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UnaplataformaFlexibledeRiegodePrecisiónparalamejoradelaproductividaddelaguaaniveldeparcela
FIGARO
FernandoMartínezAlzamora,IIAMA‐UPV
IIIJornadasobreGestiónEficientedelAguadeRiego
IMPLANTACIÓN DEL RIEGO DE PRECISIÓNDESDE LA PLATAFORMA FIGAROValencia,30deJunio2016
1
Laoptimización deluso delagua ylaenergía enredes deriego apresión
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 2
Contenidos
• La Gestión Técnica del Riego
• La optimización del uso del agua, la energía y los fertilizantes
• Un caso de estudio
• La integración del optimizador en FIGARO
4
GestiónTécnicadelRiego
– GestiónAgronómica• Determinaciónnecesidadeshídricasdeloscultivos• Cálculodelostiemposderiegonecesarios(teóricos)
• Establecimientodelnúmeroyfrecuenciaderiegos• Fertirrigación Colectiva:
– DeterminacióndelasUnidadesFertilizantesrequeridas– Elaboracióndelasmezclasdefertilizantesautilizar– Establecimientodeloscalendariosdefertirrigación
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 4
5
– GestiónHidráulica• Suministrarelaguarequeridadelaformamásconveniente:– Caudalesadecuados– Presionessuficientes– Rotacióndeturnosyajustedelostiemposderiego– Menorconsumoenergéticoposible– Ahorrodecostesutilizandolastarifasmásventajosasyelvolumendelasbalsas,siexisten.
– Máximaeficaciaenlaaplicacióndelosfertilizantes
GestiónTécnicadelRiego
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 5
6
Estimación de las Necesidades hídricasDatos climáticosDatos agronómicosSensores campoTeledetección
Evaluación gestión agronómica (agua)Lecturas contadores
Gestiónagronómicadelcultivo
Programación Nº riegosAjuste necesidades
AHORRO DE
AGUA
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 6
7
Estimación NecesidadesEnergéticas
Presiones requeridas
Trazado de la redCaracterísticas equiposSectorización
Evaluación gestión hidráulica (energía)Medida de presionesFacturas eléctricas
Gestiónhidráulicadelaredderiego
ProgramaciónJornada de RiegosGarantía presiones Ajuste necesidadesEficiencia equiposTarifas aplicables
GARANTÍA
SERVICIO
AHORRO DE
AGUA ADIC.
AHORRO DE
ENERGÍA
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 7
8
Estimación Necesidades FertilizantesDatos agronómicosAnálisis foliar
Evaluación gestión agronómica (abonos)Fertilizantes aplicados
Gestióndelafertirrigación
ProgramaciónFertirrigaciónAjuste necesidades
AHORRO DE
FERTILIZANTES
Evaluación gestión hidráulicaTiempos efect. fertirrigación
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 8
ProgramaciónNº Riegos
Esquemadeoptimizacióngeneral
Programación Jornada Riego
ProgramaciónTurnosFertirrigación
AHORROENERGÍA
AHORROAGUA
AHORROFERTILIZANTES
Ajuste neces.globales
Mejor Eficiencia
Ajuste neces.hidrante
Reducción emisiones CO2
Reservas aguaotros usos
Menor degradación del medio
Laminación demanda
Tarifas valle
Ajustenecesidades
OPTIMIZ
ECONÓMICA
AHORROCOSTES
9III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego
LA OPTIMIZACIÓN DEL USO DEL AGUA,LA ENERGÍA Y LOS FERTILIZANTES
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 10
Consideraciones generales
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 11
• La tecnología del riego• La organización del riego• La configuración de la red de riego• El modo de operación de las E. Bombeo• Las tarifas eléctricas• El sistema de fertirrigación• La simulación hidráulica• Las técnicas de optimización
Cualquieralgoritmodestinadoaoptimizarelusodelagua,laenergíaolosfertilizantesenlasredesderiegodebetenerpresentelassiguientesconsideraciones
Tecnologías deriego
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 13
– Riego por aspersión Los riegos son espaciados en el
tiempo (1 ó 2 semanas) La eficiencia del riego es menor por
dispersión, viento, evaporación... Las presiones requeridas en hidrante
llegan a 40 m
Riego por goteo Pueden ser de alta frecuencia (diario) La eficiencia hídrica es mayor al
aplicar el agua sobre la zona radicular Las presiones requeridas en goteo son
menores (10 m)
Modos deorganización delriego
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 14
– Riego a la demanda
• Demanda libre Cada usuario decide por su cuenta la cantidad e de agua a
