Modelado y simulación de un sistema de riego por goteo autónomo para la gestión hídrica eficiente en la provincia de Limarí

Abstract

El presente trabajo aborda la problemática de la crisis hídrica en la Provincia de Limarí mediante el diseño y modelado de un sistema de riego por goteo automatizado y energéticamente autónomo. La solución propuesta integra una arquitectura de bombeo fotovoltaico de acople directo (sin almacenamiento eléctrico), complementada por un estanque de 195 m³ que actúa como sistema de almacenamiento hidráulico, proporcionando una autonomía de tres días conforme a criterios de la Comisión Nacional de Riego. El control del sistema se implementa mediante lógica de histéresis basada en sensores de humedad de suelo, manteniendo la humedad volumétrica en un rango operativo entre 33 % y 35 %, evitando el estrés hídrico del cultivo. La demanda de riego se estimó mediante la metodología FAO de balance hídrico, utilizando datos reales de radiación solar (8.760 registros horarios) obtenidos del Explorador Solar del Ministerio de Energía. Las simulaciones anuales en Python demostraron estabilidad hidráulica y suficiencia energética, incluso ante escenarios críticos de tres días consecutivos sin radiación solar. El análisis económico comparativo con un sistema diésel tradicional arrojó un período de recuperación de la inversión de 15,5 años y un ahorro acumulado significativo proyectado a 20 años. Estos resultados demuestran que el sistema es técnica y económicamente viable para el sector agrícola —especialmente al complementarse con instrumentos estatales de fomento al riego—, aportando una solución sostenible, autónoma y resiliente frente a la variabilidad climática regional.