EL SECTOR PRIMARI A LES TERRES DE L'EBRE

2.2. Optimització de la capacitat de regulació

Essent Q’’ el cabal subministrat per les bombes de l’estació principal i Qd el requerit en un moment donat per la xarxa de distribució, serà: Qd < Q’’, amb el que: Qd = a · Q’’, "a / 0 < a < 1.

El temps d’omplida dels dipòsits Tl, entrant un cabal Q’’ i sortint Qd, essent Vu el seu volum útil (entre els nivells màxim h2 i mínim h1), serà:

Per al càlcul genèric del temps necessari de buidat de l’embassament es contempla un cas de flux variable d’interès pràctic, que és aquell en el qual el nivell baixa i es demana el temps que tarda en baixar una certa altura. Com sigui que la superfície del dipòsit descendeix molt lentament, l’errada que es comet en aplicar el principi de Bernouilli 1 és menyspreable.

El volum de líquid que surt per l’orifici en el temps dt serà QS · dt que equivaldrà a la reducció de volum de líquid en el dipòsit en el mateix temps S·(- dh), en què S(h) és l’àrea de la superfície del líquid a l’altura h de l’orifici de sortida. Igualant les dues expressions anteriors resulta:

Separant el valor dt i integrant entre ambdós límits: h = h1, "t = 0 i h = h2, "t = t:

Altrament, el cabal que surt per l’orifici de buidat de la bassa és, com se sap:

QS = Cd · S0 ·, d’on:

Cal tenir present que quan es coneix el valor de la funció S = f(h) de l’embassament, la integral definida anterior pot calcular-se analítica o gràficament.

En el cas de que al dipòsit s’hi aporti un cabal (Qe) menor que el que es desguassa per l’orifici de sortida (QS), tindrem (Qe < QS):

-S·dh = (QS – Qe) dt ,

d’on:

Per a que el temps total: T = Tl + TV es minimitzi, s’ha de verificar (T = temps transcorregut entre 2 postes en marxa successives) que:

La minimització d’aquesta funció exigeix com a condició necessària (o de 1er grau) que:

d’on Þ 2a – 1 = 0, o sigui: a = ½ = 0’5.

La condició necessària o de 2on. grau exigeix:

com es volia demostrar.

Així doncs es tracta, efectivament, d’un mínim relatiu o local en el punt de coordenades cartesianes rectangulars:

Amb tot això, el temps total serà:

; d’on també:

El temps transcorregut entre dues posades en marxa successives, serà:

T = Tl + Tv = +=

La representació de la funció anterior en uns eixos de coordenades cartesianes rectangulars (a, T) ofereix simetria respecte de la recta: a = ½, per la qual cosa representa, efectivament, un mínim de T per a aquest valor.

En alguns casos d’omplida inferior de les basses reguladores, si la diferència existent entre els dos valors, superior (h1) i inferior (h2), de la bassa és important en relació amb l’alçada total del bombament, el cabal Q’’ esdevé variable, tot disminuint en augmentar l’alçada manomètrica del bombeig. Per aquesta raó es pot prendre un valor intermedi de Q’’ per tal de determinar el Vu. Altrament, en fixar Vu amb el cabal inicial de bombament, obtenim un volum superior al realment necessari. Serà precís, doncs, si volem afinar quelcom més els càlculs, determinar la corba de velocitats d’omplida, que està influïda per la forma irregular de la bassa, i determinar el seu valor mitjà o promig integral.

En el nostre cas, a la vista de les dades aportades per aquest projecte, seria lògic assignar els següents valors dels paràmetres anteriors:

          T = 95 hores = 5.700 min.
          Q’’ = 2’53 m3/seg. = 151’8 m3/min.

amb la qual cosa, el volum total necessari dels dipòsits reguladors, seria:

En aquestes condicions, es tindria un temps d’omplida (o de funcionament del bombeig) de:

47’5 hores

i també un temps de buidat de:

47’5 hores.

Tot això resulta factible per a una demanda de reg de:

Qd = a ´ Q’’ = 0’5 ´ 151’8 = 75’9 m3/min. = 1’265 m3/seg.

