Resumen de Gestión sostenible de redes de riego a presión mediante la mejora de la eficiencia en el uso de los recursos agua y energía
La agricultura de regadío ha sufrido una importante expansión en las últimas décadas, incrementándose así los requerimientos de un recurso natural y esencial para el desarrollo de la actividad, como es el agua. Este recurso es cada vez más preciado y la competencia en los diferentes sectores económicos por su uso tiende a ser más intensa. Esta competencia agudiza la necesidad de someter a los regadíos, principalmente en zonas áridas y semiáridas, a un proceso de modernización que mediante la mejora de su nivel tecnológico asegure su sostenibilidad y la del sector agrario en su conjunto. El Gobierno español ha aprobado varios planes para la mejora del regadío, Plan Nacional de Regadíos (PNR) horizonte 2005 y PNR horizonte 2008 que consistió principalmente en la creación de redes a presión en las zonas regables y la incorporación de nuevas tecnologías de automatización para mejorar su gestión. Dichos planes ha conseguido mejorar la eficiencia en el uso del agua, sin embargo las nuevas redes a presión requieren elevados consumos de energía. Los costes energéticos que debe soportar el sector han crecido bruscamente tras la modernización, siendo agravados por el incremento exponencial del precio unitario de la energía, comprometiendo la rentabilidad del sector. En aras de la sostenibilidad y en un contexto de cambio climático, donde además de disminuir los recursos hídricos se han incrementado las emisiones de gases de efecto invernadero, causados directa o indirectamente por la combustión de recursos no renovables, surge la necesidad de mejorar la eficiencia del uso de ambos recursos.
Este documento consta de siete apartados. El primero de ellos proporciona una introducción y define el marco en el que se desarrolla la tesis doctoral. Los objetivos específicos para alcanzar el objetivo principal de mejorar la gestión sostenible de los recursos agua y energía en redes de riego a presión, son fijados en el apartado 2. Los estudios realizados para la consecución de los objetivos propuestos están desarrollados en los apartados 3, 4, 5 y 6 y corresponden con publicaciones íntegras en revistas científicas incluidas en la base de datos del Science Citation Index (SCI). El apartado 3 contiene un primer estudio en el que se caracteriza el uso del agua y la energía en la zona regable de Fuente Palmera. Con este fin, se aplicó el protocolo de auditorías energéticas, propuesto por el IDAE, concluyendo que es una comunidad de regantes catalogada como gran consumidora energética. Se desarrolló y evaluó el impacto de implementar la organización del riego en turnos como medida de mejora, obteniendo como resultado un ahorro potencial de energía del 12 %. En el apartado 4 se diseña, desarrolla y optimiza el modelo WEBSO, que determinar un calendario de sectorización óptima de una zona regable. La metodología fue aplicada a dos zonas regables de Andalucía, Fuente Palmera y El Villar, evaluando los ahorros potenciales de energía cuando se cubren las necesidades teóricas de los cultivos (8 % y 5 % respectivamente) y cuando se consideran las prácticas locales de riego deficitario (27 % y 9 % respectivamente). Este estudio confirma la necesidad de optimizar conjuntamente la eficiencia en el uso del agua y la energía. En el apartado 5 se propone una metodología para mejorar el patrón de riego de una zona regable mediante optimización multiobjetivo, considerando criterios ambientales y económicos. La metodología fue aplicada a un sector de la comunidad de regantes Bembézar Margen Derecho permitiendo identificar su patrón de riego óptimo, que no solo incrementa el beneficio actual de la zona de estudio en un 14.56 % sino que reduce la huella de carbono generada por el consumo energético del bombeo en 8.56 %. Esta metodología pone de manifiesto la relación en la agricultura de regadío entre agua, energía, medio ambiente y productividad de los cultivos. La viabilidad de incorporar energías renovables en el regadío es abordada en el apartado 6. En este estudio se aplicó a la comunidad de regantes de Bembézar Margen Izquierda. El modelo WEBSO, desarrollado en el apartado 4, es aplicado a esta zona regable obteniendo ahorros potenciales de energía del 30.8 %. Además, se estudia la viabilidad técnica y económica de instalar un sistema fotovoltaico en la estación de bombeo. Los resultado obtenidos muestra que es posible una mejora ambiental (la huella de carbono es reducida un 70.5 %) y económica (reducción de costes energéticos en un 77.7 %) en la zona regable mediante la instalación de un sistema fotovoltaico de 2.15 MW amortizable en 8 años. En el apartado 7, se recogen las conclusiones generales de esta tesis doctoral y se aportan unas recomendaciones para las investigaciones futuras en el ámbito de la gestión sostenible de las redes de riego.
Esta tesis doctoral pone de manifiesto que es posible mejorar la gestión de las zonas regables desde un punto de vista sostenible. El conocimiento profundo del uso real del agua y la energía en una zona regable permite identificar sus debilidades y consecuentemente, diseñar, desarrollar, evaluar y optimizar medidas de mejora específicas. La relevancia de los estudios que conforman esta tesis radica en la optimización alcanzada de los recursos agua y energía en el regadío mediante la aportación de modelos que permiten además de maximizar el beneficio del agricultor, como objetivo principal de cualquier actividad económica, mitigar el impacto ambiental de la actividad, mediante reducciones de emisiones de gases de efecto invernadero y la conservación de recursos naturales para generaciones futuras.
