Eficiencia energética y mantenimiento de grupos sumergidos de pozo profundo en comunidades de regantes

Resumen

Gestionar de forma adecuada los recursos hídricos es un desafío necesario para la humanidad. En la actualidad, la gestión del agua está inevitablemente ligada a la gestión de la energía, ya que el aporte de esta última es, frecuentemente, un requerimiento básico para poder dotar de recursos hídricos a los consumidores. Buen ejemplo de ello son los regadíos modernizados, los cuales, han conseguido reducir el consumo de agua, a cambio sin embargo de incrementar su dependencia energética en un entorno marcado por una escalada de precios de la energía y un aumento de la presión fiscal hacia este recurso. En este contexto, los regadíos más vulnerables son los abastecidos por aguas subterráneas, puesto que la extracción de aguas de pozo concentra el 80 % del consumo energético del regadío en España. De este modo, la sostenibilidad y rentabilidad del regadío dependen, en gran medida, de una gestión eficiente de los recursos energéticos, la cual tiene una relación directa con el mantenimiento que se realice de los equipos de bombeo. El objetivo de la presente tesis es desarrollar, validar y aplicar un modelo de gestión para trabajos de mantenimiento en bombeos de pozo, que pretende servir como herramienta transversal en la toma de decisiones para la gestión de este tipo de instalaciones. La metodología seguida para validar el modelo propuesto se basa en la comparación de un conjunto de indicadores del pozo patrón en dos situaciones: la actual -medición en campo de funcionamiento-, frente a una situación potencial -funcionamiento del bombeo según los valores de catálogo del fabricante-, de forma que, si los costes de operación potenciales son inferiores a los costes de operación actuales, es recomendable llevar a cabo labores de mantenimiento preventivo. Una vez ejecutado dicho mantenimiento, se realiza una nueva medida en campo para validar el modelo y se aplica a un total de 22 pozos. Asimismo, para el cálculo de los costes asociados al mantenimiento preventivo de las instalaciones de pozo, se ha propuesto una metodología que contempla los costes asociados a dicho mantenimiento, como son los costes de grúa y los costes de taller. Según la estructura de costes de mantenimiento preventivo obtenida en el pozo empleado para validar el modelo, un 36 % del coste total asociado al mantenimiento pertenece a los costes de grúa y un 64 % a los de taller, mientras que para las 22 instalaciones a las que se ha aplicado el modelo, un 52,7 % son costes de grúa y el 47,3 % restante costes de taller. Los resultados obtenidos permiten afirmar que el modelo propuesto ha demostrado ser útil para diagnosticar el diseño, manejo y estado de la instalación, así como para reducir su consumo energético y los costes de operación. Concretamente, en el pozo de validación, se ha verificado una reducción del 7,7 % en el consumo energético y del 8,1 % en los costes de operación. Igualmente, en los 22 pozos en los que se ha aplicado el modelo, el consumo energético unitario se podría reducir en un 21,2 % y los costes de operación en un 17,0 %. Para alcanzar esta reducción en los costes de operación sería necesario llevar a cabo el mantenimiento preventivo recomendado. Dicho mantenimiento preventivo supone el 3,6 % de los costes de operación del pozo empleado para validar el modelo, y supondría el 4,6 % de los costes de operación en las 22 instalaciones a las que se aplicó el modelo. El coste de las labores de mantenimiento tendría, por tanto, poco peso en la estructura global de los costes de operación. En cuanto a la eficiencia energética de las 22 instalaciones analizadas, es importante remarcar la importante brecha que existe entre sus valores actuales (50, 2 %) y los potenciales (63,8 %). Las causas de esta divergencia se deben fundamentalmente al desajuste de las exigencias energéticas actuales con respecto a los valores nominales de los grupos, a fugas en la columna de impulsión, a una inadecuada ejecución de los sondeos que provocan arrastre de sólidos y el prematuro deterioro del conjunto giratorio, a una selección inadecuada de los cables de alimentación, y a las inexistentes labores de mantenimiento. En términos globales, la ejecución de labores de mantenimiento preventivo acarrea una serie de impactos positivos en las instalaciones, que indudablemente deben culminar en la sustitución de la actual ¿cultura de la reparación¿, por la ¿cultura del mantenimiento preventivo¿. En este contexto, en aras de avanzar hacia una gestión más eficiente de los pozos, la identificación y modelización de las variables que afectan a la perdida de rendimiento de los mismos, así como el desarrollo de una herramienta que integre transversalmente el conocimiento existente, emergen como aspectos fundamentales, para el desarrollo de nuevas líneas de investigación enfocadas a la mejora integral de la sostenibilidad de los regadíos abastecidos por aguas subterráneas.