both an economic and an environmental point of view. Nonetheless, there are as many challenges to be overcome as opportunities.

The technological challenge is the least limiting and collaboration between the territorial and social actors involved will be a key factor. Sant Feliu REUSE is an example of collaboration within the Barcelona metropolitan area.

Water reuse in the Barcelona metropolitan area

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Reutilización de agua en el área metropolitana de Barcelona

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Desde el punto de vista socioambiental, los datos advierten que la sequía y la escasez de agua crecientes en Europa han afectado al menos al 11% de la población, según el informe de 2014 del Joint Research Centre (JRC), servicio asesor científico de la Comisión Europea. En este sentido, el uso de aguas regeneradas adaptadas a cada uso, se presenta como una alternativa económicamente viable a la desalinización e incluso al uso de recursos hídricos convencionales, que podría garantizar el suministro de agua a los sectores más dependientes de este recurso: la agricultura, la industria, el turismo, el uso urbano o el del ocio. Por otro lado, el uso de agua regenerada contribuye a la conservación de los recursos naturales y a la reducción de emisión de gases con efecto invernadero comparado con otras fuentes alternativas como la desalinización. En el caso del uso agrícola, la reutilización de agua para riego reduce la necesidad de fertilizantes químicos, ya que el agua regenerada contiene nutrientes. ¿La contrapartida? Aún existen dificultades a superar, que se dividen en retos tecnológicos, económicos, sociales y de gobernanza. A día de hoy, hemos

From the socio-environmental perspective, the figures warn that drought and growing water scarcity in Europe has affected at least 11% of the population, according to a 2014 report issued by the Joint Research Centre (JRC), the European Commission’s scientific advisory service. In this respect, the use of reclaimed water, adapted to each individual use, emerges as a viable alternative to desalination and even to the use of conventional water resources. Reclaimed water could guarantee water supply to the sectors that are most dependent on it: agriculture, industry, tourism, urban services and recreational use. Moreover, the use of reclaimed water contributes to the conservation of natural resources and a reduction in greenhouse gas emissions compared to alternative sources, such as desalination. In the case of agricultural, water reuse for irrigation reduces the need for artificial fertilisers, because reclaimed water contains nutrients. The drawback? There are still difficulties to be overcome, and these can be classified as technological, economic, social and governance challenges. We have now overcome the main technological barriers to guaranteeing the supply of quality reclaimed water, at least for urban use. For this reason, factors such as social acceptance, the role of the

Figura 1: Retos en la implementación de las aguas regeneradas Figure 1: Challenges associated with the use of reclaimed water (Source: Cetaqua)

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En el área metropolitana de Barcelona, Aigües de Barcelona impulsa desde hace años iniciativas que promueven la innovación tecnológica y la implementación de la economía circular en el ciclo integral del agua, incluyendo el uso de aguas regeneradas.

Cetaqua – Centro Tecnológico del Agua, cofundado por Aigües de Barcelona, el CSIC y la Universitat Politècnica de Barcelona – ha jugado el papel de puente necesario para aplicar la I+D+i al territorio y al tejido empresarial, y ha desarrollado en el área metropolitana de Barcelona diferentes proyectos sobre reutilización, desarrollo y validación tecnologías de regeneración de aguas a escala demostrativa. Un ejemplo es LIFE aWARE, un proyecto europeo en el que se demostraron sistemas innovadores de reutilización para el ámbito urbano, enfocados a la eliminación de sustancias prioritarias y contaminantes orgánicos emergentes. O el LIFE WIRE, donde se evaluaron sistemas de tratamiento en industrias para promover el uso de aguas regeneradas “a la carta” en el sector industrial. Por último, en DEMEAU y DESSIN, se evaluaron sistemas de producción de agua regenerada apta para la recarga de acuíferos.

Aigües de Barcelona has been undertaking initiatives for many years in the Barcelona metropolitan area to promote technological innovation and the implementation of the circular economy in the integrated urban water cycle, including the use of reclaimed water. Cetaqua – Centro Tecnológico del Agua, co-founded by Aigües de Barcelona, the CSIC (Spanish National Research Council) and the Universitat Politècnica de Barcelona – has played a bridging role between the public administration and the business community for the purpose of undertaking R&D&i in this area. Cetaqua has carried out different projects in the Barcelona metropolitan area associated with reuse, and the development and validation of water reclamation technologies on a demonstration scale. One such project is the European LIFE aWARE project, in which innovative reuse systems for urban areas were demonstrated. These systems focus on the removal of priority substances and emerging organic pollutants.

Another example is LIFE WIRE, which featured the evaluation of treatment systems in industry to promote the use of “a la carte” reclaimed water. And reclaimed water production systems suitable for aquifer recharge were evaluated in the DEMEAU and DESSIN projects.

Actualmente, el Àrea Metropolitana de Barcelona (AMB) cuenta con un sistema de reutilización de aguas residuales urbanas muy completo, gestionado por la empresa mixta que conforma con Aigües de Barcelona. El sistema lo conforman tres Estaciones Regeneradoras de Aguas (ERAs): Baix Llobregat, Gavá-Viladecans, Sant Feliu de Llobregat. Por un lado, la ERA del Baix Llobregat (102,5 Hm3/ año de capacidad) es una de las de mayor capacidad en Europa y permite la regeneración de aguas residuales para usos urbanos, industriales, agrícolas y ambientales, como el mantenimiento de zonas húmedas y del caudal ecológico del río. Además, la planta cuenta con un sistema de tratamiento avanzado (15.000 m3/d) para la inyección de agua en el acuífero, enfocado a frenar la intrusión salina en las zonas sobreexplotadas. La ERA Gavá-Viladecans (7,8 Hm3/año de capacidad), por otro lado, cuenta con un birreactor de membranas (MBR) capaz de producir agua ultrafiltrada que es estacionalmente usada para el riego agrícola. Finalmente, la ERA de Sant Feliu de Llobregat es en la que se centra el siguiente estudio.

Currently, the Àrea Metropolitana de Barcelona (AMB) has a very comprehensive urban wastewater reuse system, managed by the mixed company it forms with Aigües de Barcelona. The system is made up of three Water Reclamation Plants (WRPs): Baix Llobregat, Gavá-Viladecans and Sant Feliu de Llobregat.

The Baix Llobregat WRP (capacity of 102.5 Hm3/annum) is amongst the facilities with the largest capacity in Europe and enables the reclamation of waste water for urban, industrial and agricultural applications as well as for environmental uses, including the maintenance of wet zones and the ecological flow of the river. The plant also has an advanced treatment system (15,000 m3/d) for the injection of water into the aquifer, with a view to preventing saltwater intrusion in overexploited areas.

The Gavá-Viladecans WRP (capacity of 7.8 Hm3/annum) has a membrane bioreactor (MBR) capable of producing ultra-filtered water used seasonally for irrigation. Finally, we have the Sant Feliu de Llobregat WRP, the focal point of the study described in this article.

Sant Feliu Reuse: Un caso de sinergia entre la I+D+i, la empresa y la administración

Sant Feliu Reuse: A case study in synergy between R&D&i, private enterprise and the public administration

El Ayuntamiento de Sant Feliu de Llobregat también se ha comprometido con la sostenibilidad ambiental como eje de desarrollo y crecimiento económico y tiene como objetivo posicionarse como referente en la aplicación de un modelo de economía circular en su territorio, con la regeneración de aguas como eje principal de actuación.

En 2016, el ayuntamiento firmó un convenio de colaboración con Aigües de Barcelona y Cetaqua para impulsar proyectos de economía circular en dicho municipio. Gracias a esta iniciativa, se desarrolló una metodología innovadora para aplicar el modelo de economía circular en el territorio. Basándose en la relación entre agua, energía y residuos, esta herramienta permitió identificar acciones concretas para reducir, reutilizar y reciclar los recursos del municipio.

En Sant Feliu, la iniciativa ayudó a estudiar los recursos del núcleo urbano, el ciclo urbano del agua, el polígono industrial y el parque agrícola de Sant Feliu de Llobregat, para poder identificar sinergias potenciales entre estos actores territoriales. Como resultado, se detectaron diez oportunidades de circularidad en el municipio.

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Reutilización de aguas residuales | Reuse of wastewater

actors involved in decision making, and favourable financing strategies are of significant importance in fostering water reuse.

The Municipal Council of Sant Feliu de Llobregat is committed to environmental sustainability as a pillar of economic growth and development, and aims to position itself as a benchmark in the implementation of the circular economy in its territory. In this respect, water reclamation is a main area of action.

In 2016, the Municipal Council entered into a cooperation agreement with Aigües de Barcelona and Cetaqua to promote circular economy projects in Sant Feliu de Llobregat. Thanks to this agreement, an innovative methodology was developed to implement the circular economy model in the municipality.

Based on the relationship between water, energy and waste, this methodology enabled the identification of specific actions to reduce waste, and to foster the reuse and recycling of resources in Sant Feliu de Llobregat. The initiative facilitated study of resources in the urban area, the urban water cycle, the industrial estate and the Sant Feliu de Llobregat agricultural park, for the purpose of identifying potential synergies between

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superado las principales barreras tecnológicas para garantizar el suministro de agua regenerada de calidad, por lo menos en el ámbito urbano. Por lo tanto, factores como la aceptación social, el papel de los actores implicados en la toma de decisiones y las estrategias de financiación favorables tienen un peso importante en el fomento de la reutilización de agua.

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Reutilización de aguas residuales | Reuse of wastewater

Aigües de Barcelona gestiona la Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) de Sant Feliu de Llobregat. La EDAR tiene una capacidad de tratamiento de 64.000 m3/d (375.000 habitantes equivalentes) y está dotada de un tratamiento terciario con una capacidad de 32.000 m3/d diseñado para proporcionar agua para los siguientes usos: • Usos agrícolas: riego agrícola a través del Canal de la Infanta y a la Comunidad de Regantes del “Reg Vell” de Sant Vicenç dels Horts • Usos recreativos: riego del campo de golf (R3) de Sant Vicenç dels Horts • Usos internos de la EDAR: principalmente agua para preparación de reactivos y agua de servicio para limpiezas • Usos ambientales El ayuntamiento plantea la incorporación de nuevos usos para el agua regenerada como podrían ser el urbano (riego de parques y jardines, limpieza de calles) o el industrial (limpiezas, refrigeración, calderas), que rebajarían la presión existente sobre los recursos hídricos convencionales consumidos en la zona.

Prueba piloto para fomentar el uso de aguas regeneradas en Sant Feliu El esquema de tratamiento terciario de la ERA de Sant Feliu de Llobregat está compuesto por una batería de diez filtros de arena por gravedad seguidos de un sistema de desinfección por radiación ultravioleta y cloración con hipoclorito sódico. Cada uno de estos filtros, alimentado directamente con el efluente secundario de la EDAR (sistema biológico de fangos activados con eliminación de nutrientes), tiene una capacidad media de 300 m3/h y una capacidad máxima de diseño de 450 m3/h (10.800 m3/día).

Aprovechando que es necesaria la rehabilitación de esta infraestructura, Aigües de Barcelona plantea la evaluación de dos trenes de regeneración de aguas residuales alternativos, que aporten ventajas sobre el sistema de filtración por arena (por gravedad) en cuanto a operatividad, espacio y calidad de agua de salida.

Cetaqua, en coordinación con Aigües de Barcelona, planteó dos posibles alternativas técnicas: Opción 1: Filtración multicapa (sílex-antracita) a presión del efluente secundario del sistema de depuración

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Este tipo de sistema consiste en un lecho filtrante cerrado y presurizado, que ofrece una alternativa a los filtros de arena abiertos más compacta a nivel de espacio y menos expuesta a agentes externos. Además, aplicar presiones (entre 1 y 1,5 bares), es posible recurrir a granulometrías más finas (no aptas para un sistema de

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these territorial actors. Ten circular economy opportunities were identified as a result.

Aigües de Barcelona manages the Sant Feliu de Llobregat Wastewater Treatment Plant (WWTP). The WWTP has a treatment capacity of 64,000 m3/d (375,000 population equivalent) and features tertiary treatment with a capacity of 32,000 m3/d, which is designed to provide water for the following purposes: • Agricultural use: crop irrigation through the Canal de la Infanta and the “Reg Vell” Irrigation Community in Sant Vicenç dels Horts • Recreational uses: irrigation of Sant Vicenç dels Horts golf course (R3) • Internal WWTP uses: mainly as water for the preparation of chemicals and service water for cleaning operations • Environmental uses The Municipal Council is considering using the reclaimed water for other purposes, such as municipal services (irrigation of parks and gardens, street cleaning) or industrial uses (cleaning, cooling, boilers), which would reduce the pressure on conventional water resources in the area.

Pilot test to foster use of reclaimed water in Sant Feliu Tertiary treatment at the Sant Feliu de Llobregat WRP comprises a battery of ten gravity sand filters, followed by a UV disinfection system and chlorination with sodium hypochlorite. Each of the filters, which are fed directly with the secondary effluent from the WWTP (biological activated sludge system with nutrient removal), has an average capacity of 300 m3/h and a maximum design capacity of 450 m3/h (10,800 m3/day).

Availing of the fact that this infrastructure requires renovation, Aigües de Barcelona is evaluating the possibility of installing two alternative wastewater reclamation systems. These systems have advantages over the gravity sand filters system in terms of operation, footprint and product water quality.

Cetaqua, in coordination with Aigües de Barcelona, is examining two possible technical alternatives: Option 1: Multi-layer pressure filtration (flint-anthracite) of the secondary effluent from the treatment system This type of system consists of an enclosed, pressurised filter bed, which offers a more compact alternative to open sand filters in terms of space and also as regards exposure to external agents.

Moreover, by applying pressure (between 1 and 1.5 bar), it is possible to implement smaller grain sizes (not suitable for gravity filter systems), thereby achieving a higher quality treated effluent.

Planta piloto de Sant Feliu Reuse en la EDAR del municipio de Sant Feliu de Llobregat (Fuente: Cetaqua) | Sant Feliu Reuse pilot plant at the Sant Feliu de Llobregat WWTP (Source: Cetaqua)

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La UF es una tecnología ya muy consolidada en el mercado que permite un efluente de mayor calidad (sin sólidos y con una turbidez menor a 0.5 NTU) que los filtros de arena (por gravedad o a presión); sin embargo, se trata de un sistema con altos costes de inversión asociados (comparado con otros sistemas más convencionales).

Su aplicación directa en la filtración de efluentes secundarios no es común, siendo habitual un sistema previo fisicoquímico o de filtración que actúa como pretratamiento.

Con el fin de evaluar las tecnologías mencionadas e Operaciones en la planta piloto de Sant Feliu Reuse (Fuente: Cetaqua) impulsar de este modo la reutilización en el municipio, Operations at the Sant Feliu Reuse pilot plant (Source: Cetaqua) durante 12 meses, Cetaqua ha operado una planta piloto de una capacidad total cercana a los 10 m3/h. La planta Option 2: Filtration with ultrafiltration (UF) membranes of the está automatizada para operar las 24 horas del día los 7 secondary effluent from the treatment system días a la semana y tiene instalada la instrumentación necesaria para realizar la evaluación técnica correspondiente. Cuenta con UF is now a very consolidated technology in the marketplace. dos módulos externos de ultrafiltración capilar instalados en paIt enables an effluent of greater quality (free of solids and ralelo y preparados para filtrar en modo dead-end y realizar conturbidity of less than 0.5 NTU) than sand filters (gravity or tralavados y limpiezas químicas periódicas. Por otro lado, el filtro pressure). However, investment costs are high compared with multicapa a presión testeado lo conforma una combinación de those of more conventional systems. The direct application of grava (25 kg), sílex (85 kg) y antracita (75 kg de entre 0,8 y 2 mm de UF to secondary effluents is not common. It is more common diámetro), y cuenta con un sistema automático de contralavados for UF filtration to be preceded by pretreatment consisting of y drenaje. either a physicochemical system or filtration.

El pilotaje ha permitido validar técnico-económicamente ambos For the purpose of evaluating these technologies and thereby trenes de tratamiento según el uso y la demanda al que irán enstimulating reuse in the municipality, Cetaqua has operated a focados. Durante la operación del piloto, las tecnologías han sido pilot plant with a total capacity of almost 10 m3/h for a period optimizadas, maximizando el rendimiento hídrico y el ratio de proof 12 months. The plant is automated to operate 24 hours ducción asociados, con el fin de minimizar los costes de explotaper day, 7 days per week and is equipped with the necessary ción e inversión asociados. instrumentation to carry out the corresponding technical evaluation. The pilot plant has two external capillary UF Resultado de las soluciones tecnológicas propuestas modules installed in parallel. These modules are programmed to filter in dead-end mode, as well as to carry out periodic El laboratorio de Aigües de Barcelona ha dado soporte al proyecto back-flushing and chemical cleaning. The multi-layer pressure realizando las analíticas correspondientes que han permitido valifilter tested is made up of a combination of gravel (25 kg), dar qué usos (según las calidades definidas por el RD1620/2007) flint (85 kg) and anthracite (75 kg of between 0.8 and 2 mm podrían ser aplicados mediante estas tecnologías (Tabla 1). Tal y in diameter), and it features an automatic back-washing and como se indica, tanto en usos urbanos residenciales (Calidad 1.1 – drainage system.

Tabla 1 | Table 1

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The pilot test has enabled technical and economic validation of the two treatment options in accordance with the demand for this treatment and the use to which the product water will be put. During the pilot test, the technologies were optimised to maximise water efficiency and associated production ratios, with a view to minimising operating and investment costs.

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Opción 2: Filtración por membranas de ultrafiltración (UF) del efluente secundario del sistema de depuración

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filtración por gravedad), obteniendo una mayor calidad del efluente tratado.

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Descarga de Sanitarios, Limpieza de vehículos) como en los usos industriales (Calidad 3.2 – Torres de Refrigeración), las tecnologías de filtración por arena (por gravedad) y filtración multicapa a presión no resultarían aptas de forma robusta por la turbidez. Para el resto de los usos sería necesario garantizar una desinfección parcial o total del efluente.

La Tabla 2 muestra las ventajas y desventajas asociadas a las tecnologías de regeneración evaluadas. Además, el pilotaje ha permitido validar que el coste de operación asociado al filtro multicapa a presión se estima en un 35-40% respecto a la ultrafiltración. Sin embargo, la ultrafiltración, a pesar de estar asociada a costes operacionales mayores, permite alcanzar una calidad de agua mayor, completamente libre de sólidos y con niveles de turbidez menores a 0,5 NTU, lo cual la convierten en una alternativa interesante cuando existe la posibilidad de distribuir agua al sector industrial. Por ejemplo, se presenta como un pretratamiento ideal para las membranas de ósmosis inversa, que suelen ser usadas en la industria como post-tratamiento al agua extraída de pozos o incluso al agua potable, y que probablemente también serían requeridas en el caso posible de que agua regenerada de origen urbana fuera distribuida hasta el polígono.

Conclusiones y perspectivas El proyecto demostrativo Sant Feliu Reuse ha permitido aportar conocimiento a la operadora Aigües de Barcelona sobre qué sistema de tratamiento es el óptimo a instalar para poder suplir con garantías las demandas previstas por el Ayuntamiento de Sant Feliu de Llobregat, así como hacerlo al menor coste posible. En base a los usuarios interesados o usos definidos en los que se quiera utilizar agua regenerada, es recomendable el uso de la ultrafiltración, más enfocada a pre-tratamiento para usos industriales. Como contrapartida, el filtro bicapa a presión garantizaría de forma robusta los nuevos usos urbanos previstos, como el baldeo de calles o el riego de parques y jardines.

Sant Feliu de Llobregat representa, pues, un ejemplo claro de la transición municipal hacia un modelo de economía circular. Otros ejercicios teóricos similares se han y se están realizando en la localidad de Gavà y en Gran Canaria, en donde el agua regenerada juega un papel importante e iniciativas de este tipo son de gran interés. Innovar y seguir investigando nuevas tecnologías de regeneración de agua es esencial para poder abordar los retos de la reutilización, una vez se superen las dificultades socioeconómicas, pero también para demostrar sus potenciales beneficios. Ejemplos de grandes proyectos como el recién lanzado LIFE REMINE WATER permitirán abordar el “vertido líquido 0” (ZLD) en sectores industriales y otras problemáticas complejas.

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Table 2 shows the advantages and disadvantages associated with the reclamation technologies evaluated. The pilot study also enabled validation of the fact that the operating cost associated with the multi-layer pressure filter is estimated at 35-40% of the operating cost associated with ultrafiltration. Ultrafiltration, however, despite having higher operating costs, enables a higher quality of water to be obtained. This water is completely free of solids and has turbidity of less than 0.5 NTU, making it an attractive alternative where there is a possibility of distributing water to the industrial sector. For example, UF technology would be an ideal pretreatment for reverse osmosis membranes, which are commonly used in industry as post-treatment for water extracted from wells or even drinking water, and which will probably also be required in the event that reclaimed water of urban origin were to be distributed to the industrial estate.

Conclusions and outlook The Sant Feliu Reuse demonstration project has enabled the provision of information to the operator, Aigües de Barcelona, on the optimum treatment system to install in order to meet the envisaged demands of the Sant Feliu de Llobregat Municpal Council with guarantees, as well as information on how to do so at the lowest possible cost. Based on the interested users or the uses for which reclaimed water is required, ultrafiltration is recommended as pretreatment for industrial uses, while two-layer pressure filtration provides robust guarantees for new envisaged urban uses, such as street cleaning or irrigation of parks and gardens.

