Archivos de la categoría ‘REDES DE RIEGO’

https://i1.wp.com/new.paho.org/ecojoven/images/stories/2011/6/tic-en-agricultura.jpg

Paso a paso se van abriendo camino soluciones innovadoras que aprovechan  las nuevas tecnologías aplicadas a la agricultura y que permiten gestionar eficientemente las explotaciones en regadío. Buenas noticias, pues sin duda es un terreno donde tenemos mucho por andar y por tanto por mejorar.

Tomar este camino va a exigir un compromiso por la mejora continua y la profesionalización del sector y seguramente un camino sin retorno que permitirá a las explotaciones diferenciarse, ser más competitivas y eficientes.

Sin ir más lejos, ayer leía un artículo sobre bynse la primera solución Big Data del mundo para la agricultura que permite analizar en tiempo real  las necesidades actuales y futuras de los cultivos.

La tecnología Big Data es, en el sector de tecnologías de la información y la comunicación, una referencia a los sistemas que manipulan grandes conjuntos de datos (o data sets).

La solución bynse está compuesta por un innovador sistema de sensorización de microclimas, denominado bynsebox, empleado para la recogida de datos en campo, y el servicio de información en la nube bynsecloud, encargado de procesar y mostrar la información a los usuarios.

Las bynsebox son unidades sensoras autónomas que recogen datos de los diferentes micro climas que posee una finca o parcela. Gracias a su compatibilidad de sensores, pueden medir hasta 14 parámetros diferentes de importancia para las necesidades del cultivo que se envían a través de telefonía móvil.

Todos estos datos se procesan mediante algoritmos y modelos con tecnología Big Data, dando como resultado, por ejemplo, predicciones sobre las necesidades hídricas exactas de cada microclima, los riesgos de padecer enfermedades o plagas, y el crecimiento de cada uno de los cultivos.

Una aplicación muy interesante para ahorrar agua conociendo en todo momento el estado fenológico del cultivo y la disponibilidad de agua en el suelo.

La segunda aplicación nos será muy util si nos hacemos algunas de las siguientes preguntas ¿Es posible reducir los costes de inversión y energéticos de un determinado diseño o ampliación?. ¿Cómo aumentar la eficacia de la distribución en una red existente? ¿Cuál es el causa de las disfunciones encontradas y cómo resolverlas? ¿Cuál es la mejor composición de la estación de bombeo y aquilatar los costes de bombeo? Seguramente podemos encontrar respuestas utilizando el software Gestar.

GESTAR constituye un paso adelante en las herramientas de ingeniería hidráulica para el diseño, ejecución y gestión de redes a presión orientadas al riego.

Dispone de un sofisticado, a la par que sencillo de usar, conjunto de herramientas y módulos que permiten la configuración óptima de estaciones de bombeo y su regulación, y el analisis energético detallado subsiguiente, gracias a algoritmos innovadores que suministran una modelización fiable, robusta y sencilla.

Permite minimizar los consumos energéticos mediante reorganización de las programaciones de riego, respetando las restricciones hidráulicas de la red y las demandas de los usuarios y modificando dinámicamente las presiones suministradas por las estaciones de bombeo. Estos resultados están también disponibles para integración en el SCADA de cualquier sistema de Telecontrol

Otimiza la regulación de la estación de bombeo adaptando en tiempo real y de forma dinámica las consignas de bombeo según la configuración instantánea de la demanda.

Permite  una gestión flexible con criterios dinámicos constantemente adaptados al estado concreto de demanda. A la vez es capaz de realizar una organización racional de la demanda de agua para evitar colapsos en el sistema.

En la próxima entrega escribo sobre otras tres aplicaciones similares a bynse y gestar.

Un saludo.

Jesús.

