Auditorías energéticas en comunidades de regantes

La modernización de regadíos ha dado lugar a que en los últimos 30 años el consumo de agua se haya reducido en más de un 20 por ciento, mientras que el consumo de energía se ha incrementado en un 650 por ciento.

Las técnicas de riego han evolucionado de la inundación o gravedad a la aspersión mediante el suministro de agua por tuberías a presión, y esto es posible mediante el uso de sistemas de bombeo, es decir, motores que impulsan bombas, esto es, energía que demandan esos motores.

Los puntos clave de consumo energético están no sólo en el tipo de cultivo y en la superficie a regar, sino también en el diseño del sistema: en la captación de agua -subterránea o superficial-, en las dimensiones de las tuberías a presión -longitud y diámetros- y su trazado -topografía del terreno y cotas-, y en la presurización final del riego seleccionado -aspersión, goteo o gravedad-, sin obviar la central de bombeo.

El diseño de la red, en base a la topografía del terreno, se debe sectorizar por hidrantes a la misma cota y por parcelas con una misma tipología de riego -aspersión, goteo o gravedad-, de tal forma que se evite el uso de válvulas reductoras de presión, auténticos elementos despilfarradores de energía. Caso de no poderse parcializar la red con estos subcircuitos, se deberá analizar la implantación de turnos de riego para, desde la misma central, alimentar en horarios diferentes zonas que demanden una misma presión.

Ello permitirá la regulación de los caudales de bombeo, para lo que resulta preferible la implantación de variadores de frecuencia -caudales y presiones variables a demanda- a las balsas de regulación, que obligan a elevar agua para luego tener que perder presión en el regulador del hidrante, lo que no es energéticamente correcto. Para obra nueva o reformas, se debe analizar la implantación de bombas múltiples, conectadas en paralelo, pues los ahorros resultan de poder sacar de servicio una o más bombas a bajas demandas, logrando que las bombas en servicio operen a alta eficiencia.

En las bombas está el mayor potencial de ahorro energético. Es un típico error sobredimensionar la bomba, por aplicar unos coeficientes de seguridad excesivos, por prever una actividad futura mayor que en la realidad no se da, o por anticipar una caída de prestaciones por envejecimiento de las instalaciones. Este sobredimensionamiento hará que la bomba funcione fuera de su punto óptimo de potencia. Mediciones en múltiples instalaciones dan valores de sólo el 40 ó 50 por ciento de rendimiento, cuando debería aproximarse al 80 u 85 por ciento, y esto es mucho dinero despilfarrado en el recibo eléctrico.

Hoy es difícil obtener más rendimiento en la tecnología de bombeo; está madura y hay que conseguir que las bombas trabajen en el punto adecuado de su curva. La solución es una buena selección del tamaño en base a las prestaciones requeridas. Por ejemplo, una vez fijados el caudal y la presión, se elegirá aquella bomba que sitúe este caudal entre el 75 y el 110 por ciento del caudal del punto con más rendimiento.

Para hacer un resumen de los puntos críticos en el consumo de energía de una instalación de regadío sirva este guión:

1.- Eficiencia energética en bombeo: introducción de variadores de frecuencia en las bombas en régimen variable, mejora de rendimientos en los equipos de impulsión, automatización de los sistemas de mando, maniobra y control, y diseño de redes optimizadas energéticamente.

2.- Sectorización en los diseños de redes de riego por tipologías de riego y por cotas del terreno; análisis de horarios. También debemos analizar el sistema de control del agua con contadores individuales y un sistema de contraste del agua consumida a nivel general. La facturación se realizará, de acuerdo con las ordenanzas de la comunidad de regantes, con tarifa binomia y penalizaciones por excesos.

3.- Unidad de riego y equipamiento en las parcelas: migrar de sistemas de aspersión a goteo; diseño interior de las parcelas en riegos a presión que minimicen los requerimientos de energía; análisis de las pérdidas de carga en hidrante; ubicar las tomas de riego o hidrantes de forma preferible en puntos altos, migrar sistemas de riego por gravedad a riego por goteo, en base a bombeos accionados por energía solar fotovoltaica -existen ya muy buenas aplicaciones-.

Así, el plan de trabajo del auditor energético debería:

1ª fase: medida de parámetros eléctricos e hidráulicos de los bombeos. Se realizarán de forma secuencial bombeo por bombeo, tomando datos en continuo de al menos un ciclo completo de funcionamiento de la bomba, entendiéndolo como el periodo comprendido entre arranque y arranque. En general, este periodo no debería ser menor a una semana para considerar las variaciones de un día a otro.

De forma independiente, pero a la par, se realizarán las medidas de las variables hidráulicas -caudal impulsado y presión a la entrada y salida del bombeo-, sincronizando dichas medidas con las realizadas por el analizador de redes, de forma que para cada instante de toma de datos se disponga tanto de los datos eléctricos como hidráulicos.

2ª fase: cálculo de la eficiencia energética de los equipos, que se determinará como el cociente entre la potencia hidráulica suministrada y la potencia eléctrica consumida.

3ª fase: análisis del funcionamiento hidráulico de la red de distribución de agua. Se tomarán los datos topológicos y de funcionamiento de la red, y se estudiarán diferentes alternativas de gestión y distribución del agua que sean energéticamente eficientes.

4ª fase: propuesta y valoración económica de medidas correctoras, para estudiar las alternativas que mejoren la eficiencia energética, valorando tanto el ahorro potencial de dicha medida como los costes de adopción de la misma.

La evolución de las tarifas eléctricas ha elevado notablemente el coste de explotación de las instalaciones, lo que debe obligarnos a analizar su estado y funcionamiento mecánico e hidráulico, y a determinar el potencial de mejora, porque se traducirá en un importante ahorro de energía.