Sant Feliu de Llobregat represents a clear example of municipal transition towards a circular economy model. Other similar theoretical exercises have been and are being undertaken in the district of Gavà in Gran Canaria, where reclaimed water plays an important role and initiatives of this type are of great interest.

Innovation and ongoing research into new water reclamation technologies is vital in order to address the challenges of reuse, with a view to overcoming socioeconomic issues and also to demonstrate the potential benefits of these technologies. Largescale projects such as the recently launched LIFE REMINE WATER project will enable the “zero-liquid discharge” (ZLD) target and other complex problems to be addressed in industrial sectors.

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Tabla 2 | Table 2

The Aigües de Barcelona laboratory provided support to the project by carrying out the corresponding analyses, which have enabled validation of what uses (in accordance with the quality parameters set out in Royal Decree RD1620/2007) the product water could be put to through the implementation of these technologies (Table 1). As can be seen, as a result of turbidity, gravity sand filtration and multi-layer pressure sand filtration technologies were not sufficiently robust in the case of both residential urban use (Quality 1.1 – Toilet flushing, Vehicle cleaning) and industrial uses (Quality 3.2 – Cooling towers). And for other uses, it would be necessary to guarantee partial or total disinfection of the effluent.

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Results of evaluation of the proposed technological solutions

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GENEBRE – Static double-regulating balancing valve with variable orifice

Válvula de globo de doble regulación y orificio variable según norma BS 7350. El cuerpo y bonete están construidos de fundición nodular GGG-40.

Double-regulating globe valve with variable orifice, compliant with BS 7350 standard. Body and bonnet made of GGG-40 ductile iron.

Con Bridas PN16 según EN 1092. Longitud entre caras según EN 558-1 serie 1.Eje no ascendente. Disco recubierto en EPDM. Provista con tapones para verificación (G1/4”). Y tiene la triple función de Medición, Regulación y Corte. La presión de trabajo máxima 16 bar. No requiere mantenimiento.

Y las condiciones de trabajo: Agua: -10°C a +120°C; para bajo 0°C solamente para agua con agregado de fluido anticongelante.

EN 1092-compliant PN16 flanged ends. Face-toface length in accordance with EN 558-1 series 1 standard. Non-rising stem. EPDM coated disc. Fitted with seals for verification (G1/4”). Triple Metering, Regulating and Shut-off functions. Maximum working pressure 16 bar. No maintenance required.

Working conditions: Water: -10°C to +120°C; below 0°C only for water with added anti-freeze.

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GENEBRE - Válvula de Equilibrado estático de doble regulación y orificio variable

DIMENSIONES GENERALES | GENERAL DIMENSIONS

TABLA DE CAUDALES | FLOW MEASUREMENT

HALL 4 Stand B24-26 Genebre Group Edificio Genebre • Avda. Joan Carles I, 46-48 • 08908 L’Hospitalet de Llobregat (Barcelona) España genebre@genebre.es www.genebre.es

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Valores de caudal con las siguientes tolerancias: +/- 18% (válvula abierta al 25%) y +/- 10% (válvula abierta totalmente), según norma BS 7350 Flow rate values with following tolerances: +/- 18% (valve 25% open) y +/- 10% (valve fully open), in accordance with BS 7350 standard

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DeepDrop® System, sistema de riego, Modelo Patentado, es una aplicación que convierte el riego en superficie en subterráneo incorporando las siguientes ventajas

DeepDrop® system, Patented Model that converts surface irrigation into subsurface irrigation, with the following benefits

Ventajas

Benefits

• Con su instalación se consigue un ahorro de hasta un 50% en el consumo de agua de riego incrementando la eficiencia en su gestión.

• Fácil instalación, tanto en sistemas de regadío existentes como de nueva instalación.

• Permite la evaluación e inspección visual de funcionamiento del riego subterráneo.

• Se adapta al uso tanto para cultivos agrícolas como para jardinería.

• Bajo coste de instalación.

• Se puede colocar exactamente donde se desee de forma global o paulatinamente.

• Riego y fertirrigación en todas las condiciones topográficas.

• Guía las raíces hacia el subsuelo permitiendo de este modo fortalecer el arraigamiento de árboles, plantas y cualquier otro tipo de cultivo.

• Gran resistencia al taponamiento debido a los grandes y amplios pasajes de agua.

• Fácil de armar y desarmar para su mantenimiento.

• Fabricado con material resistente a los productos químicos, rayos UV y altas temperaturas.

• Up to 50% lower water consumption, thereby enhancing water management efficiency.

• Easy installation in existing and new irrigation systems.

• Enables evaluation and visual inspection of subsurface irrigation.

• Suitable for both agricultural crops and gardens.

• Low installation costs.

• Can be phased in or installed globally in the exact desired location.

• Irrigation and fertirrigation in all topographic conditions.

• Guides roots towards the subsurface thereby improving anchorage of trees, plants and other crop types.

• Highly resistant to clogging due to wide water passages.

• Easy to assemble and disassemble for maintenance purposes.

• Made of materials resistant to chemicals, UV rays and high temperatures.

Aplicaciones • Plantaciones en invernaderos, viveros, cítricos, huertos, caducifólios, riegos de árboles y riego de jardines.

• Riegos en condiciones desérticas.

• Riegos en tierras arcillosas para salvar la capa impermeable.

• Sistema adaptable a cualquier tipo de sistema de riego por goteo en superficie

Colocación y funcionamiento El dispositivo se compone de un tubo cuyo uno de sus extremos se introduce en otro tubo de mayor diámetro y provisto de un orificio de salida clavado bajo tierra. En el otro extremo situado en la superficie lleva acoplado un dosificador conectado por un orificio mediante un latiguillo a la red de abastecimiento de agua.

El tubo cuenta con un orificio para facultar la evacuación del agua de riego a la profundidad deseada. De esa forma surte el agua bajo tierra, cerca de las raíces favoreciendo que éstas crezcan hacia abajo y no en sentido opuesto como cuando se riega con otros sistema de riego en superficie.

Applications • Greenhouse plantations, plant nurseries, citrus fruit plantations, vegetable/market gardens, deciduous plants, irrigation of trees and gardens.

• Irrigation in desert conditions.

• Irrigation of clayey soils to achieve penetration of the impermeable layer.

• System adaptable to any type of surface drip irrigation system.

Installation and functioning The device consists of a pipe, one of the ends of which is inserted into another pipe of larger diameter with an outlet hole anchored under the soil. The other end of the pipe, which is above the surface, is coupled to a dosing unit. The dosing unit is connected by an inlet hole and a hose tube to the water supply network.

The pipe has an outlet to enable the emission of irrigation water at the desired depth. In this way, the water is delivered under the soil near the roots, which promotes downward root growth rather than upward growth as tends to occur with surface irrigation systems.

The dosing system display unit enables verification of the correct flow of water from the supply network and detection of potential anomalies in the supply of water.

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El visor dosificador sirve para verificar el correcto fluido del agua proveniente de la red de abastecimiento, delatando las posibles anomalías del suministro.

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The device is fitted with a guard to prevent foreign objects entering the hole in the soil in which the device is anchored.

El dispositivo cuenta con un protector que impide la entrada de residuos en el interior del agujero de la tierra donde está clavado.

DEEPDROP® C/ Deire, 1. • 29770 Torrox (Málaga) • Mov.: 600 020 868 E-Mail: info@deepdrop.es www.deepdrop.es

Hall 3 Stand 08B

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Las ventosas CSA® de triple efecto incorporan la tecnología RFP (sistema de prevención de llenado rápido) y AS (anti choque) que ayudan a prevenir los golpes de ariete en las conducciones y sus dañinos efectos.

Comeval will once again participate at SMAGUA, where the company will showcase its range of products for sanitation, supply networks, irrigation, dams, desalination and industry.

CSA® triple acting air release valves incorporate RFP (Rapid Filling Prevention) and AS (Anti Shock) technology, helping to prevent water hammer and the ensuing damaging effects in water pipes.

El Sistema RFP consiste en un disco dimensionado para disminuir el caudal de descarga de aire y el cierre rápido de la ventosa. Así mismo evita la fuga rápida de agua durante el cierre y su inundación durante el llenado rápido de tubería a baja presión.

The RFP device consists of a disc plate sized to diminish the airflow and the rapid closing of the air valve. It also prevents the rapid release of water and flooding during the rapid filling of the duct at low pressure.

El Sistema Anti Choque se compone por un sistema de muelle y disco con orificios dimensionados carga que permiten el control de flujo en la salida de aire.

The AS device comprises a spring-loaded disc with orifices sized to control the outlet airflow.

Los especialistas hidráulicos de Comeval aconsejan la instalación de ventosas con el sistema AS en los puntos altos de los tramos de conducciones en impulsión de bombas mientras que las ventosas con el sistema RFP se situaran en los cambios de gradiente y de acuerdo al siguiente esquema típico de una estación de bombeo donde se ubica adicionalmente un tanque anti ariete en la salida de bombas.

Ventosas compactas de cámara única: ventajas y prestaciones A menudo se plantean dudas por parte de los usuarios sobre la conveniencia de utilizar ventosas tradicionales de doble cámara o por el contrario utilizar las de tipo compacto de una sola cámara.

Aquí de modo resumido Comeval aporta algunas características de estas últimas que aportan extraordinarias ventajas para el usuario: • Paso libre de restricciones por el diseño de las cámaras y entrada • Guiado del flotador a lo largo del cuerpo de simple cámara • Evita un cierre anticipado por inundación • Disponen de sistema de llenado rápido que evita el cierre prematuro (patentado por CSA – FOX) • Sello elástico para el asiento posterior del flotador • No es necesaria una válvula manual para mantenimiento en línea con las consecuentes desventajas que aporta: cavitación, turbulencias, mantenimiento de empaquetaduras, reducción de capacidad y mayor espacio • Menores juntas y piezas internas • Menor tamaño general #ComevalValveSystems apuesta por las ventosas de cámara única por su mayor fiabilidad, menor tamaño, diseño optimizado y mayor durabilidad en uso.

Comeval hydraulic specialists recommend the installation of air valves equipped with the AS device at the highest points of water pipe sections in pumping stations, while air valves with the RFP system should be implemented where there are changes in grade, in accordance with the following schematic diagram of a pumping station. An anti-surge tank should also be installed at the pump outlet.

Compact Single- Chamber Air Valves: benefits and features Users are often in doubt as to whether to use conventional double-chamber air valves or opt for the latest single-chamber design. Comeval would like to point out some of the extraordinary benefits of the latter: • Full-unobstructed bore thanks to chamber and inlet design • Rib guided float along the length of the single-chamber body • Prevents premature closing due to flooding • Rapid Filling Prevention system (patented by CSA-FOX) prevents premature closing • Float-resistant back seat O ring • Manual valve not required for inline maintenance, thus preventing the typical issues associated with manual valves: cavitation, bore reduction, turbulence, gasket maintenance and space • Fewer inner parts and seals • Much lighter design #ComevalValveSystems strongly recommends single-chamber air valves due to their greater reliability, smaller size, optimised design and durability.

Pabellón / Hall 4 F-G/9-12 COMEVAL VALVE SYSTEMS, S.L. Les Rotes, 15 • 46540 El Puig • (Valencia) España comeval@comeval.es • Telefono: 902 444 066 - 961 479 011 www.comeval.es

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Comeval participa de nuevo en SMAGUA presentando sus productos para los sectores del saneamiento, redes de distribución, regadío, presas, desalinización e industria.

Compact Single- Chamber Air Valves: benefits and features

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Ventosas CSA® de triple efecto

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Molecor es una compañía española especializada en el desarrollo de Tecnología de Orientación Molecular aplicada a canalizaciones de agua a presión.

Molecor is a Spanish company specialising in the development of Molecular Orientation Technology applied to pressurised water conveyance systems.

Fue fundada en 2006 y desde entonces su exponencial crecimiento y mejora continua en el desarrollo de soluciones eficientes e innovadoras para el desarrollo de tecnología para la fabricación de tuberías y accesorios de PVC Orientado (PVC-O) la han convertido en el actual líder mundial del sector.

The company was founded in 2006 and since then has enjoyed continuous, rapid growth in the development of efficient, innovative technology for the manufacture of Oriented PVC (PVC-O) pipes and fittings. Molecor is now the global leader in this sector.

Gracias a su exclusivo Sistema Genuino de Aire, Molecor produce tuberías de clase 500 y accesorios de PVC Orientado con los que ofrece al mercado soluciones integrales en PVC-O, altamente eficaces, sostenibles y con una gran esperanza de vida.

Ubicada el km 3.1 de la carretera M-206 de en Loeches (Madrid), se encuentra el centro de producción con seis líneas de fabricación de tuberías TOM® de PVC-O y una línea de fabricación de accesorios ecoFFITOM® de PVC Orientado: • Las tuberías TOM® de PVC-O se fabrica en una amplia gama de presiones nominales (12.5, 16, 20 y 25 bar) y diámetros (de 90 a 800 mm).

• Los accesorios ecoFITTOM® de PVC-O se fabrican en presión nominal de 16 bar y diámetros nominales de 110, 160, 200, 250, 315 y 400 mm.

Con los accesorios ecoFITTOM® Molecor ofrece un sistema continuo y uniforme en PVC-O; esto garantiza las mismas propiedades hidráulicas y mecánicas en los diferentes elementos de la red, tanto en las tuberías como en los accesorios, así como la calidad total del líquido transportado, ya que TOM® y ecoFITTOM® son inmunes a la corrosión y a las agresiones químicas de micro y macro-organismos, cumpliendo así con los estándares de salud para el agua destinada al consumo humano.

Se presentan como una excelente alternativa en las redes de distribución de agua gracias a su eficiencia en la explotación y a sus bajos costes de mantenimiento. También por sus altas propiedades físicomecánicas y químicas, que aseguran la fiabilidad en el abastecimiento y la protección ambiental. Productos muy competitivos frente a otros materiales que ofrecen ventajas tales como: gran resistencia al impacto, mayor capacidad hidráulica, mejor comportamiento frente al golpe de ariete, gran resistencia química, completa estanqueidad, menores pérdidas de carga y fácil instalación.

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Aplicaciones: conducciones de agua a presión destinadas a riego, abastecimiento de agua potable, reutilización, industria, redes contra incendios e impulsiones, entre otros usos.

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Thanks to its exclusive Genuine Air System, Molecor produces class 500 Oriented PVC pipes and fittings to provide the market with global PVC-O solutions that are highly efficient, sustainable, andextremely durable.

The production centre, located at km 3.1 of the M-206 roadway in Loeches (Madrid), boasts six TOM® PVC-O pipemanufacturing lines and a line for the production of ecoFFITOM® PVC-O fittings: • TOM® PVC-O pipes are manufactured in a wide range of nominal pressures (12.5, 16, 20 and 25 bar) and diameters (from 90 to 800 mm).

• ecoFITTOM® TOM® andecoFITTOM®fittings are manufactured in a nominal pressure of 16 bar and nominal diameters of 110, 160, 200, 250, 315 and 400 mm.

With ecoFITTOM® fittings, Molecor offers a continuous, uniform PVC-O system. This ensures the same hydraulic and mechanical properties in the different network elements, including both pipes and fittings. The overall quality of the liquid conveyed is also guaranteed, because TOM® and ecoFITTOM® are immune to corrosion and chemical aggression from micro- and macroorganisms, thereby ensuring compliance with health standards related to water for human consumption.

These pipes and fittings are an excellent option for water distribution networks due to their operating efficiency and low maintenance costs, as well as excellent physicochemical and mechanical features, which ensure reliable water supply and environmental protection. PVC-Oproducts are very competitive compared to other materials, affording benefits such as: high resistance to impact, greater hydraulic capacity, better response to water hammer, great chemical resistance, complete watertightness, lower head loss and easy installation.

Applications: conveyance of pressurised water for irrigation, drinking water supply, reuse, industry, fire protection networks, amongst others.

Sustainability is of vital importance at Molecor, a company fully committed to environmental protection La sostenibilidad es fundamental para Molethrough sustainable cor, existiendo gran compromiso de respeto al production. Molecor medioambiente realizando una producción sostemanufactures the most, nible. A la vez que fabrica la tubería más ecológiefficient, eco-friendly pipe on ca del mercado, ya que es la que mejor eficiencia, the market, with the greatest mayor ahorro energético y menor huella ambienenergy savings and smallest tal presenta, con lo que contribuye de forma efiPabellón / Hall 4 environmental footprint, caz al correcto desarrollo sostenible del planeta.

Stand B14 thus contributing effectively to the Molecor Tecnología, S.L. correct sustainable Ctra. M-206, Torrejón-Loeches, Km 3.1 • 28890 Loeches • Madrid • España development of the Tel: + 34911 337 088 • canalizaciones@molecor.com planet. www.molecor.com

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STANDARDS - A STRATEGIC TOOL FOR CORRECT WATER MANAGEMENT

Uno de los principales Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) contenidos en la Agenda 2030 de Naciones Unidas es “Garantizar la disponibilidad de agua y su gestión sostenible y el saneamiento para todos”. La normalización es un sólido apoyo para superar los retos necesarios para cumplir con este objetivo en el ámbito doméstico, del riego e industrial en áreas tan diversas como la calidad de recurso, uso responsable y sostenible, reutilización, gestión integrada mediante sistemas Smart, etc .

One of the main United Nations Agenda 2030 Sustainable Development Goals (SDG) is to “Ensure availability and sustainable management of water and sanitation for all”.

Standardisation provides solid support in overcoming the challenges needed to achieve this objective in domestic, irrigation and industrial sectors, in areas as diverse as: quality of the resource; responsible, sustainable use; reuse; integrated management through Smart systems; etc.

Históricamente, las diferentes civilizaciones han fundado sus principales ciudades al lado de los ríos, en la costa y/o, en cualquier caso, con acceso asequible al agua. Un recurso que tiene su propio ciclo vital, desde que se capta en la naturaleza hasta que retorna a su origen natural, que hay que gestionar eficazmente para que sea sostenible. Una gestión que en España es en gran medida un modelo a seguir considerando la escasez del recurso y su uso extensivo.

Historically, different civilisations have built their main cities on riverbanks, on the coast or in locations with access to water.

Water is a resource with its own lifecycle. From when it is collected in nature to when it returns to its natural origin, it must be efficiently managed to ensure sustainability. Water management in Spain is exemplary to a great extent, considering the scarcity of the resource and its extensive use.

La importancia del agua y del sector asociado queda respaldada por algunos datos que no dejan margen a la duda. Este sector tiene un impacto importante en los resultados de la industria papelera, textil, alimentaria, química así como en el sector agrícola y en el de servicios de turismo y hostelería. Cada día se estima que se desperdician en los países desarrollados 45 millones de m3 de agua. Solo ahorrando la mitad de estas pérdidas, al menos 90 millones de personas, o el equivalente en industria o riego, podrían tener suministro de agua. Por último, la demanda de agua puede verse incrementad a nivel mundial en un 55% para 2050, y el crecimiento de la actividad industrial tiene un gran impacto en la calidad del agua que posteriormente se devuelve al medio ambiente. Así es, a nivel global, 80% del agua utilizada vuelve a los ecosistemas sin haber sido tratada o reutilizada. (fuente: UNESCO, WHO, UNICEF, UNCCD, UN-Water, FAO, Banco Mundial)

The importance of water and the water sector is confirmed by figures that leave no room for doubt. The sector has a significant impact on the results of the paper, textiles, food and chemical industries, as well as the agriculture, tourism, and hotels and restaurants sectors. It is estimated that 45 million cubic metres of water is wasted every day in developed countries. Saving just half of that amount would enable at least 90 million people, or the equivalent in industry or irrigation, to be supplied with water.

Finally, the demand for water could increase by 55% by 2050, and industrial growth has a great impact on the quality of water subsequently returned to the environment. 80% of water used worldwide returns to ecosystems without undergoing treatment or being reused (source: UNESCO, WHO, UNICEF, UNCCD, UNWater, FAO, World Bank)

• La captación de agua y su tratamiento para su transformación en potable o adecuada para los diferentes usos en relación con el respeto al medio ambiente y los aspectos sanitarios.

• El desarrollo de sistemas SMART (sostenibles, inteligentes y con agua de calidad).

• La valorización de los modelos de gobernanza de los servicios de agua.

• El adecuado tratamiento de las aguas residuales para garantizar el cumplimiento de las normativas de calidad ambiental.

• La gestión de los recursos y las alternativas al agua de consumo a través de la reutilización.

• La caracterización de la calidad y la puesta en valor de los lodos procedentes del tratamiento del agua.

• La construcción de relaciones y el desarrollo de alianzas con nuevos actores económicos y políticos en el ámbito de la innovación.

La gestión sostenible de los acuíferos.

Asimismo, en el sector del agua nacional existe tradicionalmente una gran colaboración público-privada que se enfrenta a un régimen hídrico nada favorable para su gestión. Es por ello que unade las actividades privadas estratégicas para el sector es la actividad de Normalización que desarrolla la Asociación Española de Normalización, UNE.

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These figures ultimately reflect some of the challenges facing the water sector: • Water collection and treatment to convert it into drinking water or water suitable for different uses, bearing in mind environmental protection and health factors.

• Development of SMART systems (sustainable, intelligent and with quality water).

• Enhancement of water service governance models.

• Appropriate wastewater treatment to ensure compliance with environmental quality standards.

• Resource management and alternatives to drinking water through reuse.

• Characterisation of quality and recovery of sludge from water treatment.

• The building of relationships and the development of alliances with new economic and political actors in the area of innovation. Sustainable aquifer management.

In the Spanish water sector, there has been a great tradition of public-private partnership in the context of a difficult hydrological scenario in terms of management. A strategic private-sector activity is the standardisation carried out by the Spanish Standardisation Association (UNE).

Standardisation is a very useful strategic tool for the definition of a homogenous, practical response to the above-mentioned

FuturEnviro | Noviembre November 2018

En definitiva datos que son reflejo de algunos de los desafíos que el sector afronta:

Riego | Irrigation

LAS NORMAS, UNA HERRAMIENTA ESTRATÉGICA PARA LA CORRECTA GESTIÓN DEL AGUA

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Riego | Irrigation www.futurenviro.es

• Establecimiento de referencias normativas que puedan ser útiles para las diferentes administraciones que tienen bajo su responsabilidad la definición de un marco legislativo que establece las reglas del juego en los diferentes ámbitos relacionados con el ciclo integral del agua.

Como hace el comité CTN 318, Riesgos, pretendiendo ayudar al cumplimiento de las políticas públicas del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, a través de la promoción de la eficiencia hídrica y la gestión sostenible del binomio agua-regadío, el análisis y el fomento el aprovechamiento para riego de recursos hídricos no convencionales (aguas regeneradas, aguas procedentes de desalación y otras fuentes), el estudio del impacto, la vulnerabilidad y la adaptación del regadío al cambio climático, etc.

• Otro ejemplo. Según el recientemente publicado Real Decreto 902/2018, que modifica el Real Decreto 140/2003 de criterios sanitarios de la calidad del agua, se pueden establecer excepciones a los controles de agua que se hayan establecido, siempre que se realice una evaluación de riesgos, basándose en la Norma UNEEN 15975-2 entre otros documentos de reconocido prestigio.

• Medio ambiente – Reutilización – Calidad – Ahorro: En particular, para la reutilización del agua, el comité internacional de normalización ISO/TC 282 está desarrollando normas que son un referente en el ámbito urbano, industrial y para el riego. Todas estas actividades adquieren una especial relevancia teniendo en cuentas las iniciativas relacionadas con la economía circular. Asimismo, el sector nacional está involucrado de manera relevante en esta materia, con un seguimiento intensivo de su actividad que, en 2017, culminó con la organización de las reuniones de los subcomités y el plenario de este comité (la apertura de la reunión plenaria la realizaron el Director General de UNE, el Presidente de la AEAS, y una representante del Ministerio para la Transición Ecológica (antiguo MAPAMA)).

• Coordinación entre la gestión del alcantarillado y de la depuradora con el objetivo de que esta gestión reduzca el impacto de los vertidos en los medios receptores: En este sentido, tanto las operadoras de servicios de aguas como el sector papelero están muy sensibilizadoscon los productos desechables por el inodoro por los problemas que les plantea su gestión. Dada la trascendencia del asunto, se creó un grupo de trabajo nacional para el desarrollo de una norma (PNE 149002) que establezca los requisitos que deben cumplir los productos para poder considerarse como desechables por el inodoro.

• I+D+i/Sistemas Smart: Diferentes programas de financiación de proyectos de I+D+i, como puede ser el actual Programa Marco Europeo Horizonte 2020, valoran muy positivamente la integración de la normalización en los proyectos para la aprobación de su financiación. En cuanto a sistemas Smart, existen normas para sistemas de riego inteligentes y gestión inteligente de redes de agua (UNE 178405 y UNE 178101-1) y para la gestión inteligente de territorios rurales (UNE 178101-2).

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challenges, not just in strictly technical terms but also in terms of sustainability, quality of service and innovation.

La Normalización es una herramienta estratégica muy útil para definir, de forma homogénea, la respuesta práctica a los anteriores retos, no sólo en el ámbito estrictamente técnico, sino también en el de la sostenibilidad, la calidad del servicio y la innovación.

En efecto, la Normalización da respuestas concretas a las principales prioridades del sector como así se demuestra en los siguientes casos:

In practice, standardisation provides specific responses to the main priorities of the sector, as demonstrated by the following examples: • It establishes benchmark standards, which can be useful for different authorities with responsibility for the definition of a legislative framework that sets the rules of play in the different areas associated with the integrated urban water cycle. This is the case of the CTN 318, Risk committee, which seeks to aid compliance with the public policies of the Ministry of Agriculture, Fisheries and Food through: the promotion of water efficiency and sustainable management of the water-irrigation nexus; analysis and promotion of the use of non-conventional water resources for irrigation (reclaimed water, desalinated water and water from other sources), study of the impact and vulnerability of irrigation and its adaptation to climate change, etc.

• Another example: according to the recently passed Royal Decree 902/2018, which reforms Royal Decree 140/2003 on health criteria associated with water quality, it is possible to establish exceptions to water control regulations, provided that risk assessment is carried out in accordance with the UNE-EN 159752 Standard, amongst other recognised standards.

• Environment – Reuse – Quality – Saving: In the area of water reuse, the ISO/TC 282 international standardisation committee is developing standards for reuse in urban and industrial fields as well as in irrigation. All these activities are of particular relevance bearing in mind initiatives related to the circular economy. The Spanish national sector is also working intensively in this area, culminating in 2017 with the organisation of subcommittee meetings and a plenary meeting of the committee (the plenary meeting was inaugurated by the Director General of the UNE, the President of the AEAS and a representative of the Ministry for Ecological Transition (previously the Ministry of Agriculture, Fisheries, Food and Environmental Affairs)).

• Coordination of sewage network and wastewater treatment plant management with the aim of reducing the impact of discharges into receiving media. In this regard, both water service operators and the paper sector are very aware of the management problems posed by the depositing of disposable products in the toilet. Given the importance of the issue, a Spanish national working group has been created to develop a standard (PNE 149002) to establish the requirements that must be met by products if they are to be considered suitable for disposal in toilets.

• R&D&i/Smart Systems: Different funding programmes for R&D&i projects, such as the EU Horizon 2020 Framework Programme, place great value on the integration of smart systems when approving funding for projects. With respect to Smart systems, there are standards for intelligent irrigation systems and intelligent water network management (UNE 178405 and UNE 178101-1) as well as for the intelligent management of rural areas (UNE 178101-2).

En todas estas actividades de Normalización están involucradas, a través de los comités de normalización,las organizaciones más relevantes del sector que, a través dela participación de sus expertos Rafael Postigo más destacados, colaResponsable de equipos e instalaciones mecánicas de la Asociación Española de Normalización, UNE boran para que exista Director of mechanical equipment and installations un contexto común de at the Spanish Standardisation Association, UNE conocimiento y aplicaciónde las normas.

Through the standardisation committees, the most relevant organisations in the sector are involved in all these activities. Represented by their leading experts, they cooperate to create a common context of knowledge and application of the standards.

FuturEnviro | Noviembre November 2018

PUBLIC LAW CORPORATIONS BUT WITH SOME NUANCES

Tras meses de intenso trabajo, tengo ya en mis manos el informe elaborado por su Cuerpo Jurídico Asesor de Fenacore con el que argumentamos que la nueva Ley de Contratos del Sector Público (LCSP), que entró en vigor el pasado mes de marzo, no es aplicable a las Comunidades de Regantes.

Following months of intensive work, I now have in my hands the report drawn up by the Fenacore Legal Advisory Body, in which we argue that the new Spanish Public Procurement Act (LCSP), which came into force last March, is not applicable to Irrigation Communities.

Y es que nosotros, a pesar de ser Corporaciones de Derecho Público, no cumplimos con los requisitos para convertirnos en poder adjudicador y, por tanto, no tenemos que contratar siguiendo las condiciones de esta ley 9/2017, que viene a transponer la normativa comunitaria para aportar mayor transparencia en esta materia.

The fact is that, despite being Public Law Corporations, we do not comply with the requisites that would make us contracting authorities and, therefore, when engaging n procurement, we are not bound to the conditions set out in the Public Procurement Act (9/2017), which transposes EU legislation to make public procurement more transparent.

Concretamente, las Comunidades de Regantes no nos financiamos con fondos públicos sino con derramas de los comuneros, que somos los que sufragamos los gastos de explotación, conservación, reparación y mejora de las infraestructuras; por no hablar de que somos los que nos hacemos cargo de todos los cánones y tarifas.

We base our arguments regarding such inapplicability on three fundamental aspects that differentiate Irrigation Communities from Public Law Corporations that are obliged to comply with the new legislation: Our legal nature, the mixed legal-private nature of our activity and our source of financing.

Irrigation Communities are not financed with public funds, but rather by the contributions of our members, who bear the operating, maintenance, repair and upgrading costs associated with the infrastructures, not to mention all levies and charges.

Por otro lado, tampoco son los poderes públicos los que nos dirigen.

El control y gestión del agua que tenemos concedida por parte de la Administración se hace en régimen de autonomía interna, lo que significa que somos los propios usuarios los que constituidos en junta general acordamos todas las decisiones.

Moreover, we are not managed by public authorities. The control and management of the water conceded to us by the authorities is carried out internally and independently, meaning that we the users, in our annual meeting, agree on all such decisions.

En este sentido, aunque las Confederaciones Hidrográficas supervisan la legalidad de estos acuerdos, es un control a posteriori; y tal y como reconoce el propio Tribunal de Justicia de la Unión Europea, esta supervisión a posteriori no significa que los poderes públicos influyan o interfieran en nuestra toma de decisiones.

In this respect, although the River Basin Management Authorities oversee the legality of these agreements, they do so retrospectively. And, as the Court of Justice of the European Union has ruled, such ex-post control does not mean that the public authorities influence or interfere in our decision-making.

Por último, tampoco son los poderes públicos los que nombran los órganos de gobierno de nuestras Comunidades de Regantes.

Nor do the public authorities appoint the governing bodies of our Irrigation Communities. We have a special system of self-administration, through which the members of the community elect our directors.

This is true to the extent that even the Act on Water and Regulation of Public Domain Water sets out that that the president, vice-president, and members of the governing and legal bodies of each Irrigation Community are elected at the Annual General Meeting.

Although there are exceptions However, as with every rule, there are exceptions. In this respect, we are aware that we must comply with the provisions of this legislation in construction contracts and also service contracts

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FuturEnviro | Noviembre November 2018

Esta inaplicabilidad la basamos en tres aspectos fundamentales que diferencian a las Comunidades de Regantes de otras corporaciones de Derecho Público que sí están obligadas a cumplir esta ley y que son: nuestra naturaleza jurídica, el carácter mixto jurídicoprivado de nuestra actividad y nuestra fuente de financiación.

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CORPORACIONES DE DERECHO PÚBLICO SÍ, PERO CON MATICES

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Riego | Irrigation

Tenemos un régimen especial de autoadministración, por lo que somos los propios comuneros los que elegimos a nuestros directivos.

Tanto as así que la propia Ley de Aguas y el Reglamento de Dominio Público Hidráulico establecen que es la junta general la que elige al presidente y vicepresidente de cada Comunidad de Regantes, así como a los vocales de la junta de gobierno y jurado de riegos.

Aunque hay excepciones Sin embargo, como en toda regla hay excepciones. En este sentido, somos conscientes de que sí deberemos someternos a los procedimientos de esta ley en contratos de obras y también en contratos de servicios que sean subvencionados de forma directa y en más de un 50% del importe por entidades públicas.

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Por otro lado, aunque según el criterio del Cuerpo Jurídico Asesor los regantes no tenemos que contratar bajo los preceptos de esta ley, sí sería recomendable que las Comunidades de Regantes aprobáramos un procedimiento de contratación propio que no sólo garantice cumplir con los principios de concurrencia, trasparencia, etc. sino también agilidad y poca carga burocrática.

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Con este trabajo de análisis y de argumentación que yo he sintetizado en apenas unas líneas, nuestro objetivo último no es sólo demostrar la inaplicabilidd de la ley y las razones por las que no nos ampararemos en ella, sino también sentar las bases para añadir una disposición complementaria o abrir una nueva vía reglamentaria que reconozca esta exención. Somos Corporaciones de Derecho Público, pero con matices que deben ser tenidos en cuenta.

directly subsidised by public bodies, where such subsidies account for over 50% of the total value of the contract.

Moreover, although according to the Legal Advisory Body, irrigators are not obliged to contract under the provisions of this act, it would be recommendable for Irrigation Communities to ratify a proprietary procurement procedure that would not only ensure compliance with the principles of participation and transparency, etc., but would also serve to speed up procedures and reduce administrative burdens.

The objective of this work, involving analysis and the building of arguments, which I have summarised in a few lines, is not only to demonstrate the inapplicability of the law and the reasons for which we are not governed by it, but also to pave the way for the addition of a complementary provision or a new regulation that would acknowledge this exemption. We are Public Law Corporations, but with some nuances that should be taken into account.

Andrés del Campo

Presidente de Fenacore | President of Fenacore

FuturEnviro | Noviembre November 2018

A VECES ES DIFÍCIL ELEGIR …

…P ERO CON LA MEDICIÓN ¡RADAR DE 80 GHZ!

Un sensor para líquidos.

DE NIVEL ES FÁCIL: Un sensor para sólidos a granel. ¡Así de fácil!

MEDICIÓN DE NIVEL RADAR CON 80 GHZ Los procesos industriales son cada vez más i­ndividuales y complejos, pero seleccionar el instrumento de m ­ edición más adecuado es muy fácil. Los sensores radar VEGAPULS 64 para líquidos y VEGAPULS 69 para sólidos a granel son la solución para una medición de nivel fiable.

RANGO DINÁMICO DE

120 dB

¿Productos con bajas propiedades de reflexión? ¿Polvo, condensados o adher­ encias? Los sensores radar de 80 GHz nunca pierden de vista el producto.

CONEXIÓN A PROCESO DESDE

¾"

Con una pequeña rosca interna y una cons­ trucción compacta, el VEGAPULS 64 es idóneo para los depósitos de líquidos más pequeños.

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3°

Los elementos internos no producen señales de fallo: ángulo de apertura a partir de 3° en la medición de líquidos y de 4° en sólidos a granel.

PRECISIÓN

+/-1 mm

El VEGAPULS 64 mide con precisión hasta la última gota, especialmente en líquidos de alta calidad.

OPERACIÓN Los sensores radar de 80 GHz también se pueden configurar de forma inalámbrica con un smartphone o una tableta.

Además, desde 2002, todos los sensores de nivel de VEGA se pueden equipar con Bluetooth. Solo hay que cambiar el módulo de visualización y configuración PLICSCOM universal. ¡Listo!

Más información: www.vega.com/radar Teléfono +34 90 2109938 | E-mail info.es@vega.com

El compromiso con el medio ambiente y la sostenibilidad de Bodegas Familiares Matarromera está implícito en el ADN de la compañía y desde su fundación se ha trabajado en perfecta armonía con la naturaleza. Con estas premisas nace un proyecto integral de sostenibilidad ambiental denominado Matarromera sostenible en Planeta Tierra.

Commitment to the environment and sustainability is part of the DNA of Bodegas Familiares Matarromera.

Since its foundation, the company has worked in perfect harmony with nature. It is with these premises that a global environmental sustainability project called Matarromera Sostenible en Planeta Tierra (Matarromera Sustainable on Planet Earth) was born.

Este proyecto se basa en 10 principios que contemplan todas las áreas de actividad de la organización y las aborda con una visión global en la que, tras una valoración inicial, se fijan unos objetivos asociados a la actuación y se establece un plan de actividades para su consecución.

This project is based on 10 principles that encompass all areas of activity of the organisation and addresses them with a global vision in which, subsequent to initial evaluation, goals related to performance were set and a plan of action to achieve these goals was established.

1. Bodegas ecoeficientes y diseño de instalaciones sostenibles.

2. Disminución de la dependencia energética mediante empleo de energías renovables. Eficiencia energética 3. Plan de reducción de emisiones y huella de carbono 4. Reducción de huella hídrica agrícola y bodeguera 5. Plan de minimización de residuos 6. Economía esférica. Reutilización de co-productos y aprovechamiento de subproductos 7. Empleo de envases y embalajes más ligeros y con menor impacto ambiental. Ecodiseño.

8. Agricultura y producción sostenible 9. Proyectos de i+d medioambientales 10. Sensibilización ambiental

1. Eco-efficient wineries and the design of sustainable facilities 2. Reduction of energy dependence through the use of renewable energy. Energy efficiency 3. Emissions and carbon footprint reduction plan 4. Reduction of wine growing and winemaking water footprint 5. Waste minimisation plan 6. Circular economy. Reuse of co-products and by-products 7. Use of lighter containers and packaging with a lower environmental impact. Ecodesign 8. Sustainable agriculture and production 9. Environmental R&D projects 10. Raising environmental awareness

En estos momentos de madurez tecnológica y de aplicación de esa tecnología a sectores históricamente tradicionales, adquiere una importancia especial todo lo referente a la agricultura y la producción sostenibles. Especialmente, si tenemos en cuenta cómo las consecuencias del cambio climático y la escasez de recursos hídricos está afectando al sector agrícola en general.

A modo de ejemplo, podemos indicar que durante el año 2018 en algunas de nuestras parcelas de Ribera del Duero ha llovido casi el doble (562 mm) que en 2017 (234 mm). Sin embargo, los vinos

In these times of technological maturity and the application of this technology to historically traditional sectors, everything related to agriculture and sustainable production acquires particular importance. This is especially true if we bear in mind that the consequences of climate change and the scarcity of water resources is affecting the agricultural sector in general.

By way of example, rainfall in some of our Ribera del Duero plots in 2018 (562 mm) was almost double that of 2017 (234 mm). Despite this, the vines must reach the market with an identical sensorial profile because consumers expect a product of the same quality.

The tools at our disposal to mitigate differences in rainfall or particularly hot years are based on profound knowledge of soil, the vineyards and vegetation management, which will vary in accordance with changing climate conditions.

Bearing this in mind, technological transformation in the sector is vital in order to create the guidelines and tools to enable adaptation to climate change, and also mitigation of climate change through reducing consumption and the use of resources. For this purpose, it is necessary to acquire precise knowledge of soil conditions, plant evolution and climate phenomena, as well as to define forecasts to enable proactive agronomic practices.

In modern viticulture, it is commonly accepted that intelligent vineyard management gives rise to more sustainable, higher quality production,

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Smart Agriculture | Smart Agriculture

MATARROMERA IMPLEMENTS VITICULTURE 4.0 TO IMPROVE SUSTAINABILITY AND QUALITY IN THE FACE OF CLIMATE CHANGE AFFECTING EACH VINTAGE

FuturEnviro | Noviembre November 2018

MATARROMERA UTILIZA LA VITICULTURA 4.0 PARA MEJORAR SU SOSTENIBILIDAD Y SU CALIDAD SORTEANDO LOS CAMBIOS DEL CLIMA QUE CADA AÑADA SE PRODUCEN

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Smart Agriculture | Smart Agriculture

deben salir al mercado con un perfil sensorial idéntico, ya que el consumidor espera encontrarse un producto de la misma calidad. Las herramientas que tenemos para poder amortiguar las diferencias de precipitaciones o de años calurosos se basan en el profundo conocimiento del suelo, de los viñedos y del manejo de la vegetación que variará en función de las condiciones climatológicas cambiantes.

Con estas consideraciones es fundamental una transformación tecnológica en el sector para la obtención de pautas y herramientas que permitan una adaptación al cambio climático pero que, además, contribuyan a su mitigación con la reducción de consumos y minimización de la explotación de recursos. Para ello es necesaria la adquisición de un conocimiento preciso de las condiciones del suelo, de la evolución de la planta o de fenómenos climáticos,así comola definición de prediccionesque permitan una anticipación en las prácticas agronómicas.

En la viticultura moderna está comúnmente aceptado que un manejo inteligente de los viñedos redunda en una producción más sostenible y de mayor calidad, lo que se traduce en un beneficio económico y ambiental importante. Para ello, es necesario pensar de forma estratégica sobre la necesidad de utilizar la tecnología para fomentar un uso más sostenible de los recursos hídricos con el fin de evitar, en la medida de lo posible,un desperdicio de agua y una sobreexplotación de los acuíferos.

which results in significant economic and environmental benefits. To achieve this, it is important to think strategically about the need to implement technology to foster more sustainable use of water resources, in order to prevent, insofar as possible, wastage and overexploitation of aquifers.

Para lograr tal objetivo hay que actuar sobre tres pilares básicos:

• Monitoring (data acquisition) the agronomic and physiological status of the vines and logical data treatment to enable decision-making in accordance with the real needs of every homogenous vineyard subzone, applying the necessary dose of water at the correct time in order to achieve production of sufficient quality. The use of sensors in the soil to provide real-time information on moisture and the implementation of predictive systems enable correct monitoring to be carried out.

• Selecting the appropriate irrigation system to provide water in the most efficient way possible. It is important to carry out adequate maintenance of irrigation installations in order to prevent water losses.

• The use of renewable energy to drive pumps in order to reduce greenhouse gas emissions and carbon footprint and, ultimately, increase crop sustainability.

• La monitorización (toma de datos) del estado agronómico y fisiológico de las vides y tratamiento lógico de los datos para una toma de decisiones acorde con las necesidades reales de cada subzona homogénea de viñedo, aplicando la dosis de agua necesaria en el momento correcto para lograr una producción suficiente de calidad. El uso de sensores de suelo que reporten humedad en tiempo real, y de sistemas predictivos permiten realizar un correcto seguimiento.

• La elección del sistema de riego adecuado que permita aportar el agua de la forma más eficiente posible. Es importante llevar a cabo un mantenimiento adecuado de la instalación con el objetivo de evitar posibles pérdidas.