Obetivos gestion energia Hace poco tiempo asistí al curso “Gestión energética en entornos industriales” organizado por el Colegio de Ingenieros Industriales de Aragón y me pareció muy interesante la conclusión que recalcó el ponente Eduardo Ruiz Fuertes:  “La clave de la eficiencia energética en una planta industrial (podemos extrapolar a cualquier organización, en nuestro caso por ejemplo Comunidades de regantes) está en gestionar la energía, la aplicación de tecnologías eficientes es un instrumento de mejora de la eficiencia pero no el único ni siquiera a veces el más rentable. Sin duda alguna más eficaz de todas las medidas es tener procesos eficientes.

Interesante opinión cuando podemos encontrarnos ante el reto de mejorar y optimizar la gestión energética de un negocio y buscando la mejor tecnología para aplicarla a su explotación. Sin embargo resulta que la mejor solución la tenemos en nuestras manos y no es necesario ni invertir para conseguir mejorar los resultados:  analizar como estamos funcionando y comprobar si tenemos margen de mejora. Siempre vamos a encontrar la misma respuesta: algo podemos mejorar.

Sólo después de mejorar los procesos debemos pasar a la siguiente etapa de mejora de la gestión energética: la aplicación de medidas de mejora y eficiencia energética.

Desde luego que llegar a este punto no es algo que se consiga fácilmente. Necesitamos una estructura organizativa que se responsabilice de las medidas y verificaciones. Es imprescindible contar con un responsable de la gestión energética y, en función de la dimensión del negocio, de un equipo de apoyo. En mi opinión, en el caso de organizaciones con procesos complejos, el responsable debe pertenecer a la organización de manera que sea capaz de conocer en profundidad los procesos y puede ser la mejor opción para la gestión energética si bien la formación y experiencia son imprescindibles y si es necesario se debería recurrir a expertos externos.

La organización energética incluye también la definición de objetivos y su seguimiento. Algo tan evidente en cualquier organización no siempre se lleva a cabo y resulta ser una gran oportunidad de mejora.  Recomiendo no incorporar una larga lista de objetivos, más vale que tengamos pocos objetivos, importantes y medibles objetivamente para así poder realizar un seguimiento sistemático y documentado.

Es preferible que los objetivos sean relativos a la unidad de producción. En el caso (por ejemplo de Comunidades de regantes)  donde no es posible medir la producción, se puede referenciar el objetivo al volumen de agua bombeada:  € gasto energético/m3 volumen agua bombeado.

De esta manera independiente del consumo total de agua anual (en función de la climatología, cultivos implantados) podemos analizar en el tiempo, durante varios años, la gestión de la energía.

Éste es un simple pero clarísimo ejemplo de objetivo medible y planificable de antemano. Con sólo dos valores, por un lado el consumo energético que proviene de la factura de la compañía suministradora y por otro el consumo de agua que será contabilizado por medio del telecontrol de la red de riego.

No podemos mejorar si no sabemos lo que tenemos, si no lo medimos. Y para llevarlo a cabo tiene que haber alguien encargado, responsable e implicado. Alguien que se crea la necesidad de mejorar y que hay posibilidad de mejorar.  Evidentemente hay muchas más oportunidades para mejorar la eficiencia energética de nuestra industria o Comunidad de regantes que podemos compartir y discutir tanto en éste como en otros post.

Por cierto: Feliz año 2.013 para todos !!!

Lo prometido es deuda, así que aquí va el segundo artículo sobre el riego por goteo en cultivos extensivos.

En el anterior dejé dos ideas muy claras:  por un lado hay un número elevado de ventajas derivadas de la utilización de este sistema de riego y por otro, es imprescindible contar con un trabajo profesional para el diseño, proyecto y explotación para que un sistema novedoso no se vuelva contra nosotros como ya ha ocurrido con la implantación de otros sistemas de riego en ocasiones precedentes.

Una de las primeas ideas que se nos viene a todos a la cabeza tratando este tema es ¿Cómo vas a estar recogiendo y extendiendo los ramales portagoteros cuando tienes que hacer labores culturales?

