El Riego Inteligente en la agricultura

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Sobre el blog

Manuel Martín Arroyo
Ingeniero de Montes e Ingeniero Técnico Agrícola, experto en ingeniería hidráulica, riego de precisión, energías renovables y sostenibilidad.

Para cubrir las necesidades en 2050, la FAO estima que la agricultura tendrá que producir casi un 50% más de alimentos de los que se producen actualmente para poder alimentar a los 9700 millones de personas que se espera vivan en el mundo en ese año. Sin embargo esto lo tenemos que conseguir dando respuesta a los desafíos que marca la FAO en “El Futuro de la alimentación y la agricultura. Tendencias y desafíos” publicado en 2017, con lo cual, este gran reto requiere de soluciones inteligentes y eficientes.

La agricultura ha crecido más del triple desde 1969 hasta este momento, debido en parte al uso de las tecnologías que mejoraron la productividad y a la expansión significativa del uso de la tierra, el agua y otros recursos naturales para fines agrícolas. En el mismo periodo, la alimentación y la agricultura se vieron sometidas a un marcado proceso de industrialización y globalización.

Actualmente la superficie de regadío en el mundo es de 325,1 millones de hectáreas, representando el 20% de la superficie total de tierra cultivada y suponiendo el 40% de los alimentos producidos en todo el mundo. Asia, con 232,7 millones de hectáreas, es el continente que tiene mayor superficie dedicada al riego (representa más del 70% de la superficie regada mundial), seguido de América con 52,2 millones de hectáreas, Europa con 21,4 millones de hectáreas, África con 15,6 millones de hectáreas y en último lugar Oceanía con 3,2 millones de hectáreas. Se estima que el 70% del agua es utilizada por la agricultura de regadío a nivel mundial, utilizándose el riego por gravedad como método de riego en el 94% de la superficie regada y el riego por aspersión o goteo en el 6% restante de superficie, siendo la eficiencia del riego media a nivel mundial del 56% aproximadamente. En España la superficie de regadío es de 3,4 millones de hectáreas, de las cuales el 70% de la superficie se riega por aspersión o goteo y el 30% restante por gravedad, dedicándose al riego el 79% del agua.

El arroz es el principal cultivo de regadío en el mundo, cubriendo el 29% de la superficie total de cultivos regados. Los países menos desarrollados dedican el 76% de la superficie regada a los cereales, centrándose el riego en estos países en la obtención de alimentos básicos, sin embargo, en los países con ingresos altos la diversidad de cultivos es mayor (cultivos hortícolas, frutícolas, oleaginosas, etc.) y el riego tiene una gran importancia en el desarrollo del sector agroalimentario.

En los próximos años está previsto que se produzca una revolución en la agricultura de regadío a nivel mundial, incrementándose la superficie de regadío, realizándose nuevas infraestructuras para riego, instalándose nuevos sistemas de riego que conlleven el aumento de la eficiencia del riego y en muchas zonas regables se producirá un cambio del tipo de cultivos. De cara a afrontar los retos que conlleva esta revolución, hay que tener en cuenta los principales impactos negativos sobre el medio ambiente que tiene actualmente la agricultura de regadío (contaminación de las masas de agua, sobreexplotación de acuíferos, salinización de las tierras de cultivo, etc.), a lo que hay que añadir los efectos del cambio climático que provocará que los periodos de sequia se intensifiquen y la disponibilidad de agua para agricultura será menor, con lo cual, el ahorro de agua en la agricultura de regadío se hace imprescindible. Además de la necesidad de ahorrar agua, es necesario el ahorro de energía, ya que el cambio de sistema de riego por gravedad a riego a presión (aspersión o goteo) conlleva el uso de energía, aumentándose el consumo energético en el regadío, además, en el caso particular de España las tarifas eléctricas han subido, lo que ha provocado que los costes energéticos en el regadío se hayan disparado, produciéndose una perdida de rentabilidad.

Como solución al reto de aumentar la eficiencia hídrica y energética para dar respuesta a los desafíos descritos anteriormente aparece el Riego Inteligente, que consiste en la utilización de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) para realizar una gestión optima del riego, utilizándose de forma más eficiente los recursos productivos agua, energía y fertilizante en las fincas de cultivo e incrementando las producciones por el uso más eficiente de estos recursos, es decir, se produce más con menos. Las decisiones en el Riego Inteligente están basadas en la monitorización y adquisición de datos (datos climáticos, humedad del suelo, fertilización, consumos de agua, fertilizante y energía, imágenes…), procesamiento de datos (modelización, simulación y predicción) y representación de la información.

