zara com un 2 carrion

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1 AUTOMATIZACIÓN DEL BOMBEO EN UNA INSTALACIÓN DE RIEGO POR GOTEO Carrión, P. 1 , Sánchez, C. 1 , Ortega, J. F. 2 ,Calvo M.A. 2 Montero, J. 2 y Tarjuelo. J.M. 2 Simposio II “EL agua y sus usos agrarios” RESUMEN: Se presentan aquí los resultados obtenidos en el proyecto tipo de una red colectiva de riego por goteo para viñedo, olivar y cultivos hortícolas, con agua procedente de sondeo, así como el análisis de distintas soluciones de automatización del sistema hidráulico, buscando la solución más adecuada desde el punto de vista técnico y económico dentro de un estudio más amplio sobre las líneas de actuación a seguir en la transformación en regadío de una gran zona regable. 1. INTRODUCCIÓN Una de las principales líneas de actuación para la mejora de la instalación de riego se basa en su automatización a diferentes niveles. Con ésta se ahorra mano de obra, agua, energía eléctrica, etc., facilitando la gestión de la explotación al poder obtener datos estadísticos o de control sobre el manejo del riego, el consumo de agua, electricidad o fertilizantes, etc. (Tarjuelo 1995) En general, la elección del nivel de automatización idóneo para cada situación debe realizarse siguiendo criterios técnico-económicos según las características de la explotación, e incluso las preferencias de los agricultores. Es importante tener en cuenta que estos niveles condicionan también la cualificación profesional del personal que maneje las instalaciones, y la dependencia de un servicio técnico que solucione sus posibles problemas. (Carrión et al 1998) El proyecto en el que se basa este trabajo pretende plantear las líneas de actuación a seguir en la transformación en regadío de la mancomunidad “La Grajuela”, que comprende los municipios de Sisante, Casas de Benitez, Casas de Guijarro, y Pozoamargo, de la provincia de Cuenca, encaminadas al desarrollo de la zona, optimizando el aprovechamiento de los recursos hídricos disponibles, y determinar la viabilidad de las mismas. Las actuaciones del proyecto se centran en: Localización de los cultivos existentes, e identificación de su problemática. Identificación de nuevos cultivos a introducir en la mancomunidad. Determinación de las zonas prioritarias a transformar en regadío sobre la base de criterios agronómicos, sociales, económicos, etc. Planteamiento de un proyecto “tipo” de transformación en regadío, con la instalación de una red comunitaria, para riego localizado en un área representativa de la comarca, determinando la dimensión que conduce al óptimo económico de la superficie regada desde un mismo punto. 1 Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica. Universidad de Castilla- La Mancha. Campus Universitario, E02071, Albacete, ESPAÑA. E-mail: [email protected] 2 Centro Regional de Estudios del Agua. Instituto de Desarrollo Regional. Universidad de Castilla-La Mancha. E02071, Albacete, ESPAÑA.

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  • 1AUTOMATIZACIN DEL BOMBEO EN UNA INSTALACINDE RIEGO

    POR GOTEOCarrin, P.1, Snchez, C.1, Ortega, J. F.2,Calvo M.A.2 Montero, J.2 y Tarjuelo. J.M.2

    Simposio II EL agua y sus usos agrariosRESUMEN:

    Se presentan aqu los resultados obtenidos en el proyecto tipo de una red colectiva deriego por goteo para viedo, olivar y cultivos hortcolas, con agua procedente de sondeo, ascomo el anlisis de distintas soluciones de automatizacin del sistema hidrulico, buscando lasolucin ms adecuada desde el punto de vista tcnico y econmico dentro de un estudio msamplio sobre las lneas de actuacin a seguir en la transformacin en regado de una gran zonaregable.