tomar y el momento para aplicarla El ahorro de agua queda a criterio del agricultor El ahorro de energía se limita a optimizar la respuesta de la
estación de bombeo Los costes energéticos dependen de la hora de riego elegida
• Demanda restringida Cada usuario puede regar dentro de un periodo de tiempo
preestablecido Es posible evitar concurrencias de demanda Se pueden reducir costes evitando horas punta
Modos deorganización delriego
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 15
– Riego por turnos
• Turnos programados Se establecen varios turnos de riego por jornada Cada usuario es asignado a un turno de riego determinado Los turnos son establecidos en principio por criterios de
proximidad, cota del terreno, capacidad de bombeo, .. Se pueden aplicar algoritmos de optimización para asignar a
cada toma el turno más conveniente Al uniformar los tiempos de riego, se producen excesos o
defectos de agua aplicada El consumo energético es fijo para cada turno Se pueden evitar los periodos punta de mayor coste
Modos deorganización delriego
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 16
– Riego por turnos
• Turnos a demanda Cada usuario elige el turno preestablecido en que desea regar Se pierde el control del punto de operación de las bombas, y
por tanto del consumo energético
• Turnos optimizados Un algoritmo de optimización determina previamente el turno
más conveniente en que debe regar cada toma Permite controlar los caudales en cada turno y el punto de
operación más conveniente de las bombas Al aplicar el mismo tiempo de riego a todas las tomas se pierde
eficiencia hídrica
Modos deorganización delriego
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 17
– Riego programado por tomas según demanda
• Peticiones de usuarios Los usuarios realizan peticiones de volúmenes de agua
a aplicar o tiempos de riego Un gestor asigna el momento de apertura y cierre de
cada válvula conforme a las peticiones recibidas El gestor reparte los tiempos de riego a su criterio para
evitar solapamientos y controlar el consumo energético
Es posible aplicar un algoritmo que optimice la coordinación de los riegos para minimizar los costes
El ahorro de agua queda a criterio del agricultor
Modos deorganización delriego
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 18
– Riego programado por tomas según demanda
• Conforme necesidades hídricas de los cultivos Similar al anterior, pero los volúmenes aplicados se
adecúan a las necesidades hídricas de los cultivos Es posible optimizar en este caso el consumo de agua,
de energía y los costes energéticos Sería el modo de riego óptimo y recomendado En caso de fertirrigación centralizada, las necesidades
de abonado pueden condicionar las decisiones óptimas anteriores
20
SistemasdesuministrodelaguaderiegoExistendiversastipologíasderedesderiegoafindeproporcionarlapresiónrequeridaenloshidrantes
• Suministroporgravedaddesdeunembalsesituadoacotasuficienteyalimentadoporunacanaldetransporte
• Reddecaptaciónyelevaciónaembalsesderegulación,independientedelared deriego.
• Reddecaptaciónyelevaciónaembalsesderegulación,formandopartedelareddedistribuciónderiego.
• Inyeccióndirectamediantegruposdeelevación desdedepósitoareddedistribución.
• Redderiegoconmúltiplespuntosdecaptaciónyvariasobrasderegulacióninterconectadasenlaredderiego.
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 20
Diferentesmodosdealimentarunaredderiego
Captación y embalse en cabecera
Captación y embalse formando parte de la red
Bombeo con inyección directa
Sistema mixto con varios bombeos y depósitos21
22
Nivelesdeautomatización
• Automatizaciónindividualdelriegoenparcela,normalmente conunprogramadoryunconjuntodeválvulashidráulicasoelectroválvulas.
• Automatizacióngeneraldeunaredderiegoysugestión,habitualmenterealizadoconunordenadorcentralyunaredenanillodeunidadesdecampoquecontrolancadaunodeloshidrantes,tomasounidadesdecontrolremoto.
• Regulaciónycontroldelaestacióndebombeo paraadaptarlademandadecaudalypresiónalasnecesidadesdelaredconelfindereducirelcosteenergético.
• Automatizaciónintegraldelsistemaparaprogramarlosriegos,lafertirrigación,lalimpiezadecabezales,etc.
