Millones de granjas, ranchos y fincas estadounidenses tienen al lado una fuente de agua que rara vez utilizan: un estanque de la granja, un arroyo al fondo del campo, una zanja de riego, un depósito para ganado o una excavación. El problema no suele ser el agua, sino llevarla cuesta arriba y a través del campo hasta los cultivos, a menudo a cientos de pies del poste eléctrico más cercano.
Una bomba solar de superficie resuelve ese problema. Se instala en tierra seca junto al agua, la eleva mediante una manguera de succión corta y la impulsa hacia líneas de goteo, aspersores, un invernadero o un depósito de almacenamiento, todo alimentado por unos pocos paneles. No hay que transportar combustible, arrancar ningún generador ni pagar una factura eléctrica mensual.
Este artículo explica cómo funcionan las bombas solares de superficie, cuándo elegir una en lugar de una sumergible, dónde funcionan mejor en las granjas y jardines de EE. UU., cómo instalarlas y qué normas sobre el agua comprobar antes de empezar a bombear.
Cómo funciona un sistema de bomba solar de superficie
Un sistema de bomba solar de superficie consta de solo unas pocas piezas, y la bomba en sí nunca se sumerge en el agua:
Conjunto solar → Controlador de la bomba → Bomba de superficie (alimentada por una toma de agua flotante) → Filtro → Líneas de goteo o depósito
Los paneles solares alimentan un controlador que hace funcionar la bomba a la velocidad que permita la luz del sol. La bomba se instala en la orilla y aspira el agua mediante una manguera de succión conectada a una toma de agua flotante equipada con un filtro y una válvula de pie. A continuación, impulsa el agua a través de un filtro hacia líneas de goteo, aspersores, un invernadero o un depósito de almacenamiento. Las bombas de superficie tienen mayor capacidad de impulsión: pueden transportar el agua a grandes distancias y cuesta arriba, siempre que la parte de succión se mantenga corta.
¿Bomba de superficie o sumergible?
La pregunta decisiva es a qué distancia por debajo de la bomba se encuentra el agua. Una bomba de superficie funciona mediante succión, y la presión atmosférica solo puede elevar el agua hasta cierta altura. En la práctica, mantenga la bomba a unos 20 pies de la superficie del agua; cuanto más cerca, mejor, especialmente a mayor altitud, donde el aire menos denso reduce la succión.
| Bomba solar de superficie / de transferencia | Bomba solar sumergible | |
|---|---|---|
| Dónde se instala | En tierra seca junto al agua | Bajo el agua, en un pozo, una cisterna o un estanque |
| Mejor fuente de agua | Estanques, arroyos, zanjas, excavaciones, depósitos, cisternas | Pozos perforados y pozos profundos |
| Elevación vertical desde la fuente | Limitada por la succión (mantener a unos 20 pies) | Cientos de pies |
| Potencia | Alto caudal, impulsa el agua a grandes distancias y cuesta arriba | Eleva el agua desde la profundidad |
| Acceso para mantenimiento | Fácil; todo está por encima del suelo | Hay que sacar la bomba del pozo |
| Tarea principal de instalación | Cebarla y mantener la línea de succión hermética | Bajar la bomba y cablear el pozo |
Si su agua está en un pozo perforado, elija una sumergible. Si está en un estanque, arroyo, zanja o depósito junto al que pueda ponerse de pie, una bomba de superficie suele ser más sencilla, barata y fácil de mantener. Algunas granjas utilizan ambas: una sumergible llena un depósito y una bomba de superficie impulsa el agua desde el depósito hasta el campo.
Dónde compensa usar bombas solares de superficie
Cultivos de verduras e invernaderos de túneles altos
Un estanque de la granja combinado con una bomba solar y una cisterna elevada puede suministrar riego por goteo para verduras e invernaderos de túneles altos. En un proyecto financiado por la USDA SARE en la región del centro-norte, un agricultor excavó una zanja de 110 pies cuesta arriba desde el estanque hasta una cisterna; tras la instalación, todo el riego de la granja se suministró desde el estanque, con solo una pequeña bomba de refuerzo todavía conectada a la red eléctrica (Proyecto SARE FNC05-557).
