Software para diseñar: REDES PRESURIZADAS DE RIEGO DE ALTA TECNOLOGÍA

Los sistemas de distribución de agua para riego en Chile usualmente corresponden a canales abiertos con flujo de lámina libre. Sin embargo, especialmente cuando se trata de las últimas etapas de la distribución del agua a los predios, los canales abiertos presentan múltiples limitaciones. Hoy existen las herramientas tecnológicas para un eficiente diseño e implementación de “redes colectivas” o “redes de distribución presurizada para riego”. Estas redes podrían aportar enormemente tanto en la gestión eficiente del agua como en la eficiencia del riego.


>> Por Jorge Velasco Cruz

Muchos ya están familiarizados con los sistemas de riego presurizado. En ellos el agua es transportada en el predio por conductos cerrados, gracias a la presión que genera una bomba centrífuga, con el fin de regar de manera localizada una cierta superficie o volumen de suelo. Ejemplos de riego presurizado son aspersión, microaspersión y goteo. Son sistemas de alta eficiencia y uniformidad de riego, que permiten regar con mayor frecuencia, optimizando la eficiencia de uso del recurso hídrico. Así mismo hacen más eficiente la fertilización, mejorando el rendimiento y la calidad de la producción agrícola. 

Aplicando este mismo concepto en una red extrapredial de distribución de agua de riego, la tecnología hoy permite ir un paso más allá y comenzar a hablar de redes presurizadas para riego de grandes áreas agrícolas. Estos sistemas ya no están destinados sólo a un terreno, sino que a varios predios. “Consiste en una red de tuberías conectadas desde una fuente de agua -que puede ser un canal, pozo o acumulador-, hasta los predios agrícolas que la requieren, con sistemas de válvulas que mejoran el uso en cada entrega o hidrante”, detalla Michel Maureira, gerente general de Hidroamb, empresa dedicada a la consultoría y construcción de obras hidráulicas y de riego.  

El objetivo de una red extrapredial, en definitiva, apunta a distribuir el agua a cada uno de los predios en forma eficiente, con una operativa que facilite el control. En esto, uno de los elementos fundamentales es el hidrante: un equipamiento habilitado en cada entrega de agua a un predio, que permite abrir y cerrar válvulas, regular presión, limitar el caudal y medir el volumen de agua. Este puede programarse y complementarse con un sistema de control inalámbrico.  

¿RED PRESURIZADA O CANAL ENTUBADO?

Un canal entubado corresponde a un cambio de canal a tuberías, pero su diseño, implementación y operación no considera garantía de caudal y presión según los requerimientos de cada predio. En cambio, cuando se habla de una “red de distribución presurizada para riego”, si bien en apariencia puede ser algo muy similar, sus prestaciones presentan enormes ventajas. Su infraestructura considera un sistema de válvula con piloto regulador de presión y limitador de caudal, y opcionalmente un contador volumétrico. Sistemas como el software GESTAR, permiten que su diseño no sólo considere cálculos hidráulicos, sino también los requerimientos hídricos de cada predio, el dimensionado óptimo técnico económico, ahorro de energía, rendimiento, simultaneidad de uso, y una buena operatividad del sistema. 

¿Por qué es mejor una red presurizada y que un sistema de canales entubados? La respuesta la entrega Michel Maureira. “El entubamiento de canal no cambia el paradigma del riego por turno, no posee sistemas de control, no ahorra energía aprovechando la diferencia de cota, y no genera un cambio en la operación”. 

La red presurizada, en tanto, gracias a los hidrantes cuenta con sistemas de control, facilita la operación del sistema, aprovecha la energía potencial de la red y permite incluir más tecnología de manera gradual. Con ello se puede recibir mejor información para administrar el recurso en forma adecuada y emplazar las tuberías casi por cualquier lugar y sin riesgo de suciedad. Además, permite redistribuir el riego de acuerdo a las necesidades de los cultivos o bien adecuarlo si éstos son cambiados en los distintos predios. 

