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Recientemente hemos terminado el Proyecto de embalse elevado para la Comunidad de Regantes del Sector VIII del Tramo III del Canal de Monegros en Poleñino (Huesca) con el objetivo de mejorar la gestión energética del sistema del riego por medio del bombeo existente y queremos compartir con todos los resultados que están previstos con la ejecución de esta obra.

La Comunidad está compuesta por un total de 253 comuneros y  suministra agua para riego a una superficie de cultivo de alrededor de 2.500 has. Prácticamente el 100 % de la superficie son cultivos extensivos principalmente maíz, alfalfa y cereales de invierno y se riegan por aspersión

DETALLE DE LA GESTIÓN ACTUAL DEL RIEGO EN LA COMUNIDAD.

En la actualidad la Comunidad de regantes dispone de una balsa de regulación de 186.000 m3 de capacidad total.

De esta balsa se riega una superficie de alrededor de 2.500 has distribuidas de la siguiente forma:

• 925 has en red de gravedad, sin necesidad de bombeo.
• 835 has en red de bombeo de presión media (40 m.c.a.)
• 745 has en red de bombeo de presión alta (70 m.c.a.)

OBJETIVO DEL PROYECTO.

Debido a la estacionalidad del riego frente a otros usos de la energía, el sector agrícola necesita la contratación de altas potencias y en periodos caros para suministrar las necesidades de riego en periodos muy concretos.

Además debido a la variabilidad de las tarifas, los diseños de riego precisan la contratación de periodos que no estaban contemplados en el proyecto original.

A continuación se detalla de forma gráfica la potencia en periodo P-6 disponible y usada por meses (eje abcisas):

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Como puede verse en el gráfico, en el mes de julio que coincide con el de máximas necesidades de riego, solo el 52,5 % de la energía disponible y contratada en el periodo más barato es usada, el resto no se usa.

SOLUCIÓN CONSTRUCTIVA.

Aprovechando la existencia de una meseta en las cercanías de la estación de bombeo a una cota media de unos 420 m. se ha optado por ejecutar un embalse de 250.000 m3 que permita aprovechar la totalidad de las horas de bombeo en periodo P6 en el mes de julio.

A partir de los consumos de agua para las redes presurizadas a 40 y 70 mca se propone cambiar el patrón de contratación de la potencia según la “alternativa balsa” según la siguiente tabla:

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Como conclusión observamos que el volumen del embalse nos permite modificar la potencia contratada de  manera que minimizamos la potencia en los periodos más caros y además la gestión del riego se hace más flexible pasando a disponer de agua para regar las 24 horas del día.

El ahorro del término de energía se cuantifica en unos 10.000 € anuales adicionales.

Por último os recordamos que este tipo de actuaciones suelen ser objeto de ayuda económica por diferentes administraciones, concretamente el Proyecto que se ha descrito  se ha acogido a las  subvenciones para la mejora y modernizacion de regadíos por el Gobierno de Aragón.

 

Independientemente de su utilización para el dimensionado óptimo en la fase de proyecto, la aplicación GESTAR nos permite optimizar el funcionamiento de las estaciones de bombeo.

En una reciente aplicación del software a un caso real  he podido comprobar su utilidad y la sencillez de su manejo. Una vez introducidas las variables, como a continuación explicaré, es el mismo personal de guardería y mantenimiento el que se hace cargo de las futuras optimizaciones, en función de la demanda de los regantes.

En primer lugar se ha realizado la verificación de los datos de nodos (hidrantes) y elementos (tuberías y bombeos). La introducción de los datos de hidrantes y tuberías es bastante intuitivo y únicamente para la definición de la estación de bombeo como un elemento único (aunque se dispongan de varias bombas) se debe pasar por la opción de “regulación de bombeo”.

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En esta opción podemos introducir varias bombas funcionando a unas revoluciones por minuto (r.p.m) fijas y hasta dos bombas funcionando  a régimen variable.  El software nos permite conocer para diferentes caudales que rendimiento vamos a obtener del conjunto de la estación de bombeo. Esto resulta muy útil para la fase de proyecto y también para la posterior gestión. En la siguiente imagen se muestra el resultado que ofrece GESTAR para la simulación de un conjunto de bombas, como una estación de bombeo podríamos decir “compacta” o en la que se simula el conjunto de bombas con una única curva.

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En el “caso de estudio” que presento, la Comunidad de Regantes (C.R) disponía de un listado con las necesidades de agua de los diferentes hidrantes (número de horas de apertura)  y la C.R necesitaba optimizar el bombeo para cubrir esas necesidades. Por ejemplo, desconocían si era  posible “encajar” los horarios de los hidrantes en el periodo P6, con el precio más económico de la energía.

Aunque el estudio se realizó para  los diferentes ramales, con alturas de presión y equipos de bombeo diferentes, los resultados de una de las redes los podemos mostrar a continuación a modo de ejemplo. En la siguiente imagen se aprecian los horarios de riego de los diferentes hidrantes, ya trasladados al GESTAR.