• El uso de energías renovables en la impulsión de las bombas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, disminuyendo la huella de carbono y,por ende, aumentando la sostenibilidad de los cultivos.

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Esta forma de entender la “Viticultura Inteligente” considera la variabilidad existente en un viñedo como el resultado de factores

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The three basic pillars on which work in this area must be based are as follows:

This way of understanding “Intelligent Viticulture” considers the variability in a vineyard to be a product of factors associated with its location, such as climate, topography and soil type; and other managed factors, such as irrigation, fertilisation and the implementation of different agricultural practices, even within the same plot of a vineyard. Wine growing practices in general, and irrigation in particular, have traditionally been spatially uniform, without consideration of the heterogeneity of the factors that influence production. Therefore, the process has not been totally efficient, because different areas have been treated homogenously, resulting in economic losses and environmental impacts.

Ultimately, if we understand wine growing as a system with its inputs (nutrients, water, etc.) and outputs (grapes), the more knowledge we have of these inputs and outputs, i.e., the more information the system provides us with and the better the quality of this information, the more efficient the process will be. Hence, the importance of being capable of treating data

FuturEnviro | Noviembre November 2018

Definitivamente, si entendemos la producción vitícola como un sistema con sus entradas (nutrientes, agua, etc.) y sus salidas (uvas), el proceso será más eficiente cuanto mayor conocimiento acerca de las entradas y salidas se posea, es decir, cuanto más y mejor sea la información obtenida en el sistema. A partir de aquí, lo importante es ser capaces de llevar a cabo un tratamiento de los datos de una manera inteligente con el fin de descubrir patrones de comportamiento del viñedo según sus diferentes grados de estadohídrico y nutricional, y poder aportar en cada parte de la viña insumos necesarios (agua, fertilizantes, etc.) en función de los resultados obtenidos o esperados (cantidad y calidad de la vendimia).

intelligently in order to discover vineyard behaviour patterns in accordance with different water and nutritional conditions, and being in a position to provide the necessary inputs (water, fertilisers, etc.) to each part of the vineyard in accordance with the results obtained or expected (quantity and quality of harvest).

In order to achieve all of this, modern, sustainable viticulture requires continuous, objective monitoring of the vineyard so that it can be managed globally. And here is where information technology, sensors, Big Data, Location Intelligence and spatial data analysis have a vital role to play.

In this sense, viticulture based on the integrated use of remote sensors and plant/soil/climate sensors, is the most appropriate.

Therefore, by undertaking pre-zoning based on soil type (texture, pH, mineral content, etc.), sunlight, altitude, orientation and land inclination in each vineyard, as well as the experience of the winegrower, it is possible to design a network of strategically located agro-climatic stations to gather the data necessary for correct, integrated irrigation management.

Para lograr todo esto, la viticultura moderna y sostenible requiere de la monitorización objetiva y continua del viñedo para llevar a cabo una gestión integral del mismo.Es aquí donde las tecnologías de la información, los sensores, el Big Data, Location Intelligence y el análisis espacial de los datos desempeñan un papel vital al respecto.

Aerial and terrestrial remote sensor images (remote detection) are used to obtain indexes associated with vegetative vigour, and nutritional and water status for non-destructive, spatially intense, onsite analysis of the structure and functioning of the vineyards, over relatively large areas.

En este sentido, una viticultura basada en el uso integrado de “sensores remotos” y “sensores planta-clima-suelo” sería lo más adecuado. Así, teniendo en cuenta una pre-zonificación realizada atendiendo a tipos edáficos de suelo (textura, pH, contenido mineral, …), insolación, altitud, orientación, pendiente del terreno de cada viñedo y, como no, la experiencia del propio viticultor, es posible diseñar una red de estaciones agroclimáticas estratégicamente colocadas para recoger los suficientes datos necesarios para una correcta gestión integrada del riego.

Through the artificial learning of the tool over years, availing of historical data, the ultimate goal is to be capable of forecasting the agronomic needs of vineyards. This enables working orders to be given earlier, whilst also allowing us to ensure that these orders have been carried out successfully. Going even further, the objective would be, for example, that the platform itself activates irrigation automatically and remotely when necessary, administering the appropriate dose in accordance with the moisture status of the soil and plant, and weather forecasts for the following days.

Por otro lado, se emplean imágenes de sensores remotos (teledetección), tanto aéreos como terrestres, para la obtención de índices relacionados con el vigor vegetativo y el estado nutricional e hídrico, para el análisis de la estructura y funcionamiento in situ de los viñedos de forma no destructiva, espacialmente exhaustiva y sobre áreas relativamente amplias.

In conclusion, this type of vineyard management enables us to speak of Smart Agriculture in areas such as irrigation (or fertirrigation) or automation of operations using the technologies with the main objective of making vineyards more intelligent and connected. This enables improved production, not just in terms of quantity but also in terms of quality, whilst minimising costs, saving resources and protecting the environment.

En conclusión, esta manera de gestionar el viñedo permite hablar de la agricultura inteligente (Smart Agriculture) en ámbitos como el riego (o fertirrigación) o la automatización de tareas utilizando las tecnologías con el objetivo principal de hacer las explotaciones más inteligentes y conectadas permitiendo mejorar la producción, no solo en cantidad, sino también en calidad, minimizando los costes y preservando los recursos y el medio ambiente.

FuturEnviro | Noviembre November 2018

El fin último es que, mediante el aprendizaje de dicha herramienta a lo largo de los años aprovechando el histórico de datos utilizados, seamos capaces de predecir las necesidades agronómicas de los viñedos pudiendo dar órdenes de trabajo con cierta anticipación y cerciorarnos que han sido llevadas a cabo con éxito. Incluso yendo más allá, por ejemplo, que sea la propia plataforma que, automáticamente y de forma remota, active el riego cuando sea necesario y en una dosis apropiada, teniendo en cuenta el estado hídrico del suelo y la planta y la predicción meteorológica para los días siguientes.

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propiosdellugar de cultivo, como el clima, la topografía o el tipo de suelo; y otrosdirigidos como el riego, la fertilización y otras prácticas agrícolas, incluso en una misma parcela de viñedo. Tradicionalmente, las prácticas vitícolas en general, y el riego en particular, eranespacialmente uniformes y no considerabanla heterogeneidad de los factores que inciden en la producción, haciendo que el proceso no sea totalmente eficiente, ya que zonas distintas son tratadas de forma homogénea, lo que provoca pérdidas económicas y medioambientales.

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Certificaciones La apuesta de Bodegas Familiares Matarromera por la sostenibilidad y la aplicación de los criterios definidos en el proyecto Matarromera Sostenible en Planeta Tierra, se ha traducido en la certificación de 3 normas (estándares)de gestión ambiental.

Durante el año 2018, uno de los objetivos planteados fue acreditar toda la labor de Matarromera en materia ambiental a través de normas de calidad, control y compromiso ambiental, con la correspondiente certificación por parte de organismos acreditados.

Con la implementación de la Norma UNE-EN ISO 14001:2015 de Sistemas de Gestión Ambiental,se dispone de una herramienta más para el control de todos los aspectos ambientales que se pueden generar en la compañía, evitando y reduciendo los posibles riesgos asociados.

Finalmente, se ha refrendado el proyecto ambiental de la organización con la certificación en el esquema Wineries for Climate Protection (WfCP), impulsado y validado por la Federación Española del Vino (FEV). Con este sistema se evalúa el desempeño ambiental de las bodegas en cuatro ámbitos específicos: reducción de emisiones de gases de efecto invernadero; gestión del agua, reducción de residuos y eficiencia energética y energías renovables. Para ello se requiere el establecimiento de planes de reducción en cada uno de los aspectos citados lo que supone un complemento idóneo para el proyecto integral de Bodegas Familiares Matarromera y su compromiso con la calidad y la sostenibilidad inherente a su filosofía empresarial.

Certification Bodegas Familiares Matarromera’s commitment to sustainability and the application of the criteria defined in the Matarromera Sostenible en Planeta Tierra project has resulted in the company receiving certification for compliance with three environmental management standards.

One of the goals set for 2018 was to accredit all the work being carried out by Matarromera in the area of environmental quality, control and commitment in the form of certification from accredited bodies.

Thus, with the aim of reinforcing the Matarromera Sostenible en Planeta Tierra plan, certification of compliance with the UNE-EN ISO 14064 Standard on Greenhouse Gases will facilitate the availability of precise, validated information on the contribution of the different operating stages to the total greenhouse gas emissions of the organisation. This will be key information in terms of acting on those points identified as critical.

The implementation of the UNE-EN ISO 14001:2015 Environmental Management Systems Standard will provide another tool for controlling all environmental aspects of the company, and preventing and reducing all potential associated risks.

Finally, the organisation’s environmental project was endorsed in the form of certification under the Wineries for Climate Protection (WfCP) scheme, promoted and validated by the Spanish Wine Federation (FEV). This system evaluates the environmental endeavours of wineries in four specific areas: reduction of greenhouse gas emissions, water management, waste reduction, and energy efficiency and renewable energies.

It is necessary to establish reduction plans in each of these areas, which represents the ideal complement to Bodegas Familiares Matarromera’s integrated project and the commitment to quality and sustainability inherent in its business philosophy.

Alberto Guadarrama.

Director de I+D+i de Bodegas Familiares Matarromera Director of R&D&i at Bodegas Familiares Matarromera Álvaro Catalina, María Sevillano.

Técnicos de I+D+i de Bodegas Familiares Matarromera.

R&D&i Technical specialists at Bodegas Familiares Matarromera.

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De este modo, con el objetivo de reforzar el plan Matarromera Sostenible en Planeta Tierra, la certificación en la Norma UNE-EN ISO 14064 de Gases de Efecto Invernadero, permitirá disponer de una información precisa y validada sobre la contribución de las diferentes etapas a la emisión de gases de efecto invernadero total de la organización. Esta será una información clave para actuar sobre aquellos puntos que se identifiquen como críticos.

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RIEGO DESDE “LA NUBE”: INTELIGENCIA ARTIFICIAL PARA CAMPOS DE CULTIVO DE LA REGIÓN DE MURCIA

IRRIGATION FROM “THE CLOUD”: ARTIFICIAL INTELLIGENCE APPLIED ON SOUTH-EASTERN SPAIN CROPS

La creciente digitalización en todos los procesos del ciclo del agua hace que cada vez se disponga de mayor cantidad de datos (información meteorológica, nivel de embalses y capas freáticas, caudal de ríos, producción agrícola, etc.) que permiten predecir la demanda de agua para riego de cultivos, hacia una Agricultura 4.0, especialmente con ayuda del machine learning. El objetivo del proyecto “AI4Earth - Predicción de la demanda de agua en la agricultura” es trabajar en una plataforma de observación online que algún día permita anticiparse a la escasez y gestionar las cuencas en tiempo real de forma integrada y adaptativa en la Región de Murcia.

The growing digitisation of all water cycle processes means that more and more data is becoming available (weather information, levels of reservoirs and phreatic surfaces, riverflows, agricultural output, etc.). This data enables forecasting ofwater demand for crop irrigation. We are moving towards Agriculture 4.0, particularly with the aid of Machine Learning. The objective of the “AI4Earth –Agricultural Water Demand Forecast”projectis to work on an online observation platform which one day will enable scarcity to be forecasted and allow integrated, adaptive management of river basins in real time in the Region of Murcia.

Digitalización del agua en la gestión del riego agrícola

Digitisation of water in agricultural irrigation management

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El contexto medioambiental actual, en el que la escasez de agua es un fenómeno que se ve multiplicado por el cambio climático y la presión demográfica, hace imprescindible el desarrollo de fórmulas innovadoras para el reparto y el uso eficiente de los recursos hídricos. La gestión del agua potable es hoy más que nunca un escenario de gran complejidad, y una distribución poco equilibrada de los recursos hídricos entre los usos urbano, industrial y agrícola puede tener un impacto muy relevante sobre el tejido socioeconómico y el bienestar de las personas.

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In the current environmental context, in which water scarcity is exacerbated by climate change and demographic pressure, the development of innovative formulae for the efficient distribution and use of water resources is vital. Today, more than ever, drinking water management is a very complex scenario and the unbalanced distribution of water resources for urban, industrial and agricultural uses could have very significant impacts on socioeconomic factors and personal wellbeing.

La agricultura representa casi el 70% del consumo de agua en el planeta. Aunque el incremento continuado de la producción agrícola ha mejorado la calidad de vida en todo el mundo, la masiva demanda de agua resultado de esa gran necesidad de riego supone un reto mayúsculo para los recursos hídricos. Más aún si se tienen en cuenta las previsiones, que afirman que la demanda global de alimentos se doblará en los próximos 50 años.

Agriculture accounts for almost 70% of water consumption on the planet. Although continuous growth in agricultural output has improved the quality of life worldwide, the massive demand for irrigation water represents a huge challenge in terms of water resources. And this challenge is even greater if we consider the forecasts that global demand for food will double in the next 50 years.

La digitalización es la herramienta clave para hacer frente a los retos a los que se enfrenta la agricultura. Sensores de bajo coste, sistemas de computación distribuida, redes de comunicaciones de bajo consumo, drones, servicios analíticos… el despliegue pro-

Digitisation is a vital tool to address the challenges facing agriculture. Low-cost sensors, distributed computing systems, low-consumption communications networks, drones, analytical services... The progressive, strategic deployment of digital technologies must serve to generate and exploit data streams that enable the optimisation of each and every agricultural process. Only true precision agriculture guided by efficiency criteria will make sustainable development feasible.

The Cetaqua Water Technology Centre, co-founded by the Spanish National Research Council (CSIC), Aigües de Barcelona and theUniversitat Politècnica de Barcelona, has a Water 4.0 work area and a work area devoted to the application of cutting-edge digital technologies to the water cycle. From the integration of intelligent sensors for the detection of complex events in real time to the development of analytical models for predictive asset maintenance, researchers at Cetaqua work on the design, prototyping and construction of environmental solutions. These researchers are

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Imagen de satélite Sentinel-2 en la Región de Murcia: a) índice de vegetación NDVI (Normalised Difference Vegetation Index); b) índice de humedad (Moisture index) | Sentinel-2 image in the Region of Murcia: a) índice de vegetaciónNDVI (Normalised Difference Vegetation Index); b) índice de humedad (Moisture index)

gresivo y estratégico de tecnologías digitales ha de servir para generar y explotar flujos de datos que permitan optimizar todos y cada uno de los procesos agrícolas. Sólo una verdadera agricultura de precisión guiada por criterios de eficiencia hará viable el desarrollo sostenible.

AI4Earth: Predicción de la demanda de agua en la agricultura La aplicación de herramientas de inteligencia artificial a los retos medioambientales globales constituye uno de los ámbitos de investigación más activos y prometedores de nuestros días. La potencia de los datos, los algoritmos y la capacidad de procesamiento distribuido permite ya desarrollar soluciones innovadoras, flexibles y escalables para asegurar la gestión sostenible de los recursos naturales.

En este contexto, investigadores de Cetaqua trabajan en un proyecto destinado a optimizar el uso del agua en el entorno agrícola a partir de la aplicación de técnicas avanzadas de analítica de datos y procesamiento de datos geoespaciales. El proyecto forma parte del programa “AI for Earth” de Microsoft, junto a 139 iniciativas más presentadas por centros de investigación de 45 países. A través de este programa de becas, Microsoft pone a disposición de los investigadores los recursos de su plataforma Azure de manera gratuita, con el objetivo de demostrar la potencia de sus servicios cloud de inteligencia artificial en aplicaciones enfocadas al a sostenibilidad.

En concreto, el proyecto “AI4Earth - Predicción de la demanda de agua en la agricultura” persigue el desarrollo de un sistema que ayude a orquestar los recursos hídricos destinados al riego en agricultura en la Región de Murcia. Para ello, los investigadores trabajan en la construcción de modelos de previsión de demanda de las explotaciones agrícolas basados en Machine Learning y en el análisis de la disponibilidad de agua en la zona a partir del procesamiento automatizado de imágenes de satélite. Posteriormente, los diferentes modelos analíticos y componentes software se integrarán en un

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currently working on different public and private projects with the aim of advancing sustainable agriculture.

AI4Earth: Agricultural water demand forecast The application of artificial intelligence tools to global environmental challenges constitutes one of the most active and promising research areas of our time. The power of data, algorithms and distributed processing now enables the development of innovative, flexible, scalable solutions to ensure sustainable management of natural resources.

In this context, Cetaqua researchers are working on a project aimed at optimising water use in agriculture, based on the implementation of advanced data analysis techniques and geospatial data processing. The project forms part of the Microsoft “AI for Earth” program, along with 139 initiatives submitted by research centres from 45 countries. Through this grant programme, Microsoft puts the resources of its Azure platform at the disposal of researchers free of charge, with the objective of demonstrating the power of its cloud-based artificial intelligence services in applications associated with sustainability.

The “AI4Earth –Agricultural Water Demand Forecast” project specifically seeks to develop a system that helps to orchestrate water resources used for agricultural irrigation in the Region of Murcia. For this purpose, the researchers are working on the construction of farm demand forecasting models based on Machine Learning and analysis of water availability in the area through automated processing of satellite images.

Subsequently, the different analytical models and software components will be integrated into a system of intelligent agents capable of providing recommendations to optimise efficient use of irrigation water.

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Cetaqua – Centro Tecnológico del Agua, cofundado por el CSIC, Aigües de Barcelona y la Universitat Politècnica de Barcelona – tiene un área de trabajo en Agua 4.0 y en la aplicación de tecnologías digitales de última generación al ciclo del agua. Desde la integración de sensores inteligentes para la detección de eventos complejos en tiempo real hasta el desarrollo de modelos analíticos para el mantenimiento predictivo de activos, los investigadores del área digital de Cetaqua trabajan en el diseño, prototipado y construcción de soluciones para el medioambiente. Específicamente, desarrolla en la actualidad diferentes proyectos públicos y privados que tienen como objetivo el avance de la agricultura sostenible.

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La Región de Murcia, que se ha fijado como caso de estudio para el desarrollo del proyecto, constituye un escenario extraordinariamente relevante en términos de uso del agua para la agricultura en un contexto de escasez y sequía. La zona cuenta con un despliegue importante de puntos de sensorización a lo largo del territorio, así que existe una cobertura de datos suficiente para el desarrollo de un proyecto de enfoque data-driven: niveles de embalses, caudales de agua en ríos y flujos principales, datos meteorológicos o volúmenes de agua subterránea. Los datos sobre desalinización y regeneración del agua también se han incorporado al proyecto, además de grandes cantidades de datos relativos a la actividad agrícola en el territorio.

Desde el punto de vista técnico, el proyecto incorpora los enfoques de la Data Science y la Data Engineering para asegurar que los componentes desarrollados serán plenamente transferibles en una solución lista para su explotación en un entorno de producción.

Una combinación de herramientas y técnicas alrededor de la inteligencia artificial y el Machine Learning, la computación cognitiva, el procesamiento de imagen y la analítica geoespacial proporciona la base para los esfuerzos de investigación. Al tratarse de un desarrollo sobre el entorno cloud Azure, los aspectos de escalabilidad del diseño también se han integrado en el proyecto.

La investigación ha puesto un foco especial en las tareas de visión por computador y de analítica geoespacial. Impulsada por los avances en el procesamiento basado en GPU de redes neuronales extremadamente complejas, la visión por computador está viviendo hoy un salto mayúsculo en rendimiento, alcance y aplicaciones. En este contexto, Cetaqua utiliza librerías y servicios de visión por computador para analizar de manera automática cultivos, plantas y cuencas hídricas. La combinación de los diferentes enfoques analíticos en una visión integrada refuerza el carácter innovador del proyecto de investigación.

La principal fuente de información utilizada en el área de estudio son imágenes de satélite de alta resolución de la misión Sentinel-2, una constelación de dos satélites multiespectrales del programa europeo Copernicus.

Partiendo de una serie temporal de imágenes de los últimos dos años se monitorizan los cultivos con una frecuencia semanal, con 5 m de resolución espacial en la región visible y 10 m en el infrarrojo cercano. En primer lugar, mediante el cálculo de índices de vegetación e índices de humedad se identifican las zonas con mayor demanda de agua.

A continuación, se emplea la inteligencia artificial para detectar el estado de los recursos hídricos disponibles y con respecto a las necesidades de los cultivos. Se utilizarán redes neuronales, algoritmos que mediante entrenamiento aprenderán a detectar en la imagen los elementos necesarios para una correcta gestión

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The Region of Murcia has been chosen as the area of study for the purposes of the project and constitutes an extraordinarily relevant scenario in terms of water use in agriculture within a context of scarcity and drought. The area has significant deployment of sensors distributed throughout the territory, meaning that there is sufficient data coverage to carry out a project with a data-driven approach: reservoir levels, water flows in rivers and main waterways, weather data and groundwater volumes. Desalination and water reclamation data have also been incorporated into the project, along with large quantities of data related to agricultural activity in the area.

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Metodología y área de estudio

Methodology and area of study

From the technical perspective, the project incorporates Data Science andData Engineering approaches to ensure that the components developed will be fully transferable in the form of a solution ready for implementation in a production environment.

A combination of tools and techniques associated with artificial intelligence and Machine Learning, cognitive computing, image processing and geospatial analytics will provide the basis for the research work. Because the development is supported by the Azure cloudenvironment, design scalability elements have also been integrated into the project.

The research work has put special emphasis on computer vision and geospatial analytics tasks. Driven by breakthroughs in GPU-based processing of extremely complex neural networks, computer vision is currently taking a giant step forward in terms of performance, scope and applications. In this context, Cetaqua uses computer vision libraries and services to carry out automatic analysis of crops, plants and water basins.