    1. INTRODUCCINUna de las principales lneas de actuacin para la mejora de la instalacin de riego se

    basa en su automatizacin a diferentes niveles. Con sta se ahorra mano de obra, agua,energa elctrica, etc., facilitando la gestin de la explotacin al poder obtener datosestadsticos o de control sobre el manejo del riego, el consumo de agua, electricidad ofertilizantes, etc. (Tarjuelo 1995)

    En general, la eleccin del nivel de automatizacin idneo para cada situacin deberealizarse siguiendo criterios tcnico-econmicos segn las caractersticas de la explotacin, eincluso las preferencias de los agricultores. Es importante tener en cuenta que estos nivelescondicionan tambin la cualificacin profesional del personal que maneje las instalaciones, yla dependencia de un servicio tcnico que solucione sus posibles problemas. (Carrin et al1998)

    El proyecto en el que se basa este trabajo pretende plantear las lneas de actuacin aseguir en la transformacin en regado de la mancomunidad La Grajuela, que comprendelos municipios de Sisante, Casas de Benitez, Casas de Guijarro, y Pozoamargo, de laprovincia de Cuenca, encaminadas al desarrollo de la zona, optimizando el aprovechamientode los recursos hdricos disponibles, y determinar la viabilidad de las mismas. Las actuacionesdel proyecto se centran en: Localizacin de los cultivos existentes, e identificacin de su problemtica. Identificacin de nuevos cultivos a introducir en la mancomunidad. Determinacin de las zonas prioritarias a transformar en regado sobre la base de criterios

    agronmicos, sociales, econmicos, etc. Planteamiento de un proyecto tipo de transformacin en regado, con la instalacin de

    una red comunitaria, para riego localizado en un rea representativa de la comarca,determinando la dimensin que conduce al ptimo econmico de la superficie regadadesde un mismo punto.

    1 Departamento de Ingeniera Elctrica y Electrnica. Universidad de Castilla- La Mancha. Campus Universitario,E02071, Albacete, ESPAA. E-mail: [email protected]

    2 Centro Regional de Estudios del Agua. Instituto de Desarrollo Regional. Universidad de Castilla-La Mancha.E02071, Albacete, ESPAA.

  • 2 Planteamiento de distintos grados de automatizacin y control del sistema hidrulico. Valoracin econmica de las propuestas realizadas bajo diferentes hiptesis de

    explotacin y cambios socioeconmicos.El presente trabajo se centra en los resultados obtenidos en el proyecto tipo y en el

    anlisis de distintas soluciones de automatizacin del sistema de riego colectivo, buscando lasolucin ms adecuada desde el punto de vista tcnico y econmico.

    2. METODOLOGALa determinacin de las zonas prioritarias para la transformacin en regado pasa por

    la eleccin de las reas con mayor inters para la introduccin del riego, dividiendo estasuperficie en varias zonas fsicamente independientes desde el punto de vista defuncionamiento y manejo, aunque respecto a la gestin, administracin y control se podraconsiderar una nica zona.

    Tanto la puesta en riego, como la reorientacin de los cultivos deben estarencaminadas a la optimizacin del uso del agua, por lo que en los diseos de nuevastransformaciones en regado cobran especial importancia especies que por un lado soncapaces de obtener rendimientos econmicos aceptables utilizando bajas dotaciones de riego,y por otro cubren un importante papel social y medioambiental, que precisan las zonassemiridas, para poner freno al avance de la desertificacin.

    Para determinar la solucin ms ventajosa de transformacin en regado de la zona seha realizado un proyecto tipo adaptado a la parcelacin tpica de la zona, analizando distintassoluciones en cuanto al tamao de la superficie abastecida desde un mismo punto, utilizacinde hidrantes que abastecen a una sola parcela a grupos de ellas, nivel de automatizacin, etc.El proceso seguido ha sido:1) Determinacin de la dotacin de las tomas, y de la vlvula hidrulica (por toma o

    hidrante) de coste mnimo teniendo en cuenta el coste de inversin y el coste energtico.2) Determinacin de la solucin ms barata entre realizar la conexin de las tomas de cada

    parcela directamente a la red o utilizar hidrantes colectivos que abastecen a varias parcelas3) Determinacin del ptimo econmico de la superficie regada desde un mismo punto.4) Anlisis de distintas alternativas de automatizacin y control del sistema de distribucin

    de agua.

