DESARROLLO DE UN PROTOTIPO INTEGRAL PARA EL AFORO DE LOS CANALES DE RIEGO DE LA V REGIÓN

Abstract

Actualmente las proyecciones de agua superficial en Chile son desfavorables de aquí al año 2025, una alarmante situación que podría llegar a dejar zonas en hasta un 70% en cuanto a capacidad hídrica refiere (Ministerio del Medio Ambiente de Chile 2011). Del total del agua consuntiva demandada, la agricultura consume más del 70% disponible del total, siendo la región de Valparaíso afectada y considerada una de las regiones con mayor cantidad de comunas declaradas en sequía, más de 35 a la fecha (BCN - Emergencia Agrícola 2015 por los efectos de la Sequía). Debido a esto y considerando que, la agricultura local del gran Valparaíso se abastece de canales de riego, cuyas condiciones en un 70% son rusticas, a lamina abierta y sin revestimientos, generan graves problemas de eficiencia en el uso de agua de los canales de riego utilizados en los campos de producción. Estas limitantes basadas principalmente en la infiltración, evaporación, evotranspiración y extracción irregular de agua, generan pérdidas no medibles de manera regular y cuya falta de información no permiten realizar cambios de mejora y ejecutar planes de innovación en los canales y desarrollo tanto tecnológico como eficientes en dichos canales. Observando que existen alrededor de 400 potenciales clientes en la región, miembros de las asociaciones de canalistas y pertenecientes a las organizaciones de usuarios de agua, y junto con esto, considerando que para el gobierno de chile es prioridad tratar los problemas de sequía y valorizando el alto nivel de inversión por parte de este traducido a más de $105.000.000.000 (Cuenta pública de Chile, 2015) en inversiones en mejoras de riego y drenaje para el sector agrícola, Se plantea el diseño y manufactura de un prototipo multifuncional para medir el flujo volumétrico de caudales destinados al riego y utilizados por la pequeña y mediana agricultura regional. Esta propuesta nace como respuesta a los problemas generados por la falta de mediciones regulares y de alta precisión en razón de la actual escasez hídrica observada, generando en consecuencia, tanto un uso ineficiente de agua extrapredial, como, de equidad en la distribución de los recursos hídricos. Estos factores dificultan la ejecución de propuestas de mejoras en pos de la eficiencia hídrica energética. El avance tecnológico vinculado al diseño y fabricación, permiten un gran resultado de diferenciación de producto, factores que posibilitan llegar a compradores que buscan resultados confiables al momento de adquirir instrumentos cuantificadores. A través de innovación incremental, se da origen a un nuevo sistema de mediciones interconectadas basadas en registros digitales que cuantificarán las capacidades hídricas y las pérdidas medibles de los caudales destinados al riego, pudiendo transportar estos instrumentos de medición para adaptarlos a diferentes canales y de esta manera agilizar los datos. Este producto involucra la vinculación de registradores de datos y sensores. En una primera instancia se han probado sensores de nivel, humedad y 2 tipos de sensores de fuerza en una estructura de aluminio de los cuales existe uno con mayor precisión y con un mayor espectro de medición de cargas llamado celda de carga. Los sensores de nivel son capaces de medir de manera vertical a 30 cm de altura el nivel de agua de los canales involucrados los cuales poseen una profundidad total de 50cm. Los sensores de humedad han logrado captar la humedad porcentual en la tierra de acuerdo a la profundidad en que estos se encuentren. Los resultados obtenidos muestran en tiempo real la capacidad de absorción que la tierra tiene en dicho canal. Las celdas de carga, requieren de una precisa calibración para alcanzar los resultados adecuados, las variaciones existentes entre las cargas leídas vs las cargas reales varían en un rango de +-5 kgf, por lo cual, si bien se logra obtener datos importantes, no son los más adecuados para llegar a la conclusión final del estado de los canales. Este desarrollo permite obtener la cuantificación para satisfacer la ecuación de balance hídrico a través de las perdidas registradas en los canales de riego. 𝐶𝑖 = 𝐶𝑓 + 𝐶𝑐 + 𝑃 Ecuación 1. Donde Ci corresponde al caudal inicial en el tramo del canal medido. Cf es el caudal final en el tramo. Cc es la sumatoria de los caudales entregados a cada usuario del canal en el tramo del canal medido. P son las pérdidas de caudal ocasionadas en el tramo del canal medido. Esta ecuación corresponde a una adaptación de la ecuación presentada por Alam y Bhutta (2004). Logrando en definitiva alcanzar valores en cuanto a la eficiencia del canal. De esta manera se ha alcanzado el objetivo principal a través de una estructura de aluminio de bajo peso, que cumple con los requerimientos de la ley medioambiental 19.300. Capaz de ser transportada y adaptada a cualquier canal de riego, a través de la integración de diferentes sistemas tecnológicos que realizan mediciones multivariables, permitiendo así encontrar valores de las variables a medir (infiltración de agua, fuerza de caudal, nivel de agua) y ver la eficiencia y pérdida tanto hídrica como energética existente en los canales de riego.