Pues bien, una solución es enterrar los ramales si bién esto supone un diseño especial y más caro. El objetivo fundamental es garantizar el riego teniendo en cuenta que no vamos a ver si se produce alguna obturación.  Eso sí, nos olvidamos de las labores de extendido y recogida. Personalmente he participado en un importante proyecto de riego por goteo subterráneo (probablemente uno de los más importantes a nivel nacional) que se ejecutó en 820 ha. del olivar de Belchite (en Zaragoza). El diseño, aunque evidentemente diferente al tratarse de cultivo leñoso, ha permitido que 15 años después el sistema continúe funcionando perfectamente.

Consideraciones determinantes para la utilización del Riego subterraneo  son:

– se da la circunstancia que en el momento de la nascencia del maíz, se necesitan aplicar elevadas dosis  (que llevan asociadas duraciones de riego de 10 o más horas) para llevar el bulbo húmedo hasta la semilla y  en suelos arenosos puede ser un limitante.

– en la zona del Valle del Ebro, se debe tener en cuenta la posibilidad de que el viento cree una costra superficial en el suelo que impida a la plántula emerger. Así pues en la mayor parte de los suelos con goteo subterráneo es necesario utilizar otros sistemas de riego para garantizar la germinación.  Sí, esto supone una doble inversión.

– también se debe de vigilar los problemas derivados de posibles aplastamientos.

En el caso del Riego superficial tenemos todo lo contrario: todas las campañas nos encontramos con las labores de extendido y recogido de los ramales de riego y a cambio una menor inversión en la instalación. De cualquier manera esto no nos va a evitar las labores de mantenimiento del sistema de riego. Es necesario desaguar y limpiar los ramales con una solución de ácido nítrico o sulfúrico. Además en el caso de los goteros enterrados también se debe aplicar tratamiento de trifluralina para mantener las Una vez más se hace necesario un control preciso, en este caso, conocer la composición química del agua y realizar análisis para planificar los tratamientos. Pueden ser, de forma orientativa entre 1 y 3 por campaña.

Respecto a los materiales y a grandes rasgos podemos decir que  se suelen usar goteros integrados. Además si son goteros turbulentos, permiten caudales elevados que permiten reducir tiempos de riego en la nascencia del maíz. Tienen un coeficiente de variación de fabricación menor y son más baratos. Los goteros autocompensantes garantizan uniformidad de riego en el caso de mayores longitudes de ramales (a costa de presiones superiores en los cabezales) y desniveles  acentuados.

Desde mi punto de vista es fundamental garantizar la uniformidad del riego, con una máxima variación del 10 % entre extremos de la instalación.

Existen otras opciones como las cintas (uso anual), que disponen de goteros integrados, espesores de pocos mm, entre 0,1 y 0,4 mm. por lo que trabajan a poca presión.  Se utilizan una campaña y luego son desechables. Tienen un elevado impacto ambiental puesto que  se suelen dejar en las parcelas lo que supone una acumulación de plástico campaña tras campaña.

Algunas características, que en el caso de pequeñas explotaciones pueden suponer inversiones con un largo plazo de amortización, están relacionadas con la necesidad de trabajar con maquinaria y aperos especiales:

Es imprescindible utilizar maquinaria equipada con GPS y tecnología RTK de alta precisión para compaginar las labores con la preservación de los ramales de goteo.

La extensión de los ramales portagoteros se suele realizar con un tractor equipado con tres bobinas o tambores portaramales. La recogida se hace con un tractor equipado con un tambor de liado de ramales.

De todas maneras, la utilización de maquinaria de precisión puede llegar a permitir la realización de labores agrícolas sin necesidad de retirar y extender los ramales. Esta opción, sin duda puede ser la que tenga más visos de futuro entre las que hemos enumerado.

Respecto al diseño hay una serie de detalles muy importantes a tener en cuenta:

En el siguiente video realizado por el Sistema de Asistencia al Regante de la Junta de Andalucía se pone en evidencia la importancia de la correcta evaluación de riego por goteo para garantizar también la correcta aplicación de fertilizantes.

