Evaluación del consumo energético de las máquinas de pivote central eléctrica

 López S. M.,  Mujica C. A.,  Brown M. O. y Castellano C. L. Evaluación del consumo energético de las máquinas de pivote central eléctrica en la empresa cultivos varios la Cuba,  provincia Ciego de Ávila.

Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias  V. 21 no.4 San José de las Lajas oct.-dic. 2012, Cuba. 

Se determina el consumo de energía eléctrica en las máquinas de pivote mediante  las variaciones del punto de operación entre las curvas características de las bombas y la curva de la conducción, para conocer la influencia del mismo respecto al consumo de energía y a partir de este, proponer indicadores energéticos de producción. Se consideraron las campañas de riego del año 2006 hasta el 2011 en 5 máquinas de pivote y 5 cultivos. Los resultados mostraron que los niveles freáticos oscilaron entre 3 a 10 metros variando el punto de funcionamiento de la bomba de 5 a un 10 % del caudal de diseño. Existió un sobre consumo de energía eléctrica con una baja productividad del cultivo, producto a un mal manejo y operación de los sistemas de riego en algunos años.  También existe un elevado consumo de energía eléctrica no asociada directamente al proceso de producción con 5629 Kwh., debido a las pérdidas de agua en las torres, juntas y aspersores.

  MÉTODOS

La investigación se realizó en la Empresa de Cultivos Varios “La Cuba” donde se encuentran ubicadas las 5 máquinas de pivote central eléctricas. La zona pertenece al sector hidrológico CA-1-8 de la cuenca norte en la provincia de Ciego de Ávila. Las máquinas pivote central analizadas son: Finca Corrales, Finca Marichal, La Piña, La Naranja, Lango López. Las características hidráulicas de esta tecnología son: caudales de 48–75 L/s, presiones 32–51 m.c.a, modelo de las bombas Caprari, potencia instalada de la bomba (34–104 Kw.).

 Los cultivos más significativos que fueron regados durante el período de estudio comprendido desde el año el 2006 al 2011 fue el cultivo de la papa, fríjol, maíz, boniato, guayaba.  El análisis del comportamiento mensual de los niveles estáticos de los pozos se tomó de los sondeos realizados por la Empresa Provincial de Aprovechamiento de los Recursos Hidráulicos de Ciego de Ávila.

El procedimiento utilizado para determinar el consumo de agua y energía en las máquinas pivotes central, se baso en las características hidráulicas y de operación del sistema de riego considerando como variables, el volumen de agua a extraer por cultivo, las variaciones de nivel del agua en el sector y la potencia de la bomba según las variaciones en el punto de funcionamiento.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La investigación reflejó que la variación del punto óptimo de funcionamiento de la bomba osciló en las 5 máquinas entre un 5 y 10% del caudal de diseño de la bomba, provocando una disminución de la potencia de la bomba cuando existieron descensos del nivel estático y aumento de la potencia de la bomba cuando existió un aumento brusco del nivel estático del agua en el pozo. Traduciéndose estos cambios de caudales en variaciones en la norma de agua aplicada al cultivo y cambios en el consumo energético del sistema dicho comportamiento se coincide con (Tarjuelo, 2007).

El agua es unos de los elementos fundamentales en las plantas para incrementar sus producciones y rendimientos, pero un mal manejo del sistema de riego provoca disminución en el rendimiento,  existen anomalías en los años 2006, 2007 y 2009 producto a un elevado consumo de agua, traduciéndose la misma en una sobre explotación del acuífero que provoca un aumento de la energía eléctrica, existiendo una proporcionalidad a mediados del año 2009.

La correlación entre el consumo de energía eléctrica en función de los rendimientos de los cultivos en los sistemas de riego tiene un coeficiente de determinación R2 = 0,8604 mediante una ecuación lineal con un elevado consumo de energía no asociado directamente a nivel de producción de 5629 Kwh. producto del trabajo en vacío y pérdidas de agua en las torres, uniones, juntas y aspersores.  Aun persisten máquinas de pivote central con bajos rendimiento de cultivos y elevados índice de consumo.

Luego de un análisis energético general para las 5 máquinas de pivote central se definen cinco indicadores energéticos de la producción que son los siguientes: consumo de agua por tonelada producida m3/t; consumo de energía por metros cúbicos de agua (Kwh./m3); consumo de energía por unidad de área (Kwh./ha); consumo de energía por toneladas producidas (Kwh./t); consumo de combustible por unidad de área (L/ha). Se debe destacar que la altura manométrica oscilo entre 53-73 metros e influyen en los indicadores energéticos. Los resultados expuestos anteriormente concuerdan con los obtenidos por Blanco y Piña (2005); Pérez et al. (2009) y Camacho et al. (2010).

CONCLUSIONES

Los niveles freáticos en el sector hidrogeológicos de la Empresa La Cuba oscilaron entre los 3 a 10 metros variando el punto de funcionamiento de la bomba de 5 a un 10% del caudal de diseño.

Existió un sobre consumo de energía eléctrica con una baja productividad del cultivo producto a un mal manejo y operación de los sistemas de riego en los años 2006, 2007 y 2009.  Existe un elevado consumo de energía eléctrica no asociada directamente al nivel de producción de 5 629 Kwh. debido a las pérdidas de agua en las torres, juntas, bajantes y aspersores.

Se deducen 5 nuevos indicadores energéticos de producción para los cultivos analizados en maquinas de pivote central eléctrica.

http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S2071-00542012000400007&script=sci_arttext

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