Huertos frutales y cultivos de campo
En Wisconsin, el huerto The Little Farmer planeó un gran estanque con bombas y aireadores alimentados por energía solar para proteger sus manzanas y calabazas de la sequía, con subvenciones de la USDA y del estado (UW Extension). A mayor escala, una granja de Kansas utiliza un estanque de 22 acres y una bomba montada sobre una balsa para alimentar un sistema de riego por goteo subterráneo alimentado por energía solar para el cultivo de maíz (Farm Talk).
Pastos y ganado
Un ranchero de Tennessee utilizó una bomba sumergible solar para elevar agua de un manantial a un depósito de 1.000 galones y, después, una bomba solar de superficie para presurizar una tubería que alimentaba 21 puntos de agua con conexión rápida para el pastoreo rotacional. El NRCS reembolsó el 75 % del coste.
Huertos urbanos, fincas y invernaderos
Los pequeños agricultores que disponen de un arroyo, estanque o cisterna de lluvia pueden utilizar cinta de goteo, mangueras de riego por inmersión o microaspersores directamente con una pequeña bomba solar de transferencia. Las bombas de corriente continua sin escobillas son lo bastante silenciosas como para funcionar junto a un invernadero o una casa.
Por qué solar: los especialistas de extensión señalan que el bombeo remoto merece la pena cuando la red eléctrica está a más de media milla de distancia, ya que la ampliación de las líneas puede costar entre 10.000 y 50.000 dólares o más por milla (NCAT ATTRA).
Instalación: consejos prácticos
- Mida la altura manométrica total. Suma la altura de succión (la bomba por encima de la superficie del agua), la elevación desde la bomba hasta el punto de entrega más alto y las pérdidas por fricción en la tubería. Los sistemas de goteo también necesitan entre 10 y 30 psi en los emisores, y cada 1 psi equivale a unos 2,3 pies de altura manométrica.
- Mantenga la parte de succión corta y hermética. Instale la bomba lo más cerca posible del agua y a la menor altura práctica. Utilice una manguera de succión rígida o reforzada que tenga al menos el ancho de la entrada de la bomba y selle cada unión, ya que una pequeña fuga de aire puede impedir que una bomba de superficie se ceba.
- Instale una válvula de pie y un filtro. Una válvula de retención (de pie) al final de la toma mantiene la línea llena de agua entre ciclos de bombeo, y un filtro evita que entren hojas, caracoles y peces.
- Flote la toma de agua. En un estanque o arroyo, cuelgue la toma de un flotador a 1 o 2 pies por debajo de la superficie. Así se evita aspirar el limo del fondo y se obtiene el agua más limpia y cálida.
- Filtre antes del goteo. El agua de superficie contiene algas y sedimentos. Una malla o un filtro de discos antes de las líneas de goteo evita que los emisores se obstruyan.
- Utilice un depósito para mayor flexibilidad. Bombear a un depósito elevado le permite regar según sus propios horarios, por gravedad o con una pequeña bomba de refuerzo, y suaviza los efectos de los días nublados.
- Automatice con un interruptor de flotador. La mayoría de los controladores de bombas solares admiten un interruptor de flotador, por lo que la bomba se detiene cuando el depósito está lleno y se reinicia cuando el nivel baja.
- Protéjalo para el invierno. En climas con heladas, vacíe la bomba, la línea de succión y la tubería aérea antes de la primera helada intensa, o meta la bomba en el interior. Los paneles no necesitan preparación para el invierno.
Compruebe las normas sobre el agua antes de empezar a bombear
Tener agua en su terreno o junto a él no siempre significa que pueda bombearla. La legislación estadounidense sobre el agua varía mucho según el estado.
- Estados del Oeste generalmente siguen el principio de la apropiación previa («el primero en el tiempo, el primero en derecho»). Bombear agua de un arroyo o río para riego suele requerir un derecho de agua o un permiso de la agencia estatal del agua, y los usuarios más recientes pueden verse privados de agua en años secos.
- Estados del Este siguen principalmente los derechos riparios, que permiten a los propietarios de terrenos junto a un arroyo hacer un uso razonable de él, aunque muchos estados ahora exigen un registro o permisos para superar determinados volúmenes de extracción.