The combination of the different analytical approaches in an integrated vision reinforces the innovative nature of the project.

The main source of information used in the areas of study are high-resolution satellite images from the Sentinel-2 mission, a constellation of two multi-spectral satellites dedicated to the European Copernicus programme.

Using a satellite image time series from the last two years, crops are monitored on a weekly basis, with 5 m of spatial resolution in the visible spectrum and 10 m in the near-infrared spectrum. First of all, the areas with the highest demand for water are identified through the calculation of vegetation and moisture indexes.

Then, artificial intelligence is used to detect the status of available water resources with respect to crop requirements. Neural networks, algorithms which through training will learn to detect the elements required for correct water resource management from an image, will be implemented. Once the neural network has been trained, the calculation time is so short that this process can be carried out in real time, although in this case, because the satellite

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sistema de agentes inteligentes capaces de proporcionar recomendaciones para maximizar el uso eficiente del agua de riego agrícola.

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de los recursos hídricos. Una vez la red neuronal está entrenada, el tiempo de cálculo es tan corto que este proceso puede realizarse a a tiempo real. Aunque en este caso, ya que el satélite utilizado tiene un periodo de visita de 5 días, la velocidad de cálculo no es una prioridad. Todo el proceso requiere procesar una gran cantidad de información, cuyo tiempo de procesamiento se reduce considerablemente con la tecnología disponible en la plataforma Azure. De este modo las técnicas de visión por computador e inteligencia artificial aportan beneficios en dos puntos vitales: ver cosas que no son visibles para el ojo humano, y analizar las imágenes a una velocidad que para un humano sería impensable.

uses a five-day visiting frequency, calculation speed is not a priority. The entire process requires the processing of a large quantity of information and the time taken to carry out this processing is considerably reduced with the technology available on the Azure platform. In this way, computer vision and artificial intelligence provide two vital benefits: the capacity to see things not visible to the human eye and the capacity to analyse the images at a speed that would be unthinkable for a human being.

Perspectivas

Prospects

La inteligencia artificial es un campo de investigación y desarrollo extremadamente activo con enorme impacto potencial como herramienta para la sostenibilidad. Dentro del amplio conjunto de técnicas que incluye la IA, la visión por computador destaca especialmente como uno de los ámbitos con un retorno de valor más claro: el uso de redes neuronales sobre procesadores GPU permite ya a día de hoy construir soluciones avanzadas y complejas con tiempos de desarrollo extraordinariamente rápidos.

Artificial intelligence is an extremely active field of research and development, with a potentially enormous impact as a tool for sustainability. Amongst the wide range of techniques that form part of AI, computer vision stands out as one of the areas with the most obvious return value. The use of GPU-accelerated neural networks already enables the building of advanced, complex solutions with extraordinarily fast development times.

Junto a los factores tecnológicos, la disponibilidad de imágenes por satélite gratuitas, de buena resolución y alta frecuencia acaba de consolidar la visión por computador como un auténtico hot-spot de la innovación digital de nuestros días. En ese contexto, un escenario de aplicación muy claro es la gestión inteligente de los recursos hídricos destinados al riego de cultivos, especialmente en zonas de escasez y de gran variabilidad climática. El objetivo final es el desarrollo de agentes software basados en inteligencia artificial que sean capaces de orquestar todos los usos del agua en un entorno complejo y cambiante como el actual, lo que supone un verdadero reto de investigación multidisciplinar. Desde este enfoque, investigadores de Cetaqua trabajan en otras tecnologías complementarias que permitirán implementar una agricultura de precisión a corto plazo, trabajando y combinando la sensórica, la analítica de datos, sistemas de información geográfica (SIG o GIS) y herramientas de soporte a la toma de decisiones (DSS).

Along with technological factors, the availability of free-ofcharge satellite images of good resolution and taken with frequency consolidates computer vision as a real hot-spot of digital innovation at this point in time. In this context, a very clear implementation scenario is intelligent management of water resources for crop irrigation, particularly in areas of water scarcity and great climate variation. The ultimate objective is to develop artificial intelligence-based software agents capable of orchestrating all water uses in the complex, changing environment of today, which represents a real multi-disciplinary research challenge. Based on this approach, Cetaquaresearchers are working on other complementary technologies that will enable the implementation of precision agriculture in the short term, by working on and combining sensor technology, data analysis, geographic information systems (GIS) and decision support systems (DSS).

Agradecimientos

Acknowledgements

El proyecto “AI4Earth - Predicción de la Demanda de Agua en la Agricultura” se está realizando gracias a los recursos de computación de Microsoft Azure, incluyendo herramientas de inteligencia artificial, a través de una beca del programa “AI for Earth” de Microsoft, para personas y organizaciones que trabajan “para transformar el modo en que entendemos y gestionamos nuestros recursos naturales.

The “AI4Earth – Agricultural Water Demand Forecast”project is being conducted thanks to Microsoft Azure cloud computing resources, including AI tools, awarded through the AI for Earth Grant program for people and organizations that are working to transform the way we understand and manage our natural resources.”

Karim Claudio. Project Manager del Área de Agua 4.0 en Cetaqua

Rafael Giménez Esteban. Responsable del Área de Agua 4.0 en Cetaqua Leslie Barreda Pulpo. Project Manager del Área de Agua 4.0 en Cetaqua

Miquel Sàrrias Montón. Técnico del Área de Redes e Infraestructuras en Cetaqua *Cetaqua (Centro Tecnológico del Agua) / Cetaqua (Water Technology Centre)

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La agricultura española se encuentra en un proceso de transformación del modelo productivo que permita que la Renta Agraria pueda seguir creciendo. Para ello, las explotaciones deben seguir mejorando su rendimiento, para lo que es necesaria la incorporación de nuevas tecnologías que sean una ayuda real de modo que los agricultores puedan gestionar mayores extensiones con menor esfuerzo y de una manera más eficiente.

THE EMERGENCE OF DRONES IN AGRICULTURE – THE BREAKTHROUGHS THAT AWAIT US The Spanish agricultural production model is currently undergoing a transformation to enable continued growth of farm incomes. To achieve this, farms must continue to improve performance, which requires the implementation of new technologies that truly help farmers to manage larger surface areas with less effort and greater efficiency.

La agricultura en España

Agriculture in Spain

La agricultura en España es un sector estratégico de gran importancia social, territorial, medioambiental y económica, como lo prueba el hecho de que la mitad de la superficie se destina a actividades agrícolas o ganaderas y que el sector agroalimentario es uno de los más pujantes de la economía española.

In Spain, agriculture is a strategic sector of great social, territorial, environmental and economic importance, as evidenced by the fact that half the country’s surface area is devoted to crop or livestock farming, and agro-food is amongst the most important industries in the Spanish economy.

La producción agraria en 2017 fue de 49.192 millones de euros, un 3,4% superior a la de 2014, dando empleo a 818,74 mil trabajadores, expresadas en unidades de trabajo anual.

Revenues from agricultural production amounted to 49,192 million euro in 2017, 3.4% up on 2014. The sector employed 818,740 workers, expressed in annual work units.

España es el segundo país de la Unión Europea en cuanto a superficie agrícola representando un 13% del total, con un tamaño medio por explotación que ha ido creciendo en estos últimos años hasta alcanzar alas 24,7 hectáreas. Además, sigue siendo una fuente importante de empleo, alcanzando los 818.700 trabajadores (Fuente: Instituto Nacional de Estadística).

Spain is the second largest country in the European Union in terms of agricultural surface area, accounting for 13% of the total.

Average farm size has grown in recent years and is now 24.7 hectares. Moreover, agriculture continues to be an important source of jobs, providing employment for 818,700 workers (Source: Spanish National Institute of Statistics).

Los principales cultivos por superficie son los cereales, el olivo, los frutales, el viñedo y los cultivos industriales. En cuanto a producción por millones de euros, según el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medioambiente, el cultivo de frutas es el primero, seguido de las hortalizas, los cereales y el aceite de oliva.

The main crops in terms of surface area occupation are cereals, olive trees, fruit plants, vineyards and industrial crops. According to figures from the Spanish Ministry of Agriculture, Fisheries, Food and Environmental Affairs, in terms of output in millions of euro, fruit is the leading crop, followed by vegetables, cereals and olive oil.

Por otra parte, en la actualidad es necesario que la producción agrícola permita, además de obtener alimentos de calidad y competitivos en los mercados internacionales, garantizar su seguridad alimentaria y mejorar la sostenibilidad medioambiental mediante un consumo eficiente de los recursos que reduzca el impacto causado por el uso de insumos no optimizado: el regadío, los fertilizantes y los productos fitosanitarios.

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LA IRRUPCIÓN DE LOS DRONES EN LA AGRICULTURA, ¿QUÉ AVANCES VIENEN?

Apart from producing quality food that can compete in international markets, it is now necessary to guarantee food safety and improve environmental sustainability through efficient resource consumption. This involves reducing the impact of non-optimal inputs: irrigation, fertilisers and phytosanitary products.

In this context, Precision Agriculture (PA) can act as a lever for transformation and convert Spanish agriculture into a benchmark sector in which the traditional quality of products is accompanied by efficient and sustainable resource management.

Precision Agriculture is an agronomic term that defines the management of agricultural plots based on observation, measurement and action, taking account of the variability of each plant and each crop type. It requires a combination of technologies comprising: different types of sensors to receive signals from the soil, plants and the

Dron sensorizado operado por AINIA captando imágenes en un olivar para hacer un seguimiento de la producción. | Sensor-carrying drone operated by AINIA capturing images in an olive grove to monitor production

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Precision Agriculture

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Despegue del dron por un operario de AINIA | Drone taking off under control of AINIA operator

Es en este entorno en el que la Agricultura de Precisión (AP) puede actuar como palanca transformadora del sector y convertirlo en un referente en el que la calidad tradicional de los productos agrícolas españoles vaya asociada a una gestión eficiente y sostenible de los recursos.

La Agricultura de Precisión La Agricultura de Precisión es un término agronómico que define la gestión de parcelas agrícolas sobre la base de la observación, la medida y la actuación atendiendo a la variabilidad que se produce en cada planta y en cada tipo de cultivo. Requiere de un conjunto de tecnologías formado por los diferentes tipos de sensores que captan las señales del suelo, de la planta y del entorno, los sistemas basados en Inteligencia Artificial para la ayuda a la toma de decisiones que permitan generar mapas y recomendaciones de actuación y la mecanización y automatización de las operaciones agrícolas como son la fertirrigación, la aplicación de tratamientos fitosanitarios o la cosecha selectiva. Por tanto, es un entorno multidisciplinar en el que converge la agronomía, la tecnología electrónica, las tecnologías de la información y la mecanización.

environment; Artificial Intelligence based systems that can generate maps and recommendations to aid decision-making; and mechanisation and automation of agricultural operations such as fertirrigation, the application of phytosanitary treatments and selective harvesting. PA is, therefore, a multidisciplinary methodology combining agronomy, electronic technology, IT and mechanisation.

Las principales tecnologías que pueden actuar como catalizadores para transformar los procesos de control de la producción agrícola para hacerlos más eficaces son:

The main technologies that can act as catalysers to transform the control processes of agricultural production to make them more efficient are:

• Tecnologías fotónicas basadas en sensores multi e hiperespectrales que permitan obtener la huella espectral de la planta y relacionarla con los indicadores agronómicos de interés.

• Tecnologías de Inteligencia Artificial (Big data & Analytics) para analítica descriptiva mediante sistemas de información que proporcionan una visión global del estado de un cultivo en base a la interpretación de los datos de sus parámetros clave mediante mapas de valor para la toma de decisiones y para analítica predictiva que proporcione una visión futura (predicción) del cultivo en base al análisis de los datos obtenidos.

• Tecnologías de robotización y mecanización tales como robots autoguiados para la toma de datos en campo, drones con autopiloto para la obtención de datos de alta resolución en campo y maquinaria para la aplicación de tratamientos y otras operaciones agrícolas de manera eficiente.

• Photonic technologies based on multispectral and hyperspectral sensors that enable the spectral fingerprint of the plant to be obtained and associated with agronomic indicators of interest.

• Artificial Intelligence technologies (Big data & Analytics) for descriptive analytics through IT systems that provide a global vision of the status of crops. This is based on the interpretation of data related to key crop parameters and the use of heat maps. The use of these technologies will facilitate decisionmaking and predictive analytics, which provides a future vision (forecast) of the crop based on analysis of the data obtained.

• Robotics and mechanisation technologies, such as self-guided robots for gathering high resolution data in the field and machinery for the efficient application of treatments and other agricultural operations.

Los drones y su aportación a la agricultura

Drones and their contribution to agriculture

Para obtener la información de la evolución de los cultivos, se recurre a la Teledetección, que es la técnica que consiste en captar

Remote sensing is used to obtain information on crop evolution.

It consists of capturing images of the land remotely in different bands of the electromagnetic spectrum and then processing, analysing and interpreting these images.

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Remote sensing has traditionally been based on the use of images captured by satellites such as the NASA Landsat or the European Space Agency (ESA) Sentinel. These satellites are equipped with multispectral sensors in the visible and near-infrared bands. Thanks to these images,

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Operación de un dron sensorizado por AINIA para evaluar un cultivo de cítricos. | Operation of a drone fitted out with sensors by AINIA for the evaluation of a citrus fruit plantation

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it is possible to obtain agricultural indexes for crop supervision and monitoring, such as the Normalised Difference Vegetation Index (NDVI).

The NDVI calculates the vigour of a plant in a specific phenological state from the red and near-infrared bands. It has been implemented successfully in extensive, homogeneous crops, such as cereals.

La teledetección se ha basado tradicionalmente en el uso de imágenes captadas por los satélites como el Landsat de la NASA o el Sentinel de la Agencia Espacial Europea (ESA). Estos satélites están dotados de sensores multiespectrales en las bandas del visible e infrarrojo cercano. Gracias a estas imágenes, es posible obtener indicadores agronómicos para el seguimiento y monitorización de los cultivos, como el NDVI (Índice Normalizado Diferencial deVegetación), que calcula el vigor de una planta en un estado fenológico concreto a partir de las bandas del rojo y el infrarrojo cercano. Se ha aplicado con éxito en cultivos extensivos y homogéneos como los cereales.

El uso de imágenes satelitales en agricultura de precisión tiene algunas ventajas como la gratuidad de las imágenes por pertenecer los satélites a programas promovidos para la caracterización del suelo y la atmósfera, o la frecuencia y periodicidad con que se toman las imágenes. En el caso del Sentinel-2, hay 2 satélites de los que pasa uno sobre cada punto cada 5 días. En cambio, hay otra serie de inconvenientes como la baja resolución espacial (10 metros en la mayoría de bandas espectrales en el caso del Sentinel-2), la meteorología cambiante (si hay nubes, las imágenes no son válidas), la franja horaria en la que se obtiene la imagen no siempre es la idónea y la necesidad de una calibración atmosférica.

En los últimos años ha surgido con fuerza el uso de las aeronaves no tripuladas, llamadas RPAS (Remotely Piloted Aircraft System, sistema aéreo tripulado por control remoto), aunque popularmente son más conocidas como drones. Este tipo de dispositivos tiene algún inconveniente, como el coste de operación, la necesidad de un experto que opere el vuelo o la dificultad de muestrear áreas muy amplias. En cambio, tiene unas ventajas notables que están haciendo que se extiendan de manera rápida: • Elevada resolución: a partir de 2 centímetros.

• Operación a bajas cotas y por tanto sin influencia de las nubes.

• Planificación de los vuelos cuando interese.

• Posibilidad de embarcar sensores con mayor resolución espectral.

Como consecuencia de estas ventajas, los drones permiten obtener mapas de más índices vegetativos y con mucha mayor resolución, pudiendo ser aplicados a cultivos arbóreos como los frutales, el olivar, el almendroo el viñedo.

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The use of satellite images in precision agriculture has a number of advantages. These include the fact that images are free because the satellites belong to programmes promoted for the characterisation of soil and the atmosphere.

Another advantage is the frequency with which the images are captured. For example, Sentinel-2 has two satellites, one of which passes over each point every five days. However, there are also a number of drawbacks, such as low spatial resolution (10 metres in most of the spectral bands in the case of Sentinel-2), changing weather conditions (cloud cover causes images to be invalid), the time period in which the image is taken is not always ideal and lastly, the need for atmospheric correction.

In recent years, we have seen the rapid emergence of Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS), better known as drones. These devices have some drawbacks, such as operating costs, the need for an expert to control the flight and the difficulty associated with sampling very large areas. However, they also have significant advantages and, as a result, their use is rapidly becoming more widespread: • High resolution: starting at 2 centimetres.

• Low-altitude operation, thereby eliminating the influence of clouds.

• Flight planning in accordance with needs.

• Possibility of equipping them with sensors of higher spectral resolutions.

Because of these advantages, drones enable maps of more vegetative indexes with much higher resolutions to be obtained.

Moreover, they can be used for tree crops, orchards, olive groves, almond plantations and vineyards.

Nonetheless, the technology still needs to evolve through: better integration of aircraft and sensors; the development of simple, affordable services; the adaptation of sensors with higher spatial and spectral resolution that would enable different operations to be carried out by a single machine (fertiliser management, optimisation of phytosanitary treatment, planning of pruning and harvesting); and reduced image taking and processing times to provide farmers with the information of value as soon as possible.

New applications and breakthroughs Although the primary sector is becoming increasingly professionalised, farmers cannot become expert users of new technologies overnight. Therefore, it is of key importance to focus on the creation and development of simple, affordable, robust solutions that aid in decision-making and have a visible influence on farm yields.

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imágenes de la tierra a distancia en diferentes bandas del espectro electromagnético y luego proceder a su procesado, análisis e interpretación.

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(a) Imagen de un cultivo captada por un dron con una cámara hiperespectral de HeadwallPhotonics; (b) Índice de vegetación diferencial normalizado NDVI para evaluar la canopia; (c) Mapa de absorción del agua para evaluar el estrés hídrico. | (a) Crop image captured by a drone with a Headwall Photonics hyperspectral camera (b) Normalised Difference Vegetation Index (NDVI) to evaluate the canopy (c) Water absorption map to evaluate water stress.

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Sin embargo, la tecnología aún tiene que evolucionar, integrando mejor aeronaves con sensores y desarrollando servicios sencillos y asequibles, adaptando sensores de mayor resolución espacial y espectral que permitan con el mismo equipo realizar diferentes operaciones (gestión de fertilizantes, optimización de tratamientos fitosanitarios, planificación de podas o cosechas) y reduciendo los tiempos de captura y procesado para dar la información de valor lo antes posible al agricultor.

Nuevas aplicaciones y avances Aunque el sector primario está cada vez más profesionalizado,los agricultores no se pueden convertir en expertos en el manejo de las nuevas tecnologías de un día para otro. Por tanto, resulta clave dirigir los esfuerzos a la creación y el desarrollo de soluciones sencillas, asequibles y robustas que se conviertan en una ayuda en la toma de decisiones y que tengan un claro reflejo en el rendimiento de las explotaciones agrícolas.

Las principales aplicaciones y avances en los que se está trabajando en la actualidad son: • Gestión del cultivo con el seguimiento de los costes de explotación, ingresos y beneficio por parcela.

• Optimización del aporte de nutrientes mediante mapas de evolución vegetativa y estrés hídrico para aplicar las dosis adecuadas según las necesidades de cada planta.

• Detección de enfermedades y plagas y optimización de la aplicación de tratamientos fitosanitarios reduciendo el consumo y el impacto medioambiental.

• Planificación de la cosecha en función de mapas de madurez del fruto y teniendo en cuenta las previsiones meteorológicas, la demanda y el precio en los mercados objetivos.

• Identificación de alertas tempranas para el agricultor, que permita anticiparse a problemas en campo como plagas, riesgos medioambientales, etc, y que el sistema proponga acciones correctivas y preventivas a modo de sistema de apoyo a la decisión.

Para que este tipo de aplicaciones llegue lo antes posible a los agricultores y se extienda su uso y aceptación por parte de los mismos, es necesario fomentar la participación en proyectos de investigación, desarrollo y transferencia en los que participen todos los agentes del sector agroindustrial, universidades y centros de investigación, empresas de tecnologías y maquinaria y productores agrícolas, de modo que las nuevas tecnologías se integren en servicios y equipos que sean validados por las empresas de producción.

To achieve successful transformation of the Spanish agricultural industry, current endeavours are focused on the development of new services of interest for farm management geared towards application in crops with longer cycles. The fruit of these crops (fruit trees, olive trees, vines, etc.) is a product of higher market value. The main applications and developments currently being worked on are: • Crop management with monitoring of costs, revenues and profit per plot.

• Optimisation of nutrient provision through vegetative evolution and water stress maps to enable appropriate dosing in accordance with the needs of each plant.

• Detection of diseases and plagues, and optimisation of the application of phytosanitary treatment, in order to reduce consumption and environmental impact.

• Harvest planning in accordance with fruit ripeness mapping, taking account of weather forecasts, demand and prices in target markets.

• Identification of early warnings to farmers that would facilitate rapid response to problems in the field such as plagues, environmental risks, etc. Also enabling the system to act as a decision-making support system that proposes corrective and preventive actions.

For these types of applications to be available to farmers as soon as possible and to extend their use and acceptance amongst the farming community, it is necessary to foster participation in research, development and transfer projects on the part of all actors from the agro-industrial sector, universities and research centres, technology and machinery manufacturers and agricultural producers, in such a way that the technologies are integrated into services and equipment, and are validated by the production companies.

