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Alba Montaner: "El método desarrollado reduce el consumo energético de una red de riego a presión"

  • Alba Montaner: " método desarrollado reduce consumo energético red riego presión"

Sobre la Entidad

IIAMA
El IIAMA-UPV se creó en 2001 para impulsar la investigación orientada a la transferencia de tecnología y colaboración con empresas y organismos públicos, promover la docencia y asesoramiento en temas de agua.

Alba Montaner Calabuig ha obtenido el Accésit en la categoría de “Ingeniería del Agua y Cambio Climático” (patrocinada por la Cátedra de Cambio Climático) de la VII Edición de los Premios IIAMA por su TFM:Optimización energética en tiempo real de la red de riego del sector XI de la CC.RR del trasvase Júcar-Turia, con la asistencia de un modelo hidráulico calibradodirigido por los investigadores del IIAMA-UPV, Fernando Martínez Alzamora y Miguel Ángel Jiménez Bello.

Alba estudió el Grado de “Ingeniería en Tecnologías Industriales” en la Univeristat Politècnica de València (UPV). Amplió su formación con el Máster en “Ingeniería Industrial”, cursando la especialización de “Generación de Energía”.

Desde bien pequeña Alba tenía claro que quería ser ingeniería, ya que se considera una persona analítica y considera que un ingeniero “es una persona que ha adquirido los suficientes conocimientos y recursos como para identificar un problema, afrontarlo e implementar la mejor solución al mismo; por ello creo que esta profesión encaja perfectamente conmigo”.

Actualmente trabaja como ingeniera de proyectos en una ingeniería vinculada al sector energético.

Pregunta: En líneas generales, ¿explícanos en qué consiste el trabajo galardonado?

Respuesta: Mi Trabajo Final de Máster tiene como objetivo optimizar el funcionamiento de una red de riego a presión, desde el punto de vista energético.

El estudio parte de la realidad de que los cultivos tienen unas necesidades hídricas que se traducen en aportar un determinado volumen de agua cada día de riego. Por ello, el momento en que se realiza el riego desde cada hidrante de la red y la simultaneidad de los riegos entre hidrantes es determinante para establecer el consumo de energía y el coste de la misma, teniendo en cuenta la capacidad de las bombas, las tarifas eléctricas y las restricciones de presión en los hidrantes.

De hecho, las variables que intervienen son cambiantes cada día y por ello el análisis de la solución óptima debe abordarse en tiempo real, lo que en una instalación de este tipo equivale a reprogramar los riegos cada vez que cambian las condiciones, verificando en todo momento su viabilidad técnica y económica.

Con este trabajo se pretende abaratar la factura eléctrica en la que incurren los agricultores, como consecuencia de las elevadas demandas energéticas exigidas por el riego a presión

Con este trabajo se pretende abaratar la factura eléctrica en la que incurren los agricultores, como consecuencia de las elevadas demandas energéticas exigidas por el riego a presión.

P.- ¿Cuáles son sus principales líneas de investigación?

R.- Las principales líneas de investigación tratadas en el TFM son la optimización energética en sistemas de riego a presión, el desarrollo de códigos optimizadores basados en algoritmos genéticos para conseguir este fin y su implementación en tiempo real.

P.- ¿Cómo surge la idea de llevar a cabo este trabajo?

R.- Cuando acudí a mi tutor, Fernando Martínez Alzamora, no tenía muy claro cómo quería focalizar mi investigación. Lo que sí sabía era que había dirigido trabajos que me parecían muy atractivos relacionados con la ingeniería hidráulica y yo quería investigar sobre temas relacionados con el ahorro energético.

Entonces me propuso desarrollar un TFM sobre un ámbito en el que ya habían realizado algunos progresos y que estaban interesados en continuar y potenciar: la modelación hidráulica y la optimización energética.  

Mi TFM aplica avances en modelación hidráulica y optimización energética en una red de riego real

En este caso concreto, la novedad radicaba en aplicar estos conocimientos al caso de una red de riego real, de la que se disponía ya de una base de datos históricos relativos a los consumos en hidrantes y algunas variables de campo como presiones, caudales y consumos energéticos.

Por tanto, el reto era tratar los datos almacenados considerando todas sus casuísticas y anomalías, ampliar las variables a tener en cuenta en la optimización, particularmente la relativas a las tarifas eléctricas cambiantes y las potencias contratadas, e implementar un algoritmo genético que tuviera en cuenta todas las variables involucradas para dar una respuesta óptima en el menor tiempo posible.

Ello permitiría en última instancia adaptar el programa de riego a las circunstancias cambiantes y no previstas con antelación, como la presencia de lluvias, viento de poniente, el malfuncionamiento de una válvula, el fallo de una bomba, etc.

Hemos comprobado qué empleando una metodología relativamente sencilla se pueden conseguir unos ahorros significativos en la factura eléctrica

P.- Tras el estudio, ¿qué conclusiones has obtenido?

R.- Se puede analizar el trabajo realizado desde muchos puntos de vista. Por un lado, se ha comprobado cómo empleando una metodología relativamente sencilla, que básicamente consiste en modificar los turnos de riego hasta conseguir el horario más favorable desde el punto de vista energético, se pueden conseguir unos ahorros significativos en la factura eléctrica. Para ello, tan solo es necesario tener operativo un sistema SCADA que recoja los datos de la red de forma regular, un modelo hidráulico calibrado y un algoritmo optimizador accesible desde una plataforma informática local o desde la nube.