- Estanques alimentados únicamente por la lluvia en su propio terreno suelen ser el caso más sencillo, pero un estanque en un arroyo, o uno alimentado por un manantial, puede estar sujeto a las mismas normas que el arroyo.
- Mallas para peces son obligatorias en muchas tomas de agua de arroyos, especialmente en el noroeste del Pacífico y California, donde hay salmón y trucha steelhead. La ley de Idaho, por ejemplo, prohíbe extraer agua de un arroyo sin una malla adecuada que impida el paso de los peces (Departamento de Recursos Hídricos de Idaho), y a los regantes de Washington se les ha prohibido bombear hasta que sus extensiones de toma de agua contaran con mallas aprobadas (Northwest News Network).
Antes de comprar, llame a la agencia estatal de recursos hídricos y a su oficina local del NRCS o del distrito de conservación. El NRCS también puede ayudar con la subvención de costes de proyectos de riego y bombeo que cumplan los requisitos.
Kits recomendados de bombas solares de transferencia RockSolar
Cada kit a continuación combina una bomba de transferencia de superficie de corriente continua sin escobillas y su controlador con paneles solares bifaciales de 445 W. Funcionan automáticamente desde el amanecer hasta el atardecer, admiten un interruptor de flotador o de presión para llenar el depósito e incluyen protección contra el funcionamiento en seco. El caudal máximo y la altura máxima son valores independientes: una bomba ofrece su caudal máximo a baja altura y menos a medida que esta aumenta.
| Kit | Caudal máx. | Altura máx. | Paneles solares | Desde | Ideal para |
|---|---|---|---|---|---|
| Kit de bomba de transferencia de 0,4 HP y 20–40 V | 8,8 GPM | 98 pies | 1 × 445 W | $649.99 | Jardines, estanques pequeños, llenar una cisterna |
| Kit de bomba de transferencia de 1,07 HP y 40–90 V | 9,6 GPM | 203 pies | 2 × 445 W | $1,299.99 | Impulsar agua cuesta arriba o a grandes distancias hasta un depósito, invernaderos |
| Kit de bomba de transferencia de 1,07 HP y 65–110 V | 24,2 GPM | 98 pies | 3 × 445 W | $1,459.99 | Zonas de goteo o aspersión en huertos urbanos y huertos frutales |
| Kit de bomba de transferencia de 3,75 HP y 60–450 V | 268 GPM | 82 pies | 10 × 445 W | $3,499.99 | Cultivos de campo, estanques grandes y transferencia de gran volumen |
Para operaciones de pastoreo, el Sistema de bomba solar de transferencia para rancheros de ganado incluye una batería LiFePO4 de 24 V y 100 Ah y un interruptor de flotador para bombear de día y de noche, y puede transportar agua hasta 5.000 pies, suministrando entre 6.000 y 10.000 galones al día, según la luz solar y la altura.
Los precios eran los vigentes en el momento de la redacción; consulte las páginas de los productos para conocer los precios y la disponibilidad actuales.
En resumen
Si tiene un estanque, arroyo, zanja o excavación al alcance, una bomba solar de superficie es una de las formas más sencillas de ponerla en funcionamiento. Se instala en tierra seca, es fácil de mantener, transporta grandes volúmenes a largas distancias y funciona con luz solar, sin combustible ni factura eléctrica. Mantenga la parte de succión corta y hermética, filtre antes del goteo, almacene el agua en un depósito para mayor flexibilidad y confirme sus derechos de agua antes de empezar.
¿Listo para dimensionar un sistema? Tenga en cuenta a qué distancia por encima del agua se instalará la bomba, qué distancia y altura debe recorrer el agua, y cuántos galones al día necesita, y luego consulte a un especialista en bombeo solar sobre el kit adecuado.
Fuentes
- Sistema de riego solar sostenible, proyecto SARE FNC05-557
- The Little Farmer Invests Big in Solar, UW Extension
- Sunshine Systems: riego solar de estanques en Kansas, Farm Talk
- Sistemas de agua para ganado alimentados por energía solar, NCAT ATTRA
- Bombeo solar de agua, University of Nebraska CropWatch
- Orden sobre el requisito de mallas para peces, Departamento de Recursos Hídricos de Idaho
- Los regantes luchan por conseguir mallas para peces a tiempo, Northwest News Network