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El pasado mes de julio ha sido el históricamente más caluroso y, según la imagen que acompañamos, parece claro que la tendencia al alza de las temperaturas es incuestionable. La pregunta del millón es ¿como puede afectar este incremento de las temperaturas a los recursos hídricos?

De acuerdo con las conclusiones del grupo intergubernamental de expertos sobre el Cambio Climático el calentamiento del sistema climático es inequívoco y existe una gran evidencia del calentamiento global proveniente de diferentes mediciones independientes y físicamente consistentes de muchos elementos del sistema climático fuertemente relacionados entre sí. De la misma manera, grupos de expertos opinan que es extremadamente probable que el aumento de las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero haya sido la causa dominante del calentamiento observado desde mediados del siglo XX. Se puede afirmar, por lo tanto, que la influencia humana en el sistema climático es clara.

Como consecuencia de las evidencias científicas constatadas en referencia al cambio climático, grupos de trabajo y comisiones técnicas y científicas a nivel nacional e internacional han estado valorando los diferentes escenarios futuros así como las posibles medidas a adoptar.

Uno de los trabajos científicos más detallados (a nivel nacional) ha sido llevado a cabo por el CEDEX (Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas), encargado por la Oficina Española del Cambio Climático (OECC), denominado “Evaluación del Impacto del Cambio Climático en los Recursos Hídricos y Sequías en España (2015)”. Tal y como se cita en la introducción del informe, “se evalua el impacto de 12 proyecciones climáticas con objeto de recoger la incertidumbre asociada a las simulaciones climáticas y, por lo tanto, de expresar de manera más completa el impacto del cambio climático.”

Los resultados presentados en el informe del CEDEX están sujetos a las incertidumbres propias de los estudios de impacto del cambio climático, que derivan de que el clima es un sistema caótico no lineal que depende de un elevado número de factores, por lo que es muy difícil su simulación y más todavía su pronóstico. Las fuentes de incertidumbre están ligadas a los escenarios de emisiones de gases invernadero (GEI), a los modelos climáticos globales (MCG), a los procesos de regionalización y a los modelos hidrológicos.

La dificultad en la definición de las proyecciones climáticas también puede entenderse desde el momento en que se disponen de 39 diferentes modelos para su simulación.

En el citado informe se han considerado tres periodos de impacto (PI), que son los periodos 2010-20140, 2040-2070 y 2070-2100 y también dos escenarios de emisiones de gases invernadero (RCP 4.5 y RCP 8.5).

Como ya se adelanta también en la misma introducción del informe, la incertidumbre en como va a afectar el cambio climático es uno de los puntos clave en este momento tal y como se va a justificar a continuación siempre a partir de los resultados de trabajo del CEDEX.

Nos encontramos ante un escenario (o escenarios) futuro de gran incertidumbre debido al cambio climático.  Los modelos climáticos con los que se analizan las proyecciones climáticas son globales y existen pocos modelos que los adapten al ámbito nacional e incluso de cuenca hidrográfica.

A partir de las recomendaciones a nivel de cuenca hidrográfica sí que es cierto que, por ejemplo, en el plan hidrológico de la cuenca del río Ebro (con un horizonte desde el año 2015 hasta el 2.021) sí que se ha tenido en cuenta la posible disminución de aportaciones para analizar los balances de agua.

En posteriores post profundizaremos en los resultados de algunos de los modelos climáticos. (y como te puedes imaginar no van a ser muy positivos).

Agricultura Técnica el día 11 de diciembre de 2.019 va a coordinar el evento paralelo “Ejemplos de uso de tecnología en el manejo del riego para reducir el impacto del cambio climático en la agricultura” dentro de la EU Water Innovation Conference 2019 que se celebrará en Zaragoza.
Nos encantaría contar con tu asistencia 😉 

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Hemos movido esta entrada al Blog de agricultura tecnica y desarrollo rural disculpar las molestias.

 

 

 

 

 

 

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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.

 

31-10-2014 8.10.58 1En el post anterior hice referencia a la importancia de incorporar baterias de condensadores y variadores de velodidad en las instalaciones de bombeo para optimizar su funcionamiento. En este post pretendo dar una serie de recomendaciones  (en tiempo real, semanal, mensual, anual y trianual) con el objetivo de que el funcionamiento de las instalaciones esté dentro de los parámetros correctos.