Per a majors demandes, amb el mateix coeficient “a”, s’haurien d’augmentar els cabals de bombament Q’’ sense rebassar, en cap moment, el cabal màxim instantani (2’53 m3/seg.) que compleixi amb les determinacions de la pertinent concessió administrativa atorgada al seu dia per la Confederació Hidrogràfica de l’Ebre (CHE).

Altrament, encara que en instal·lacions com la projectada pugui tenir això molt poca influència, les basses de regulació han de prevenir els retards que es produeixen en la posada a ple règim dels corresponents grups impulsors per tal d’evitar possibles mancances de subministraments de l’aigua de reg. En efecte, tant si l’arrencada dels electromotors és temporitzada per estrella-triangle, per reòstat, per transformador, per volant d’inèrcia, en càrrega amb embragatge hidrodinàmic o bé per mecanisme variador de freqüència, la columna d’aigua de l’elevació posseeix una gran inèrcia i no assoleix la seva velocitat de règim fins després de transcorregut un cert període de temps. I mentrestant, la bassa segueix baixant de nivell i pot arribar a buidar-se totalment.

Si es tracta d’una estació de bombeig amb vàries bombes i uns contactes seriats que determinen la posada en marxa i parada de cadascuna, la distància entre els contactes d’arrencada ha de ser superior a la que determina el volum d’aigua que aixeca la bomba en el seu temps d’arrencada. Endemés, per sota del darrer contacte ha d’existir també un volum d’aigua més gran que el volum bombejat durant un temps igual al que duri la seva arrencada.

En el supòsit de dimensionament anteriorment expressat, amb N = 3 grups motobombes de q = 850 l./seg. de cabal unitari i una unitat de reserva de 100 l./seg., totes les bombes arrencarien simultàniament. Tanmateix serà necessari decalar un cert temps cada grup del següent; el temps adoptat ha d’ésser superior a t i és prudent de prendre un valor 2t com a garantia, per la qual cosa caldrà incrementar el volum necessari fins ara calculat en:

V’u = 2 · N · t · q = 2 x 3 x 20 x 0’85 = 102 m3

en el qual hem suposat que els grups de bombeig triguen t = 20 segons en assolir el seu règim normal de funcionament.

Aquest volum, a la fi, hauria d’ésser incrementat en un marge superior per tal de poder instal·lar una alarma general i un sobreeixidor que actuïn en cas de fallida del sistema d’automatisme de parada, i un resguard inferior per a col·locar un dispositiu de seguretat que aturi totes les màquines en cas que el nivell de l’aigua continuï davallant per sota del contacte de marxa de la darrera bomba o grup impulsor (per ruptura de la xarxa de distribució o bé demanda no prevista). En tal cas, si assignem un temps de 20’’ a cadascun d’aquests resguards, tindrem unes necessitats complementàries de:

V’’u = 20 x 3 x 0’85 = 51 m3

amb la qual cosa es precisarà un volum útil total de les basses a preveure en aquest projecte de:

V = Vu + V’u + V’’u = 216.315 + 102 + 51 = 216.468 m3

que resulta ser només d’un: (216.468/361.100) x 100 » 60% del projectat, o fins i tot quelcom menys considerant una capacitat total de regulació de les basses de 368.248 m3.

Cal tenir en compte que poden reduir-se els volums separadors dels contactes mitjançant dispositius de rellotgeria elèctrics o electrònics que retardin l’arrencada dels electromotors durant uns quants segons. Això evita, d’altra banda, que quan el nivell de l’aigua oscil·la relativament poc, l’onatge produït pel vent pugui posar en marxa un grup que tornaria a parar-se immediatament, en estar la demanda ajustada al nombre de bombes inferior en una unitat.