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 22
Variablesdeoperación en una E.Bombeo
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 24
– Variables de operación de una E. Bombeo• Estado de marcha y paro de las bombas• Caudal impulsado por cada bomba• Altura de bombeo• Velocidad de giro de las bombas de veloc. variable
– Potencia y energía absorbida por una bomba.
E / . , € €
• Si H = 100 m , = 0,75 y p = 10 c€/kWh → c = 3,6 c€/m3
Variablesdeoperación en una E.Bombeo
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 25
– Variables consignables con BVF• Número de bombas en operación
– Variables consignables con BVV• Número y tipo bombas en operación• Velocidad de giro de las BVV• Altura de impulsión
Variablesconsignables en una E.Bombeo
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 26
– Modo de operación real de las E.B.• En la práctica las E.B. van provistas de un sistema de control propio que arranca o para las bombas por consignas
• Usualmente trabajan con consignas de presión y de velocidad mínima para las BVV
– Variables consignables en la práctica• El caudal horario demandado
o Depende de la organización de los turnos o de las horas de apertura y cierre de las válvulas
• La altura de bombeo (no siempre)
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 28
Valle (descuento 43%) Llano Punta (recargo 100%)
Optimizacióneconómicadelajornadaderiego
Determinación de la secuencia de riego de los distintos sectores
– Estructuratarifariaparapotenciasmediasmediasybajas(BT)
29
– EstructuratarifariaenelmarcodelanuevaleydelmercadoeléctricoparaP>450kW–AT(tarifasdecrecientesdeP1aP6)
Optimizacióneconómicadelajornadaderiego
29III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego
30
– CostedelkWh enelmercadoeléctricoentiemporealparael30‐6‐2016(RedEléctrica)
Optimizacióneconómicadelajornadaderiego
30III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego
31
– CostedelkWh enelmercadoeléctricoparalasemana24/30junio2016(RedEléctrica)
Optimizacióneconómicadelajornadaderiego
31III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego
33
‒ Fertirrigación a nivel de parcela• El agricultor dispone de sus propios equipos de fertilización• Usualmente fuerza el riego durante el periodo de fertilización
‒ Fertirrigación por turnos• En determinados turnos de riego se inyecta un fertilizante en cabecera de red
• El fertilizante tardará un tiempo para llegar a los puntos de aplicación, viajando a través de la red
• Por contra, el agua con fertilizante puede permanecer un tiempo en la red tras finalizar el turno de fertirrigación
‒ Fertirrigación en continuo• Toda el agua suministrada a la red va dosificada con fertilizante en pequeñas dosis
• La fertilización se suprime en determinadas épocas del año
Sistemasdefertirrigación
33III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego
34
– Comunidadesderegantesdondepredominaelmonocultivo(frutales)
– Explotacionesdetamañopequeño(0.5‐1ha)– OrganizacióndelriegoporSectores/Turnos– Equipodeinyeccióncentral
• Venturi• Bombas
– Pistón– Centrífugas
– Automatización• Tiemposdeinicioyparada• Caudaldeinyección
CaracterísticasFertirrigación centralizada
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 34
35
‒ Necesidades UF de las parcelas• Diferentesnecesidadessegúnespecie,tamaño,épocadelaño,análisisfoliares
– Determinación de los fertilizantes a utilizar• Composiciónóptimasegúnlaépocadelaño
– Número y frecuencia de riegos con fertirrigación• Concentr.MaxFert :0,5gr/laguaderiego(ProducciónIntegrada)
– Tiempo de Fertirrigación• TiempodellegadadesdeelcabezalalasTomas
Tiempo de Riego < > Tiempo de Fertirrigación Real
Gestióndelafertirrigación
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 35
36
• Sectoresquenofertirriegan– Resultadifícilgarantizarquenorecibanfertilizante– Seproduceel“lavado”delFertiliizante delared
Ejemplo. Sector teóricamente sin Fertirrigación
TFert/TRieg%
0
20
40
60
80
100
H- 12 C- 3 H- 12 C- 6 H- 18 C- 3 H- 18 C- 4 H- 18 C- 5 H- 2 0 C- 1 H- 2 9 C- 1 H- 3 3 C-
4
H- 3 8 C-
5
H- 3 8 C-
6
H- 3 9 C-
5
H- 3 9 C-
7
H- 4 2 C-
5
H- 5 C- 1 H- 5 1 C- 4 H- 5 6 C-
6
H- 5 7 C- 1
Gestióndelafertirrigación.Ejemplo
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 36
38
– Elprocesodeoptimizaciónconllevarealizarmúltiplessimulacionesdelarespuestadelaredantelasestrategiasdeoperación
– Aunquelasredesseanaparentemetneramificadas,lapresenciadevariasfuentesdesuministrolasconvierteenmalladas
– Demandasfijasodependientesdelapresión– Nivelhidrante,toma,aspersorogotero– Leyesdecontrol– Condicionesinyecciónfertilizantes
LaSimulaciónHidráulica
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 38
– Consumodelosgruposdebombeo– Comportamientodelared(presionesmáximasymínimas,
caudalesyvelocidadesentuberías…)
– Distribucióndelfertilizanteenred
Simulaciónhidráulicaescenariosderiego
Calibración
Modelo hidráulico EPANET
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 39
DUFavg= 86.67% DUFStd= 24.21%.
