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

Abstract

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

An adequate management of water resources arises as a major challenge for the future of humanity. At present, such a challenge is profoundly interconnected with the management of energy resources, which frequently comprise a basic requirement so as to deliver water supply to consumers. Modern irrigation indeed constitutes an emblematic paradigm of this interrelation, as it has contributed to reduce water consumption at the expense however of increasing irrigation’s energy dependence in an environment marked by a significant rise of both energy’s prices and tax burden. Within this context, groundwater irrigation is placed as a particularly threatened system, since well pumping of groundwater accounts 80 % of the energy consumption of Spanish irrigation. Achieving a sustainable and cost-effective irrigation therefore requires an efficient and adequate management of energy resources, which is in turn directly related to the maintenance of well pumping systems. This Thesis aims at developing, validating and applying a management model for the performance of maintenance works in well pumping systems that ultimately pursues to turn into a transversal tool for the decision-making processes carried out around these systems. The valuation of this model is carried out through contrasting a set of indicators measured in a “reference well” with their potential levels obtained from catalogue data, so if potential operation costs are lower than current operation costs, the performance of preventive maintenance works is recommended. Once such maintenance works are carried out, indicators are measured again so as to validate the model, which is subsequently applied to 22 wells. Likewise, a methodology has been also proposed for the calculation of preventive maintenance costs, which involve crane and workshop costs. According to the preventive maintenance costs’ structure obtained in the reference well, crane costs represent 36 % and workshop costs comprise the remaining 64 % of total maintenance costs, whilst when applying the model to 22 wells, crane costs involve 57.2 % of total preventive maintenance and workshop costs 47.3 %. Results have thus proved the proposed model as a useful tool not only for assessing the design, management and condition of well pumping installations, but also for reducing their energy consumption and operation costs