En primer lugar destacaría que es fundamental realizar un seguimiento en tiempo real por medio del telecontrol de los siguientes conceptos:

  1. Medición de la temperatura de rodamientos y devanados.
  2. Medición de caudal, presión y potencia absorbida.

Independientemente se deberían llevar a cabo también visitas insitu por medio de las cuales se hará un  seguimiento semanal de:

  1. Vibraciones o ruidos extraños.
  2. Goteo excesivo a través de empaquetaduras.
  3. Nivel de aceite de transmisiones.
  4. Fugas de aceite.
  5. Limpieza de ventilador.

El control será mensual respecto a:

  1. Engrasado de rodamientos según especificaciones del fabricante.
  2. Comprobación y reposición de lubricante recomendado por el fabricante en las cantidades y condiciones recomendadas.
  3. Comprobación de tolerancia en prensaestopas.
  4. Registro de horas de funcionamiento.
  5. Comprobación del rendimiento medio del bombeo.

El control será anual en los siguientes casos:

  1. Sustitución de empaquetaduras.
  2. Alineación de la bomba y el motor.
  3. Vaciar completamente y rellenar de nuevo el circuito de engrase.
  4. Verificación de las conexiones.
  5. Limpieza de las bobinas.
  6. Medición de la resistencia de aislamiento.
  7. Revisión del funcionamiento de las protecciones (caldeo y sondas de temperatura)
  8. Comparación de los valores de corriente, tensión, potencia  y rendimiento medio con los valores nominales.

Cada  tres años se controlará el desgaste de rodamientos de bomba y se sustituirán si es necesario.

Se realizará un mantenimiento quinquenal en los conceptos:

  • Desmontaje completo de las bombas en todas sus piezas, revisión y limpieza de las mismas.
  • Control de rodetes y rodamientos.
  • Pintado del cuerpo.

El mantenimiento será cada diez  años para la sustitución de rodetes y rodamientos

La sustitución de los rodamientos se recomienda en todo caso realizarla cada 12.000 horas de trabajo.

Las anteriores medidas se deben adoptar por razones de eficiencia energética y para evitar superar 10 ó más puntos las pérdidas de rendimiento respecto a los rendimientos exigidos en el Proyecto Constructivo o en las garantías del fabricante en el suministro de los equipos.

 

estacin de bombeo(1)

Como habreis podido leer en los últimos post he hecho referencia al control de calidad y seguimiento del funcionamiento de las redes de riego. En muchas de estas instalaciones nos encontramos también con equipo de bombeo.

Debido al encarecimiento de la energía en los últimos años practicamente todas las instalaciones cuentan con  baterías de condensadores o la tecnología adecuada (variadores de frecuencia) que compense la energía reactiva generada por las instalaciones, de manera que la Comunidad de regantes responsable de la factura eléctrica, no tenga perjuicio económico por este concepto.

En la factura eléctrica mensual aparece la penalización por reactiva cuando el factor de potencia cosϕ tiene un valor menor a 0,95.

En las Comunidad de regantes la energía reactiva se puede resumir como el consumo por parte del transformador y de los motores de las bombas de energía desfasada (“sucia”).

Las penalizaciones se calculan por periodos, solamente para los excesos de energía reactiva consumida, fuera de los periodos valle y con la siguiente fórmula:

P = R (kVArh) – 1/3·E (kWh x Tr ( €/kw)

Siendo:

R: reactiva

E: energía activa

Tr: precio reactiva

La cantidad de energía reactiva por energía total se mide con el factor de potencia (estimado con el Cos ϕ):

11-8-2014 13.8.8 1Donde:

Energía activa consumida:   kWh

Energía reactiva consumida: kVArh

Cuanto más bajo sea el valor de Cos ϕ, más caro es el Tr y por tanto más cara es la penalización por la energía reactiva

Para evitar que las Compañías Eléctricas penalicen por esta energía “sucia”, es necesario instalar una batería de condensadores que contrarreste el efecto de los motores.

Independientemente de lo anterior es fundamental mantener y medir la eficiencia instantánea de los equipos de bombeo.

Si tomamos como referencia las directrices del Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía (IDAE):

– Eficiencia del Equipo de Bombeo > 0,650 (calificada como Excelente por el IDAE).

– Eficiencia < 0,450 (calificada por IDAE como inaceptable)

Entre estos valores se pueden tomar valores según curvas semejante a las penalizaciónes usada por las compañías suministradoras para penalizar los excesos de potencia en la factura eléctrica.

Las curvas características de las bombas hidráulicas nos señalan gráficamente la relación entre el caudal, altura, rendimiento y potencia absorbida en el eje de la bomba. La dependencia entre estos valores se obtiene en el banco de pruebas a velocidad constante. Entre las distintas curvas características, a distintas velocidades de funcionamiento de una bomba, se cumple la ley de semejanza de Newton. En el cambio de un número de revoluciones a otro, el caudal varía linealmente, la altura varía con el cuadrado y la potencia lo hace aproximadamente con la tercera potencia de la relación del número de revoluciones.

