Parece que hay buenos augurios en el reto de unir en feliz enlace al sol y al agua. Para que en el futuro, el sol sea el desinteresado compañero de fatigas del agua y se una a ella para ayudarla a aflorar a la superficie  y llegar a quien la necesite usar,  con la máxima eficiencia y el mínimo coste posible. Para resolver carencias de agua a base de bombeos con energía solar. ¿Tiene futuro el “bombeo solar” en pozos que alumbren el recurso indispensable para la vida al coste más asequible posible para sus usuarios?  Veamos el estado de la cuestión.

El hecho de tener una bomba y energía para hacerla funcionar no es suficiente para garantizar la disponibilidad de agua, pero sí su opuesto: sin bombas ni energía, no hay agua en cantidades suficientes ni en lugares lejanos de la captación, porque no solo hay que derivar, en el caso de las aguas superficiales, sino que hay que transportar, almacenar y distribuir. Si de lo que se trata es de alumbrar aguas subterráneas o marinas, las bombas adquieren todo el protagonismo.

Como ya escribimos aquí no hace mucho: “La realidad es que la demanda mundial de agua aumentará en las próximas décadas por el incremento de usuarios, por su mejor nivel medio de vida  y por ese mal reparto (que depende de muchos factores), que hace que todos tiendan a trasladarse a la ciudad. Se necesitarán más alimentos y una generación mayor de energía para llegar al desiderátum de poder beber un agua inerte y remineralizada a satisfacción, de regar con aguas regeneradas y de reutilizar cada vez más. O sea, cada vez más agua y más cara. Porque el empleo de nuevas tecnologías mejorará la situación, pero encarecerá el coste del recibo. La tecnología tiene su precio y dispondremos de un agua más costosa (que no cara), que habrá que pagar a su justo precio” 

Reiteramos siempre que cada vez somos más personas en el mundo y cada vez los recursos están más contaminados. Además, en los países “ricos” las legislaciones endurecen las exigencias de calidad para que un agua sea declarada potable. Todo ello obliga a gastar ingentes cantidades de dinero en la energía necesaria para disponer de agua en un lugar concreto, para que esa agua sea de calidad, para que retorne al medio en condiciones y para “fabricarla” si viene del mar o se regenera.

Por eso, tanto los gestores del agua, como los medios de comunicación, los políticos locales o mundiales, o el conjunto de los ciudadanos, aumentan su grado de  preocupación por resolver estos aspectos de la manera más eficaz y menos onerosa posible. El desarrollo sostenible obliga a hacerlo y para ello no hay más remedio que controlar los costos operativos.

En países en vías desarrollo o sin ni siquiera haber iniciado estas vías, el agua subterránea es en muchas ocasiones la única posibilidad de abastecer con garantías a poblaciones dispersas, con escasas o nulas posibilidades económicas y que dependen del agua para no fenecer o para no dejar sus hogares para incrementar la legión de los condenados a la inmigración

Depender del petróleo para extraer agua, no parece tener futuro, pues el gas-oil cada vez es más caro y además es contaminante. Surge la opción de que el agua cambie de pareja y sustituya el petróleo por sol para obtener de esa unión un recurso, natural, cercano, limpio y barato, que no solo proporciona abastece e higieniza, sino que además permite regar tierras yermas, conseguir alimentos para garantizar la propia subsistencia y ganancias mediante la venta de los excedentes de cultivo.

Los milagros solo se producen en circunstancias muy especiales y adoptar universalmente estas técnicas de la noche a la mañana, no ha sido una de ellas. Se va poco a poco, trabajando mucho en el desarrollo de la tecnología fotovoltaica para aumentar rendimientos y reducir costes, tanto en inversión inicial como en operación y mantenimiento. Cada vez hay más inversiones estatales en programas planificados o inversiones directas procedentes de lo que recaudan las ONG’s para dotar exclusivamente de esta tecnología a muchos pozos o para combinar la tecnología solar con la energía eléctrica producida por grupos electrógenos alimentados con gas-oil

Así, obtenemos “agua solar » a través de paneles fotovoltaicos que producen la electricidad que alimenta la bomba, en zonas rurales aisladas donde no llegan las redes eléctricas. Solo se disponen de unas 6 horas diarias de sol aprovechable, con la punta de intensidad a mediodía (hora solar), momento en el que pueden generarse alrededor de 900 W/m², cayendo paulatinamente hasta los 400 a las 16h y acabando la jornada solar productiva a las 17h. Con estos caudales de luz, que generan las potencias citadas, teniendo en cuenta que la luz solar se mide en kWh / m², en un país centroafricano se pueden generar valores diarios de entre 4 y 7  kWh / m² / día, dependiendo de la estación seca o húmeda, mientras que en la Europa del sur se reducirían a una horquilla entre 5,5 y 4,5  kWh /m² /día  respectivamente

Solo se necesita un generador de módulos fotovoltaicos, interconectados eléctricamente generar corriente continua, una unidad de acondicionamiento de potencia, una bomba eléctrica sumergible, el cableado eléctrico, que lleva la energía del al motor, la canalización de transporte al depósito de potabilización y una red de distribución que lleve el agua a sus puntos de destino.

