martes, 6 de octubre de 2015

Medidas de ahorro y eficiencia energética en la agricultura de regadío

Como se ha comentado en posts anteriores, existe una fuerte interrelación entre el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero, que en último término son las responsables del calentamiento globalPor tanto es muy importante llevar a cabo medidas para reducir el consumo de energía en el regadío. Estas medidas, además del beneficio medioambiental, puede suponer un ahorro importante en los costes energéticos.  


Riego por aspersión

Entre las diferentes medidas, que pueden provocar una reducción importante del consumo de energía, se destaca:
  1. Ahorrar agua. El uso eficiente del agua repercutirá en el uso eficiente de la energía y en el ahorro de ésta, debido al nexo agua-energía.  Se estima que el riego en España tiene un consumo de energía medio de 0,34 kWh/m3, cuando se considera el gasto de energía en la captación, tratamiento, transporte y distribución.
  2. Realizar Auditorias Energéticas. El objetivo general de una auditoria energética es evaluar el consumo energético de las instalaciones y proponer medidas viables económicamente que supongan un incremento de la eficiencia energética. El grupo de investigación Agua y Energía para una Agricultura Sostenible de la Universidad Miguel Hernández ha elaborado un protocolo de auditoría energética en comunidades de regantes.
  3. Tener alta eficiencia energética en la redLa eficiencia energética es la relación entre la energía demandada por el sistema de riego y la aportada por el sistema de bombeo. Es muy común disminuir los diámetros de las conducciones para reducir la inversión inicial, pero esto provoca una mayores pérdidas de carga, lo que supone unas grandes pérdidas de energía. También se debe prestar mucha atención en los elementos de la red de riego (válvulas, contadores, filtros, emisores, codos, etc), para que estos presenten las menores perdidas singulares posibles. Así como evitar el uso de válvulas reductoras de presión, lo que significa que una parte de la red recibe agua con presión excesiva. Estamos, pues, ante un consumo poco eficiente de la energía, por tanto hay que estudiar que alternativas evitarían su uso
  4. Sectorizar las instalaciones con requerimiento similares de presión en el sistema de bombeo. En el diseño de la red de distribución es importante definir diversos sectores de riego de forma que cada uno de ellos abastezca a los hidrantes con cota homogénea y con una presión mínima similar requerida en los mismos. Por tanto se agruparan por sectores aquellos hidrantes que presenten una demanda energética similar, y serán alimentados por grupos de bombeos independientes.
  5. Reorganizar el reparto de agua en turnos de misma demanda energética. Los turnos de riego se establecerán en función de la cota de los hidrantes y la presión mínima requerida en los mismos, agrupándose en un mismo turno los hidrantes con una misma demanda energética.
  6. Dimensionar los grupos de bombeo para sus requerimiento de funcionamiento. La selección de las bombas a instalar debe realizarse de forma que el punto de funcionamiento de la mismas quede dentro de la zona útil de funcionamiento, que permita trabajar a los grupos de bombeo con un rendimiento superior al 65-70%. En algunas instalaciones se observa que ciertos equipos de bombeo están sobredimensionados. Se recomienda entonces sustituir al menos uno de los grupos de bombeo por otro con menor caudal nominal a la presión demandada, de tal forma que se garantice siempre el funcionamiento de la instalación dentro de la zona útil. 
  7. Instalar variadores de velocidad. Las necesidades de presión y caudal en redes de distribución no suelen ser constantes. Mediante la instalación de variadores de velocidad se puede reducir la potencia absorbida por la bomba en los períodos de menor demanda de caudal, y conseguir que su funcionamiento se encuentre en su zona útil.  Además los variadores de velocidad también pueden reducir el pico de intensidad en el arranque. El principal inconveniente de estos equipos es la generación de armónicos (alteraciones en la red eléctrica). Para evitar que se inyecten a la red, los variadores han de estar dotados de filtros.
  8. Automatizar las redes de distribución con sondas de presión en puntos críticos. Si la demanda de caudal disminuye, la presión en los puntos críticos medida por las sondas aumentará y el automatismo, al recibir esta señal, regulará el régimen de las bombas hasta que la presión vuelva a su nivel de consigna, y para que su punto de funcionamiento quede dentro de la zona útil de funcionamiento. Este tipo de regulación es denominado regulación mano-caudalimétrica ajustándose a la curva de consigna dinámica de la red y es la que mejor regula el consumo energético de la estación de bombeo.
  9. Controlar la eficiencia de la instalación eléctrica. Tanto en el transformador como en el cableado, en especial en sondeos donde se necesiten grandes longitudes de cables (mayores de 150-200m), se pueden producir importantes pérdidas de energía eléctrica al transformarse ésta en calor. En estos casos se suele recomendar la alimentación de los motores con tensión de 1000 V, para reducir considerablemente la pérdida de energía en los cables.
  10. Establecer un protocolo de mantenimiento periódico de las instalaciones. Se debe establecer un protocolo de mantenimiento basado en la propia experiencia y en las recomendaciones de mantenimiento recogidas en la documentación técnica de los equipos.
  11. Empleo de indicadores de gestión. Su objetivo principal es mejorar la infraestructura analizada mediante la comparación de su funcionamiento actual con el de otras instalaciones o con ella misma a lo largo del tiempo. Un seguimiento energético periódico permita detectar anomalías, para de este modo evitar que los equipos trabajen con bajas eficiencias energéticas durante un largo tiempo. En este sentido la aplicación de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) juega un papel muy importante, por permitir un seguimiento de las instalaciones en tiempo real. El indicador energético más representativo es la energía específica (EacVs), que muestra la relación entre el consumo de energía y el volumen de agua suministrado.
  12. Cambios en el manejo de las instalaciones según las nuevas necesidades. Cuando la red de riego se va haciendo más compleja, es necesario estudiar en profundidad las alternativas de forma que la nueva situación no empeore su eficiencia energética.
  13. Mejorar el factor de potencia.  Un factor de potencia bajo supone pérdidas en los conductores, fuertes caídas de tensión, incrementos de potencia de las instalaciones y transformadores y reducción de su vida útil. Además, repercute en un mayor coste de la energía, a través del complemento por energía reactiva en la facturación eléctrica.
  14. Simular el funcionamiento de la red. Mediante una simulación hidráulica de la red de riego se pueden simular diversos escenarios, a fin de conocer el comportamiento de la red ante diferentes situaciones que se pueden dar a lo largo de la campaña de riego.  Con ello se puede programar adecuadamente los arranques de bombas para que, ante las variaciones en la demanda, se pongan en marcha, paren o cambien de régimen las bombas, de forma que en todo momento la eficiencia sea la más alta posible.

Referencias: