Los sistemas de energía alimentados a diésel utilizan motores diésel directamente en el lugar para generar la energía necesaria para impulsar el bombeo, el transporte o el tratamiento del agua. Esta fuente de energía es más adecuada para emergencias graves en las que la red eléctrica puede no estar disponible inmediatamente, pero es menos conveniente a largo plazo debido a los crecientes costos medioambientales y financieros.

Los motores diésel pueden utilizarse para impulsar directamente una bomba mediante conexiones mecánicas (por ejemplo, a través de una correa trapezoidal unida a un eje o al hacer girar el propulsor de una bomba de succión) o para producir electricidad que accione las bombas. A diferencia de la electricidad producida con diésel que se envía a la red, aquí la producción de energía sigue siendo local, sin transmisión a larga distancia, aunque esto conlleva mayores requerimientos de O&M.

Consideraciones de diseño

En el suministro de agua, el diésel es una fuente de energía habitual tanto para bombear como para suministrar energía para otros procesos de tratamiento (por ejemplo, bombas dosificadoras). Una consideración clave a la hora de diseñar sistemas alimentados por diésel es determinar si la alimentación necesaria debe ser de CC o CA. Para la primera, se necesitará un convertidor, y para la segunda, hay que tener claro si se necesita monofásica o trifásica. Todas estas opciones pueden utilizarse para los sistemas de agua, y la elección depende del contexto y de las necesidades de potencia (véase S.11 para conocer más detalles).

Al principio, otra consideración de diseño relevante es cuánto tiempo se necesitará el suministro de energía diésel.
La energía diésel en el lugar puede hacer frente a las fases más críticas de una emergencia, pero debe eliminarse gradualmente para el suministro de agua a mediano y largo plazo siempre que sea posible. Se debe dimensionar correctamente un generador diésel para el bombeo de agua, de modo que se pueda suministrar energía suficiente para hacer funcionar la bomba, así como para arrancarla (cuando se necesite más potencia). Esto implica saber el total de equipos que van a consumir energía
del generador ahora y en el futuro y, a continuación, dimensionarlo en función de los kW necesarios. En el caso de las bombas, una regla general para calcular los KVA necesarios es multiplicar los kW del motor por dos. Además, la potencia de salida de los motores diésel disminuye al aumentar la temperatura y la altitud. Para tenerlo en cuenta, se deduce un 1,3 % por cada 100 m por encima de la altitud estándar (considerada como 100 m) y un 2 % por cada 5° C por encima de la temperatura estándar (considerada como 25° C). Aunque un generador debe ser lo suficientemente grande para cubrir las necesidades de arranque, hay que evitar sobredimensionarlo para evitar un consumo excesivo de combustible y aceite. La carga debe diseñarse para que sea al menos el 40% de la capacidad nominal del generador, ya que si funciona continuamente con una carga ligera se corre el riesgo de obstruir, con el paso del tiempo, los inyectores con restos de carbono procedentes del combustible no quemado, lo que requerirá un mayor mantenimiento para descarbonizarlo. Para aumentar la vida útil de los filtros de combustible y proteger los inyectores de combustible cuando se utiliza diésel directamente de los barriles, estos deben reposar durante doce horas antes de su uso para que los sedimentos se asienten y, a continuación, inclinarlos de forma que el tubo de extracción quede alejado de los sedimentos.

Materiales

Además del generador diésel, los materiales necesarios dependerán del tipo de equipo que requiera alimentación con diésel (por ejemplo, bombas) y de cómo se vaya a almacenar y distribuir el agua.

Aplicabilidad

Los generadores diésel son adecuados para emergencias graves cuando se necesita energía de forma inmediata y la red eléctrica puede ser intermitente o no estar disponible. A largo plazo, deberían utilizarse otras fuentes de energía debido a los costos medioambientales y financieros acumulados por el uso del diésel.

Operación y mantenimiento

Los generadores diésel requieren una O&M significativa, incluidos los cambios de aceite y filtro de aceite cada 250 horas (o la mitad si la temperatura del aire es superior a 35° C), un cambio de filtro de aire y combustible cada 500 horas (o con mayor frecuencia en función de las condiciones locales de polvo y si el combustible está sucio), un servicio intensivo cada 1.000 horas, una revisión cada 10.000 horas y su sustitución después de 35.000 horas. Se necesita personal capacitado para estos servicios, pero a menudo no se presta atención a esto, especialmente en una emergencia. Una buena práctica consiste en contratar a un especialista para que realice este servicio para todos los generadores de un mismo lugar. La disponibilidad de personal capacitado también significa que los problemas pueden resolverse a medida que surgen. Los generadores pueden presentar múltiples problemas, ya sea en el sistema de encendido o en el motor, y encontrar soluciones basadas en los síntomas requiere experiencia. De lo contrario, en lugar de analizar y luego reparar una avería, la tendencia de los electricistas o mecánicos sin formación es hacer un "arreglo" para que el generador funcione a corto plazo (por ejemplo, saltándose los controles o interruptores de seguridad), lo que luego puede ocasionar accidentes.

Salud y seguridad

Solo el personal capacitado deberá ser autorizado para trabajar en los generadores y las bombas accionadas por motores diésel. El acceso a la zona en la que esté funcionando el equipo debe estar prohibido para el público en general, y debe haber protecciones para las correas trapezoidales de movimiento rápido en las bombas accionadas por motor. Si el combustible no se almacena y decanta correctamente, puede suponer un peligro al contaminar las aguas subterráneas. Esto puede mitigarse mediante el almacenamiento en plataformas de hormigón cubiertas y requiere un drenaje adecuado para contener cualquier fuga o derrame. Los generadores también emiten mucho ruido y partículas contaminantes, lo cual puede suponer un peligro para la salud de las personas que viven cerca.

Costos

Los costos de mantenimiento de los sistemas diésel son al menos un 25 % mayores a los de los sistemas solares o eléctricos (hasta USD 2,8/persona/año) debido al consumo de combustible y al mantenimiento requerido, y no resultan rentables para sistemas que funcionen unos pocos años. Por ejemplo, un sistema alimentado por energía solar suele amortizar la inversión inicial en menos de cinco años, mientras que un sistema alimentado por diésel seguirá consumiendo recursos financieros.
Los costos medioambientales en términos de emisiones de carbono también son elevados con el diésel. Por ejemplo, la experiencia de un campo de refugiados en Sudán del Sur demostró que bombear unos 1.000 m³ al día a través de 10 pozos de sondeo con una capa freática de 40 m de profundidad consumía más de 58.000 litros de diésel al año, lo que equivale a dar 26 veces la vuelta al mundo en un automóvil diésel.

Consideraciones medioambientales y sociales

El diésel como fuente de energía es muy común y es bien aceptado por la gente. Sin embargo, si los usuarios pagan por el funcionamiento, entonces el aumento de los precios del combustible podría provocar una preferencia por las opciones renovables, especialmente a largo plazo. Los generadores diésel también pueden ser una molestia por su nivel de ruido.