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El estudio “Multidimensional analysis of groundwater pumping for irrigation purposes: Economic, energy and environmental characterization for PV power plant integration”, centrado en la agricultura que depende hídricamente del riego procedente de los recursos hídricos almacenados en los acuíferos, se abre entre los estudios agronómicos y los estudios puramente energéticos en lo que se puede llamar el ámbito de la “Agroenergía”, habiendo sido seleccionado para su publicación en la Revista Científica “Renewable Energy“ en su número 138 de 2019. La investigación ha sido realizada junto a la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) y ha tratado de abordar un problema de actualidad que atañe directamente a los agricultores y que puede abrir una gran abanico de oportunidades, tanto económicas como ambientales y energéticas.

Tal como explica Álvaro Rubio, a tenor de la situación actual en la que existen un problema con los costes del gasóleo agrícola relativo a los costes de producción de alimentos, especialmente en lo que al bombeo de aguas subterráneas se refiere así como a los hurtos de los equipos diésel, una parte de los agricultores se a “tirado” a instalar fotovoltaica para sus bombeos sin que hubiera una base sólida y estudiada de su cambio. Como dice él: “Tantos kW tiene mi equipo diésel tantos kW tengo que poner de fotovoltaica”. Ante este panorama surge la primera pregunta: ¿Es el sistema más idóneo el cambio directo de Bombeo Directo (sin acumulación) con equipos electrógenos diésel individuales y aislados al Bombeo Solar Fotovoltaico individual y aislado? ¿O existe alguna configuración más ventajosa o más rentable para el agricultor? ¿Quizás en cooperativas o comunidades de regantes? Evidentemente existen más configuraciones o instalaciones, o incluso fuentes energéticas que se pueden aprovechar y que requieren de una investigación en profundidad incluyendo las características propias del cultivo y del acuífero en el que se localice.


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La segunda pregunta nace justo después: ¿Para determinar la configuración idónea, qué factores son los más importantes? Ello difiere según a quién se le pregunte, un agricultor puede preferir una instalación que aunque requiera una inversión alta los gastos anuales sean bajos, sin embargo otros factores son también importantes como la vida útil, el grado de aprovechamiento de la energía y del agua.

Y finalmente aparece otra pregunta: ¿Cuál es el grado de aprovechamiento de la energía?. Según donde se sitúe la instalación fotovoltaica aislada e individual, podría estar generando energía para otros usos desde Septiembre/Octubre hasta nuevamente el inicio de la campaña de riego en Abril/Mayo, eso quiere decir que el aprovechamiento de las instalaciones fotovoltaicas podría incrementarse sobremanera, haciendo mucho más rentable su instalación.



Como se aprecia, en términos generales se trata de un estudio extenso, siendo esta publicación una primera parte de esta investigación. La principal premisa de esta parte es resolver la cuestión sobre cómo analizar de una manera eficaz los resultados relativos a la demanda energética de bombeo con diferentes alternativas.

Esto debe de responder a una metodología que permita ser escalable y al mismo tiempo exportable a otros lugares del mundo. Para contestar a la primera cuestión se ha desarrollado una red neuronal con varios niveles a través del cual se configuran nuevas instalaciones de bombeo de agua subterránea para el bombeo. De esta forma pueden darse soluciones como Sistemas Cooperativos de bombeo combinado Solar-Red, como exponente más interesante.



Una vez se han configurado y estudiado las instalaciones correspondientes se ha pasado al análisis de los índices más importantes que caracterizan cada una de las soluciones de bombeo, respondiendo a la cuestión 2. Para ello se ha analizado desde diferentes puntos de vista: de la inversión económica (tanto en inversión en infraestructura hídrica como de infraestructura energética), gastos anuales (mantenimiento y operación de las instalaciones de riego y energéticas), posibles retribuciones por la energía excedente (solamente en las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la Red Eléctrica), índice de emisiones de CO2 en su vida útil,  y otros criterios que permitirán valorar la idoneidad de la instalación de una manera global.


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La mejor forma de organizar esta información ha resultado ser en gráficas 4D en la que se ordenen las variables que definen la ubicación de la instalación en tres dimensiones  (profundidad del nivel freático, necesidades hídricas del cultivo y superficie agrícola a regar). Siendo la cuarta dimensión (el tamaño y color del punto) la que almacenará la información relativa al coste, a los gastos, a la potencia requerida o a las emisiones de CO2.



Posteriormente,  este estudio realizará una  metodología Multicriteria Decision Making AHP-TOPSIS en la que se tratará de determinar cuál es la alternativa más idónea  y su configuración, así como su tamaño óptimo con los datos obtenidos. Respondiendo así a la cuestión 3.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148119300813

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