TFert/TRieg%
0
20
40
60
80
100
H- 12
C- 1
H- 12
C- 2
H- 12
C- 5
H- 16
C- 1
H- 16
C- 4
H- 17
C- 2
H- 17
C- 3
H- 17
C- 4
H- 17
C- 7
H-
2 8
C- 2
H- 3
C- 1
H- 3
C- 2
H- 3
C- 3
H- 3
C- 4
H- 3
C- 5
H- 3
C- 7
H-
3 0
C- 2
H-
3 6
C- 2
H-
3 6
C- 4
H-
3 6
C- 5
H-
3 6
C- 6
H- 4
C- 1
H- 4
C- 2
H- 4
C- 3
H-
4 2
C- 2
H-
4 2
C- 3
H-
4 2
C- 4
H-
4 2
C- 6
H-
4 2
C- 8
H-
4 2
C- 9
H-
5 6
C- 10
H-
5 6
C- 3
H-
5 6
C- 5
H-
5 6
C- 7
H-
5 6
C- 8
H-
5 6
C- 9
H-
Noe
C- 1
H-
Noe
C- 2
H-
Noe
C- 3
H-
Noe
C- 4
%
Sector S1
Ejemplo.Simulaciónavancedeunfertilizante
48III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego
DUFavg= 86.67% DUFStd= 24.21%.
%TFert/TRieg
0
20
40
60
80
100
H-12 C-3 H-12 C-6 H-18 C-3 H-18 C-4 H-18 C-5 H-20 C-1 H-29 C-1 H-33 C-4 H-38 C-5 H-38 C-6 H-39 C-5 H-39 C-7 H-42 C-5 H-5 C-1 H-51 C-4 H-56 C-6 H-57 C-1
%
Sector S6
Arviza, J.; Martínez, F.; Jiménez. M.A.; Balbastre, I.(2015). Integración de la gestión de la fertirrigación colectiva deuna comunidad de regantes en un entorno SIG. Actas del IIII Congreso de Agro-ingeniería 2005, Resumen pp 73-74.ISBN 84-9773-208-1
Ejemplo.Simulaciónavancedeunfertilizante
49III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego
50
Posibilidadesdemejora– Rotarlossectoresderiego.Deestemodotodoslossectoressonigualmenteperjudicadosóbeneficiados
– Instalarválvulassectorizadoras paraaislarlasparcelassinfertirrigación (cultivosecológicos)
– Compensarlosdéficitsdesuministroadichasparcelasdurantelosturnossinfertirrigación
Ejemplo.Simulaciónavancedeunfertilizante
50III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego
52
Técnicasdeoptimización
Formulación del problema por Progamación Lineal Formulación con restricciones No Lineales Formulación con variables enteras (binarias o no) Formulación del objetivo mediante funciones de penalización Formulación multiobjetivo
Métodos matemáticos (PL, IP, …) Métodos heurísticos
o Algoritmos genéticos (AG)o Otros algoritmos: recocido simulado, colonia de hormigas, etco Fronteras de Pareto (multi‐objetivo)
52III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego
Optimizaciónenergéticariegoporturnos Sectorización mediante algoritmos genéticos (GA)
Fundamentoso Primeramente se determina el número de sectores a consideraro Se establecen una serie de combinaciones iniciales a la hora de asignar las tomas
a los diferentes sectoreso Mediante un proceso de cruces de las combinaciones anteriores se determinan
nuevas combinaciones, cada vez más eficientes conforme un criterio de evaluación
Resultadoso Garantiza el menor consumo energético para la jornada de riego.o Establece la presión de consigna a fijar en el autómata para cada sector de riego.o Garantiza la presión mínima de funcionamiento en los hidrantes.
