Por qué el agua es importante desde el punto de vista operativo

¿Cómo ha cambiado la disponibilidad de agua en los últimos cinco a diez años?
El cambio más importante es la reducción de la previsibilidad. Muchos sitios están observando una mayor variabilidad en la disponibilidad de agua, la calidad de las fuentes de agua y las restricciones operativas. Por lo tanto, los promedios históricos son cada vez menos fiables como base para las decisiones operativas y de inversión.

En su cargo, ¿ha observado un aumento de la presión debido a la sequía, los bajos niveles de los ríos, las condiciones meteorológicas extremas o la competencia en la demanda de agua?
Sí. La presión ya no se limita a las regiones tradicionalmente escasas del sur de Europa. Los períodos sin precipitaciones son más largos y se distribuyen de manera más equitativa en toda Europa, mientras que en el pasado, en períodos secos, todavía había agua disponible en ríos y lagos de otras regiones. La sequía, el bajo nivel de los ríos, el calor, las inundaciones y la demanda competitiva, por ejemplo, cuando la limitada disponibilidad de agua debe ser compartida entre la agricultura y la industria, pueden afectar a la cantidad, la calidad o las condiciones de descarga del agua. Para una instalación industrial, estos eventos externos se convierten rápidamente en problemas operativos.

¿Cuáles son los riesgos relacionados con el agua que más preocupan al liderazgo de la planta en la actualidad?
La continuidad empresarial y de producción suele ser la preocupación central, ya que conecta los demás riesgos. La escasez de agua de admisión, la reducción del rendimiento de refrigeración, la limitada capacidad de tratamiento de aguas residuales, un permiso de descarga más estricto o el aumento de los costes pueden limitar los resultados de producción. El liderazgo necesita cada vez más una visión integrada de estos riesgos en lugar de tratarlos por separado.

Donde el riesgo del agua se convierte en una limitación técnica

¿Qué limitaciones técnicas suelen existir antes de que comiencen los trabajos de mejora?
Las limitaciones a menudo se distribuyen por todo el sitio. La disponibilidad restringida del agua de refrigeración requiere un control más estricto de la química del agua. Como la evaporación permanece inalterada, las sales en el circuito de refrigeración se concentran más cuando se pellizcan los flujos, lo que conlleva un mayor riesgo de incrustaciones y corrosión, y un consumo de energía potencialmente mayor como resultado de los intercambiadores de calor ensuciados. La calidad del agua de alimentación de la caldera es crítica para su funcionamiento seguro y eficiente desde el punto de vista energético. Es posible que se requiera un mayor esfuerzo para garantizar una calidad estable del agua de alimentación de la caldera mediante un pretratamiento mejorado. La insuficiente capacidad de tratamiento de las aguas residuales puede ocasionalmente derramar contaminantes en el medio ambiente, lo que puede incumplir las restricciones de los permisos y los límites de descarga térmica. El sistema puede seguir funcionando, pero con menos margen, más intervención manual y mayor vulnerabilidad en condiciones anormales.

¿Qué sucede operativamente durante los períodos de disponibilidad reducida de agua?
Los sitios están respondiendo de manera diferente, también en relación con la gravedad y la duración de la disponibilidad reducida de agua y las medidas implementadas por las autoridades locales. Inicialmente, las operaciones pueden continuar prestando más atención a la optimización de los flujos de agua y a una mayor supervisión de los usuarios críticos. En períodos prolongados de disponibilidad reducida de agua, especialmente cuando se combina con temperaturas externas cálidas y, por lo tanto, con una alta evaporación del agua, se pueden implementar cambios en los programas de producción o un menor rendimiento para reducir la necesidad de refrigeración y calefacción. 
Al mismo tiempo, un caudal más bajo del río o temperaturas más altas pueden endurecer las condiciones de descarga, ya que hay menos volumen de agua para diluir la temperatura o los componentes de descarga. Un caudal más bajo del agua de los ríos a menudo se relaciona con una menor calidad del agua de entrada, lo que lleva a tener que realizar pasos adicionales de pretratamiento para usar agua dulce con pérdidas adicionales de agua asociadas. Esto crea una doble limitación: puede haber menos agua de peor calidad disponible para la producción, mientras que la ventana de descarga aceptable también se hace más pequeña.

