Adaptación de una metodología para la selección de los componentes de un sistema de extracción de agua subterránea alimentado con energía solar.

Abstract

La finca Rosa Blanca, ubicada en el Municipio de Bosconia, es una finca dedicada a la cría, venta y producción de leche de ganado bovino. Debido a las condiciones geográficas en la zona, se presentan largas temporadas de sequía generando escasez de agua para múltiples tareas. Actualmente, existe un sistema de extracción de agua subterránea en un pozo de 25 metros que recolecta 15.000 litros diarios que no son suficientes para todas las actividades de la finca. Ante esta situación, hemos realizado la selección de un nuevo sistema que funcione con fuentes renovables de energía como la solar y que sea a mayor profundidad para la obtención de un flujo de agua que permita suplir las necesidades de la finca. La selección del diseño se hizo primeramente con el análisis morfológico de los componentes del sistema, luego, se crearon distintos diseños y por medio de criterios de evaluación se implementó la matriz Pugh y el método AHP, herramientas cuantitativas que permiten la toma de decisiones entre distintos elementos. Ambos métodos dieron como resultado el diseño de un sistema de paneles monocristalinos, que acciona y controla por medio de un inversor solar a una bomba tipo lapicero, que extrae el flujo de agua de un pozo de más de 70 metros de profundidad con una manguera que deposita en un tanque de geomembrana de 40.000 litros de capacidad para uso de los trabajadores, dueños de la finca, abrevadero del ganado y riego de cultivo de maíz. Durante el desarrollo encontramos algunas limitantes como crear diseños sin almacenamiento de energía por su alto costo y también la facilidad de obtener información de la finca al estar en otro municipio. Sin embargo, también debemos resaltar que la implementación de este proyecto generaría una disminución en costos de producción en la finca y también la reducción de huella de carbono con el uso de energías renovables.

The Rosa Blanca farm, located in the municipality of Bosconia, is dedicated to raising, selling, and producing milk from cattle. Due to the geographic conditions in the area, there are long periods of drought that generate water shortages for multiple tasks. Currently, there is a subway water extraction system in a 25-meter well that collects 15,000 liters per day, which is not enough for all the farm's activities. In view of this situation, we have made the selection of a new system that works with renewable energy sources such as solar energy and at a greater depth to obtain a flow of water to meet the needs of the farm. The selection of the design was made first with the morphological analysis of the components of the system, then, different designs were created and by means of evaluation criteria the Pugh matrix and the AHP method were implemented, quantitative tools that allow the decision making between different elements. Both methods resulted in the design of a monocrystalline panel system, which drives and controls through a solar inverter to a pen-type pump, which extracts the water flow from a well more than 70 meters deep with a hose that deposits in a geomembrane tank of 40,000 liters capacity for use by workers, owners of the farm, livestock watering and irrigation of corn crop. During the development we found some limitations such as creating designs without energy storage due to its high cost and also the ease of obtaining information from the farm being in another municipality. However, we must also highlight that the implementation of this project would generate a decrease in production costs on the farm and also the reduction of carbon footprint with the use of renewable energy.