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PLEC2021-007876

Financiado

Funcionamiento predictivo de infraestructuras hídricas críticas basada en la mon...

Funcionamiento predictivo de infraestructuras hídricas críticas basada en la monitorización en tiempo real de la ósmosis inversa [POIROT] Hay más de 18.000 plantas desalinizadoras en funcionamiento en más de 150 países. En total, generan 90 millones de m3/d de agua. Más de 300 millones de personas, especialmente en zonas con estrés hídrico, dependen de esta fuente d... ver más

01/01/2021

ACCIONA AGUA

209K€

Presupuesto del proyecto: 209K€

Líder del proyecto

ACCIONA AGUA La oferta, diseño, suministro, venta y explotacion de instalaciones de desalacion y el agua producida por elias, asi como el tratamiento de...

TRL 4-5 | 650K€

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Financiación concedida El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2021-01-01

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ACCIONA AGUA

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Líder del proyecto

ACCIONA AGUA

TRL 4-5 | 650K€

Presupuesto del proyecto 209K€

Descripción del proyecto Hay más de 18.000 plantas desalinizadoras en funcionamiento en más de 150 países. En total, generan 90 millones de m3/d de agua. Más de 300 millones de personas, especialmente en zonas con estrés hídrico, dependen de esta fuente de agua para el consumo humano, el riego y las aplicaciones industriales. Las plantas desalinizadoras son infraestructuras críticas que resultan esenciales para la sociedad.La desalinización es un proceso de separación utilizado para reducir el contenido de sal disuelta del agua salina a un nivel utilizable. La ósmosis inversa (OI), el sistema más avanzado y energéticamente eficiente, es la tecnología de desalinización líder en el mundo. El elemento clave del proceso es una membrana de OI, una membrana semipermeable que, aplicando presión, permite el paso del agua mientras rechaza las sales. Se produce una corriente de agua permeada, es decir, agua para el consumo.En una planta desalinizadora de tamaño medio que produce 200.000 m3/d de agua hay unas 20.000 membranas de OI, dispuestas en grupos de 7 dentro de un recipiente a presión (PV) sellado. Los PV se fabrican y sellan para hacer frente a la alta presión (50-60 bares) necesaria para el proceso de OI. Por lo tanto, la única forma de controlar el rendimiento de la OI cuando las membranas están instaladas en una planta consiste en sondear manualmente el agua permeada en diferentes puntos de un PV, utilizando un tubo de plástico o de acero inoxidable. Este procedimiento requiere que la planta desalinizadora esté parcialmente parada, lo que reduce la tasa de producción. El procedimiento de sondeo manual requiere mucho tiempo, es laborioso y no es práctico para plantas desalinizadoras de tamaño considerable. Perturba el funcionamiento normal y para evaluar el rendimiento de toda una planta se necesitan varios días o semanas. El objetivo del proyecto es desarrollar un nuevo sensor inalámbrico que mida en tiempo real la conductividad y el caudal del agua de permeado para detectar fácilmente las desviaciones operativas en el proceso de OI. Mientras que las medidas de conductividad se correlacionan con la existencia de defectos fisicoquímicos en la membrana, los valores anómalos de caudal sugieren la presencia de fenómenos de (bio)fouling. La combinación de ambos datos en tiempo real permitirá crear señales de alerta temprana de mal funcionamiento, identificando los elementos de OI que lo causan. La información que proporcionará el sensor será la base de una herramienta de apoyo a la toma de decisiones que permitirá la identificación temprana de los elementos de OI potencialmente dañados y el desarrollo de un modelo de estado de salud de las membranas de OI. Los tiempos de respuesta pueden reducirse de semanas a un solo día, permitiendo minimizar el número y la duración de las paradas, evitando la sustitución innecesaria de activos en funcionamiento y asegurando que los componentes defectuosos se sustituyan antes de alcanzar un estado crítico. La producción de agua cumpliendo los parámetros de calidad y el caudal contratado se puede asegurar en todo momento, y los ciudadanos recibirán un mejor servicio.Las dimensiones requeridas del sensor, la necesidad de utilizar materiales resistentes a un entorno altamente corrosivo, la frecuencia de adquisición de datos, la autonomía de las baterías, y las limitaciones de conectividad y transmisión y las dificultades en la detección de anomalías son los principales retos a los que se enfrentará este proyecto. Con ACCIONA operando ≈ 500.000 membranas de OI diariamente, los resultados de POIROT mejorarán positivamente la operación de las plantas desalinizadoras, garantizando la monitorización estructural/funcional de estas infraestructuras críticas, y asegurando la máxima producción de agua. POIROT reforzará el posicionamiento estratégico de NAITEC en el campo del IoT con IA embebida, y en el desarrollo de tecnología de sensores avanzados y nuevos componentes electrónicos impresos.

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