Ricardo Díaz Jefe del Dpto de Instrumentación de Automática de AINIA Director of Dept. of Instrumentation and Automation, AINIA

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Para lograr con éxito la transformación de la industria agrícola española, la tendencia actual se dirige hacia el desarrollo denuevos servicios de interés para la gestión de explotaciones de sean de aplicación en los cultivos de ciclo largo cuyo fruto va destinado a un producto de mayor valor en el mercado: frutales, olivos, viñedos, etc.

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Gestión y tratamiento de agua | Water management and treatment

¿POR QUÉ LA RECARGA INTENCIONADA DE LOS ACUÍFEROS ES UNA MEDIDA EFECTIVA DE ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO? La recarga gestionada de los acuíferos, también llamada artificial o simplemente, MAR por sus siglas en inglés, constituye uno de los grupos de medidas de gestión hídrica más exitosas para el combate frontal a los efectos adversos del cambio climático.

Esta afirmación no es gratuita, y en este artículo se justifica que la técnica MAR, combinada con otras medidas de gestión integral de los recursos hídricos o IWRM, tiene un alto potencial y varias estrategias de adaptación e incluso de mitigación.

The main manifestations of climate change and their relationship with managed aquifer recharge are presented in Table 1, in the form of a problemsolution nexus.

There are international examples of combating the main effects of climate change (increase in average temperature, variations in annual precipitation, increased incidence of extreme phenomena, and an increase is sea levels) through the monitoring indicators and instances in this has been done successfully. It must be pointed out, however, that many of these effects have been felt here in Spain.

Ante las afecciones principales(aumento de la temperatura media, la variación en la concentración de las precipitaciones anuales, la mayor ocurrencia de fenómenos extremos y el aumento del nivel marino), hay ejemplos internacionales con sendos indicadores de seguimiento y de consecución del objetivo, si bien una buena parte de ellos pueden ser localizados en el territorio español.

The influence of artificial recharge on reducing identified impacts, quantified by different indicators, is shown in Table 3. Some examples, which can be considered of particular interest, are outlined below.

La influencia de la recarga artificial en la reducción de los impactos identificados, cuantificados mediante diversos indicadores, se presentan en la tabla 3.Algunos ejemplos considerados emblemáticos se exponen a continuación.

Examples of technological solutions to palliate rising temperatures and irregular distribution of precipitation

Ejemplos de actuaciones contra el cambio climático

Almacenes subterráneos de agua

Underground storage is particularly effective in aquifers where intensive exploitation has increased the average depth of the phreatic surface. This is a very naturalised receiving medium, due to the fact that managed recharge operations seek to reverse the environmental impact of “unsustainable groundwater exploitation” to enable a return to a status similar to that of the pre-operational scenario.

El almacenamiento subterráneo resulta particularmente efectivo en aquellos acuíferos cuya explotación intensiva ha incrementado la profundidad del nivel freático medio. Se trata por tanto de un me-

An outstanding example is the Cubeta de Santiuste aquifer in Los Arenales (Segovia), where managed recharge operations have been undertaken since 2002, with volumes ranging from

Ejemplos de soluciones tecnológicas paliativas del aumento de la temperatura y distribución irregular de la precipitación www.futurenviro.es

Managed Aquifer Recharge (MAR) is amongst the most successful sets of measures for directly combating the adverse effects of climate change. This is not merely a gratuitous statement. This article will demonstrate that the implementation of MAR, in combination with other integrated water resources management (IWRM) measures, has great potential and provides several adaptation and even mitigation strategies.

Tabla 1. Relaciones entre los principales vectores en los que se manifiesta el cambio climático, los principales problemas e impactos afectados y elenco de soluciones tecnológicas relacionadas útiles como medidas paliativas un como medidas de adaptación. | Table 1. Relationships between the main manifestations of climate change, the main problems and impacts and the technological solutions that can be implemented as palliative or adaptation measures.

Las principales manifestaciones del cambio climático y su relación con la recarga intencionada de acuíferos se exponen en la Tabla 1, en forma de binomios problema-solución.

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WHY MANAGED AQUIFER RECHARGE IS AN EFFECTIVE CLIMATE CHANGE ADAPTATION MEASURE

Examples of initiatives to combat climate change

Underground water storage

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Gestión y tratamiento de agua | Water management and treatment

Figura 1. Almacén de agua subterránea de manera intencionada para su uso interanual.

Cubeta de Santiuste. Dispositivos y funciones.

Figure 1. Managed underground water store for use at annual intervals. Cubeta de Santiuste.

Devices and functions.

dio receptor especialmente naturalizado, ya que las actividades de recarga intencionada tratan de revertir el impacto medioambiental “explotación insostenible de aguas subterráneas” a un estadio cercano al pre operacional.

Indicador: Almacén subterráneo. Indicador: Aumento de la reserva de manera intencionada. Hasta 12 hm3/anuales. Comparación: Evaporación máxima si se almacenara en balsas o presas (55 ha) con 34,6ºC de media de tª máxima (2008-2018).

Aumento de la humedad edáfica y ascenso del nivel freático Un ejemplo del incremento humedad edáfica y ascenso del nivel freático mediante el almacenamiento subterráneo está representado en el Carracillo, acuífero Los Arenales. Las acciones de recarga artificial iniciadas en 2003 se han traducido en un ascenso medio del nivel freático de 2,30 m. Este almacenamiento adicional en la zona no saturada ha aumentado la humedad edáfica en15-20%.

La situación resulta muy beneficiosa para el regadío y para los ecosistemas hidrófilos someros. Además representa un ahorro de energía para los regantes de 30-45%, al tener que bombear el agua subterránea desde una cota más somera. Aproximadamente el 40% de los costes del regadío en El Carracillo son costes energéticos (MARSOL, 2016).

0.4 to 12 hm3/annum (annual average of 2.62 hm3). This has increased reserves and the availability of water for irrigation, whilst saving water for an irrigated area of 230 ha, which would have been used if the water had been stored in 21 ponds of 600,000 m3. According to figures published in dina-mar.es (2009), farmers belonging to this irrigation community could irrigate for up to three years if there were no precipitation whatsoever.

Indicator: Underwater storage. Indicator: Intentional increase in reserves. Up to 12 hm3/annum. Benchmark: maximum evaporation if the water were stored in ponds or reservoirs (55 ha) with maximum average temperature of 34.6ºC (20082018).

Increased soil moisture and higher phreatic surface The El Carracillo, Los Arenales aquifer, provides an example of increased soil moisture and a rise in the phreatic surface brought about by underground storage. Artificial recharge operations, initiated in 2003, have resulted in an average rise in the phreatic surface of 2.30 m. This additional storage in the unsaturated zone has increased soil moisture by 15-20%.

This situation is very beneficial for irrigation and shallow water ecosystems. It also affords energy savings for irrigators of 30-45%, due to the fact that the groundwater is pumped from a shallower depth. Energy costs account for approximately 40% of total irrigation costs in El Carracillo (MARSOL, 2016).

Monitoring of the pumping costs of 314 pumps, with average pumping of 9.957 m3 per well per annum, and the rise in the average phreatic level from 6.30 m to 4.00 m, subsequent to several artificial recharge cycles, represents an rise of +2,30 m (Figure 2).

Figura 2. Incremento del nivel del agua debido operaciones de recarga artificial en el acuífero de El Carracillo, antes y después de las acciones de recarga gestionada.

Figure 2. Rise in water level resulting from artificial recharge operations in the El Carracillo acquifer. Levels before and after MAR operations.

The next task is to calculate how much a rise in water level of 2.30 m represents in energy terms. The saving in terms of kW-h is 36%, the equivalent of €3,000/annum.

Tabla 2. Cálculo del ahorro energético aparejado al bombeo de aguas subterráneas desde una cota más somera en El Carracillo, Castilla y León.

Table 2. Calculation of energy savings associated with groundwater pumping from a shallower depth in El Carracillo, Castilla y León.

Consumo de energía (KW·h) | Energy consumption (KW·h) Coste energético (€/año) | Energy cost (€/annum)

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Antes de la recarga | Before recharge 76.430 8.180

Después de la recarga | After recharge 48.430 5.180

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Un ejemplo emblemático es la segoviana cubeta de Santiuste, en el acuífero Los Arenales, donde se llevan a cabo operaciones de recarga intencionada desde 2002, con volúmenes entre 0,4 y 12 hm3/año (media anual de 2,62 hm3), incrementando las reservas, la disponibilidad de agua para regadío y ahorrando una superficie regada de230 ha si se almacenara en 21 balsas de 600.000 m3. Conforme a datos publicados en dina-mar.es (2009), los agricultores de esta comunidad podrían llegar a regar durante 3 años con precipitación cero.

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Gestión y tratamiento de agua | Water management and treatment

Figura 3. Almacén de agua subterránea de manera intencionada para su uso interanual. Comarca del Carracillo. Dispositivos y funciones.

Figure 3. Managed underground water store for use at annual intervals El Carracillo. Devices and functions.

The volume of CO2 emitted annually in the Carracillo irrigation community has fallen by 10,780 kg, which is proportional to the rise in the phreatic surface, without taking into account upgrading and energy efficiency initiatives, etc.

Indicator: Reduction in energy cost Indicator: percentage cost or kg of CO2 emissions (reduction of 36% in electricity bill or 10,780 kg in CO2 emissions with a rise in water level of 2.3 m due to recharge). Benchmark: Cost of pumping without aquifer recharge (bill of €3,000/annum higher).

El seguimiento de los costes de bombeo para 314 unidades en explotación inventariadas, contando con un bombeo medio de 9,957 m3 por pozo y año, y el ascenso del nivel freático medio desde los 6,30 m hasta los 4,00 m como media, después de varios ciclos de recarga artificial, representa un ascenso de +2,30 m (Figura 2).

La siguiente cuestión es calcular cuánto representa un ascenso del nivel del agua de 2,30 m en términos energéticos. El ahorro en kW-h es del 36%,equivalente a 3.000 €/año.

El volumen de CO2 emitido anualmente en el regadío del Carracillo se ha reducido en 10.780 kg de CO2 equivalente por el ascenso del nivel freático, sin incorporar las actividades de modernización, eficiencia energética…

Indicador: Reducción de coste energético Indicador: % coste o kg CO2 (36% de tarifa eléctrica o reducción de 10.780 kg de CO2 con ascenso de 2,3 m por recarga). Comparación: Coste de bombeo sin recarga (3.000 €/año más facturados).

Ejemplos de soluciones tecnológicas para la gestión de fenómenos extremos

Extreme situations characterised by abundance of water, such as floods, “cold drop” events, etc., can be used, to a certain extent, for artificial aquifer recharge. For this purpose, it is necessary to create a system to detain the fast-flowing water and channel it towards recharge devices.

River basin and forest management Many examples can be given of mechanical soil preparation for the purpose of increasing the infiltration rate: channelling of river water to forests conditioned to store the water for a period and facilitate infiltration, as well as forests “organised” to receive “ordered” runoff and facilitate infiltration, etc.

An example of this is to be found in Neila, Burgos, where a channel has been constructed to channel water from a road towards a forest adequately managed for this purpose. This forest is capable of retaining and channelling 15-40% of the volume of surface runoff (“divide and conquer”).

Figuras 4. Acciones mecánicas para minimizar la escorrentía, facilitar la recarga y la plantación posterior (izda.) y construcciones para canalizar y nivelar el exceso de agua de escorrentía (dcha.) Neila (CyL).

Figure 4. Mechanical initiatives to minimise runoff, facilitate recharge and subsequent plantation (left) and infrastructure to channel and level excess runoff water (left) Neila (Castilla y León).

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Las situaciones extremas por abundancia de agua, bien sea inundaciones, avenidas, gotas frías, etc. pueden ser empleadas, en una cierta fracción, para la recarga artificial del acuífero. Para ello hace falta combinar

Examples of technological solutions to manage extreme phenomena

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Gestión forestal de cuencas

Figuras 5. Sondeo profundo de investigación “Arnachos”de la Balsa del Campo (Chulilla), Valencia (UTM 685744/4391256) junto a una balsa de regadío como elemento de seguridad y de recarga. Fotos por cortesía de J.M. Montes. | Figure 5. “Arnachos” deep borehole at Balsa del Campo (Chulilla), Valencia (UTM 685744/4391256) located alongside the irrigation pond as a safety and recharge element. Photos courtesy of J.M. Montes.

Un ejemplo se encuentra en Neila, Burgos, donde una construcción canalizada deriva aguas desde una vía de comunicación hacia un bosque ordenado con adecuada gestión forestal, capaz de retener y derivar del 15 al 40% del volumen de la escorrentía superficial (“divide et impera”).

Indicator: Percentage of total runoff water in a constructed area or road channelled towards temporary storage or infiltration areas (or vice versa). The volume of water channelled ranges from 15% to 40% (DINA-MAR, 2009).

Rapid infiltration of excess water resources

Indicador: Porcentaje en % del agua de escorrentía total en una zona construida o vía de comunicación que es derivado hacia zonas de almacenamiento temporal e infiltración (o viceversa). Los volúmenes derivados oscilan del 15 al 40% (DINA-MAR, 2009).

Since 1995, the Basic Civil Protection Guidelines for flood risk include safety procedures for preventing and limiting potential damage arising from this risk. An outstanding example is the “Arnachos” deep borehole with a high recharge capacity (up to 1000 L/s). This is located just a few metres from the irrigation pond of the Tarragó Irrigation Community in Losa del Obispo (Valencia). It enables the extraction of a signification fraction of clean water from the irrigation pond in times of heavy rain. Therefore, this recharge system acts as a safety system by managing the excess water.

Infiltración rápida de excedentes hídricos Desde 1995, la Directriz Básica de Protección Civil ante el riesgo de inundaciones introduce criterios de seguridad para prevenir y limitar los daños potenciales que podría ocasionar este riesgo.

Un ejemplo destacable es el sondeo profundo “Arnachos”, de alta capacidad de recarga (hasta 1000 L/s). Este se encuentra situado a escasos metros de la balsa de riego de la CCRR Tarragó, Losa del Obispo (Valencia). Este permite evacuar al subsuelo una fracción importante de agua limpia, procedente de dicha balsa de riego,con lluvias intensas, por tanto, este sistema de recarga es un elemento de seguridad, al gestionar el exceso de agua.

In 2014, it was used twice for recharge of the aquifer, absorbing a volume of intense precipitation of almost 1,000 l/s for a period of 14 h (0.0504 hm3), a significant quantity of water that would have worsened the devastation caused by the flooding.

Indicator: Periodic infiltration of flowrates of almost 1000 l/s in Lliria (0.05 hm3) for 14 h.

En 2014 fue empleado dos veces para la recarga del acuífero, restando un volumen de las intensas precipitaciones cercano a 1000 l/s durante 14 h, (0,0504 hm3),cantidad considerable que habría agravadola devastación de la avenida.

Table 3 shows several examples of the different indicators with numerical values. All the impacts identified have occurred in Spain and demonstrative examples can be cited in this respect, although it has not been possible to give details of all of them in this article.

Indicador: Infiltración de caudales punta cercanos a los 1000 L/s en Lliria (0,05 hm3) durante 14 h.

Conclusions

La tabla 3 expone varios ejemplos con los valores numéricos de distintos indicadores. La totalidad de los impactos identificados cuentan con ejemplos demostrativos españoles, aunque no todos han podido ser explicados en este artículo.

The list of climate change effects in Spain has been accompanied by several successful cases of artificial recharge. The data associated with these monitored cases has enabled the establishment of status indicators, whilst demonstrating the efficiency and effectiveness of MAR as a multi-purpose technique that can carry out several functions at the same time.

Conclusiones La relación de efectos del Cambio climático se ha acompañado con varios casos de éxito relacionados con la recarga artificial en España, casos monitoreados cuyos datos han permitido establecer indicadores de estado y valorar la eficacia y eficiencia de la técnica MAR como una herramienta multipropósito capaz de cumplir varias funciones al mismo tiempo.

Los esquemas de gestión con celdas de retorno a los acuíferos son garantistas del futuro suministro de agua, y constituyen una importante serie de medidas de adaptación al cambio climático. Algunos sonademás paliativos de sus efectos adversos.

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Management schemes featuring aquifer recharge provide guarantees with respect to future water supply and also constitute an important set of climate change adaptation measures. Some of them also serve to palliate the adverse effects of climate change.

Enrique Fernández Escalante (Tragsa-PTEA)1 Jon San Sebastián Sauto (Tragsatec)2

Doctor en Hidrogeología. Tragsa I+D+i. | Doctor of Hydrogeology. Tragsa I+D+i.

1

Doctor en Biología. Tragsatec. I | Doctor of Biology. Tragsatec.

2

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Pueden citarse abundantes ejemplos de preparación mecánica del suelo para incrementar la tasa de infiltración, desvío del agua fluvial hacia bosques acondicionados para almacenar agua un tiempo y facilitar su infiltración, bosques “ordenados” para una escorrentía “ordenada” y facilitar la infiltración, etc.

Gestión y tratamiento de agua | Water management and treatment

un sistema que detenga las aguas que discurren a gran velocidad, y las deriven hacia dispositivos de recarga.

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Gestión y tratamiento de agua | Water management and treatment

MONITOOL, UNA APUESTA POR LOS MUESTREADORES PASIVOS PARA EVALUAR LA SALUD MEDIOAMBIENTAL DE LAS AGUAS EUROPEAS El Proyecto MONITOOL, en el que participan 8 instituciones de 6 países diferentes, lleva a cabo un estudio en aguas costeras y de transición de Europa para la implementación de muestreadores pasivos que permitan un mejor seguimiento de su estado químico.

The MONITOOL project features the participation of 8 institutions from 6 different countries. The project consortium is are carrying out a study on the implementation of passive sampling methods in European coastal and transitional waters that would enable bettering monitoring of the chemical status of these waters.

El proyecto MONITOOL tiene como objetivo proporcionar una base de datos robusta de concentraciones de metales disueltos y lábiles en aguas costeras y de transición para adaptar las actuales Normas de Calidad Ambiental (NCA) a la utilización de muestreadores pasivos tipo DGT (de sus siglas en inglés Diffusive Gradients in Thinfilms), pudiendo así mejorar y facilitar la evaluación del estado químico de las aguas bajo la Directiva Marco del Agua (DMA), que regula los usos y protección de las aguas a nivel europeo.

The MONITOOL project seeks to provide a robust data base on dissolved and labile metal concentrations in coastal and transitional waters for the purpose of adapting current Environmental Quality Standards (EQS) to enable the use of passive Diffusive Gradients in Thin-films (DGT) samplers. This would improve and facilitate assessment of the chemical status of water under the Water Framework Directive (WFD), which regulates the uses and protection of waters at European level.

¿Por qué surge MONITOOL?

How MONITOOL came to be

Tal y como explica la Dra. Blánaid White, coordinadora del proyecto y profesora de la Dublin City University (DCU), entidad que lidera este proyecto:“En la actualidad, analizar las concentraciones de metales en aguas costeras es extremadamente complicado. El proyecto MONITOOL ha sido ideado para dar respuesta a esta cuestión”.

Dr Blánaid White, project coordinator and Associated Professor at Dublin City University (DCU), which is leading the project, pointed out that “at present, testing for metal concentrations in coastal waters is extremely challenging. The MONITOOL project has been devised in response to this”.

Lo cierto es que el muestreo puntual, que implica la toma de muestras de agua en un momento concreto de tiempo, proporciona una buena instantánea de lo que está presente en la masa de agua en ese momento determinado. Sin embargo, no aporta información alguna sobre si dicha instantánea refleja fielmente lo que habitualmente está presente en esa masa de agua. De esta manera, el muestreo puntual tradicional puede pasar por alto, por ejemplo, eventos de contaminación transitorios.

It is true that spot sampling at a specific point in time provides a good snapshot of what is present in the Water bodies at that point in time. However, it does not provide any information on whether that snapshot faithfully reflects what is habitually present in that water body. Thus, traditional spot sampling can miss, for example, transitory contamination events.

A lo anterior se suman una serie de limitaciones analíticas derivadas de las bajas concentraciones de metales existentes en el medio marino, los bajos límites de cuantificación exigidos a los métodos analíticos, los problemas de interferencias en las medidas debido la matriz salina, etc.

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Ante estos inconvenientes, las técnicas de muestreo pasivo constituyen una prometedora herramienta para el cumplimiento de la DMA, ya que, como método de muestreo continúo, cuentan con una serie de ventajas: proveen un muestreo más representativo de las masas de agua, los metales se concentran en los DGTs facilitando su análisis, se eliminan los problemas asociados a la matriz salina y, además, se determinan las formas de metal causantes de toxicidad.

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MONITOOL, A COMMITMENT TO PASSIVE SAMPLING METHODS TO ASSESS THE ENVIRONMENTAL HEALTH OF EUROPEAN WATERS

Sin embargo, existen barreras que impiden la aceptación de los muestreadores pasivos en la aplicación de la DMA, como es el hecho de que la Directiva 2013/39/UE establece NCA para metales basadas específicamente en sus concentraciones disueltas (fracción filtrada por 0,45 μm).

Added to this, there are a number of analytical limitations associated with the low concentrations of metals in the marine environment, low quantification limits of analytical methods demanded, problems of interference with measurements due to the saline matrix, etc.

Given these shortcomings, passive sampling techniques constitute a promising tool for compliance with the WFD. Since they are continuous sampling methods, they have a number of advantages: they provide a more representative sampling of water bodies, the metals are concentrated in the DGTs, facilitating the metal analysis, eliminating the problems associated with the salt matrix and, in addition, the determined metals forms are those causing toxicity.