La pregunta clave es si esta energía es fiable y potente. Para poder comparar, comencemos por recordar que la unidad de medida de la potencia eléctrica máxima de un panel solar en condiciones óptimas de luz solar y temperatura) es el pico de vatios (Wp), mientras que la eficiencia de un panel solar es la relación entre la energía que recibe y la que produce.

Veamos lo positivo: en la última década los costes de la energía solar se han reducido en todo el mundo de manera importante, ya que si hace 15 años la energía solar costaba entre 4,5 y 5 €/m³ a los que había que sumar 1,5 € para cableado y soportes de módulos, hace cinco años ya se pueden colocar paneles en África por menos de 2 €/Wp/m².

Remontado este obstáculo, ocupémonos de algo menos sencillo por poco rentable, el almacenamiento de energía. Si se pudiera guardar energía de los días con mucha luz para usarla cuando se necesite, tendríamos una situación parecida a la del agua y los embalses. Pero no hay más “embalse” para la electricidad que las baterías, que existen obviamente, pero que no son aplicables en estos aspectos, ya que la tecnología de fabricación es cara, duran menos de 5 años y su fragilidad es manifiesta. Por eso se opta por la solución híbrida de solar y térmica, cuyo coste es el doble del solar pero la mitad que el térmico. Por eso se suele utilizar dos terceras partes de energía solar y una de térmica para disponer de agua al mejor precio posible, que en África asciende a 0,18 €/m³, por lo que existen experiencias que demuestran que con una producción anual de alrededor de 80.000 m³ / año, el ahorro logrado es unos 20.000 €

Si se decide adoptar esta solución, ya solo queda instalar las placas solares que deben limpiarse cada semana y vigilar de cerca los elementos que garantizan la conectividad pues en países de clima cálido, son muy sensibles.

Respecto al mantenimiento del resto de la instalación, los inversores solares fotovoltaicos, que transforman la corriente continua que genera la instalación solar en corriente alterna 220v 50Hz eran la parte más frágil del dispositivo de energía solar. Por lo general, se reemplazan después de 5 a 10 años de uso.

Ahora, las nuevas bombas de corriente continua eliminan este problema. Estas bombas se diferencian de las sumergibles clásicas en que se gradúan según la cantidad de energía que están recibiendo de los paneles en cada momento. Cuando llegan los primeros rayos del día, la bomba empezará a funcionar suave, incrementando su potencia hasta llegar al máximo funcionamiento durante las horas del mediodía, que coincidirá a cuando las placas solares generen más energía eléctrica.

Estas bombas, al arrancar de forma progresiva y suave, tienen un desgaste de piezas menor que las bombas normales. Se acabaron los inversores y llegaron los controladores, mucho más simples y más confiables electrónicamente, para llevar la corriente producida por el panel a  la bomba.

Por todo lo explicado, parece que el matrimonio entre la energía solar y el agua será duradero y fructífero. La economía siempre es la base del buen gobierno del hogar y en este caso, en ausencia de gastos derivados del combustible, los únicos gastos que hay que satisfacer para el mantenimiento de la instalación son los derivados del trabajo del operador, consistentes en gastos de personal que supervise el mantenimiento y que venda el agua en destino, los gastos de los equipos de control y administración. Y hay que tener en cuenta que un inversor, si la bomba no es moderna, tiene una vida promedio de aproximadamente siete años; una bomba de 10 años y los paneles solares de 25-30 años.

La buena noticia es que parece factible utilizar la energía solar para bombear volúmenes de agua relativamente pequeños destinados a cubrir las necesidades ganaderas y para uso doméstico o riego de los huertos de los usuarios. Y usar otra alternativa para el riego de mayores superficies que necesitan grandes caudales para los cultivos, porque las bombas solares son económicamente factibles para el riego agrícola cuando se requiere poca cantidad de agua y la elevación de bombeo es pequeña, es decir para el riego por goteo que necesita menos agua que otros tipos de riego.

Y esta alternativa no es otra que instalar un sistema de bombeo eólico, que es una alternativa a las prácticas convencionales que usan combustibles fósiles, más económica y eficiente

Generadores eólicos, que pueden regar hasta 1 ha por goteo y para superficies y caudales más grandes, combinación de paneles  y viento. El futuro del agua pasa por lo solar fotovoltaico.

Lorenzo Correa

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