Auditorías enerxéticas en comunidades de regantes

Angel Sánchez de Vera Quintero.Head of the Department of Services and Agriculture
Auditorías energéticas en comunidades de regantes

O regadío é unha peza fundamental do sistema agroalimentario español. Achega máis do 50% da produción final agraria, ocupando soamente o 20% da superficie agrícola útil do noso país. Unha hectárea de regadío produce unhas 6 veces o que unha hectárea de secaño e xera unha renda catro veces superior, que ademais é máis segura, permitindo diversificar producións e proporcionar unha elevada flexibilidade á explotación agraria. É por iso que transformar as terras de secaño en regadío é obxecto de desexo de todo agricultor. 

Pero esta transformación debe ser efectuada baixo criterios de eficiencia enerxética que permitan que os custos de explotación futuros se reduzan ao mínimo requirido. As técnicas de rega evolucionaron da rega por inundación ou gravidade a través da subministración de auga por levadas, canles e canles ás regas por aspersión mediante a subministración de auga por tubaxes a presión, e isto é posible mediante o uso de sistemas de bombeo, é dicir, motores que impulsan bombas, ou sexa, enerxía demandada e consumida por eses motores. Este proceso de modernización deu lugar a que nos últimos 30 anos o consumo de auga se reducise en máis dun 20%, mentres que o consumo de enerxía se incrementou nun 650%.

Os puntos críticos ou sensibles ao consumo de enerxía atópanse non só no tipo de cultivo e na superficie a regar, senón tamén no deseño do sistema: na captación de auga (subterránea ou superficial), nas dimensións das tubaxes a presión (lonxitude e diámetros) e o seu trazado (topografía do terreo e cotas) e na presurización final do sistema de rega seleccionada (aspersión, goteo ou gravidade), sen obviar a central de bombeo. 

O deseño da rede, con base na topografía do terreo, debe ser sectorizada por bocas de incendio á mesma cota, e por parcelas cunha mesma tipoloxía de sistema de regadío (aspersión, goteo ou gravidade), de tal forma que se evite o uso de válvulas redutoras de presión, auténticos elementos que malgastan enerxía cando a rega é indiscriminada para a totalidade da superficie da CR. Caso de non poder parcializar a rede con estes subcircuítos, debe analizarse a implantación de quendas de rega para, desde a mesma central, alimentar en horarios diferentes zonas que demanden una mesma presión en función de cotas ou tipoloxías de rega.

Iso permitirá a regulación dos caudais de bombeo, para o que resulta preferible a implantación de variadores de frecuencia (caudais e presións variables a demanda) antes que as balsas de regulación, que obrigan a elevar auga para logo ter que perder presión no regulador da boca de incendios, o que non é enerxeticamente correcto. Para obra nova ou reforma de centrais existentes, débese analizar a implantación de bombas múltiples, conectadas en paralelo, o que ofrece unha alternativa, pois os aforros resultan de poder retirar de servizo unha ou máis bombas a baixas demandas, logrando que as bombas en servizo operen a alta eficiencia. Debería terse en conta un sistema con bombas múltiples nos casos en que a demanda se manteña durante períodos prolongados por baixo da metade da capacidade unitaria da bomba necesaria ou instalada.

E xa que falamos de bombas, nestes equipos existe o maior potencial de aforro de enerxía de moitas das instalacións: é un típico erro efectuar unha selección errónea da bomba sobredimensionándoa pola aplicación duns coeficientes de seguridade excesivos, ou por prever unha actividade futura maior con novos socios ou novos cultivos que na realidade non se incorporan, ou por anticipar unha previsible caída de prestacións por envellecemento das instalacións. Este sobredimensionamento fará que a bomba funcione fóra do seu punto óptimo de potencia e a potencia absorbida no tempo (a enerxía paga no recibo eléctrico) sexa moi superior á potencia requirida. A relación entre ambas as potencias define a eficiencia enerxética do bombeo, e medicións en múltiples instalacións deron valores de tan só o 40% ou 50% de rendemento cando este valor debería aproximarse ata ao 80% ou 85%, e isto é moito diñeiro malgastado no recibo eléctrico, que xustifica por si só que toda CR debería dispor de analizadores de redes que midan esta potencia absorbida e, dependendo da súa lectura, se poida actuar en consecuencia. 