    3. RESULTADOSLa agricultura de mancomunidad de La Grajuela se caracteriza por el pequeo

    tamao de sus explotaciones (21 ha de media), normalmente de tipo familiar, un elevadogrado de parcelacin con 13 parcelas por explotacin y ms del 75% de estas con tamaoinferior a 2 ha. La propiedad es el rgimen de tenencia de tierras que predomina (85%), sibien el arrendamiento alcanza un porcentaje significativo (12%).

    El cultivo por excelencia en la zona tanto desde el punto de vista socioeconmico, porsu alta rentabilidad en la zona, como desde el punto de vista de la superficie ocupada con5430 ha, es la vid. El segundo cultivo leoso en importancia, actualmente en retroceso por losbajos rendimientos que se obtienen, es el olivo que ocupa 2000 ha

  • 3Teniendo en cuenta la distribucin actual de cultivos, el estudio edafolgico, loscondicionantes socioeconmicos de la transformacin, (propietarios implicados en la zona,distribucin entre municipios) etc., se destaca una superficie de 1500 ha de mayor inters parala transformacin, distribuida en 5 zonas, aunque podran ampliarse hasta 2500 ha o ms.

    La solucin ms barata ha resultado la de hidrantes colectivos (con ventosa, vlvula demariposa y vlvula hidrulica con piloto regulador de presin y limitador de caudal), del quese abastecen entre 4 y 6 tomas de parcela (con contador y vlvula hidrulica), con lacondicin de no superar 15 ha y que el hidrante est accesible desde un camino.

    3.1 Optimo de superficie regada desde un mismo puntoPara la determinacin del ptimo econmico de la superficie regada desde un mismo

    punto (con balsa de regulacin), se han estudiado cinco alternativas con tamaos entre 100 y460 ha en una zona representativa de la mancomunidad de La Grajuela en cuanto a cultivos,distribucin de la propiedad, pendientes, etc., con la toma de agua centrada en la red, ms dosalternativas con bombeo no centrado y otras tres con bombeo excntrico. Para cada uno deestos mdulos se ha realizado un trazado de la red, se han dimensionado dimetros ytimbrajes de cada tubera, tomas, embalses, sondeos, instalaciones elctricas y de bombeonecesarias, determinado los costes totales de la instalacin para cada modulo. Posteriormentese realiza un estudio de costes de funcionamiento de los mismos y con el conjunto, se realizael estudio econmico que determina el tamao optimo del modulo de riego.La distribucin parcelaria de la zona se presenta en la fig. 1.

    Los resultados de coste por hectrea de la red en las distintas alternativas estudiadas semuestran en la fig. 2.

    46,338,9

    12,1

    2,7

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    % p

    arce

    las

    0,00-0,39 0,40-0,99 1,00-2,00 >2

    Hectareas

    DISTRIBUC ION DE PARCELAS

    TAMAO OPTIMO EN FUNCIN DE COSTES DE LA RED

    50000

    60000

    70000

    80000

    90000

    100000

    100 150 200 250 300 350 400 450 500SUPERFICIE (ha)

    CO

    STES

    DE

    TUBE

    RA

    S (p

    ts/ha

    )

    BOMBEO CENTRADOBOMBEO EXTREMOBOMBEO SEMICENTRADO

    Fig. 1: Distribucin de parcelas por su superficie

    Fig. 2: Comparacin de costes por hectrea de la red.

  • 4El coste por hectrea de las tomas e hidrantes de la red no depende del tamao de lazona regable. La fig. 3 muestra la relacin inversa entre el tamao de las parcelas y el costepor hectrea de las tomas.