Aplicacióno Válido para turnos de duración preestablecida o tpos de riego variables por toma
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 53
Optimización de los turnos de riego utilizando AG
Antes de optimizar los turnos
Después de optimizar los turnos
Esta metodología se ha aplicado para turnos de duración prefijada
No se consigue ningún ahorro de agua
50
Zonasdeoperación de2BVVen paralelo
Jiménez, M.A., Martínez, F., Bou, V., Bartolín, H (2010) Methodology for grouping intakes of pressurised irrigationnetworks into sectors to minimise energy consumption. Biosystems engineering. Vol 105, Issue 4, pg 429-438.
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 54
Primera mejora : Ajustar los tiempos de riego a los tiempos requeridos
ANTES DESPUES
Todas las tomas agrupadas en el mismo turno riegan el mismotiempo
Cada toma puede operar encualquier momento indicandoel instante de aperture y de cierreo
Optimizacióndelriego operandolasválvulas
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 55
Primera mejora : Ajustar los tiempos de riego a los tiempos requeridos
Número de tomas
• Cromosoma:
Instante de apertura (1 to n)
• El tiempo de riego se divide en n fracciones. Ej. cada 5 min in 10 h n = 120
• Func. objetivo: 9,81 ∆
Min
s.t. Para cadaintervalo i
Optimizacióndelriego operandolasválvulas
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 56
Segunda mejora : Maximizar el número de tomas que riegan por gravedad
pmin
head loss
Bombeo
Gravedad
Cota terreno
Optimizacióndelriego operandolasválvulas
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 57
Segunda mejora : Maximizar el número de tomas que riegan por gravedad
• Cromosoma:
• Para las tomas restantes, el tiempo de inicio del riego se fracciona en n intervalos, como antes
• Función objetivo:
ú á / ,s.t.ú á / ,
Tomas restantes
Bit que indica si la toma se alimenta por gravedad o no (0/1)
Tiempo apertura (1 to n)
Tomas restantes
• En un primer paso se desechan las tomas cuya cota es mayor que (WHI ‐ pmin )
Optimizacióndelriego operandolasválvulas
Jiménez Bello, M.A., Royuela, A., Manzano, J., García Prats, A.,Martínez- Alzamora, F. (2015) Methodology toimprove water and energy use by proper irrigation schedulin in pressurized networks. Agricultural WaterManagement 149 (2015) 91-101. Feb 2015
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 58
Sector XI Picassent (Valencia, Spain) – CCRR Jucar‐Turia
• Superficie irrigada: 180 ha
• Tamaño medio parcela: 3276 m3
• Cultivo: Frutales (95% cítricos)
• 62 hidrantes multi‐usuario
• 342 tomas de riego
• Fertirrgación centralizada
• Automatización a nivel de toma
• Programa de riego bajo demanda
Caso deestudio
60III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego
1. El error del modelo sobre el consumo previsto de energía fue del 2% (0.138 kWh m-3 vs 0.134 kWh m-3)
2. Se simularon 3 escenarios con diferentes presiones mínimas requeridas en cada hidrante
3. Se determinó el número máximo de tomas que podían regar sin aporte extra de energía
4. Las tomas restantes operaron mediante bombeo con un consumo mínimo de energía
EscPmin_Hid
(MPa)WHI(MPa)
INOCVpump
(m3)Vgrav(m3)
EDI(%)CEVTp
(kWh m‐3)CEVTT
(kWh m‐3)1 (2012) ‐ 0.319 36 4224 1676 71.6 0.134 0.096
2 0.20 0.245 ‐ 2604 3296 44.1 0.109 0.0483 0.22 0.275 ‐ 3428 2472 58.1 0.123 0.0724 0.25 0.295 ‐ 3559 2341 60.3 0.129 0.078
50 % ahorro 18.4 % ahorro
Análisis deresultados
Tomas con presión insuficiente
Presión bombeo
Volumen bombeado
Volumen por gravedad
P min en hidrante
Consumo medio bombeo
Consumo medio todas las tomas
PorcentVolumen bombeado
61III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego
Año 2012
Volgrav = 1676 m3
EDI (%) = 71.6 %
CEVTp= 0.134 kWh m‐3
CEVTT= 0.096 kWh m‐3
PminHid= 0.25 MPa
Volgrav = 2341 m3
EDI (%) = 60.3 %
CEVTp= 0.129 kWh m‐3
CEVTT= 0.078 kWh m‐3
PminHid= 0.20 MPa
Volgrav = 3296 m3
EDI (%) = 44.1 %
