Resumen
El riego desempeña un papel vital en la agricultura productiva y sostenible. En el contexto actual, está determinado no solo por la disponibilidad de agua, sino también por la gestión eficiente de los recursos. Varios autores han intentado medir el desempeño de las redes de riego a través de diversos enfoques en términos de indicadores técnicos. En aras de impulsar el desarrollo sostenible en el dimensionamiento en redes de riego presurizadas, se evaluaron modelos de diferentes autores para discutir las ventajas y desventajas a considerar en futuras metodologías, garantizando la operación óptima de la red y mejorando la sostenibilidad.
Para el desarrollo de dicha metodología, el paso inicial será la realización de una revisión del estado del arte de los métodos de diseño de redes. Una vez establecida la metodología se desarrollará la auditoría de diseño a través de la asignación de indicadores para diseño y gestión cuantificando su impacto en términos energéticos y de sostenibilidad. Por último, se aplicará a casos reales y ser integrará como parte de una herramienta para la mejora energética en sistemas de distribución.
En esta tesis se presenta el desarrollo de una metodología integral para el diseño y análisis de redes de riego presurizadas, centrada en la optimización de la distribución de caudales y en la mejora de los indicadores de sostenibilidad técnica, económica y ambiental. La investigación se divide en varias etapas clave que abarcan desde la revisión del estado del arte hasta la aplicación práctica de la metodología desarrollada.
(i) Contextualización: Primero, se realizó una revisión exhaustiva del estado del arte de los métodos existentes de diseño y análisis de redes de riego. Este análisis permitió identificar las limitaciones y áreas de mejora en las metodologías actuales, sentando las bases para el desarrollo de un modelo analítico avanzado.
(ii) Desarrollo metodológico: En la segunda etapa, se estableció una metodología para desarrollar un modelo analítico capaz de evaluar y optimizar la distribución de caudales en las redes de riego. Paralelamente, se desarrolló una auditoría de diseño que utiliza indicadores específicos de diseño y gestión para evaluar el impacto en términos de eficiencia energética y sostenibilidad. Esta metodología fue validada mediante pruebas iniciales que demostraron su robustez y adaptabilidad.
(iii) Aplicación a casos de estudio: En la etapa final, la metodología desarrollada fue aplicada a casos reales utilizando datos experimentales, lo que permitió comprobar su efectividad en situaciones prácticas. Además, se desarrolló una herramienta práctica basada en esta metodología, diseñada para facilitar la mejora energética de los sistemas de distribución de riego.
Los resultados obtenidos a lo largo de esta investigación fueron publicados en 3 publicaciones en revistas indexadas en JCR.
Los resultados de la contextualización se presentan en la Publicación I, sentando las bases para los siguientes pasos y el proceso de investigación.
El desarrollo de la metodología correspondió a la Publicación II y estuvo compuesta de dos pasos paralelos. El primer paso fue establecer una metodología de desarrollo de modelos analíticos para evaluar las distribuciones de caudal. Se empleó un enfoque multicriterio, incorporando varios factores técnicos y ambientales para asegurar un diseño sostenible. El segundo paso consistió en la implementación de una auditoría de diseño, asignando indicadores de energía y sostenibilidad para medir el impacto de las decisiones de diseño.
La Publicación II y la Publicación III contenían los resultados para las aplicaciones prácticas. El desarrollo metodológico se aplicó al estudio de caso y sus resultados se incluyeron en la Publicación II. Luego, en la Publicación III, se desarrolló una herramienta para la mejora energética en los sistemas de distribución y se aplicó a los estudios de caso, aumentando así la eficiencia y la sostenibilidad en el caso de estudio.
Palabras clave
Hydraulic networks; Water distribution systems; Forecasting; Water demand; Irrigation networks; Water management; Sustainability; Optimal pipe sizing; Theoretical distribution curve; Hydraulic regulation; Electronic regulation; Pump working as turbine; Redes hidráulicas; Sistemas de abastecimiento de agua; Estimación de la demanda de agua; Redes de riego; Manejo del agua; Sostenibilidad; Dimensionado de tuberías óptimo; Curva de distribución teórica; Regulación hidráulica; Bombas operando como turbina
