Optimización horaria de un sistema de impulsión de agua de mar en función de los parámetros técnicos y costos energéticos

Abstract

Dentro de Chile, la actividad minera cuenta con diversos procesos que estimulan su desarrollo, donde la extracción e impulsión de agua ha llegado a ser fundamental dentro de ella. Por esto mismo, como objetivo principal, se busca definir un modelo de un sistema de impulsión de agua de mar que resguarde tanto el costo de inversión como el de operación, con énfasis en el costo energético operacional del sistema de impulsión. Para esto, se evalúa inicialmente los costos de la energía en Chile, y, además, las variables y parámetros técnicos presentes en los sistemas de impulsión de agua de mar. Dentro de la gran cantidad de variables presentes en los sistemas de impulsión de agua de mar, solo se consideran las de mayor relevancia. Además, el sistema de impulsión debe cumplir con una gran cantidad de normas y criterios hidráulicos, mecánicos y energéticos. De esta forma, se busca definir un modelo hidráulico que optimice un sistema de impulsión de agua de mar, teniendo en cuenta los costos de inversión y los costos de operación. Dado que existen distintos costos de la energía, se establece que el modelo entregue 4 alternativas a cada una de las modelaciones que este realiza. Estas 4 alternativas son el caso 24/7, el caso Solar, el caso Mixto Solar y finalmente el caso Mixto 24/7. A continuación se presentan las características de cada uno de los casos mencionados (ver tabla no 1). Tabla 1: Características de cada uno de los casos del modelo Fuente: Elaboración propia Caso Funcionamiento Contrato Características 24/7 24 hrs diarias Bloque A, B y C, costo: 65 [USD/MWh] Caudal constante Solar 10 hrs bloque solar Bloque B, costo: 35 [USD/MWh] Caudal constante durante el día, se apaga de noche Mixto Solar 24 hrs diarias Bloque A, B y C, costo: 80 [USD/MWh] Caudal variable entre día y la noche (velocidad mínima) Mixto 24/7 24 hrs diarias Bloque A, B y C, costo: 80 [USD/MWh] Caudal variable entre día y la noche (velocidad nominal) Dentro de los proyectos que se modelaron, se tiene el Proyecto Orcoma, el Proyecto Tente en el Aire, el Proyecto Planta de Desalinización Minera Los Pelambres y el Proyecto Planta de Desalinización RT Sulfuros. Uno de los resultados más relevantes es que, a pesar de que el costo de la energía en el bloque solar es aproximadamente un 50% del costo de los otros bloques, el costo energético en el modelamiento del caso Solar es el más alto en la gran mayoría de los escenarios. Finalmente, el tener un caudal variable entre el día y la noche, como se tiene en el caso Mixto Solar, genera un costo final de elevar 1 [m3] de agua más económico en comparación con las otras 3 alternativas presentadas.