    Las estaciones de bombeo a riego se han construido sobre un colector general que salede la parte inferior de una balsa de tierra impermeabilizada en el cual se sitan tubos de aceroverticales que alojan a las bombas sumergidas. La solucin ms interesante corresponde a unconjunto de bombas en paralelo (entre 2 y 4 segn el tamao de la red de riego) con potenciasentre 30 y 37 kW, una de ellas con variador de velocidad para poder adaptarse a la curva dedemanda de la red. La evolucin de los costes de inversin en la estacin de bombeo segn lasuperficie abastecida se muestra en la fig. 4.

    Para la determinacin de los costes energticos de bombeo en la red en los distintostamaos se ha supuesto una zona regable llana, para no introducir distorsiones debidas a latopografa a la hora de buscar el tamao ptimo de la zona regada desde un mismo punto,tarifa elctrica R1 con discriminacinhoraria tipo B, y se ha teniendo encuenta solo el coste energticoimputable a la prdida de carga en lared, restando de la presin necesariaen cabecera la presin existente en elpunto de menor presin en la red. Loscostes de bombeo debidos a lasprdidas de carga en la red aparecenen la fig. 5.

    TAMAO OPTIMO EN FUNCIN DECOSTES DE INSTALACIN DE BOMBEO

    10000

    12000

    14000

    16000

    18000

    20000

    22000

    100 200 300 400 500SUPERFICIE (ha)

    CO

    STES

    DE

    INST

    . BO

    MBE

    O (p

    ts/ha

    )

    TAMAO OPTIMO EN FUNCIN DE COS TES DE BOMBEO

    1000

    1500

    2000

    2500

    3000

    3500

    4000

    100 200 300 400 500SUPERFICIE (ha)

    CO

    STES

    DE

    BOM

    BEO

    (p

    ts/ha

    y a

    o)

    Fig.3: Costes por hectrea de tomas e hidrantes.

    Fig. 4 Comparacin de costes por hectrea de los equipos de bombeo

    Fig. 5 Comparacin de costes de bombeo

    COSTE DE TOMAS

    y = 0,0015x2 - 32,604x + 243016R2 = 1

    020000400006000080000

    100000120000

    4000 6000 8000 10000PARCELA MEDIA (m2)

    COST

    E PO

    R HE

    CTAR

    EA

    (pta/h

    a)

  • 5Como pone de manifiesto la fig. 5, stos costes presentan un mnimo cuando la zonaregable, con bombeo centrado, tiene alrededor de las 200 ha y se incrementan rpidamentetanto al aumentar el tamao del modulo como al disminuirlo.

    Los resultados del estudio comparativo de los costes anuales de la transformacin enregado respecto al tamao de la superficie abastecida desde un mismo punto, contemplandolos costes de inversin en la red de riego, la estacin de bombeo, la balsa de regulacin paraalmacenar como mnimo el volumen de riego de un da, los sondeos con su correspondientegrupo de impulsin, el centro transformador, etc. y los costes energticos de extraccin deagua de los sondeos en horas valle y de bombeo a la red de riego en hora valle y algunasllano, se muestran en la fig. 6.

    De todos los casos estudiados, la instalacin que menores costes anuales totalespresenta, es la que abastece 370 ha desde un punto centrado. Aunque las diferencias en elcoste final no sean muy importantes al entrar en juego costes de amortizacin, s existendiferencias importantes en los costes por hectrea de la instalacin.

    3.2. Automatizacin del bombeoTomando como base las instalaciones del modulo de 370 ha centrado, que hemos

    considerado econmicamente ptimo, se exponen distintas soluciones de niveles deautomatizacin del control del grupo de bombeo, y los hidrantes y tomas de parcela indicandosus principales ventajas y la estimacineconmica de su implantacin.

