Congresos de la Universitat Politècnica de València, XXXIII Congreso Nacional de Riegos

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VOLUMEN ÓPTIMO DE BALSA EN REDES COLECTIVAS DE RIEGO A LA DEMANDA. CASO DE ESTUDIO CULTIVO DE VIÑA EN ESPAÑA
A Izquiel, M.A. Moreno, J.M Tarjuelo

Última modificación: 26-05-2015

Resumen


1- Introducción. Objetivos del trabajo

En España los altos precio de la energía  y la limitada disponibilidad de agua para regadío llevan al desarrollo de estrategias para optimizar el uso del agua y de la energía.  El objetivo del trabajo fue desarrollar un modelo de optimización denominado DRODN (Design of Reservoire On-Demand irrigation Networks) para encontrar el mínimo coste anual (CT) de entrega de agua en cabecera en una red de riego a la demanda, considerando el proceso de extracción, almacenamiento y aplicación en su conjunto. La herramienta se aplicó a la red de riego (“La Pinada”) con cultivos de viñedo y olivar principalmente, y con agua procedente del acuífero Mancha Oriental, localizada en La Grajuela, en la provincia de Cuenca (España).

2- Materiales y Métodos

Para este estudio se ha usado la herramienta DRODN con una visión holística de  manejo del agua y de la energía para determinar el esquema de bombeo y el volumen óptimo de la balsa que minimiza el coste de aplicación de agua teniendo en cuenta la demanda de agua de la red de riego y las condiciones de disponibilidad de agua en el sondeo. Los costes de inversión incluyen: las bombas de acuerdo con las condiciones del sondeo, el volumen y dimensiones óptimas de la balsa, los diámetros de las tuberías de  impulsión y distribución así como todos los accesorios hasta la cabecera de la red de riego. Los costes de operación son los de energía consumida, teniendo en cuenta los periodos tarifarios actuales contratados con la compañía eléctrica.

El estudio se llevó a cabo en una red de riego por goteo a la demanda de 171 ha. El agua procede de un sondeo, y almacenada en una balsa y desde allí es rebombeado a la red. Se evaluaron distintos niveles dinámicos (0, 10, 50, 75, 100, 125, 150, 200 y 250 m) y la demanda de agua con la metodología de curvas aleatorias de demanda diaria (RDDC). Los resultados del proceso de optimización indican el caudal óptimo de bombeo durante la campaña de riego, las curvas características óptimas de las bombas (en sondeo y en balsa) y las horas de funcionamiento en cada mes de la campaña de riego, los diámetros de las tuberías y el tamaño de balsa que minimizan el CT.

3- Resultados y Discusión

El CT crece exponencialmente con el ND. La principal componente del CT es la energía (Ce) representando hasta un 80% de los costes. El rebombeo optimo a la red se realiza en horas de bajo coste (horas valle) y representan el 97% de las horas consumidas.

Al calcular el volumen de balsa como almacenamiento (Vopt) o regulación (Voptmin), resultó que,  el volumen útil total de la balsa (VT) fue hasta un 67% mayor que el Voptmin para los ND 0, 10, 200 y 250 m y un 42% para los ND 50 a 150 m. Los menores Voptmin de balsas se debe principalmente a que las horas de operación de la red son muy similares a los tiempos de operación en sondeo; por el contrario a mayores horas de operación de la red para menores horas de operación del sondeo el software encuentra un mayor volumen de balsa que permita suplir la demanda de agua la red cuando el bombeo en sondeo no esté operando.

Los costes totales de aplicación de agua (Cw) dependen de la profundidad de extracción de agua, aumentando desde 8,6 hasta 42,36 cent € m-3 para ND= 0 y 250 m respectivamente. Los Cw para ND= 100 m, están en torno a 22 cent € m-3, esto valores siguen siendo elevados para estas explotaciones agrícolas que admitirían para esta zona de estudio un máximo de 18 cent € m-3 (Castillo, 1997).

4- Conclusiones

El modelo DRODN bajo el entorno MATLAB como herramienta para optimizar el diseño y la gestión del sistema de distribución de agua, almacenamiento para alimentar redes de riego a la demanda, ayudando en la toma de decisiones en los procesos de modernización de regadío, donde la escasez de agua para riego y el alto coste de la energía pueden condicionar la viabilidad de esos regadíos.

El algoritmo RDDC para calcular el volumen de agua de la balsa es un buen estimador de la demanda real de agua de la red de riego.

El coste energético, es el componente más importante en los CT para todos los ND evaluados, pasando de ser 63% para ND= 0 a 80% de los CT para ND= 250m. Por lo que está variable en los costes de riego debe ser muy analizada al momento de poner en marcha cualquier proyecto de riego.

DOI:http://dx.doi.org/10.4995/CNRiegos.2015.1450

 


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