Los revestimientos de canal, en cambio, son casi todo lo contrario: son proclives a que el agua se ensucie, deben seguir la cota del terreno y requieren de obras civiles. A su vez, presentan dificultades para la instalación de telecontrol centralizado; tienen pocas herramientas de control y gestión, y requieren de un limitado control manual en la operación. Por ello se hace difícil saber con exactitud cuándo y cuánto recurso hídrico consumió cada usuario.  

Una red presurizada es conveniente cuando se trata de caudales menores a un metro cúbico por segundo, aproximadamente. Tiene un costo de instalación igual o hasta un 30% mayor al del revestimiento de canal, dependiendo de cada caso, pero sus beneficios son mayores.  

“La implementación de una red presurizada para riego es siempre conveniente debido a las posibilidades de operación y garantías de riego a la demanda que entrega. Puede ser abastecida directamente desde diversas fuentes. No obstante, mientras más diferencia de cota exista, menor será el tiempo de amortización, ya que podría llegar a generar un ahorro del 100% del consumo de energía eléctrica para los agricultores que cuenten con sistemas de riego presurizado en su parcela”, comenta Maureira.  

UN SOFTWARE INTELIGENTE: GESTAR

El cálculo hidráulico es ampliamente conocido y existe diversas herramientas informáticas para hacerlo. Sin embargo, manejar las redes presurizadas para riego es complejo si no es diseñado considerando las particularidades de una red para riego agrícola. Una de las mejores alternativas que hoy existen para el diseño de redes de distribución presurizadas para riego, es el software de ingeniería GESTAR. Nacido a mediados de la década del noventa en la Universidad de Zaragoza, ya ha sido aplicado en más de 200 mil hectáreas en España.  

Para solucionar los problemas, los técnicos e ingenieros del equipo de I+D+i de la Escuela Superior de Huesca, de la Universidad de Zaragoza, han desarrollado soluciones a la medida de las necesidades de cada predio. De esta manera, analizan ciertos parámetros de cada lugar, para luego elaborar un modelo. En el diseño se consideran superficie, cultivo y sistema de riego de cada predio, topografía del lugar, requerimientos de caudal y presión de cada sitio (asociado al sistema de riego existente o futuro), caudal de diseño (según Clement), rendimiento del sistema (horas de utilización), simultaneidad de uso, operación del sistema (turnos rígidos, turnos flexibles, riego a la demanda), fuente de agua y material a utilizar, entre otros. Cuando se diseña, además, se ingresa información de tuberías, bombas y tarifas eléctricas, cuyos datos se proyectan en el software para que puedan interactuar de manera dinámica al cambiar cada variable. Se realizan varias pruebas hasta que el sistema queda finalmente dimensionado de acuerdo a los requerimientos de cada red.   

De esta manera, con GESTAR cada agricultor puede determinar cuándo y cuánto regar, cuáles son las tuberías e hidrantes adecuados para sus necesidades y compatibilizarlos con los goteros más adecuados con el fin de ahorrar agua y energía, y así optimizar el riego. En definitiva, la diferencia en el costo de una obra diseñada por el método de tanteos y otra hecha con el software GESTAR, varía entre un 15% y un 30%, dependiendo de las condiciones de cada caso, y lo rígido o versátil que sea la proyección del sistema. 

El software actualmente cuenta con tres versiones, las cuales tienen prácticamente las mismas prestaciones y sólo varían en el número de componentes disponibles. Las versiones son la educacional (gratuita, no requiere estar conectado a internet), profesional (gratuita, precisa de ingresar clave y estar conectado a la red), y la premium (pagada). El costo de una licencia premium GESTAR es de cuatro mil dólares y se paga una sola vez. 

Mientras en España el software es ampliamente conocido y utilizado, en Chile y América Latina su aplicación es incipiente. Empresas como Hidroamb, representante de GESTAR en nuestro país, está dedicada a realizar actividades de difusión y a elaborar proyectos y ejecutarlos. 

 

Links

http://www.acquanalyst.com/

http://www.hidroamb.cl/?page_id=218