Foto: http://www.vidarural.es

Estos últimos días están apareciendo en prensa diferentes noticias relacionadas con la rotura de tuberías de Poliester Reforzado con Fibra de Vidrio (P.R.F.V) en algunas obras de modernización de regadíos en Aragón.  La preocupación de las Comunidades de Regantes y agricultores ha ido en aumento al no ser averías puntuales sino, en algunos casos, todo lo contrario  al repetirse con pocos días de intervalo.

Los métodos de fabricación para los tubos de P.R.F.V son tres: mandril de avance en continuo, centrifugación y enrollamiento cruzado en continuo. Hasta donde tengo información las roturas sólo están afectando a tubos del primer tipo de fabricación: por  centrifugación.

Las tuberías plásticas en instalaciones a presión como pueden ser los regadíos pueden sufrir durante su uso algún tipo de  rotura que se puede asociar a  materiales defectuosos (defecto de fabricación o transporte en malas condiciones),  deficiente instalación (especialmente en tramos en curva, preparación del lecho de asiento de la tubería, anclajes de hormigón en codos,…) o incluso acumulaciones de aire por un llenado rápido al inicio de campaña o cierre de ventosas por un manejo inadecuado.

Para confirmar el correcto proceso de fabricación se realizan una serie de pruebas en fábrica según normas establecidas al efecto y que son bastante exigentes respecto a la resistencia a presión interna y cargas externas.  De esta manera se confirma que los materiales soportan las condiciones de funcionamiento para los que han sido proyectados.

De igual manera se realizan pruebas con las tuberías una vez instaladas para confirmar que el proceso ha sido el correcto.

Con las pruebas de fabricación e instalación suele ser suficiente para detectar los principales defectos y proceder a su subsanación antes de la puesta en servicio de las instalaciones.

Durante la explotación también puede realizarse algún tipo de maniobra incorrecta (como puede ser el cierre de válvulas o ventosas, llenado rápido de las tuberías al principio de la campaña) que también llevan asociada la rotura. Ahora bien estas roturas son puntuales, debidas a acumulaciones de aire o efecto succión y no parece que tenga nada que ver con las roturas que están ocurriendo de forma repetida.

Así pues, si el control se ha ido realizando y se ha superado de manera satisfactoria quedaría recurrir a la trazabilidad de los materiales en fábrica y en montaje para intentar identificar los lotes defectuosos.

Parece ser que todas las partes implicadas están trabajando para identificar la posible causa de estas roturas, aunque de momento no parece que sea fácil dar con ella al haberse superado todos las pruebas  de control de calidad habituales.

Variadores de velocidad y arrancadores progresivos son los elementos más utilizados en la industria y otras instalaciones con equipos electromecánicos (bombas) pero ¿qué aportan estos equipos electrónicos?

Estos equipos controlan los motores, reduciendo el consumo y alargando la vida de los equipos.

En el caso de los arrancadores progresivos se consigue una puesta en presión progresiva del fluido en la canalización. De esta manera reducen pico de intensidad que el motor demanda en el arranque (3.5 veces la nominal)  frente a 9 veces la nominal que el motor demanda sin este dispositivo).

Con  este arranque (y parada) progresivo se minimizan los efectos producidos por golpes y vibraciones, sobre todo reducción de los golpes de ariete y de válvulas (en presencia de la red eléctrica).  Por tanto se disminuye la  fatiga de las tuberías con la disminución de los fenómenos de depresión y sobrepresión.

Los variadores de velocidad gestionan  la carga de trabajo de las bombas ajustando el punto de funcionamiento modificando la velocidad del motor y actuando sobre las bombas para aportar el caudal demandado en cada momento a la presión requerida con el mínimo consumo de energía.