La intersección de la curva característica (a unas determinadas revoluciones) de una bomba con la curva resistente de una impulsión determina el punto funcionamiento del sistema. Las bombas con motor eléctrico trabajan a una velocidad constante. Para elegir la bomba adecuada para una instalación, seleccionaremos aquella bomba en la que el punto del funcionamiento del sistema coincida con su rendimiento máximo. Si las alturas de aspiración e impulsión se mantienen constantes el rendimiento será siempre el máximo, aunque, lógicamente, con el uso perderá rendimiento.

Si impulsamos directamente a la red y se modifican los caudales y las alturas manométricas, el punto de funcionamiento se desplazará de su punto óptimo reduciéndose su rendimiento. Así mismo, si las presiones en aspiración (positivas o negativas) se modifican el punto de trabajo se desplazará en la curva reduciéndose su rendimiento.

En estas condiciones de presiones y caudales variables, si queremos mantener unos rendimientos aceptables se deben instalar variadores de frecuencia que adapten las revoluciones de las bombas a los requerimientos del sistema. Si en algún momento los caudales solicitados son muy bajos, incluso con variadores los rendimientos serán bajos. Por esta razón es conveniente fraccionar los sistemas de bombeo con alguna bomba de menor tamaño.

Los rendimiento de las grupos de bombeo (motor+bomba) trabajando en condiciones estables pueden estar, en una instalación bien diseñada, por encima del 75 % y debido al elevado coste de la energía eléctrica es fundamental mantener la eficiencia y para ello llevar a cabo labores de mantenimiento y monitorizar los principales parámetros de los equipos.

Tal y como indicaba en el post anterior, uno de los indicadores relacionados con la calidad de las redes de riego en los proyectos de participación pública privada en regadíos (y que también se puede utilizar en el resto de infraestructuras hidráulicas de riego) es el “coeficiente mensual de servicio de presiones”.

Este indicador pretende asegurar que se cumplan con las presiones mínimas que se establezcan en el proyecto constructivo.

Están presiones vendrán determinados por la pérdida de carga que se produzca con los caudales de diseño. Estos caudales se suelen determinar para una determinada alternativa de cultivo, utilizando datos climatológicos de una serie de años y para el mes de máximo consumo.

Se suele asumir que un determinado número de años del periodo estudiado la instalación estará infra-dimensionada. Además se debe asumir que si hubiera un cambio de alternativa y se intensificara el cultivo de especies con elevadas necesidades hídricas (maíz, alfalfa, dobles cosechas) la instalación podría estar infradimensionada durante un número mayor de años. Evidentemente esta situación se dará en los meses con más necesidades hídricas del año.

Por otra parte, en el proyecto  se calcula la instalación a la demanda pero para un determinado coeficiente de simultaneidad. Esto quiere decir que no está previsto que todas las tomas rieguen al mismo tiempo. Si una mayoría de los regantes quieren regar de noche o después de una semana con mucho viento, la instalación tendrá problemas de presión.

Por otro lado, en la fase de proyecto se considera que la distribucion de los cultivos (unos con más requerimientos hídricos que otros) se realiza de forma aleatoria en el perímetro de riego de cada zona. Si en un ramal se concentra todo el cultivo de altas necesidades (maíz), ese ramal tendrá más perdidas de carga de las previstas y la presión será inferior a la exigida. Este escenario no es descartable en zonas donde existan cooperativas o empresas que gestionen fincas por ejemplo para deshidratar alfalfa y por tanto puede haber un elevado número de parcelas con un mismo cultivo.

En las condiciones de diseño, cuando el caudal de trabajo coincida con el de diseño, ¿qué puede suceder para que la presión sea inferior a la mínima?

  • Que se haya instalado una tubería de menor diámetro de la calculada en los proyectos.
  • Que la rugosidad de la tubería aumente por abrasión y la pérdida de carga sea mayor. Con el tiempo todas las tuberías son más rugosas pero su incidencia no va a ser apreciable.
  • Que las válvulas no abran completamente y provoquen una pérdida de carga excesiva. Los transductores de presión detectarán rápidamente esta anomalía.
  • Que no funcionen correctamente los reguladores de presión y provoquen más pérdida de carga de la prevista. Los transductores de presión detectarán rápidamente esta anomalía.