    A continuacin planteamosdiferentes soluciones basadas en unsistema de control digital en buclecerrado, cuyo diagrama de bloques serepresenta en la fig. 7. El proceso ennuestro caso representa el bombeo deimpulsin. En l encontramos los dosbloques bsicos: sensores y actuadores.Los principales sensores del sistemapueden ser transductores de presin,caudalmetros o ambos que, situados alprincipio de la tubera de impulsin, tienencomo misin la medida de la presin y/o el caudal de salida en cada instante, y conocer as

    TAMAO OPTIMO EN FUNCIN DE COSTES ANUALES TOTALES DE LA TRANSFORMACIN

    30000

    35000

    40000

    45000

    50000

    100 150 200 250 300 350 400 450 500SUPERFICIE (ha)

    COST

    ES T

    OTA

    LES

    ( pta/

    ha a

    o)

    Fig. 7 Elementos fundamentales de un sistemade control en bucle cerrado

    Fig. 6 Comparacin de costes anuales totales dela transformacin en los diferentes mdulos

  • 6como se est desarrollando el proceso de impulsin. La seal producidas por los sensores,son enviadas, con el correspondiente acondicionamiento de transmisin a una unidad decontrol digital (autmata programable, microcontrolador u ordenador) donde se comparar conlas de consigna (presin y/o caudal deseados), pudiendo producirse tres situaciones: a) lasseales medidas se encuentran dentro de los mrgenes deseados (consigna), en este caso elsistema no debe modificar su rgimen de funcionamiento ya que se ha alcanzado el objetivobuscado; b) si alguna magnitud medida es menor que la deseada, el sistema debe reaccionar yactuar haciendo que dicha magnitud incremente su valor hasta que iguale a la de consigna; c)si la magnitud medida superase la de consigna la reaccin del sistema debe ser la contraria.

    La adaptacin de la presin y/o el caudal a cada situacin de trabajo, se realizamodificando el nmero y/o rgimen de funcionamiento de las bombas. Partiendo de unsistema de control con el mismo diagrama funcional (fig. 7), presentamos varias solucionestcnicas para el control de la instalacin con diferentes pautas de actuacin sobre las bombastomando como consigna la presin en la cabecera de la tubera principal de impulsin.1. Utilizacin de grupos de velocidad variable y arrancadores electrnicos

    Esta es la solucin tcnica ms completa, con un mayor grado de automatizacin delas instalaciones, y por lo tanto con unmayor coste. Ofrece fcil adaptabilidada la instalacin existente mediante unaregulacin con grupos de velocidadvariable, proponindose esta alternativacomo solucin a desarrollar en elproyecto por su relacin calidad-precio.

    Consiste en una asociacin delas cuatro bombas en paralelo (fig. 8),donde tres bombas se accionan en lamodalidad de todo o nada (funcionan ala velocidad nominal o estn paradas,pero sin cambiar sus caractersticas) y lacuarta (llamada jocker o comodn) se acciona a travs de un regulador de velocidad variableque posibilita, mediante el cambio en la velocidad de giro de la bomba, que el sistema debombeo se adapte a la presin de consigna (opcionalmente tambil al caudal). Puesto que lasbombas no conectadas al variador de velocidad podrn arrancar y parar numerosas veces enfuncin de la demanda de la instalacin, es conveniente que se alimenten a travs dearrancadores electrnicos que posibiliten tanto el arranque como la parada de los motores deuna forma suave, con las enormes ventajas que ello conlleva tanto en su vida til como en sufuncionamiento en general.

    La utilizacin de arrancadores electrnicos produce, entre otras, las siguientesventajas: se reducen las puntas de corriente durante el arranque y elimina las cadas de tensinen la lnea, permite el arranque progresivo de los motores (especialmente interesante para losde gran inercia), se reduce el par de arranque (protegindose las partes mecnicas), posibilitala parada suave (reduciendo los golpes de ariete y los efectos de cavitacin), facilidad decontrol, etc.

