Optimización energética de la red de riego a presión de Plà Redó (Vila-real)

Abstract

El marco presente en la actualidad pone de manifiesto la necesidad de mejorar la eficiencia en los sistemas de transporte y distribución de agua a presión del sector agrícola ante la escasez de los recursos hídricos en las zonas rurales y la creciente demanda de energía. Con este objetivo, el presente Trabajo Final de Máster desarrolla el estudio para mejorar la eficiencia energética del sistema de riego localizado en alta frecuencia abastecido por el Cabezal nº 3 de la Agrupación de Regantes Pla Redó S.C. situado en el término municipal de Vila-real (Castellón de la Plana) con el fin de proponer diversas medidas que permitan obtener ahorros potenciales de agua y energía. La metodología empleada comienza por la búsqueda de información y el tratamiento matemático de los datos de consumo de agua proporcionados durante una campaña de riego, seguido por la realización de un diagnóstico energético para conocer el estado actual del sistema y tener una primera estimación del margen de mejora existente. A continuación, se lleva a cabo una auditoría hídrica para cuantificar los volúmenes consumidos y las pérdidas de agua. Posteriormente, se elabora el modelo hidráulico de la red y la calibración del mismo mediante Epanet, además de analizar las curvas teóricas de la estación de bombeo y aplicar los pertinentes ajustes. Una vez que el modelo está disponible, se ejecutan las correspondientes simulaciones para realizar la auditoría energética de tal manera que se pueda conocer el reparto de energía dentro del sistema. Finalmente, tras analizar los resultados obtenidos, se estudian diversas alternativas para mejorar la eficiencia del sistema desde una perspectiva hídrica, energética, económica y medioambiental, llevando a cabo un estudio de viabilidad económica de aquellas propuestas que, por sus características, son más susceptibles de ser implantadas por la comunidad de regantes.

El marc present en l’actualitat posa de manifest la necessitat de millorar l’eficiència en els sistemes de transport i distribució d’aigua a pressió del sector agrícola davant de l’escassetat dels recursos hídrics en les zones rurals i la creixent demanda d’energia. Amb aquest motiu, el present Treball Final de Màster desenvolupa l’estudi per a millorar l’eficiència energètica del sistema de reg localitzat en alta freqüència abastit per el Capçal nº 3 de l’Agrupació de Regants Pla Redó S.C. situat al terme municipal de Vila-real (Castelló de la Plana) a fi de proposar diverses mesures que permeten obtindre estalvis potencials d’aigua i energia. La metodologia empleada comença per la recerca d’informació i el tractament matemàtic de les dades de consum d’aigua proporcionats durant una campanya de reg, seguit per la realització d’un diagnòstic energètic per a conéixer l’estat actual del sistema i tindre una primera estimació del marge de millora existent. A continuació, es du a terme una auditoria hídrica per a quantificar els volums consumits i les pèrdues d’aigua. Posteriorment, s’elabora el model hidràulic de la xarxa i el calibratge del mateix per mitjà d’Epanet, a més d’analitzar les curves teòriques de l’estació de bombeig i aplicar els pertinents ajustos. Una vegada que el model es troba disponible, s’executen les corresponents simulacions per a realitzar l’auditoria energètica de tal manera que es puga conéixer la distribución d’energia dins del sistema. Finalment, després d’analitzar els resultats obtinguts, s’estudien diverses alternatives per a millorar l’eficiència del sistema des d’una perspectiva hídrica, energètica, econòmica i mediambiental, duent a terme un estudi de viabilitat econòmica d’aquelles propostes que, per les seues característiques, son més susceptibles de ser implantades per la comunitat de regants.

The current framework highlights the need to improve the efficiency in pressurized water transport and distribution systems inside the agricultural sector given the water resources scarcity in rural areas and a growing demand of energy. For this purpose, the present Master’s Thesis aims to improve energy efficiency of localized irrigation system at high frequency supplied by Head nº 3 of Agrupación de Regantes Pla Redó S.C. located in the municipal area of Vila-real (Castellón de la Plana) in order to suggest several measures to obtain potential water and energy savings. The methodology used begins with information searching and the mathematical treatment of water consumption data provided during an irrigation season, followed by the energy diagnosis to determine the current system state and to have a first estimation of the improvement margin available. Then, a water audit is carried out to quantify volumes consumed and water leakage. Subsequently, the hydraulic network model and its calibration are conducted by means of Epanet, as well as the pumping station operating curve analysis and its settings. Once the model is available, the appropriate simulations are carried out to perform the energy audit in such a way the energy distribution within the system can be determined. Finally, after analyzing the results obtained, some alternatives are evaluated to improve the system’s efficiency from water, energy, economic and environmental perspectives, carrying out an economic viability study of those proposals that, due to their characteristics, are more likely to be implemented by the irrigation community.