¿Por qué son especialmente importantes los sistemas de refrigeración y vapor?
Están directamente relacionados con una producción fiable. Un control deficiente del agua puede aumentar las incrustaciones, la corrosión, el ensuciamiento y el riesgo microbiológico. Esto, a su vez, puede conducir a una reducción de la transferencia de calor y a una refrigeración ineficiente de los fluidos de producción, lo que puede afectar a la calidad del producto, la eficiencia de la reacción, la seguridad de la producción, una mayor demanda de energía, más mantenimiento y un mayor riesgo de tiempo de inactividad.

¿Por qué la capacidad de las aguas residuales puede convertirse en un cuello de botella en la producción?
El tratamiento de aguas residuales suele considerarse el paso final, pero su capacidad y estabilidad pueden determinar cuánto puede producir el sitio. Normalmente, los sistemas de tratamiento de aguas residuales están diseñados para una producción media y para situaciones de pico temporales de manejo. Si la carga hidráulica excede los parámetros de diseño, o la calidad del agua es peor de lo que se puede manejar, todo el sistema de tratamiento de aguas residuales puede volverse ineficiente en el manejo de los flujos variables y los picos de contaminantes causados, por ejemplo, por la limpieza de reactores discontinuos. Por lo tanto, un margen de tratamiento insuficiente puede limitar el vertido dentro de las condiciones permitidas y, como tal, limitar los volúmenes de producción y hacer que la reutilización del agua sea menos fiable.

Cómo se administra y notifica el rendimiento

¿A qué KPI se hace un seguimiento general?

En toda Europa, las refinerías, las plantas petroquímicas y las plantas de fabricación de productos químicos están obligadas, según los permisos de la Directiva sobre Emisiones Industriales (DEI), a monitorizar e informar de forma rutinaria los volúmenes de entrada de agua, los volúmenes de descarga de aguas residuales y diversos parámetros del agua en sus efluentes. Si bien las autoridades informantes difieren según el país y dentro de los países, incluso según las áreas geográficas más pequeñas, los parámetros monitoreados se armonizan en gran medida a través de las conclusiones sobre la mejor tecnología disponible (MTD) y los requisitos nacionales en materia de permisos. Los parámetros operativos clave, como el flujo y el pH, generalmente se monitorean continuamente, mientras que los análisis de laboratorio para COD, nutrientes, hidrocarburos y metales generalmente se informan mensual o trimestralmente, y en la mayoría de las jurisdicciones se requieren informes anuales de cumplimiento ambiental. 

Las expectativas normativas también se están ampliando más allá del cumplimiento del vertido para incluir las tasas de extracción, consumo, reciclaje y reutilización del agua, lo que refleja el creciente énfasis en la eficiencia del agua, la circularidad y la gestión de los recursos en virtud de la revisión del DEI y el Reglamento sobre el Portal de Emisiones Industriales.

Muchas empresas industriales relacionan la extracción de agua dulce y el consumo de agua con su volumen de producción. Los KPI típicos incluyen la intensidad del agua por unidad de producción, como m3 por barril de petróleo producido. Dentro de las plantas, las empresas suelen determinar la eficiencia y el rendimiento de los ciclos de refrigeración, la recuperación de la caldera y el condensado, el flujo y la calidad de las aguas residuales, el cumplimiento de los permisos, el volumen de reutilización, la utilización de productos químicos y energía y la fiabilidad de los equipos. El conjunto preciso debe reflejar los riesgos operativos y los objetivos comerciales de la instalación.

¿Cómo se toman las decisiones relacionadas con el agua?

Algunas empresas actúan únicamente según los objetivos de sostenibilidad que han comunicado a sus accionistas y grupos de interés. Sin embargo, la mayoría de las empresas (petro)químicas y refinerías aprueban las inversiones en agua cuando hay un claro retorno de la inversión y un tiempo de amortización razonable, o cuando el agua se convierte en una limitación comercial cuantificable para la producción, los permisos, la expansión o los costes, y no simplemente porque un proyecto mejore la sostenibilidad.