CEVTp= 0.109 kWh m‐3
CEVTT= 0.048 kWh m‐3
Gravedad
Análisis deresultados
Bombeado
62III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego
b) Escenario 4 con Pmin_Hid = 0.25 Mpa
Caudal total demandado (Q, ls‐1), energía consumida por m3 bombeado (CEVTp, kWh m‐3) y eficiencia de las bombas, tanto la de velocidad variable (η1 VSP) como de las dos bombas de velocidad fija (η2 FSP and η3 FSP) Las valores han sido calculados cada 5 minutos
a) Escenario 2012
CEVTp CEVTp
Q (l/s)
Q (l/s)
Rend
imientobo
mba
s
Rend
imientobo
mba
s
CEVTp CEVTp
Análisis deresultados
63III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego
• Una metodología previamente desarrollada por los autores para minimizar el consumo de energía agrupando las tomas por turnos ha sido mejorada permitiendo que cada toma opere el tiempo requerido– De esta forma, se pueden ajustar con precision las necesidades de riego,
ahorrando agua y energía
• En sistemas donde la balsa tiene cota suficiente para alimentar algunastomas sin bombeo, una extension del método anterior ha permitidomaximizar el número de tomas alimentadas por gravedad– Gracias a ello se obtienen ahorros de energía adicionales
• El método anterior ha sido aplicado a un caso de estudio habiendoobtenido un ahorro realista de energía del 18.4 %– Ello se debió funamentalmente al incremento del número de tomas regadas
por gravedad
• Sin embargo, si la presión minima requerida en el hidrante se redujera un 20 %, se podrian haber obtenido ahorros hasta del 49 % para el caso de estudio.
Conclusiones
64III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego
• Gestiónagronómica (niveldeparcela)
• Gestiónhidráulica(niveldelred)Cómodarexactamentelasnecesidadesdeaguaacadaparcelaconsiderando:
Gestióndelriego
• Textura del suelo• Tipo de cultivo• Estado fenológico• Predicción meteorológica• Humedad del suelo• Estrés de la planta …
• Necesidades de agua diarias• Estrategia de riego• Dosis de fertilizantes
La disponibilidad de agua en cantidad y calidad y sus costes Las estaciones de bomboe, depósitos y las restricciones de la red La eficiencia en la gestión del agua conforme al sistema de riego La minimizacion de los costes y la energía, manteniendo los estándares de calidad
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 66
• Elconjunto dedatos requeridos sepueden agrupar en:– Descripcióndelaredderiego– Descripcióndelassubunidadesderiego– Descripc.estación bombeo yrestricciones– Geometría (opc)
– Esquema deriego– Datos parasimular lacalidad– Datos decalibración
– Contratos ytarifas eléctricas– Estructura delSistemaderiego– Opciones deoptimización
Estructura delos datos
Modelohidráulico
Modelo de optimización
Datos estáticos
Datos dinámicos
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 67
• Losdatos estáticos delaredsedeclaran almismotiempo quelasparcelas ylos cultivos.Incluyen:– Ladeclaración detodos elementos hidráulicos delared– Laestructura tarifaria– Elesquema deriego– Lasrectricciones detipo generalaplicables en cualquier caso
• Antesdecada optimización sedeclaran los datosadicionales requeridos:– Lasnecesidades deriego previstas en cada toma/hidrante– Loscostes horarios delaenergía alolargodelperiodo deoptimización
– Lasrestricciones particulares aplicables paraelperiodo deOptimización
Modo deoperación
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 68
• Losresultados delaOptimizaciónsemuestran atravésdeinformes,seremiten alSistema deControloseaplican directamente sobre elautómata.Incluyen:– Lashorasdeaperture/cierre decada válvula– Laoperación óptima delasbombas,deacuerdo conlos gradosdelibertad
– Losesquemas deinyección defertilizantes– Informes sobre elproceso deoptimización,costes energéticos,soluciones alternativas,índices deeficiencia,etc
Modo deoperación
III Jornada sobre Gestión Eficiente del Agua de Riego 68
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