La principal  ventaja que presenta es el ahorro en potencia activa y reactiva. La potencia es proporcional al cubo de la disminución de la frecuencia.  La Potencia es proporcional a (N/Nn)3

Por ejemplo, reducir la velocidad de una bomba al 80% solamente requiere el 64% del par (0,8 × 0,8). Y esto no es todo: para producir el 64% del par sólo se requiere el 51% de la potencia (0,64 × 0,8), debido a que el requerimiento de potencia se reduce en el mismo sentido.

Cuando el caudal baja de determinados valores, el rendimiento que se consigue con el variador de velocidad está en torno al 40 %. Es superior al rto que se consigue a velocidad fija, pero es un rendimiento bajo. El variador puede mejorar la eficiencia respecto al funcionamiento de la bomba sin él, pero no consigue que la eficiencia sea alta para todo el rango de caudal. Así pues, para caudales significativamente por debajo del punto de funcionamiento óptimo de la bomba tenemos que pensar en otras soluciones, como equipos independientes.

Estos equipos pueden ser una buena solución para ahorrar electricidad en instalaciones con equipos de bombeo.

Un análisis de la facturación actual así como de las características técnicas de los equipos nos permitirán realizar el estudio técnico económico y analizar su viabilidad. En esto consiste una parte de las denominadas auditorías energéticas.

Pues por el principio. Es fundamental que en la fase de diseño, durante la redacción del proyecto, se tenga muy en cuenta la gestión  de los equipos  con suministro eléctrico que se están proyectando.

Por ejemplo, tendremos que elegir entre diferentes tipologías de equipos de bombeo con diferentes rendimientos y eficiencias en función de las cuales estimaremos los costes energéticos de explotación.

Estas previsiones aparecerán, por un lado,  en el  anejo de costes energéticos,  y por otro lado en el análisis de viabilidad del negocio.

Vamos a contar por tanto con unos datos de inestimable valor y que nos van a servir como datos objetivo de referencia  para hacer seguimiento futuro de costes y estudiar desviaciones.

Por otro lado, si nos encontramos ante explotaciones agroindustriales, sistemas de riego colectivo presurizado,…  es decir ante instalaciones con una demanda energética elevada (cientos de kilovatios instalados),  va  a ser de vital  importancia disponer de información, para analizar al final de la campaña y tomar  decisiones.

Es importante apostar por incluir en el proyecto dispositivos electrónicos que nos  faciliten  la información de cómo están comportándose los equipos y si están cumpliendo con los parámetros de diseño. De esta manera podremos tomar las decisiones de manera objetiva.

Hace un tiempo la instalación de estos equipos contaba con el hándicap de que el personal encargado de la gestión no estaba preparado ni formado para su manejo. Actualmente el personal de mantenimiento propio puede acceder a cursos de formación para este tipo de equipos y capacitarse sin ningún tipo de problemas. Además las interfaces  tienden a ser bastante amigables y “comprensibles” desde un punto de vista no altamente cualificado.

Por otro lado los equipos son cada vez más robustos y permiten su instalación a la intemperie o en sencillas edificaciones que no son más que cuatro paredes en medio de territorios bastante inhóspitos.

Algunas ventajas de los equipos electrónicos es que aumentan  la vida útil de los equipos que comandan. Por ejemplo los arrancadores progresivos  o  variadores de velocidad.

Los analizadores de redes, además, nos van a informar de la potencia consumida, horas de funcionamiento, tensión de entrada, factor de potencia, armónicos,…

También el Telecontrol de los sistemas de abastecimiento de agua y redes de riego colectivas nos permiten hacer un  seguimiento del consumo agua y periodo de consumo.

Así pues, el correcto dimensionamiento teniendo en cuenta la gestión de los equipos en relación al coste energético es uno de los aspectos más relevantes para  ahorrar en el consumo energético de nuestra explotación.

El otro aspecto que considero relevante es disponer de los elementos necesarios para monitorizar las instalaciones y poder conocer como están funcionando. De esta manera podremos detectar la “enfermedad” lo antes posible y recurrir al médico-ingeniero disponiendo de toda la información para la toma de decisiones.