Esto pone al descubierto algunas cuestiones que pueden cambiar en breve el modo en que se gestionan los riegos: primero, el enorme potencial de las herramientas de optimización como los algoritmos genéticos, que no requieren de mucha infraestructura para su aplicación, y en segundo lugar el poco aprovechamiento que se hace actualmente de los sistemas de automatización de las redes de riego, que disponen ya de válvulas telemandadas y sistemas de telelectura. Estos elementos, además de servir para establecer de forma manual programas fijos de riego y para facturar el consumo, pueden utilizarse también para realizar una gestión óptima del riego, pues como se ha demostrado, no es nada despreciable la mejora a conseguir tras la optimización aplicando unos simples cambios. Básicamente los usuarios de estas redes solo deberían completar sus instalaciones con algunos medidores de presión en red y una mayor sensorización de las estaciones de bombeo, incluyendo analizadores de la energía consumida y de la potencia utilizada.

En lo que se refiere al algoritmo empleado, destacar la importancia de establecer unos parámetros de optimización acordes con el problema estudiado y con las capacidades de maniobra que permita la red.


La ganadora del Accésit en la categoría de “Ingeniería del Agua y Cambio Climático”, Alba Montaner.

Por otro lado, centrándose en la metodología del proyecto, cabe destacar la importancia de conseguir un modelo hidráulico que sea reflejo de la realidad, pues en caso contrario los resultados obtenidos no serán fiables. Esto es una tarea laboriosa, pues en la calibración de la red intervienen muchos parámetros que no se conocen a ciencia cierta, como el grado de desgaste de la red o las curvas de comportamiento de las bombas que se ven modificadas por el paso del tiempo. Esta fase del TFM supuso también un trabajo importante.

Para terminar, cabe resaltar que, con la entrada en vigor del nuevo sistema tarifario, con 6 periodos de consumo a lo largo del año y la ansiada promesa de poder cambiar las potencias contratadas en punta, llano y valle dos veces al año, se abre un amplio abanico de posibilidades para rebajar el coste energético del riego si se emplean las herramientas adecuadas, como las propuestas en el TFM.

En el caso de la agricultura, el sector no cuenta con tarifas especiales que se adapten a la estacionalidad y les obliga a contratar potencias durante todo el año que en realidad necesitan en momentos muy puntuales

P.- ¿Cuál es el posible impacto social de tu proyecto?

R.- Es importante tener en cuenta el contexto actual en el que nos encontramos. No es un secreto que hay un descontento generalizado entre la población por el incremento paulatino del coste de la electricidad, acentuado particularmente en los últimos meses y con visos a prolongarse al menos 6 meses más.

En el caso particular de los agricultores, este descontento se acentúa por el hecho de no contar con tarifas especiales que se adapten a la estacionalidad del sector y que les está obligando a contratar potencias durante todo el año que en realidad necesitan en momentos muy puntuales.

Esto está contribuyendo enormemente a que los márgenes de beneficios del sector cada vez se reduzcan más y realmente lo está diezmando. Es una lástima que un sector con tanta tradición en el país como es la agricultura y que en realidad cuenta con una infraestructura bastante modernizada, cada vez sea menos competitiva a nivel mundial. El hecho de poder ahorrar significativamente en la factura eléctrica supondría el primer paso para volver a ser competitivos tanto a nivel local, como nacional e internacional.

Es posible asegurar la viabilidad del método planteado, pues se ha desarrollado un modelo que reproduce fielmente la realidad y que nos asegura que con los cambios propuestos se van a poder conseguir los ahorros que promete. Esto es muy importante, pues el agricultor comprueba que la inversión que va a realizar no va a ser en vano y, además, es posible amortizarla en poco tiempo, pues como digo no se requiere de una infraestructura extremadamente avanzada para su aplicación.

Es una enorme satisfacción que te reconozcan el trabajo y esfuerzo realizado en unos premios de tanta relevancia como los del IIAMA

P.- ¿Cómo reaccionas cuando te enteras que has sido ganadora del "Accésit Ingeniería del Agua y Cambio Climático”?

R.- Me costó un poco creérmelo ¡Nunca había ganado nada! Lo que mejor resume como me sentí cuando me enteré que era ganadora es lo que llaman “la guinda del pastel”.

Después de muchos años de estudios y de realizar un TFM en el que realmente había disfrutado mucho, ver que además iba a ser reconocido en unos premios de tanta relevancia me parecía increíble. Es un honor y me llena de orgullo pensar que algo en lo que yo he trabajado, he disfrutado y que valoro de forma tan subjetiva, haya sido igualmente valorado por un tribunal de forma objetiva. Esto me hace pensar que realmente he conseguido un trabajo de calidad.

Por otro lado, me sentí enormemente agradecida a mis tutores, Fernando Martínez Alzamora, Miguel Ángel Jiménez Bello y Joan Carles Alonso Campos. Obviamente sin su paciencia, constante apoyo y ayuda hubiese sido imposible alcanzar estos resultados yo sola.

Por último, una de las primeras cosas que hice fue contárselo a mi familia y pareja, eso merecía una celebración como mínimo.

P.- ¿Qué opinas acerca del futuro de la I+D+i en España?

R.- Soy de las que opina que el I+D+i es fundamental en el desarrollo de un país, y de las que piensa que no se está invirtiendo suficiente. La cuestión es que tenemos gente perfectamente cualificada y formada en España y la estamos desaprovechando.

Necesitamos que el I+D+i en España se mueva, que haya más inversión pública, más subvenciones, más reconocimiento, más difusión a iniciativas como la de estos premios y que se potencie cualquier tipo de investigación, que tantos beneficios pueden aportar a la sociedad.

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