    En la fig. 9 se presentan las curvas caractersticas del conjunto de cuatro bombasseleccionadas, una de ellas con variador de velocidad; as como la curva de consigna de la red(H = 28,74 + 0,00026 Q2, con H en m y Q en l/s) para la situacin ms favorable de

    Fig 8. Con variador de velocidad y arrancadorelectrnico

  • 7distribucin de caudales en la red segn la estimacin de los caudales probables por lneaaplicando la formula de Clement (Clement 1966).

    Con esta solucin sern necesarios los siguientes elementos en la instalacin: unvariador de velocidad, tres arrancadores electrnicos, un autmata programable con mdulosentrada/salida analgicos y digitales y un display para la visualizacin de los parmetros quecaractericen el proceso, los sensores de presin y/o caudal, adems de otros elementossecundarios como: cables, conectores, protecciones, acondicionadores de seal, etc

    El funcionamiento de la instalacin sera el siguiente: cuando se conecte la estacinde bombeo, se pondr en funcionamiento el variador de velocidad, aumentandoprogresivamente las revoluciones del motor buscando alcanzar la presin de consigna. Lamedida de presin, adems de ser presentada en el display, es utilizada por la unidad decontrol para comparar con la presin de consigna y, en su caso, actuar sobre el variador develocidad aumentando o disminuyendo las revoluciones del motor de la bomba. Si alcanzadoel lmite superior de las revoluciones, no se ha conseguido la presin requerida, se pondr enmarcha una bomba (en rgimen nominal) y el variador reducir las revoluciones del motor alvalor mnimo, para posteriormente producir un nuevo incremento de revoluciones, buscandoalcanzar la presin de trabajo. Si lo consigue el sistema se estabilizar, y en caso contrario seconectar otra bomba, repitindose el proceso. Cuando la presin de trabajo es superior a la deconsigna, la actuacin del sistema se realizar de forma inversa, es decir, el variador reducirlas revoluciones y si no se llega a la presin de referencia, se desconecta una bomba y assucesivamente.

    Para conseguir que las horas de utilizacin, y por tanto el desgaste, sea uniforme entodos los motores, la conexin del variador de velocidad se realizar de forma rotatoria a lasdistintas bombas, y de igual forma se cambiar la secuencia de arranque del resto de lasbombas.

    El presupuesto estimado para esta solucin es:- 1 variador de velocidad de 37 kW 780.000 pta- 3 arrancadores electrnicos de 37 kW 724.000 pta- 1 Autmata programable con mdulos entrada/salida 348.000 pta

    Regulacin de bombeo; LA GRAJUELA

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55

    60

    65

    70

    75

    80

    0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400

    Q (l/s)

    H (m

    ca)

    1 Bomba

    2 Bombas

    3 Bombas

    4 Bombas

    Curva demanda

    Zona ptima defuncionamiento

    Fig.9. Curva caracterstica del bombeo (=70%) y curva consigna de la red.

  • 8- pequeo material, programacin del autmata, instalacin y puesta apunto de la instalacin 3.180.000 pta

    Total 5.032.000 ptaEl coste unitario, teniendo en cuenta que la zona regable la constituyen 370 ha,

    supone la cantidad de 13.600 pta/ha.Como ya se ha dicho antes, esta solucin es la ms completa tcnicamente, pero la que

    el coste es mayor.2. Utilizacin de grupos de velocidad variable y arrancadores estrella- tringulo

    Esta solucin, respecto a la anterior, se plantea manteniendo el variador de velocidad,pero sustituyendo los arrancadores electrnicos por los convencionales arranques en estrella-tringulo (fig 10).

    El nivel de automatizacin esel mismo de la solucin anterior, perono as la forma de actuar sobre lasbombas.

    La solucin de arranqueestrella-tringulo, si bien esampliamente utilizada a nivel generalofreciendo buenas caractersticas,precisa de un cuidadoso diseo paraque consiga el efecto deseado. Elproblema de la parada brusca de lasbombas seguira persistiendo si no se utilizan los sistemas adecuados. No se consiguen lasventajas que ofrecen los arrancadores electrnicos, citadas anteriormente.