Ejemplos recientes de empresas (petro)químicas y refinerías que invierten  en agua tienen un desencadenante operativo o financiero específico, como:

• un fuerte aumento previsto en el coste del agua comprada;
• insuficiente disponibilidad de agua para el crecimiento de la producción;
• reducción de los permisos para la ingesta de agua 
• restricción del permiso de descarga;
• capacidad limitada de refrigeración, vapor o tratamiento de aguas residuales;
• una conversión de refinería, hidrógeno, SAF, biocombustible u otro proyecto de capital importante;
• deterioro de la calidad del agua de alimentación o aguas residuales.

¿Cómo se informa internamente del rendimiento del agua?

Las organizaciones maduras combinan cuadros de mando operativos con informes de gestión. Los operadores necesitan información oportuna y alarmas. El liderazgo del sitio necesita tendencias, excepciones, riesgos y acciones. Los equipos corporativos necesitan una visión coherente de los avances en relación con los compromisos relacionados con el agua, la resiliencia y la sostenibilidad.

¿Es el agua una iniciativa de sostenibilidad, una iniciativa operativa o ambas?

Vemos un cambio en los últimos años. Hasta hace aproximadamente una década, el agua se consideraba principalmente como un servicio abundante necesario para la producción. Las inversiones en agua estuvieron relacionadas principalmente con la mejora del rendimiento operativo. 

La creciente concienciación sobre el uso sostenible del agua, la reducción del carbono de origen fósil y el cambio climático han llevado a un aumento de los esfuerzos para mejorar la eficiencia del agua, también porque esto tiene efectos beneficiosos en el coste total de operación. El nexo agua-energía juega aquí un papel muy importante, por ejemplo: el agua necesita energía para el bombeo, la mejora de la calidad, la calefacción y la refrigeración, por lo que un menor volumen de agua bombeada o tratada equivale a menos energía y, por tanto, reduce los costes operativos.

En los últimos años, las industrias consideran cada vez más el agua un recurso estratégico. La ausencia de agua puede poner en peligro la continuidad del negocio, y la mala calidad del agua puede afectar al rendimiento y a los costes de producción. El uso sostenible del agua es beneficioso para el medio ambiente, pero la relevancia operativa es lo que hace que el progreso sea duradero. La reducción y la reutilización del agua contribuyen a los objetivos de sostenibilidad, mientras que la refrigeración, el vapor, el agua de proceso y el tratamiento de aguas residuales fiables protegen la producción, la calidad, el cumplimiento y los costes. El caso empresarial es más fuerte cuando se abordan ambas dimensiones.

Prepararse para un futuro hídrico menos predecible

¿Evalúa formalmente la instalación los riesgos relacionados con el agua?

La mayoría de las empresas tienen una buena perspectiva sobre los riesgos operativos relacionados con el agua. Sin embargo, los riesgos relacionados con el agua no solo se presentan internamente durante el funcionamiento de una planta química o refinería, sino que los riesgos también pueden surgir de otras empresas que operan en la misma cuenca hidrográfica o zona fluvial, o de factores climáticos externos como lluvias excesivas o sequías. Las plantas líderes evalúan tanto el riesgo de cuenca como el riesgo operativo. La vista de la cuenca muestra la presión externa, mientras que el balance hídrico del sitio identifica los usuarios críticos, las pérdidas, las limitaciones y las posibles fuentes alternativas u oportunidades de reutilización.

¿Se incluyen los escenarios de sequía en la planificación de la continuidad del negocio?

Deberían hacerlo. Un plan de sequía útil define los puntos desencadenantes, los derechos de decisión y las respuestas prácticas para los diferentes niveles de restricción. Se deberían distinguir las acciones que se pueden tomar de inmediato de las medidas que requieren ingeniería o inversión de capital con una antelación significativa. Sin embargo, observamos que muchas empresas se han visto sorprendidas por el impacto de las largas sequías y los bajos volúmenes de agua en los ríos y lagos locales durante el último verano. 

¿Se ha convertido la resiliencia climática en parte de la planificación de inversiones?