Hoxe é difícil conseguir avances na tecnoloxía de bombeo para mellorar o rendemento; a tecnoloxía de bombeo está madura e o que hai que facer é que as bombas traballen no punto adecuado da súa curva. A solución é unha boa selección do tamaño en base ás prestacións requiridas e cun alto rendemento: Por exemplo, unha vez establecido o caudal e a presión, elixirase aquela bomba que sitúe este caudal entre o 75% e o 110% do caudal do punto de mellor rendemento.

Para facer un resumo dos puntos críticos no consumo de enerxía dunha instalación de regadío presentamos o seguinte guión, que debería servir para determinar os potenciais de mellora:
 

  1. Eficiencia enerxética en bombeo: introdución de variadores de frecuencia nas bombas en réxime variable, mellora de rendementos nos equipos de impulsión, automatización dos sistemas de mando, manobra e control, e deseño de redes optimizadas enerxeticamente.
  2. Sectorización nos deseños de redes de rega por tipoloxías de rega e por cotas do terreo; análise de horarios. Tamén debemos analizar o sistema de control da auga con contadores individuais e un sistema de contraste da auga consumida a nivel xeral. A facturación da auga consumida realizarase, de acordo coas Ordenanzas da Comunidade de Regantes, con tarifa binomial e con penalizacións por excesos.
  3. Unidade de rega e equipamento nas parcelas: Migrar de sistemas de aspersión a goteo; deseño interior das parcelas en regas a presión que minimicen os requirimentos de enerxía; análise das perdas de carga en boca de incendios; situar as tomas de rega ou boca de incendio de forma preferible en puntos altos, migrar sistemas de rega gravidade a rega por goteo en base a bombeos accionados por enerxía solar fotovoltaica (existen xa moi boas aplicacións)

Con todo iso, o plan de traballo do auditor enerxético debería 

1ª fase: Medida de parámetros eléctricos e hidráulicos dos bombeos
Realizaranse as medicións de forma secuencial, bombeo por bombeo, tomando datos en continuo de, cando menos, un ciclo completo de funcionamento da bomba, entendendo por un ciclo o período comprendido entre o arranque e arranque de bomba. En xeral, este período non debería ser menor a unha semana, para ter en conta as variacións de funcionamento dun día a outro.

De forma independente, pero ao mesmo tempo, realizaranse as medidas das variables hidráulicas (caudal impulsado e presión á entrada e saída do bombeo) sincronizando as devanditas medidas coas realizadas polo analizador de redes, de forma que para cada instante de toma de datos se dispoña tanto dos datos eléctricos como dos hidráulicos.

2ª fase: Cálculo da eficiencia enerxética dos equipos
A eficiencia enerxética determinarase como o cociente entre a potencia hidráulica fornecida e a potencia eléctrica consumida. 

3ª fase: Análise do funcionamento hidráulico da rede de distribución de auga
Tomaranse os datos topolóxicos e de funcionamento da rede e estudaranse diferentes alternativas de xestión e distribución da auga que sexan enerxeticamente máis eficientes.

4ª fase: Proposta e valoración económica de medidas correctoras
A partir de todos os datos analizados estudaranse as alternativas posibles para mellorar a eficiencia enerxética, valorando en cada caso tanto o aforro potencial da devandita medida como os custos de adopción da mesma.

A evolución das tarifas eléctricas nestes últimos anos elevou notablemente o custo de explotación destas instalacións, o que debe obrigarnos a analizar o estado e o funcionamento mecánico e hidráulico das mesmas e determinar o potencial de mellora que se traducirá de forma directa nun importante aforro de enerxía.

Agricultura de regadío. Canal de riego
Agricultura. Maquinaria agrícola trabajando en cultivos
Agricultura de regadío
Agricultura de regadío, detalle de instalación del riego
Agricultura. Recolección
Agricultura de regadío
Agricultura. Canal de riego
Agricultura. Tractor trabajando en un campo de cultivo de regadío
Agricultura. Naranjo
Agricultura
Vista de la copa de un limonero