    La eliminacin de los arrancadores supone, desde el punto de vista econmico, unaimportante reduccin en el presupuesto de la instalacin ya que, adems de estos elementos,se reducen los mdulos de entrada y salida del autmata y se simplifica su programacin.

    El coste podra reducirse en unos 1.500.000 pta aproximadamente, quedando en3.532.000 pta, lo que supone un coste unitario de 9.546 pta/ha.3. Utilizacin del grupo de velocidad variable, un arrancador electrnico y arrancadoresestrella-tringulo

    Una tercera solucin intermedia entre las dos anteriores consiste en instalar, ademsdel variador de velocidad, un arrancadorelectrnico, adems de las conexionesestrella-tringulo en todos los motoresde velocidad fija (fig 11).

    La forma de actuar sera lasiguiente: al disponer de un arrancadorpodemos hacer que ste acte, mediantecambio automtico de sus conexiones,sobre las tres bombas no conectadas alvariador de velocidad. Sin embargo, eneste tipo de convertidores est limitadoel nmero mximo de operaciones porunidad de tiempo, por lo que si fuese

    Fig 10. Con variador de velocidad y arranqueestrella - tringulo

    Fig 11. Con variador de velocidad, arrancadorelectrnico y estrella - trangulo

  • 9necesario arrancar y/o parar varias bombas en un corto intervalo de tiempo, no podra hacerloel arrancador, actuando entonces las conexiones estrella-tringulo.

    En resumen, cada bomba dispondra de su conexin estrella-tringulo y adems de laposibilidad de ser arrancada electrnicamente. La unidad de control determinara comoprioritario el arranque electrnico, pero en el caso de superar el nmero mximo deoperaciones y buscando la proteccin del arrancador, arrancara en estrella-tringulo algunasbombas cuando fuese necesario.

    El presupuesto en este caso se podra incrementar alrededor de 500.000 pta sobre lasolucin anterior, quedando en unas 3.032.000 pta, con un coste unitario de 8.195 pta/ha.4. Utilizacin de vlvula motorizada en el inicio de la impulsin

    En la ltima solucin que se propone, no se instalarn ni los variadores de velocidad nilos arrancadores electrnicos, y el control de las bombas slo puede realizarse de formadiscreta, conectndolas o desconectndolas. La regulacin de la presin en cabecera de la redse realizara actuando sobre la vlvula motorizada mediante un control automtico. Con estasolucin el presupuesto se reduce drsticamente, ya que el autmata puede ser ms bsico (ypor tanto ms barato) y el desarrollo del programa de control supondra una menor cargasobre el presupuesto total.

    De esta forma podramos estimar el coste en 1.100.000 pta aproximadamente, lo quesupone 2.973 pta/ha.

    Por ltimo hay que indicar que, aunque se han planteado cuatro soluciones deactuacin, existiran infinidad de ellas por combinacin de las anteriormente indicadas.

    3.3 Automatizacin del control de los hidrantes y tomas de parcelaLa automatizacin del sistema de riego al nivel de hidrantes colectivos y tomas de

    parcela, admite gran variedad de disposiciones y soluciones, por lo que no es posibledesarrollarlas aqu de forma detallada, por ello hemos optado por presentar algunas idealgenerales que puedan resultar representativas de las mltiples soluciones existentes.

    Para un primer nivel de automatizacin de la zona regable sera aconsejable instalartemporizadores, alimentados con bateras o a travs de paneles solares fotovoltacos, quepermitan realizar los cambios de subunidades de riego automticamente al nivel de parcela,para lo cul es necesario disponer de vlvulas hidrulicas en el inicio de las mismas, queunidas mediante microtubos con el programador permitan a ste su control de apertura ocierre. Los temporizadores, son equipos econmicos pero con limitadas prestaciones ya quenicamente disponen de seales de salida y, por tanto, no es posible establecer un sistema enbucle cerrado.