Cada vez más, sí. Vemos un número cada vez mayor de empresas que se acercan para evaluar los mejores escenarios de inversión para hacer que su ciclo del agua sea más resistente  frente a futuras reducciones de la disponibilidad de agua, la variabilidad del agua de origen, los límites de descarga y los fenómenos meteorológicos extremos. Esto cambia el caso de negocio de una simple recuperación de la inversión a un riesgo evitado, una producción protegida y una capacidad de crecimiento retenida.

¿Qué suposiciones se hacen sobre la disponibilidad del agua en el futuro?

La suposición más segura es que la disponibilidad y la calidad serán más variables, y que los permisos se volverán más restringidos, mientras que las regulaciones europeas que impulsan las restricciones de permisos se volverán más estrictas. Por lo tanto, la planificación debe utilizar escenarios en lugar de un promedio histórico y debe identificar dónde el sitio tiene un margen operativo limitado.

¿Han cambiado las empresas su enfoque a raíz de los recientes episodios de sequía en Europa?

La  industria (petro)química y de refinería europea se enfrenta a una importante competencia en el mercado mundial. Si bien es generalmente reconocido que las inversiones en agua son necesarias para asegurar la continuidad del negocio, al mismo tiempo se debe considerar el coste total de operación, para seguir siendo competitivos en el mercado global. Por lo tanto, la dirección está cambiando de una respuesta reactiva a una planificación estructurada de la resiliencia. Las empresas están prestando cada vez más atención a los balances hídricos, las opciones de reutilización, los libros de jugadas contra la sequía y las hojas de ruta de inversión. El reto es convertir la concienciación en proyectos financiados y ejecutables, y en financiación sostenible.

¿Cómo se incorpora la futura escasez de agua en la planificación operativa?

Se empieza por identificar a los consumidores críticos de agua y la cantidad y calidad mínimas de agua necesarias para mantener una producción segura. A continuación, se definen los niveles de activación, las respuestas operativas, las fuentes alternativas, las opciones de almacenamiento o reutilización y las inversiones necesarias antes de que se produzca una restricción.

Cómo podría ser la mejora práctica

¿Se han modificado u optimizado los sistemas de refrigeración?

En la industria (petro)química y de refinería, la refrigeración de procesos es uno de los usos de agua más importantes para una empresa. La optimización de la refrigeración suele ser uno de los puntos de partida de mayor valor. La mejora de la automatización para obtener un mejor control de los productos químicos, los ciclos, la transferencia de calor, las purgas, el ensuciamiento y los riesgos microbiológicos puede reducir la demanda de agua dulce y proteger al mismo tiempo la fiabilidad de los activos y el rendimiento energético.

¿Se han introducido iniciativas de reutilización o reciclaje del agua?

Sí, tenemos varios ejemplos de empresas que reciclan sus efluentes de forma segura y fiable y reutilizan el agua. Sin embargo, la secuencia de pasos a seguir es importante para evitar soluciones de reciclaje de final de proceso sobredimensionadas, costosas y difíciles de operar. En primer lugar, reducir la demanda evitable y estabilizar los procesos que crean aguas residuales, separar los flujos donde sea posible. Asegurar que la planta de tratamiento de aguas residuales produce efluentes de calidad estable y fiable mediante procedimientos digitales y operativos mejorados. A continuación, adecuar la calidad del agua a la reutilización prevista. 
Dado que cada lugar de producción tiene diferentes diseños, equipos de proceso y procedimientos operativos generales, se recomienda realizar una prueba piloto in situ para comprender la dinámica de la cantidad y calidad del agua 24/7 antes de diseñar la solución final. 

Si bien el diseño del sistema de reciclaje es importante, el buen funcionamiento de la planta de tratamiento de aguas residuales y la planta de reciclaje es aún más crítico.  Una pequeña alteración en la calidad del efluente puede poner en peligro la inversión de capital y el coste operativo del sistema de reciclaje de agua.  

¿Se ha vuelto más sofisticada la supervisión de las instalaciones?