Con el objetivo de aumentar la eficiencia hídrica se incorporan las TICs para realizar una programación óptima del riego para ahorrar agua, estableciendo el momento, la frecuencia y el tiempo de riego adecuados según las características del cultivo, la configuración de la red de riego, el clima y suelo de la finca, dando de esta forma el agua que necesita la planta en el momento adecuado. La programación del riego debe implicar tanto el control de funcionamiento del sistema de riego como la distribución de la humedad en el suelo. Requiere una sectorización adecuada de la red de riego (unidades de riego homogéneas), la regulación de la presión en cabeza de riego, unidades de riego y laterales para trabajar en condiciones idóneas, el uso de contadores inteligentes, para conocer la frecuencia y el volumen del agua aplicado en cada evento riego y el control de la humedad en el perfil del suelo y de la solución nutritiva en el mismo mediante el uso de sondas de humedad y de succión, respectivamente. Finalmente, la variable clave en el manejo del riego, el tiempo, se debe controlar mediante la correspondiente automatización del riego (programador electrónico y electroválvulas) que facilita la gestión y el ahorro en los costes de operación.

Entre las TICs que se incorporan para conseguir una programación óptima del riego destacan las Estaciones Climáticas (permiten el cálculo de las necesidades teóricas del cultivo), Sensores de Humedad de Suelo (monitorización del contenido de humedad en el suelo), Caudalímetros (monitorización del caudal y volumen aplicado en el riego), Logger (sistema de adquisición de datos al cual se conectan los equipos, hoy en día se impone la tecnología GPRS, de forma que cada equipo envía sus datos a la nube y el usuario puede consultarlos vía online y a tiempo real desde cualquier dispositivo con conexión a internet), Software de gestión del riego (permite integrar los diferentes equipos y realizar la gestión del riego de forma fácil e intuitiva), Sensores de temperatura (permite medir la temperatura del aire), Sondas de succión (controlar la solución nutritiva del suelo) y Drones (toma de decisiones en el riego).

Con el objetivo de aumentar la eficiencia energética se incorporan las TICs en los proyectos de riego con energía solar fotovoltaica (Riego Solar). Estos proyectos disminuyen drásticamente los costes energéticos del riego y son la solución definitiva en las zonas donde no exista conexión a red. Existen varios tipos de energías renovables que pueden ser utilizadas en los sistemas de bombeo como alternativa a las energías convencionales, sin embargo, en la mayoría de zonas regables del mundo, es la energía solar fotovoltaica la que mayores beneficios tiene para su utilización, de ahí que sea la energía renovable utilizada.

Las TICs en los proyectos de riego solar tienen la finalidad de sincronizar la disponibilidad energética con las necesidades de riego (Riego Solar Inteligente), adaptando los tiempos de riego requeridos en los diferentes sectores de riego a la irradiancia disponible, de manera que combinándolo con los equipos de monitorización del riego obtenemos una gestión optima del agua y la energía.

Estas soluciones son ya una realidad y su crecimiento será exponencial en los próximos años, teniendo como resultado final la reducción de la Huella Hídrica (cantidad de agua que se necesita para producir cada unidad de producto, es un indicador del uso de los recursos hídricos) y Huella de Carbono (cantidad de gases de efecto invernadero emitidos para producir cada unidad de producto) de las producciones agrícolas.

El futuro de la agricultura de regadío a nivel mundial depende, en buena parte, de la implantación de sistemas de riego inteligente en las fincas de cultivo, que permitan la utilización más eficiente de los recursos agua, fertilizante y energía de manera que se aumenten los niveles de producción utilizando menos recursos productivos. Con el riego inteligente se incrementa la rentabilidad de las explotaciones y se minimiza el impacto ambiental de esta actividad al disminuir tanto el uso del agua como la aportación de elementos contaminantes al entorno. La implantación de sistemas de riego inteligente es fundamental para garantizar la sostenibilidad de la agricultura de regadío.

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