Además, aunque las presiones sean correctas es fundamental el buen funcionamiento de los transductores y el telecontrol para poder monitorizar el sistema. Un correcto sistema de gestión por telecontrol en el que estén incluidos los principales datos hidráulicos de la red permitirá adelantarse a los posibles problemas de bajas presiones y proporcionar soluciones de gestión, como podría ser el riego por turnos. Palabras casi malditas entre los regantes, estas del riego por turnos, y que sin embargo podrían llevar a importantes ahorros energéticos a cambio de libertad para elegir el momento del riego. Mi experiencia con determinadas Comunidades de Regantes que, a veces  obligadas por limitaciones en sus infraestructuras, están utilizando el riego a turnos es positiva. El gestor de la Comunidad dispone de herramientas informáticas para facilitar su gestión si bien también me he encontrado con Comunidades de Regantes que lo gestionan con una plantilla en papel y poco más. Pero esto ya es historia para otro post.

 

 

fiabilidad redes de riego

Como continuación del anterior post, voy a plantear unas premisas para aumentar la fiabilidad de las redes de riego en grandes sectores de riego. Para Comunidades de Regantes más pequeñas algunas de las ideas expuestas también serán aplicables pero otras, en mi opinión, serán demasiado costosas. Por tanto los gestores de estas últimas deberían seleccionar y priorizar entre los diferentes parámetros planteados

La fiabilidad de las redes de distribución y la continuidad del suministro a los regantes se puede incrementar si se actúa sobre la reducción de la frecuencia de interrupciones y la reducción del tiempo de afectación.

La reducción de la frecuencia de las interrupciones se puede conseguir incrementando la calidad de sus componentes.

Las medidas a tomar en las instalaciones pueden ser las siguientes:

  • Mantenimiento preventivo de redes.
  • Reposición preventiva de componentes que hayan alcanzado su vida útil.
  • Vigilancia y control de las instalaciones: número de guardas destinados a tal misión, medios con los que cuenta, telecontrol, etc.

La reducción del tiempo de afectación puede conseguirse sobre la base de un adecuado seguimiento y de una sistematización de las averías, pudiendo actuar sobre los siguientes aspectos:

  • Monitorización y telecontrol de válvulas de seccionamiento.
  • Sistema de diagnóstico del fallo y de la mejor solución.
  • Acopio de materiales necesarios en la reparación de averías habituales.
  • Equipo especializado de actuaciones rápidas.

La reducción de la frecuencia de las interrupciones es la mejor forma de mantener la continuidad del servicio.

Todo lo comentado en el post anterior y que hacían referencia al control del agua suministrada es válido para mejorar la fiabilidad.

Debemos tener en cuenta que las averías más frecuentes en redes de distribución primarias y secundarias son:

  • Roturas en tubería de PVC orientado o PRFV por defecto de fabricación.
  • Exceso de presión en algunas redes que han provocada problemas en el funcionamiento de los hidrantes afectados: mal funcionamiento de las membranas de los pilotos regulador y limitador, problemas en los solenoides.
  • Corrosión de la tornillería en los terrenos agresivos.
  • Problemas en los variadores de frecuencia de los bombeos, ocasionados por sobretensiones durante las tormentas.
  • Problemas con la electrónica, las baterías, la comunicación y el servidor (por falta de capacidad) del telecontrol.
  • Obstrucciones en los hidrantes y rotura de paletas por las piedras que suele haber en el interior de la tubería en los primeros meses de funcionamiento , que han entrado en el proceso de montaje y que son difíciles de sacar por las válvulas de desagües.

Según el tipo de avería o deficiencia nos podemos ver obligados a una interrupción del riego en la zona afectada y a su reparación inmediatao nos permiten retrasar las reparaciones a periodos con menos afecciones a los regantes, a los periodos de mantenimiento programado o admiten reparaciones sin interrupción de servicio (avería de una bomba, con posibilidad de utilizar otra similar; hidrantes sin riego).

Los fallos o avería que pueden obligar a la interrupción del servicio son:

  • Rotura explosiva de la tubería o separación de los tubos por la unión.
  • Interrupción del servicio eléctrico por avería dentro de la estación de bombeo.
  • Avería en las estaciones de bombeo si solamente disponemos de un equipo.
  • Rotura de la teja de una válvula de desagüe (improbable).
  • Oxidación de las piezas especiales de calderería y de la tornillería

 

Cualquier otro tipo de fallo puede retrasase sin afectar al servicio aunque suponga una pérdida de agua (siempre que no sea excesiva) o incremento del coste energético.

Una vez identificadas las principales causas que afectan a la fiabilidad de las redes de riego, en el siguiente artículo propondré las soluciones para minimizar su afección.

Un saludo y feliz semana !

Jesús.