However, there are barriers to the acceptance of passive samplers in the application of the WFD, such as the fact that Directive 2013/39/EU sets EQS for metals based specifically on dissolved concentrations (fraction from 0.45 μm filter).

Una amplia representación de la costa atlántica

Wide representation of Atlantic coast

Además de la DCU como líder, el proyecto MONITOOL cuenta con siete socios más: en España con el Instituto Tecnológico de Canarias

Apart from project leader DCU, the MONITOOL project has a further seven partners: Spain is represented by the Instituto

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Gestión y tratamiento de agua | Water management and treatment

(ITC) y la Fundación AZTI del País Vasco; en Reino Unido participa el Centre for Environment, Fisheries and Aquaculture Science (CEFAS), en Francia el Institut Français de Recherche pour l’ Exploitation de la Mer (IFREMER) y en Portugal el Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA) y el Instituto Superior Técnico (IST). Fuera de la región Atlántica, el proyecto cuenta con la participación de la Universidad de Cagliari (UNICA) de Cerdeña (Italia), que opera aportando muestras de las agua mediterráneas.

Además de los socios, también participan en el proyecto nueve organismos públicos de carácter regional y nacional ligados al cumplimiento de la DMA para la protección de la calidad ambiental de las aguas en las regiones participantes y que colaboran como entidades asociadas al proyecto. De esta forma, queda garantizada la transferencia de la experiencia y las mejores prácticas a las entidades responsables de la monitorización del estado químico de las aguas en todas las regiones.

Campañas de muestreo a todo lo largo del Atlántico

Diferentes métodos para la evaluación de metales en agua Tras las campañas de muestreo, en el marco del proyecto se lleva a cabo una comparación de los resultados obtenidos con las tres técnicas de análisis de metales en aguas tras procesar los casi 300 DGTs utilizados y las más de 450 muestras de agua, en los que se determina: • La fracción lábil de metales en DGTs por ICP-MS, que realiza - IFREMER, en Francia.

• Los metales disueltos en agua por ICP-MS acoplado a un SeaFast, a cargo de IPMA, en Portugal.

• La fracción lábil de metales en aguas por voltametría que realiza IST, también en Portugal.

Tecnológico de Canarias (ITC) and the Fundación AZTI from the Basque Country; the UK by the Centre for Environment, Fisheries and Aquaculture Science (CEFAS), France by the Institut Français de Recherche pour l’ Exploitation de la Mer (IFREMER) and Portugal is represented by the Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA) and the Instituto Superior Técnico (IST).

Participating from outside the Atlantic region is the Universitá degli Studi di Cagliari (UNICA) in Sardinia (Italy), which is providing samples from Mediterranean waters.

Apart from the Consortium, nine regional and national public entities involved in the environmental protection of waters and compliance with the WFD are collaborating with the project as associate partners. This ensures the transfer of experience and best practices to these entities responsible for monitoring the chemical status of waters in the participating regions.

Sampling campaigns along the length of the Atlantic During this first year and a half of the project, since the kick-off meeting in Dublin in September of 2017, the technical work of the MONITOOL project has focused on two sampling campaigns.

The first was carried out at the end of winter, in March 2018, and the other at the end of the summer, in September 2018.

During these campaigns, each of the 8 partners deployed the corresponding DGTs and took water samples in at least 4 points of their coastal area, resulting in a representative sampling in the area that encompasse the British Isles and Ireland, down along the Atlantic coast to the Canary Islands. This is a key factor in terms of obtaining results that provide a general vision of the European Union waters. During the campaigns, previously established protocols with the agreement of all the partners were followed for sample taking, handling and analysis.

Different methods for the assessment of metals in water Following the sampling campaigns, a comparison of the results obtained with the three techniques implemented for

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Durante este primer año y medio de proyecto, desde que se diera el pistoletazo de salida en el meeting de Dublín en septiembre de 2017, la labor técnica de MONITOOL se ha centrado en la realización de dos campañas de muestreo: una realizada al final de la temporada invernal, en marzo de 2018 y la otra campaña, más reciente, al final del verano, durante el mes de septiembre de 2018. Durante las mismas, cada uno de los 8 socios instaló los DGTs correspondientes y tomó muestras de agua en al menos 4 puntos de su zona costera, lo que ha permitido obtener muestras representativas de un área que abarca la costa atlántica desde las Islas Británicas e Irlanda hasta las Islas Canarias, aspecto clave para obtener unos resultados que den una visión general de las aguas de la Unión Europea.

Además, durante las campañas se han seguido unos protocolos de muestreo, manipulación de muestras y análisis previamente establecidos y consensuados entre todos los socios.

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• The labile fraction of metals in DGTs

by ICP-MS, in charge of IFREMER, in France.

• Dissolved metals in water by ICP-MS coupled to a SeaFast, carried out by IPMA, in Portugal.

• The labile fraction of metals in waters by voltammetry, performed

by IST, also in Portugal.

Estructura del proyecto MONITOOL está estructurado en 6 paquetes de trabajo o work-packages (WP), en los que colaboran los ocho socios que conforman el consorcio: • WP1 y WP3 – Coordinación y Capita­ lización, respectivamente, liderados por DCU; • WP2 - Comunicación, a cargo del ITC; • WP4 – Base de datos y estudios de correlación, bajo la responsabilidad de AZTI; • WP5 – Campañas de campo y análisis, coordinado por CEFAS; • WP6 – Adaptación de NCA y evaluación del estado químico, a cargo de IFREMER.

As a result of all this work, at the end of this stage of the project, there will be a solid data base of concentrations of dissolved and labile metals in coastal and transitional waters. Based on these data, a rigorous statistical study can be achieved in order to adapt current EQS to the use of passive samplers: EQS- DGT.

Presentación de resultados: Conferencia final en Lisboa

MONITOOL is structured in 6 work packages (WP), in which the eight project partners collaborate:

Durante la recta final del proyecto, los resultados serán presentados en una conferencia final que tendrá lugar en Lisboa en junio de 2020, en la que se expondrán las bondades del muestreo de aguas mediante los DGT y la adaptación de las Directivas Europeas a esta metodología, aspecto que, presumiblemente, será finalmente aceptado en las futuras revisiones de la legislación europea.

El proyecto MONITOOL - New tools for monitoring the chemical status in transitional and coastal waters under the WFD, está cofinanciado por el programa Interreg Atlantic Area (2014-2020). Los socios aportan el resto de un presupuesto de casi 2 millones de euros que cubrirá las necesidades del proyecto durante sus tres años de desarrollo, entre julio de 2017 y junio de 2020.

Gestión y tratamiento de agua | Water management and treatment

metal analysis in waters was carried out. This was done subsequently to processing the almost 300 DGTs used and over 450 water samples, in which the following fractions were determined:

Todo ello permitirá, al finalizar esta fase del proyecto, contar con una sólida base de datos de concentraciones de metales disueltos y lábiles en aguas de transición y costeras, sobre la que llevar a cabo un riguroso estudio estadístico al objeto de adaptar las actuales NCA al uso de muestreadores pasivos: NCA-DGT.

Project structure

• WP1 and WP3 – Project coordination and Capitalisation, respectively, led by DCU; • WP2 – Project communication, led by ITC; • WP4 – Data base management and correlation studies, led by AZTI; • WP5 – Field campaigns and analysis, led by CEFAS; • WP6 – EQS adaptation and chemical status assessment, led by IFREMER.

Presentation of results: final conference in Lisbon At the end of the project, the results will be presented at a final conference to be held in Lisbon in June 2020. At this conference, the benefits of water sampling with DGT and adaptation of European Directives to enable the use of this methodology will be presented.

It is expected that this methodology will finally be accepted in introducing further modifications to European legislation.

Millán Gabet, Vanessa1; Rodrigo Sanz, Marta1; Pérez Cabrera, Iru2 1

Dpto. de Agua; 2Dpto. de Innovación | 1Dept. of Water; 2Dept. of Innovation

Instituto Tecnológico de Canarias | Technological Institute of the Canary Islands Consejería de Economía, Industria, Comercio y Conocimiento del Gobierno de Canarias Department of Economy, Industry, Trade and Knowledge of the Government of the Canary Islands

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The MONITOOL project - New tools for monitoring the chemical status in transitional and coastal waters under the WFD - is cofunded by the Interreg Atlantic Area (2014-2020) programme. The remainder of the budget, almost 2 million euro, is provided by the partners and will cover the needs of the project during its threeyear life, from July 2017 to June 2020.

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Gestión y tratamiento de agua | Water management and treatment

RECUPERACIÓN DE RECURSOS DE DIGESTATOS EN EDARs URBANAS

RESOURCE RECOVERY FROM DIGESTATES IN WWTPs

El DigesTake investigará la valorización de los efluentes líquidos y gaseosos de la digestión anaerobia de lodos en depuradoras urbanas. El consorcio, liderado por el Laboratorio de Ingeniería Química y Ambiental (LEQUIA) de la Universidad de Girona, integra diez universidades, empresas y centros tecnológicos de Catalunya.

The DigesTake project will research the valorisation of liquid and gaseous effluents after anaerobic sludge digestion at urban wastewater treatment plants. The consortium, led by the Laboratorio de Ingeniería Química y Ambiental (LEQUIA) of the Universidad de Girona (UdG), is made up of 10 universities, companies and technology centres from Catalonia.

La lucha contra el cambio climático y el agotamiento de los recursos naturales han forjado un importante cambio de paradigma en la concepción de las estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas (EDARs): el agua residual deja de ser considerada como un residuo y se convierte en una fuente valiosa de recursos. No basta, pues, con aplicar los principios de eco-sostenibilidad ambiental y de eficiencia energética para minimizar los residuos, reducir las emisiones contaminantes o consumir menos energía. Las depuradoras del futuro serán biorefinerías y, como tales, recuperarán y valorizarán recursos.

The fight against climate change and depletion of natural resources has forged an important change in the conception of urban wastewater treatment plants (WWTPs). Wastewater is no longer considered as waste and has become a valuable source of resources. It is not sufficient, therefore, to apply the principles of eco-sustainability and energy efficiency to minimise waste, and reduce emissions and energy consumption.

The WWTPs of the future will be bio-refineries and, as such, will recover resources and create added-value products.

Digestión anaerobia de lodos La digestión anaerobia de los lodos de EDAR ayuda a mitigar la proliferación de bacterias infecciosas y malos olores, a la vez que permite su valorización energética vía la producción de biogás,mezcla gaseosa principalmente formada por metano y dióxido de carbono (CO2). En relación con el efluente del digestor o “digestato”, tras aplicar una separación sólido-líquido se obtiene una fase sólida de lodo estabilizado y una fase líquida (también llamada centrado) con un elevado contenido de nutrientes -nitrógeno, fósforo y potasio- que son la base de un gran número de fertilizantes.

En las EDARs actuales el biogás se valoriza mediante la generación de energía calorífica y eléctrica. Por otro lado, el digestato es directamente aplicado como fertilizante en campos de cultivo o bien se reintroduce la fase líquida – una vez separada de la sólida – a la cabecera de la línea de aguas de la propia EDAR. Ambas opciones conllevan problemáticas medioambientales. Si se opta por la aplicación directa en cultivos, el alto contenido de nutrientes puede provocar la contaminación de aguas subterráneas y eutrofización.

Por el contrario, la reintroducción en cabecera disminuye la relación C/N en el agua residual de entrada, lo cual dificulta el proceso biológico de desnitrificación y hace necesaria la adición de compuestos químicos como fuente de materia orgánica.

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Recuperar y valorizar recursos

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DigesTake (Recuperación y valorización de recursos de digestatos urbanos en el marco de la economía circular) aplica los principios de la economía circular a los efluentes líquidos y gaseosos de la digestión anaerobia de lodos, generando nuevos conocimientos y desarrollando nuevas tecnologías para recuperar y valorizar recursos. El proyecto está estructurado en cuatro grandes ejes tecnológicos o actividades de recuperación y valorización - “carbono”, “fósforo”, “nitrógeno” y “agua y concentrado de nutrientes”.

Para alcanzar estos objetivos, la colaboración público-privada será fundamental. Así, el consorcio está compuesto por el grupo de investi-

Anaerobic sludge digestion Anaerobic digestion of WWTP sludge helps to mitigate the proliferation of infectious bacteria and foul odours, whilst enabling energy recovery through the production of biogas, a gaseous mix mainly comprising methane and carbon dioxide (CO2). The digester effluent or digestate, undergoes solid-liquid separation, giving rise to a solid phase (stabilised sludge) and a liquid phase (named as centrate) with a high content of nutrients (nitrogen, phosphorus and potassium), which are the basis of many fertilisers.

At WWTPs, biogas is currently used for the generation of heat and electrical energy. The digestate is applied directly to crops as fertiliser or, subsequent to separation of the solid fraction, is once again mixed with the liquid phase and returned to the WWTP headworks. Both of these options have associated environmental problems. If the digestate is applied directly to crops, the high nutrient content may cause pollution of groundwater and eutrophication. Returning the centrate to the headworks of the WWTP reduces the C:N ratio of the raw wastewater, which hinders the biological denitrification process and makes it necessary to add chemical compounds as a source of organic matter.

Recovering resources The DigesTake project (Recovery of resources from urban digestate within the framework of the circular economy) applies the principles of the circular economy to liquid and gaseous effluents from anaerobic sludge digestion, generating new knowledge and developing new technologies for the recovery of resources. The project is structured in four main recovery and value-creation areas : 1) Carbon 2) Phosphorus 3) Nitrogen 4) Water and Concentrated Nutrients.

Public-private partnership will be vital in order to achieve these goals. Therefore, the consortium is made up of the LEQUIA research team from the UdG; the industrial separation processes research team, and the development and application of analytical procedures research team from the Universidad de Barcelona (UB); the CTM, Leitat and Cetaqua technology centres;

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Activity 1: Carbon

gación LEQUIA de la UdG; los grupos de investigación de procesos de separación industrial, y de desarrollo y aplicación de procedimientos analíticos de la Universidad de Barcelona (UB); los centros tecnológicos CTM, Leitat y Cetaqua; y las empresas de los sectores del agua y la producción de fertilizantes LEF Ingenieros, ADASA, Aquambiente (grupo SUEZ) e Iberpotash-ICL. El proyecto también cuenta con la Agencia Catalana del Agua (ACA), el Consell Comarcal del Pla de l’Estany y la empresa OMS-Sacede como entidades colaboradoras.

Actividad 1: Carbono Se investiga la valorización del CO2 del biogás generado en digestores anaerobios mediante el uso de sistemas bioelectroquímicos. Esta tecnología emergente es capaz de transformar un gas de efecto invernadero como es el CO2 en productos de alto valor añadido como el butirato o el caproato a través de la acción de ciertos microorganismos y pequeñas cantidades de energía eléctrica. Los objetivos específicos son: 1) investigar la capacidad de los sistemas bioelectroquímicos para transformar el CO2 contenido en el biogás en productos de alto valor añadido y 2) evaluar y comparar las diferentes tecnologías existentes de valorización de CO2 en EDARs. Esta actividad la desarrolla el grupo de investigación LEQUIA de la UdG en colaboración con Cetaqua. En 2015, el grupo completó con éxito la primera prueba de concepto de producción de acetato y butirato a partir de CO2. Cetaqua, por otro lado, cuenta con una amplia experiencia en el aprovechamiento energético del biogás y evaluará la viabilidad comercial de la tecnología desarrollada.

This activity will be carried out by the LEQUIA research team from the UdG in cooperation with Cetaqua. In 2015, the team successfully completed the first proof of concept to produce acetate and butyrate from CO2. Cetaqua has extensive experience in the use of energy from biogas and will evaluate the commercial feasibility of the technology developed.

Activity 2: Phosphorus Phosphorus is an essential nutrient for living beings.

Paradoxically, its limited availability as a resource and its accumulation in water masses causes different environmental problems. DigesTake proposes the recovery of phosphorus present in the centrate for subsequent use as fertiliser.

Different options are being studied: 1) chemical precipitation of struvite (MgNH4PO4) or K-struvite (MgKPO4) through the addition of magnesium and potassium from mining sector by-products and 2) the precipitation of calcium phosphate biologically induced during the partial nitritation-anammox process. CTM, Cetaqua and Iberpotash-ICL are leading the first option, while the second is been researched by the UdG. In addition, a sensor is being developed for the purpose of monitoring the effectiveness of all these processes. This

El fósforo es un nutriente esencial para los seres vivos. Paradójicamente, su limitada disponibilidad como recurso y su acumulación en las masas de agua causan distintos problemas ambientales. DigesTake propone la recuperación del fósforo presente en el centrado para su posterior uso como fertilizante. En particular, se estudian dos vías distintas: 1) la precipitación química de estruvita (MgNH4PO4) o K-estruvita (MgKPO4) mediante la adición de magnesio y potasio procedente de subproductos del sector minero y 2) la precipitación de fosfato de calcio inducida biológicamente durante el proceso de nitritación parcial-anammox. En la pri-

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Actividad 2: Fósforo

CO2 recovery from the biogas generated in anaerobic digesters by means of bioelectrochemical systems will be investigated.

This emerging technology is capable of converting CO2, a greenhouse gas, into high-added-value products such as butyrate and caproate, through the action of certain microorganisms and small quantities of electrical energy. The goals are: 1) to research the capacity of bio-electrochemical systems to convert the CO2 contained in the biogas into high-added-value products and 2) to evaluate and compare the different existing CO2 recovery technologies at WWTPs.

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and LEF Ingenieros, ADASA, Aquambiente (grupo SUEZ) and Iberpotash-ICL, all private companies operating in the water and fertiliser production sectors. Also participating as collaborating entities are the Catalan Water Agency (ACA), the Consell Comarcal del Pla de l’Estany and the private company OMS-Sacede.

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mera vía participan CTM, Cetaqua y la empresa Iberpotash-ICL mientras que la segunda vía es investigada desde la UdG. Además, para monitorizar la efectividad de todos estos procesos se desarrollará un sensor que permita la medida en continuo, sin consumo de reactivos ni generación de residuos, de la concentración de fósforo en las soluciones involucradas en los procesos de recuperación anteriormente mencionados. La UB y la empresa ADASA son los encargados de llevar a cabo las tareas de investigación y desarrollo asociadas.

Actividad 3: Nitrógeno La recuperación y valorización del nitrógeno en las aguas residuales urbanas se focaliza tanto en la línea principal de las depuradoras como en los retornos de deshidratación de los lodos digeridos. Cabe señalar que la eutrofización de las masas de agua debido al exceso de nutrientes es un riesgo potencial en muchas regiones de Europa, con áreas catalogadas como zonas vulnerables por la acumulación de nitratos.

La recuperación de nutrientes, entre ellos el nitrógeno, puede beneficiar al sector agrícola disminuyendo los costes asociados al consumo de fertilizantes. De este modo se contribuye a la economía circular reduciendo los impactos ambientales generados en la ruta convencional de producción de fertilizantes nitrogenados con el proceso Haber-Bosch. No obstante, cabe tener en cuenta que actualmente los métodos de recuperación de nitrógeno son todavía económicamente poco sostenibles comparados con las tecnologías de eliminación porque precisan de una elevada cantidad de reactivos.

La eliminación de nitrógeno puede lograrse a través de procesos de nitrificación-desnitrificación convencionales (N/DN), aunque éstos presentan un elevado consumo energético y pueden requerir el consumo de reactivos químicos (metanol) en los casos donde haya deficiencia de carbono. La eliminación completamente autotrófica de nitrógeno es interesante porque permite un ahorro de energía y reduce la demanda de materia orgánica en comparación con el proceso heterótrofo.

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En contrapartida, las bacterias involucradas en un proceso autótrofo presentan un crecimiento lento y los consorcios microbianos necesarios son muy sensibles a la presencia de materia orgánica.

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Esta actividad del proyecto se enfrenta tanto a los retos de la recuperación como a los de la eliminación del nitrógeno. Por un lado, en una primera planta piloto industrial, se investiga la recuperación del nitrógeno en forma de diferentes sales ricas en amonio a través del sistema de adsorcióndesorción en zeolitas y contactores de membrana. Esta línea, liderada por Cetaqua, la UPC y la empresa Aquambiente, tiene sus antecedentes en otros proyectos previos como el LIFE NECOVERY y

sensor will enable continuous measurement of phosphorus concentrations in the solutions involved in the above-mentioned recovery processes, without requiring chemicals or producing waste. The UB and ADASA are responsible for carrying out the associated research and development tasks.

Activity 3: Nitrogen Recovering and adding value to nitrogen from urban wastewater focuses on both the main treatment line of WWTPs and returns from digested sludge dewatering. Eutrophication of water masses due to excess nutrients is a potential risk in many European regions, with some areas classified as vulnerable due to nitrate accumulation.

The recovery of nutrients, including nitrogen, can benefit the farming sector by reducing costs associated with fertiliser consumption. In this way, it contributes to the circular economy and reduces the environmental impacts associated with conventional production of nitrogenated fertilisers using the Haber-Bosch process. Nonetheless, it should be borne in mind that current nitrogen recovery methods are not particularly sustainable economically when compared to removal technologies. This is because such methods require a large quantity of chemicals.

Nitrogen removal can be achieved through conventional nitrification/ denitrification (N/DN) processes, but these processes are high energy consumers and may require the consumption of chemicals (methanol) in cases where there is a deficiency of carbon. Completely autotrophic nitrogen removal is of interest because it enables energy savings and reduces the demand for organic matter compared to the heterotrophic process. In contrast, the bacteria involved in autotrophic processes are slow-growing and the microbial consortiums required are very sensitive to the presence of organic matter.