Al març del 2011 l'empresa pública Regsa començà les obres de construcció de la primera fase d'aquest projecte de regadiu que té concessió d'aigua des del 1927 però que no disposava, com ja hem comentat, de la infraestructura corresponent. L'empresa constructora Comsa i Regsa han signat el conveni que marca l'inici de les obres, uns treballs que haurien d'estar executats en el termini de quinze mesos. Regsa també va treure a concurs una segona fase del projecte de regadiu amb un pressupost de 23 milions d'euros. Concretament, l'obra que s'abordarà consisteix en la construcció del punt de captació al riu Ebre, a l’alçada del barri de Font de Quinto (Campredó-Tortosa), de la canonada d'impulsió i de la primera bassa de reg (després se'n faran tres més), i té un pressupost de 13,6 milions d'euros.

Tot i la retallada pressupostària que el govern de la Generalitat de Catalunya està aplicant a tots els departaments amb motiu de la necessària estabilitat pressupostària derivada de la crisi econòmica d’aquests darrers anys, sembla que aquest gran projecte de regadiu tirarà endavant. En aquest sentit, veiem que el pressupost de la Conselleria d'Agricultura, Ramaderia, Pesca, Alimentació i Medi Natural de la Generalitat per a l’any 2012 és de 501,7 milions d'euros, fet que suposa un increment del 16,7% en comparació dels comptes del mateix Departament per al 2011, que ascendien a 430 milions i que suposaven una retallada del 23,4% respecte a l'any anterior.

Així ho explicà al Parlament el conseller del ram, Josep Maria Pelegrí, que avalà l'"esforç d'austeritat i credibilitat del Govern" per mantenir l'objectiu de dèficit i que Catalunya torni al creixement econòmic, pel que ha sostingut que la Conselleria ha reduït un 22% la despesa corrent. El 70,2% del pressupost es destina directament al sector a través d'ajudes, aportacions a empreses, préstecs i inversions directes en infraestructures, un 7% més respecte a la suma dirigida l'any anterior.

Els comptes mantenen totes les ajudes cofinançades i les incrementa en alguns casos, fet que permet tenir 500 milions de finançament addicionals d'altres administracions, de manera que el Departament té més de 1.000 milions per al 2012, dels quals 852 es dirigeixen directament al sector.

Les darreres dades de què disposem, un cop s’està iniciant l’execució material de les obres i instal·lacions projectades, que suposen lleugeres modificacions en relació a les anteriorment expressades.

2.3. Conclusió

En el present capítol del nostre treball hem aplicat criteris objectius de dimensionament òptim de les basses reguladores de l’aigua al cas concret del projecte de regs de Aldea-Camarles (Baix Ebre), l’execució material de les obres i instal·lacions del qual està previst iniciar-la dintre de l’any 2013.

Succeeix que a certes hores i en moltes èpoques de l’any solament seran necessaris uns cabals menors que els 2’53 m3/seg. del màxim instantani. D’aquí es desprèn la necessitat de construir dipòsits reguladors que puguin servir d’intermediaris entre l’estació de bombeig i les demandes variables de la xarxa de distribució en funció de l’època de l’any, la tipologia dels conreus o la climatologia.

En definitiva, el càlcul de les dimensions òptimes i consegüent volum útil dels dipòsits reguladors pot fer-se tot seguint els mateixos principis ja exposats en aquest treball si ha de servir únicament per al bon govern de l’estació de bombament. D’aquí es dedueix que hi hauria prou amb efectuar una previsió d’emmagatzematge de 216.468 m3 front els 361.100 ó 368.248 m3 projectats, la qual cosa representaria un estalvi econòmic certament important. Nogensmenys, també pot fer-se l’estimació calculant el cabal horari màxim i multiplicant pel número d’hores que desitgem tenir de reserva (s’ha tingut en compte una regulació setmanal i un volum de reserva d’un dia de reg del mes de màximes necessitats hídriques), tot acomplint una altra finalitat perfectament respectable que sembla ser la que s’ha considerat en el projecte definitiu; en aquest segon cas, la canonada d’alimentació dels grups d’impulsió fins als dipòsits reguladors (si més no fins al primer d’ells) hauria de tenir el mateix calibre en tot el seu recorregut (Æ 1.800 mm. en ASH per a un cabal de 2’53 m3/seg. o bé Æ 1.600 mm. en PRFV per a un cabal de 2’26 m3/seg.).