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Uno  de los primeros resultados que nos ofrece el software es el rendimiento del conjunto de la estación de bombeo, como podemos ver en la siguiente captura de imagen:

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También conoceremos el  caudal de la impulsión, en base al cual podemos determinar si la estación de bombeo está funcionando dentro de los parámetros de rendimiento que el fabricante nos haya facilitado, además de contrastarlo con la gráfica mostrada más arriba. El rango de caudales también se debe mantener en unos mínimos para que el rendimiento de las  bombas individuales no disminuya excesivamente, incluidas las bombas con variador de velocidad.

Por último, GESTAR también nos va a ofrecer un listado del estado en el que se encuentra cada nodo (principalmente régimen de presión) para cada intervalo de tiempo que nosotros le hayamos prefijado (media hora, una hora). De esta manera el personal responsable de la gestión de la C.R puede prever si en algún hidrante puede producirse un déficit de presión según el patrón de riego establecido y si es así poder modificarlo de manera sencilla.

En resumen, y bajo mi forma de ver, nos encontramos con una herramienta potente para el diseño de redes colectivas de riego y también para la optimización de la gestión de estaciones de bombeo para riego.

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En muchas redes de riego colectivas con instalaciones de bombeo nos encontramos que la red de riego se encuentra monitorizada en mayor o menor grado. Transductores de presión y caudalímetros avisan  al gestor de las instalaciones de roturas o averías de forma inmediata.

Por otro lado lado, lo que podemos denominar el corazón de la instalación, la estación de bombeo, está menos controlada. Pueden haberse instalado analizadores de redes, autómatas y demás elementos, sin embargo el seguimiento del funcionamiento de las bombas se realiza de forma presencial, de “visu”. Evidentemente hay un mínimo de parámetros que sí suelen estar monitorizados en tiempo real como la altura de bombeo, presión mínima de trabajo de los equipos de bombeo,…

Si tenemos en cuenta que los técnicos de las comunidades de regantes tienen que recorrer largas distancias para llegar a todos los puntos donde se encuentran instaladas las válvulas, hidrantes, filtros y demás elementos de la red parece evidente que no van a disponer de mucho tiempo para la verificación del correcto funcionamiento de las bombas.

No solo eso, los equipos de bombeo van a funcionar en el periodo con la energía más barata, es decir, de noche.

Así que nos encontramos con una mezcla de ingredientes bastante peligrosa que puede un día darnos un susto cuando nos encontremos con alguna de las bombas estropeada, desgraciadamente en la época de máximas necesidades de agua por los cultivos, en verano, y con nuestra empresa de mantenimiento cerrada por vacaciones o con unos servicios mínimos.

Bien, a donde quiero llegar es a destacar la importancia del mantenimiento preventivo. En mi opinión es fundamental disponer de una herramienta que de forma automática y periódica que nos indique si nuestros equipos están funcionando como deben y que nos avise cuando se produzca una desviación respecto a los parámetros que le hayamos fijado.

La monitorización en tiempo real de la estación de bombeo, por medio de un  sistema centralizado de recogida de datos eléctricos (a partir de los analizadores de redes),  y el posterior procesamiento de los datos permite la elaboración de informes que ayudan a la toma de decisiones sobre acciones preventivas o correctivas de la instalación.

Los objetivos que se persiguen con este tipo de herramientas son:

  • Monitorización y registro de los consumos energéticos de la planta: consumo total y consumos parciales de energía: Potencias instantáneas del bombeo y de las principales cargas (se obtiene información del consumo energético por bomba).
  • Control de costes de bombeo. Mejorar la relación caudal- potencia para aumentar la eficiencia de las bombas.
  • Estudio y seguimiento de todos los datos de bombas individuales, ratios de funcionamiento y parámetros básicos de facturación, potencias, energías, puntas de demanda y consumos horarios.
  • Reducción del coste de la energía mediante el seguimiento de los consumos de energía por tarifa, bombeando el máxima de agua posible en horas valle y control del cos fi (energía reactiva).
  • Sistema de alarmas para responder inmediatamente en caso de funcionamiento anómalo de las bombas.
  • Mejora del “Mantenimiento Predictivo” mediante:
    • Detección inmediata de sobrecargas en máquinas.
    • Verificación del caudal adecuado para cada bomba.
    • Estimación del mantenimiento preventivo de las bombas a partir de un cierto número de horas acumuladas.
  • Obtención de curvas de demanda de potencias y energía.
  • Realización de informes de consumos de energía y estadísticas.
  • Simulación de facturas. Una situación que ocurre con cierta frecuencia es la presencia de errores en la factura de la compañía. Con esta herramienta se puede simular la factura de manera que se puede contrastar de manera rápida con la factura emitida por la compañía y verificar que no existen errores.

Estos sistemas que normalmente se utilizan en el sector industrial pueden ser muy interesantes también en nuestro sector de la agricultura de regadío y además pueden recibir ayudas según la medida 4 (apartado de mejoras de regadíos) según el PROGRAMA DE DESARROLLO RURAL 2014-2020.