This project activity faces the challenges posed by both nitrogen recovery and removal. Research is aking place first in an industrial pilot plant on nitrogen recovery in the form of different ammonium-rich salts by means of a

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El proyecto también investiga una tecnología para concentrar efluentes con potencial para producir fertilizantes de alta calidad a partir de productos valorizables (N-P-K). Esta actividad, realizada por el centro tecnológico LEITAT, la UPC y la empresa LEF Ingenieros, promueve la generación de nuevos conocimientos para el desarrollo de un nuevo proceso de concentración de nutrientes mediante ósmosis directa (OD). Además, se establecerán las bases para la construcción de un primer prototipo piloto. Los objetivos específicos son: • Estudiar el estado del arte de la OD, selección y caracterización del agua a tratar, condiciones de trabajo y caracterización de los productos finales obtenidos.

• Describir el proceso de OD para concentrar corrientes de EDAR. Esto significa tener en cuenta todos los elementos del tratamiento previo de la corriente de alimentación; la selección, mejora y regeneración de la solución extractora; la investigación en nuevas membranas mediante nanotecnología; y la simulación y modelización de los diferentes procesos asociados.

• Calcular los rendimientos por los diferentes escenarios propuestos dentro del proceso de OD. La calidad del producto final concentrado se cuantificará mediante parámetros físico-químicos. De manera análoga, se analizará el rendimiento del proceso de regeneración de la solución extractora. La calidad del agua producida también se evaluará junto con la capacidad de reconcentración de la solución extractora.

• Desarrollar y optimizar un prototipo piloto capaz de producir del orden de 50 L/h de agua.

Finalmente, dentro de esta actividad se desarrollará un software de simulación capaz de predecir el rendimiento del proceso para evaluar el mayor número de situaciones teóricas y dimensionar un sistema energéticamente inteligente y sostenible.

Uno de los seis proyectos de la comunidad RIS3CatAigua El DigesTake es uno de los seis proyectos de la nueva comunidad RIS3CAT Agua acreditada por la Generalitat de Catalunya a través de la Agencia por la Competitividad de la Empresa (ACCIÓ) y cofinanciada con el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) de la Unión Europea. Tiene un presupuesto de 2,1 millones de Euros y se ejecutará a lo largo de 3 años y medio.

Activity 4: Water and concentrated nutrients The project is also researching a technology to concentrate effluents with the potential to produce high-quality fertilisers from valorisable products (N-P-K). This activity is being undertaken by the LEITAT technology centre, the UPC and the private company LEF Ingenieros. It fosters the generation of new knowledge for the development of a new nutrient concentration process based on forward osmosis (FO). This activity will also establish the basis for the building of a first pilot prototype. The specific goals of this activity are: • To study the state of the art in FO, selection and characterisation of the water to be treated, working conditions and characterisation of the end products obtained.

• To describe the FO process for concentration of WWTP streams. This means taking account of all previous treatment elements of the feed stream; the selection, enhancement and reclamation of the extractant solution; research into new membranes implementing nano-technology; and simulation and modelling of the different associated processes.

• To calculate the efficiencies of the different proposed scenarios within the FO process. The quality of the final concentrated product will be quantified in terms of physicochemical parameters. Similarly, the efficiency of the extractant solution reclamation process will be analysed. The quality of the water produced will also be evaluated, along with the reconcentration capacity of the extractant solution.

• To develop and optimise a pilot prototype capable of producing around 50 L/h of water.

Finally, this activity will also include the development of a simulation software capable of predicting the efficiency of the process to evaluate the largest number of theoretical situations and size an intelligent, sustainable energy system.

One of six projects being carried out by the RIS3CatAigua community DigesTake is one of six projects being undertaken by the new RIS3CAT Agua community, which is accredited by the Government of Catalonia through the Agencia por la Competitividad de la Empresa (Agency for Company Competitiveness - ACCIÓ). The project is co-funded by the EU European Regional Development Fund (ERDF). It has a budget of 2.1 million euro and will take place over a period of three and a half years.

Jesús Colprim (LEQUIA-UdG), Sebastià Puig (LEQUIA-UdG), Albert Magrí (LEQUIA-UdG), Teresa Bosch (LEQUIA-UdG), José Francisco García (UB), José Luis Cortina (UPC-Cetaqua), Nicolás de Arespacochaga (Cetaqua) y EdxonLicon (Leitat)

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Actividad 4: Agua y concentrado de nutrientes

system of adsorption/desorption implementing zeolite and membrane contactors. This line of research, led by Cetaqua, the UPC and the private company Aquambiente, has its background in previous projects such as LIFE NECOVERY and LIFE ENRICH. In a second industrial pilot plant, research focuses on nitrogen removal with the partial nitrification-anammox technology, in which the process is optimised under microaerophilic conditions.

In both cases, the integration of these technologies with those developed for phosphorus recovery will be evaluated, due to the important synergies between these compounds in the streams to be treated.

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el LIFE ENRICH. Por otro lado, en una segunda planta piloto industrial se investiga la eliminación de nitrógeno con la tecnología de nitrificación parcial-anammox optimizando el proceso bajo condiciones microaerofílicas. La UdG lidera esta línea de investigación. En ambos casos se evaluará la integración de estas tecnologías con las desarrolladas para la recuperación del fósforo, por las importantes sinergias que existen entre estos dos compuestos en las corrientes a tratar.

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PROYECTO LIFE DRAINRAIN: “PAVIMENTO PARA EL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS DE ESCORRENTÍA” El proyecto LIFE DRAINRAIN tiene como principal objetivo “desarrollar y validar un nuevo sistema de tratamiento de aguas que elimine los contaminantes transportados a través del agua de escorrentía”. Este sistema se basa en la acción conjunta de un pavimento de hormigón poroso fotocatalítico y un sistema modular de tratamiento de aguas insitu.

Los principales contaminantes presentes en este tipo de aguas son resultado de pérdida de aceites y combustibles,restos de neumáticos,pesticidas empleados en actividades agrícolas,etc. Estos elementos proceden de una amplia variedad de fuentes y son trasportados a través de las aguas de escorrentía fruto de las lluvias y la descongelación de la nieve. Como resultado, las aguas de escorrentía contienen una carga significativa de contaminantes formados principalmente por metales pesados (Cu, Zn, Pb, Fe, etc.), contaminantes orgánicos (hidrocarburos aromáticos policíclicos -HAPs o PAHs, por sus siglas en inglés-; pesticidas y bifenilospoliclorados) y sólidos en suspensión.

El objetivo principal del proyecto es desarrollar y validar un nuevo sistema de tratamiento de aguas que elimine la contaminación que arrastra el agua de lluvia, mitigando el impacto ambiental negativo producido por esta. Los contaminantes presentes en esta agua de escorrentía serán eliminados con el objetivo de cumplir con las Normas de Calidad Ambiental (Directiva 2013/39/UE de 12 de agosto de 2013, en cuanto a las sustancias prioritarias en el ámbito de la política de aguas). El sistema, además, permitirá almacenar esta agua de escorrentía, una vez tratada, para poder ser reutilizada, lo cual es de especial interés en regiones con escasez de recursos hídricos.

Con objeto de validar la eficacia y replicabilidad del sistema desarrollado en diferentes condiciones, en el marco del proyecto se ejecutarán dos demostradores en dos ambientes diferenciados: Demostrador 1 - Puerto de Ferrol (A Coruña)

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The main goal of the LIFE DRAINRAIN project is the development and validation of an innovative system for water treatment which removes the pollution from runoff water. The proposed system is based on a photocatalytic porous pavement combined with an in-situ modular water treatment system.

Las aguas de escorrentía de los pavimentos con alta carga de actividades industriales y/o con tráfico rodado suponen una importante fuente de contaminación acuosa (contaminación difusa). De acuerdo a la Directiva Marco del Agua (Directiva 2000/60/CE de 23 de octubre de 2000), el establecimiento de medidas para prevenir y controlar este tipo de contaminación es fundamental para garantizar la protección del medioambiente.

El proyecto LIFE DRAINRAIN, en el que actualmente participan cin­ co entidades nacionales provenientes del sector público y privado, se ejecutará hasta finales de 2020 y cuen­ta con un presupuesto total de 1,4 millones de euros, de los que 854.000 € serán financiados por la Comisión Europea dentro del Programa LIFE 2015: Medio Ambiente y Eficiencia de los Recursos.

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LIFE DRAINRAIN PROJECT: PAVING FOR RUNOFF WATER TREATMENT

Localizado en una zona litoral dentro del clima atlántico (abundancia hídrica), con una alta carga de actividades industriales y en un entorno con un alto valor medioambiental y socioeconómico (pesca, marisqueo, turismo). El principal objetivo del demostrador es evitar el vertido libre al mar de aguas altamente contaminadas y, al mismo tiempo, la reutilización de las mismas; por lo que se dotará al sistema de un depósito que permita almacenar el agua tratada para su posterior uso en trabajos de limpieza.La superficie de pavimento poroso fotocatalítico con la que contará este demostrador será de 900 m2.

Runoff water from paved surfaces with heavy industrial activity and/or traffic constitutes a major source of diffuse pollution of surface and ground waters. According to the Water Framework Directive (WFD, 2000/60/EC), the establishment of measures to prevent and control this type of pollution is vital in order to protect the environment.

Pollutants are present in this type of water as a result of oil and fuel leaks, tyre wear, pesticides used in agriculture, etc.

These pollutants come from a wide variety of sources and are dispersed by runoff water caused by rain and melting snow.

This runoff water carries a significant pollution load, composed mainly of the following pollutants: heavy metals (Cu, Zn, Pb, Fe, etc.), Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs), pesticides and suspended solids.

The LIFE DRAINRAIN project, which currently features five Spanish partners from both public and private sectors, will run until the end of 2020 and has a total Budget of 1.4 million euro, of which 854,000 euro will be funded by the European Commission as part of the LIFE 2015 Environment and Resource Efficiency sub-programme.

The main goal of the LIFE DRAINRAIN project is the development and validation of an innovative system for water treatment which removes the pollution from runoff water, mitigating the negative environmental impact of runoff in water bodies. Pollutants in runoff water will be removed in order to achieve compliance with the Environmental Quality Standards set out in Directive 2013/39/EU. In addition, the system will enable the treated water to be stored for reuse, which is of particular interest in water-scarce regions.

The LIFE DRAINRAIN Project envisages the construction of two pilot plants in different locations for the purpose of testing the feasibility of the proposed technology in different conditions: Pilot Plant 1 –Seaport of Ferrol (A Coruña) This pilot plant is located in a coastal area with an Atlantic climate (abundant water). The area has intensive industrial

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Localizado en un entorno mediterráneo (elevado estrés hídrico y ocurrencia de grandes avenidas puntuales), el demostrador tiene un doble objetivo: valorizar el agua para diferentes usos -especialmente para regadío, por ser la agricultura una de las actividades económicas más importantes de esta región- y evitar la transferencia de altas cargas de contaminación al medio natural ya que, al tratarse de una zona con largos periodos sin lluvias, cuando estas se producen, las concentraciones de contaminantes en las aguas de escorrentía pueden ser mucho mayores. La superficie de pavimento poroso fotocatalítico en este caso será de 150 m2.

Previamente a la ejecución de los demostradores, el agua de escorrentía (Figura 1) de ambas localizaciones ha sido caracterizada, tanto desde el punto de vista físico-químico (pH, conductividad, oxígeno disuelto, sólidos, demanda química de oxígeno -DQO-, metales, plaguicidas, policlorobifenilos-PCBs- e hidrocarburos aromáticos policíclicos -PAHs-,tanto en disolución como en sólidos, etc.)como microbiológico a través de la medida de coliformes totales; con objeto de determinar las necesidades operacionales de las plantas piloto.

Del resultado de la caracterización se observó que en ambos casos había concentraciones significativas de sólidos,PCBs y PAHs. Además, tal como era de esperar, las características de las aguas eran muy diferentes en ambas ubicaciones. En el caso de Calasparra se encontraron concentraciones elevadas de coliformes totales, que tendrán que ser reducidas para el posterior reúso de agua para irrigación. En cambio, en el Puerto de Ferrol se observaron elevadas concentraciones de metales (en particular, Cd, Pb, Zn, Cu y Hg) y pesticidas, probablemente procedentes de explotaciones agrícolas en las proximidades.

Además, también se analizó la distribución de tamaños de partícula de los sólidos presentes en las muestras. Esta caracterización mostró una elevada proporción (alrededor del 40% del volumen total de sólidos) de partículas de muy pequeño tamaño (< 2μm) en el agua de escorrentía del Puerto de Ferrol, lo cual no se observó en Calasparra, donde aparecieron partículas pequeñas en una proporción mucho menor (<15% en volumen). Esto se ha tenido en cuenta a la hora de seleccionar los equipos para eliminación de sólidos en cada una de las ubicaciones, de modo que en el Puerto de Ferrol se eliminen con mayor eficiencia los sólidos de menor tamaño.

El sistema DRAINRAIN para tratamiento de aguas de escorrentía El Sistema DRAINRAIN para el tratamiento de aguas de escorrentía es un innovador sistema urbano de drenaje sostenible (SUDS por sus siglas en inglés) que comprende una zona de pavimento de hormigón poroso fotocatalítico y un sistema modular de tratamiento de aguas insitu.

El pavimento poroso, por sus características, permite una mayor infiltración de agua, reduciendo de esta forma el flujo superficial

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Pilot 2 –Hard shoulder of a road in Calasparra (Murcia) This pilot plant is located in a Mediterranean area (high water stress and periodic heavy floods) and has a dual objective: 1) to recover the water for different uses and particularly for irrigation, given that agriculture is amongst the most important economic activities in the region, and 2) to prevent the transfer of high pollutant loads to the natural environment, given that the area has long dry periods and when it does rain, contaminant concentrations in the runoff can be much higher. The photocatalytic porous pavement in this case will have a surface area of 150 m2.

Prior to the construction of the pilot plants, the runoff water in the two locations was characterised (Figure 1), from both the physicochemical perspective (pH, conductivity, dissolved oxygen, solids, COD, metals, pesticides, polychlorinated biphenyls (PCBs) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), in both dissolved and solid form, etc.), and the microbiological perspective, through the measurement of total coliforms. The aim of this characterisation was to identify the operating needs of the pilot plants.

The results of the characterisation indicated that in both cases, there were significant concentrations of solids, PCBs and PAHs. Moreover, as expected, the characteristics of the water were very different in the two locations. In the case of Calasparra, high concentrations of total coliforms were found, which will have to be reduced in order to reuse the water for irrigation. In the Port of Ferrol, however, high concentrations of metals (in particular, Cd, Pb, Zn, Cu and Hg) and pesticides were found, with the probable origin being farms in the vicinity.

Analysis of the distribution of solid particle sizes in the samples was also carried out. This characterisation showed a high proportion (around 40% of total solids volume) of very small particles (< 2μm) in the runoff water in the Port of Ferrol. This was not observed in Calasparra, where there was a much smaller proportion of small particles (<15% of total solids volume). This was taken into account when selecting the equipment for solids removal at the two locations, and a more efficient small solids removal process is implemented in the Port of Ferrol.

DRAINRAIN system for runoff water treatment The DRAINRAIN system for runoff water treatment is an innovative sustainable urban drainage system (SUDS) comprising a combination of a photocatalytic porous pavement and an in-situ modular water treatment system.

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Demostrador 2 - Arcén de una carretera en Calasparra (Murcia)

activity and a surrounding area of great environmental value (fisheries, shellfish, tourism).

The main objective of the pilot plant is to prevent direct discharge of highly polluted water and facilitate reuse of this water. For this reason, the system will feature a storage tank for treated water and this water will subsequently be used for cleaning purposes. The photocatalytic porous pavement implemented in the pilot study will have surface area of 900 m2.

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Figura 1. Recogida de muestras en el Puerto de Ferrol.

Figure 1. Sample collection in the Port of Ferrol.

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proveniente del agua de lluvia. Cuando el agua percola a través del pavimento poroso, gracias a la acción del agente fotocatalítico (TiO2) que se añade al hormigón, se produce la eliminación de los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), los policlorobifenilos (PCBs) y los pesticidas contenidos en el agua de escorrentía. La capacidad fotocatalítica (oxidativa) del pavimento poroso es capaz también de lograr un cierto grado de desinfección, reduciendo la carga de contaminación microbiológica que pueda estar presente.

Posteriormente, con el objetivo de disminuir la concentración de los contaminantes restantes hasta valores adecuados para la reutilización del agua en otras aplicaciones (regadío, limpieza, etc.), el agua ya tratada por el pavimento poroso fotocatalítico se recoge mediante drenes y se hace pasar por un sistema modular de tratamiento de aguas: En primer lugar, el agua pasa por un separador hidrodinámico de flujo en vórtice ascendente, que separa residuos flotantes, sólidos en suspensión sedimentables, grasas y aceites e hidrocarburos y que no requiere bombeo previo del agua ni energía externa para su funcionamiento. A continuación, el agua pasa por un sistema de filtración compuesto por un equipo de impulsión sumergible,un prefiltro para la eliminación de sólidos finos (microfiltración) y un filtro de carbón activado que reduce la concentración de metales pesados y retiene los contaminantes orgánicos que puedan haber quedado después del tratamiento fotocatalítico en el pavimento poroso.

Because of its characteristics, the porous pavement allows greater filtration of water, thereby reducing the surface flow of rainwater. When the water percolates through the porous pavement, the PAHs, PCBs and pesticides in the runoff are removed thanks to the action of the photocatalytic agent (TiO2) added to the concrete. The photocatalytic (oxidative) capacity of the porous pavement can also achieve a certain degree of disinfection, thereby reducing the microbial pollutant load.

Subsequently, for the purpose of reducing the concentration of the remaining pollutants to values that would permit the reuse of the water for other applications (irrigation, cleaning, etc.), the water treated by the photocatalytic porous pavement is collected by means of drains and sent to a modular water treatment system.

The water first passes through a hydrodynamic vortex separator, which separates floating waste, sedimentable suspended solids, grease, oils and hydrocarbons. The operation of this vortex separator does not require water pumping or an external energy source. The water then passes through a filtration system comprising a submersible pump, a pre-filter for the removal of fine solids (microfiltration) and an activated carbon filter, which reduces the concentration of heavy metals and retains organic pollutants that may remain after photocatalytic treatment in the porous pavement.

Finalmente, se recoge el agua ya tratada en un tanque de almacenamiento con tratamiento antimicrobiano con objeto de ser utilizada en otras aplicaciones. El tratamiento antimicrobiano de la superficie del tanque reduce el riesgo de contaminación por microorganismos, especialmente para tiempos de almacenaje largos.

Esto permite que el agua tratada pueda guardarse con seguridad para su reúso cuando se requiera; por ejemplo, en el caso de irrigación, cuando llegue un período de sequía. En el caso de que el tanque se llene, el agua sobrante se envía a la red de saneamiento existente.

Finally, the treated water is collected in a storage tank in which anti-microbial treatment takes place, enabling this water to be reused for other applications. The anti-microbial treatment on the surface of the tank reduces the risk of contamination by microorganisms, especially during long storage periods. This enables the treated water to be safely stored for reuse when required; for example, in the case of irrigation, when there is a period of drought. If the tank becomes full, the excess water is sent to the existing sewage system.

En resumen, gracias a la acción conjunta del pavimento de hormigón poroso fotocatalítico y el sistema modular de tratamiento de aguas insitu, el sistema DRAINRAIN para el tratamiento de aguas de escorrentía permitirá:

In summary, thanks to the joint action of the photocatalytic porous concrete pavement and the in-situ modular water treatment system, the DRAINRAIN system for runoff water treatment will enable:

• Eliminar la contaminación de las aguas de escorrentía, mitigando los efectos negativos que estos contaminantes producen sobre el medioambiente, y evitando la degradación de las aguas costeras, superficiales y subterráneas.

• Valorizar las aguas de escorrentía para su reutilización en actividades beneficiosas para la sociedad como riego, lavado, etc.

• Incrementar la infiltración de agua de lluvia, lo cual contribuirá a lograr los objetivos de la Directiva de Inundaciones (Directiva 2007/60/CE de 23 de octubre de 2007, relativa a la evaluación y gestión de los riesgos de inundación).

• Obtener un sistema versátil de drenaje sostenible, que gracias a su diseño modular puede ser adaptable a distintas ubicaciones, climas y características del agua de escorrentía. Asimismo, el sistema DRAINRAIN también permite adaptarse a los requerimientos de la aplicación del agua para reúso, pudiendo obtenerse agua de diferente calidad en función de los elementos del sistema modular de tratamiento seleccionados y sus características.

• Removal of pollution from runoff water, mitigating the negative environmental impact of runoff in water bodies and preventing the degradation of coastal, surface and ground water quality.

• Recovery of runoff water for reuse in beneficial applications such as irrigation, cleaning, etc.

• Increased infiltration of rain water, which will contribute to achieving the objectives of the Floods Directive (Directive2007/60/EC).

• The implementation of a versatile sustainable drainage system, which, thanks to its modular design, can be adapted to different locations, climates and runoff water characteristics.

Moreover, the DRAINRAIN will also enable adaptation of the water to the requirements of the reuse application. Water of different quality can be produced through adaptation of the elements implemented in the modular treatment system and the characteristics of these elements.

Nota: esta publicación refleja únicamente la opinión de los autores y ni EASME ni la Comisión Europea son responsables de ningún uso que pueda darse a la información contenida en la misma.

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