Hace
un par de semanas participé con una plática en un
evento que la empresa Siemmens llevó a cabo en la Ciudad
de México sobre el tema del agua. Fue un evento orientado
a operadores de sistemas de agua y mi tema fue el de agua y ahorro
de energía. Fue una reunión donde hubo interesantes
presentaciones, principalmente sobre tecnología para tratamiento
de agua.
Para un servidor, además de ser una oportunidad
para aprender sobre estos temas, lo fue también para repasar
algunos conceptos no vistos en varios años y a hacer unas
cuentas que siempre había querido hacer.
El hecho es que me asomé a mis libros de
turbomaquinaria y repasé algunas fórmulas básicas
de la física y las utilicé para estimar cuánta
energía eléctrica representa tener agua en una casa.
Igualmente, revisé algunos números relacionados
al consumo de energía eléctrica para el bombeo de
agua en general en México. El resultado, la verdad, me
sorprendió.
Para empezar calculé la energía
que se requiere para el manejo de agua en una casa, estimando
el trabajo (que es equivalente a energía) que toma subir
una cantidad de agua a una altura dada. El valor de este trabajo
es, simplemente, fuerza por distancia. En este caso, la fuerza
es la que resulta de multiplicar la masa del volumen de agua por
la aceleración y la distancia es la altura.
Así, tomando un volumen por día
de un metro cúbico (que es lo que, más o menos,
consume una familia promedio de cuatro personas en México
al día) y una altura de diez metros (que es lo que tiene
que subirse el agua para llegar a un tinaco en un segundo piso)
me dio que se requieren 27 Wh. Esto, multiplicado por los 365
días del año, da casi 10 KWh al año. Ahora
bien, si consideramos que el sistema de bombeo tiene, digamos,
una eficiencia de 50%, pues esto nos da el doble de energía,
es decir 20 kWh. En resumen, mover el agua en una casa puede tomar
hasta 20 kWh por año, lo cual es poco significativo cuando
se compara a los 1,700 kWh que, en promedio, se consumen en una
casa en México.
Sin embargo si suponemos que 10 millones de hogares
en México tienen necesidades de bombeo a la azotea, la
cantidad agregada se convierte en 200 millones de kWh para bombear
agua.
Pero lo significativo en cuanto a consumo de energía
no está en ese bombeo local de agua sino en lo que resulta
del hecho de que en México muchos vivimos en el altiplano
o en zonas donde tenemos que extraer el agua de pozos o subirla
a varios cientos de metros (como es el caso del Sistema Cutzamala,
que se ubica a más de un kilómetro de distancia
vertical de la Ciudad de México) pues resulta que la distancia
que sube el agua no es de 10 metros sino que varios cientos de
metros. Así, lo que eran 20 kWh por casa terminan siendo
hasta 2,000 kWh, el cual es un valor superior a la energía
que se consume directamente en la casa.
Esto
me llevó a revisar los consumos de electricidad que se
registran en relación al bombeo de agua. En esta categoría
se ubica el consumo para bombeo agrícola y bombeo municipal.
De acuerdo a las estadísticas que publica la CFE, estos
dos conjuntos de usuarios consumieron un total de 10,164 GWh en
2006.
Tabla
1. Consumo de energía eléctrica en tarifas
específicas para bombeo de agua en México
(2006).
Fuente:
www.cfe.gob.mx
|
Sin
embargo, existen sistemas (como el de Cutzamala) que no están
contratados en tarifas de servicios sino que son usuarios en tarifas
de alta tensión (y, por lo mismo, no están identificados
como sistemas de bombeo de agua).
Haciendo
un cálculo simplificado como el del agua que se sube al
tinaco de una casa, y sabiendo que este sistema mueve cerca de
10 metros cúbicos por segundo (864,000 m3 por día)
a la Ciudad de México por una altura de poco más
1,000 metros la energía eléctrica necesaria (suponiendo
una eficiencia del 50%) tenemos que su consumo es de 4,700 GWh.1
Sumando consumos
(el de las casas, el de los sistemas agrícolas, el de los
sistemas municipales y el estimado para Cutzamala) nos encontramos
con un consumo que llega a cerca de 18,000 GWh. Este valor (que
no incluye lo que se consume para bombeo de agua en la industria)
representa cerca del 11% de consumo eléctrico nacional.
En otras palabras
(y reiterando), más de una décima parte del consumo
de energía eléctrica de México se dedica
a mover agua verticalmente (y también, pero en menor medida,
horizontamente). Esto significa que se consume el equivalente
a cerca de 34 millones de barriles de petróleo para que
le llegue el agua a la mayoría de los mexicanos (hay algunos
a los que no les llega nada) y, que, además, se emitan
cerca de 11 mil millones de toneladas de CO2 a la atmósfera
(cerca del 2.5% de las emisiones totales de México).
Esto me lleva
a pensar en las medidas que se pueden llevar a cabo para reducir
el consumo de energía eléctrica y sus impactos ambientales.
1. Reducción
de fugas y/o de uso innecesario de agua. Es evidente, especialmente
en la Cd. de México (en la que se tiene que subir el agua
más de un kilómetro) que una forma de ahorrar energía
es no tirarla (cada metro cúbico desperdiciado representa
cerca de 5 kWh de desperdicio de energía).
2. Tratar
y volver a aprovechar el agua. También en particular para
la Cd. De México (aunque no solamente) el tratar el agua
para volverla a aprovechar tiene un enorme sentido energético.
De manera simple, el tratar 1 m3/seg ahorraría cerca de
500 GWh de energía eléctrica que ahora se utiliza
en bombear el agua.
3. Hacer más eficientes los sistemas de bombeo. Aquí
debo decir que utilizar un valor de 50% como eficiencia promedio
es una estrategia de cálculo conservadora ya que los sistemas
(en particular los agrícolas y los de municipios pobres)
representan bastante menos eficiencia. Esta eficiencia se puede
lograr de muchas maneras, algunas representado mejores prácticas
de operación y otras representando inversiones en reparaciones
y equipos más eficientes.
En
fin, que también cuando tiramos el agua estamos contaminando…
1Breceda
M. 2004. “Agua y Energía en la Ciudad de México
(Visión en 2004)”. Universidad de la Cuidad de México,
Septiembre.