Es necesario que sea así. Los datos de flujo, calidad y rendimiento de los activos advierten de forma temprana sobre pérdidas, contaminación o deterioro del rendimiento del tratamiento. La monitorización digital es más valiosa cuando permite tomar decisiones operativas claras en lugar de limitarse a crear más datos. Es de vital importancia implementar una supervisión sofisticada cuando se operan los sistemas de reciclaje, ya que el rendimiento y los KPI financieros dependen en gran medida de la limpieza oportuna y adecuada de los activos de filtración.

¿Han permitido las tecnologías de tratamiento una mayor reutilización del agua?

En particular, los avances en la tecnología de filtración por membrana han acelerado la reutilización del agua. Sin embargo, no existe una solución mágica que proporcione una solución de reutilización lista para usar que funcione en todas las circunstancias. La selección de la tecnología debe seguir un buen equilibrio hídrico, la caracterización de los arroyos y la comprensión de la dinámica de producción y la variabilidad del agua, el trabajo de tratabilidad y un requisito claro de calidad de reutilización.

¿Qué cambios han aportado los mayores beneficios operativos?

Los mayores beneficios suelen provenir de la combinación de la disciplina operativa, la química, la tecnología del agua adecuada, la monitorización y la ingeniería específica. Una sola tecnología rara vez resuelve un problema de agua en toda la planta. El mejor resultado se obtiene al mejorar el ciclo completo del agua y vincular cada acción a la seguridad, la fiabilidad, el cumplimiento, los costes y la reducción del agua.

Consejos prácticos para líderes industriales

¿Qué consejo le daría a los operadores industriales que se enfrentan a crecientes restricciones de agua?

No espere a que se emita una restricción de sequía o un permiso. Establezca el balance hídrico, identifique los sistemas críticos y cuantifique las consecuencias operativas del fallo, seguido de la optimización de los ciclos de vapor y enfriamiento, tanto en términos de uso de agua como de rendimiento. A continuación, elabore una hoja de ruta por fases que comience con mejoras de bajo o nulo capital y prepare las inversiones más grandes con antelación.

¿Cuáles son los mayores conceptos erróneos sobre la gestión del agua?

Un concepto erróneo es que el agua es barata y, por lo tanto, difícil de justificar financieramente. El coste real del agua va más allá del precio pagado por el agua entrante e incluye el tratamiento, la energía para el bombeo, la calefacción, la refrigeración, el vertido y la eliminación de lodos, el mantenimiento y el riesgo de producción.

Un segundo concepto erróneo es que la instalación de una planta de reciclaje crea automáticamente resiliencia. Sin control upstream y capacidad operativa, puede simplemente trasladar el problema a otro lugar o crear otros nuevos.

¿Por dónde deberían empezar las empresas si quieren mejorar la resiliencia hídrica?

Empecemos por los hechos: un cribado de riesgos de cuenca, un balance hídrico conciliado de la instalación y una revisión de los activos críticos, los permisos y la previsión en los reglamentos cambiantes y los documentos de referencia sobre las MTD aplicables. Esto crea una línea de base común y muestra dónde las reducciones, la reutilización directa, las mejoras del tratamiento o las fuentes alternativas tendrán el mayor valor. Relacione los riesgos con el impacto operativo financiero y cree una hoja de ruta de inversión.

¿Qué inversiones generan el mayor impacto?

Las mejores inversiones son específicas para cada instalación, pero la medición y la monitorización, la refrigeración y la optimización de la caldera, la recuperación del condensado, la segregación de flujos y la reutilización selectiva suelen crear un gran valor. Las inversiones en tratamientos de mayor envergadura deben realizarse solo cuando el origen, el destino, los requisitos de calidad y el modelo operativo estén claros.

¿Qué deberían hacer ahora los líderes industriales para prepararse para el futuro estrés hídrico?

Tratar el agua como un riesgo operativo estratégico. Asignar la propiedad, incluir escenarios de sequía y descarga en la planificación de la continuidad del negocio, proteger los sistemas críticos de refrigeración y vapor, desarrollar una hoja de ruta de priorización de la inversión y realizar un seguimiento de los resultados a través de KPI operativos. El objetivo es pasar de reaccionar a las restricciones a gestionar la resiliencia de forma proactiva.