    El precio de estos programadores para instalacin en un grupo de hasta 16 parcelascon posibilidad de conexin a otros programadores, puede variar en un amplio margen deentre 20.000 y 70.000 pta, segn caractersticas y prestaciones.

    El nivel de automatizacin anterior se podra ver mejorado pasando a sistemas decontrol centralizado, unido en anillo a un conjunto de controladores de campo que puedenincluir sensores de presin y caudal para cada uno de los sectores. Esto permitira lamonitorizacin y registro de estas magnitudes durante el proceso del riego para controlar tantosu desarrollo como la facturacin correspondiente. La inclusin de esta opcin considerandoun sensor de presin y uno de caudal por parcela supondra un costo adicional del orden de

  • 10

    50.000 pta que habra que aadir al del programador que en este caso debera ser de los dems altas prestaciones y, por tanto, de mayor precio.

    La conexin entre unidades de campo y de estas con los hidrantes podra hacersemediante una red de cables, lo que permitira a su vez la alimentacin de los programadorescon energa elctrica y eliminar la dependencia de las bateras o paneles solares, lo quereportara una mayor fiabilidad a la instalacin. Resulta muy fcil enviar diferentes tipos deseales e informacin por un solo cable, bien usando diferentes frecuencias o utilizando algntipo de codificacin. La principal ventaja de este sistema es que la automatizacin se puedeacometer en etapas, estableciendo programadores por zonas, y una vez automatizadas todas,realizar el control centralizado.

    La eleccin del medio de comunicacin (cable, radio, fibra ptica etc.) puede estarcondicionada por factores econmicos, orogrficos o estructurales. As por ejemplo, cuando eltendido puede realizarse junto con otras obras de infraestructura, puede resultar interesante eluso de las lneas fsicas. El sistema tiene entonces una configuracin en forma de anillos,donde cada unidad de campo va unida a la siguiente con dos hilos hasta cerrar el bucle. Eneste caso se puede tender simultneamente el cable de comunicacin y el de alimentacinelctrica, a no ser que se utilicen paneles solares o grupos no autnomos (bateras, etc.) para laalimentacin, pudiendo darse el caso de utilizar el mismo cable para alimentacin elctrica ycomunicacin.

    Cuando la unidad de control tenga que conectarse a varios perifricos dispersos podraresultar ms econmico el enlace por radio con un alcance de hasta unos 20 km o unacombinacin de enlace radio y lneas fsicas. La utilizacin de la radio puede implicar unincremento considerable del consumo elctrico por terminal remoto.

    Como puede verse segn lo que acabamos de indicar existe diferentes soluciones tantodesde el punto de vista tecnolgico como econmico que debern adaptarse a lascaractersticas de la explotacin y con un coste que puede oscilar entre 20000 pta/ha paraniveles mnimos de automatizacin hasta unas 150000 pta/ha. para los niveles mas altos.

    BIBLIOGRAFA. Carrin, P., Snchez, C., Ortega, J. F., Molina, E. y Montero, J. 1998. Automatizacin delgrupo de bombeo en una instalacin de riego por aspersin. XVI Congreso Nacional de Riegos.Palma de Mallorca, 2-4 de junio de 1998. Clement, R. (1966). Calcul des dbits dans les rseaux dirrigation fonctionant a lademande. La Houille Blanche, 5 Tarjuelo J.M. 1995. El riego por aspersin y su tecnologa. Mundi-Prensa S.A. Madrid.

    AGRADECIMIENTOSEste estudio ha sido promovido por la Direccin General del Agua de la Consejera deAgricultura y Medio Ambiente (Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha) dentro delConvenio de Colaboracin con la Universidad de Castilla-La Mancha para la realizacin deEstudios de Mejora y Modernizacin de Regados.