Dispositivo de bajo costo mide caudal de riego y drenaje en agricultura

Se trata de un aforador que permite controlar el gasto de agua en canales de riego, lo cual ofrece información valiosa para el uso eficiente y ahorro de este recurso.

Julián Rodríguez Soto y Angie Melissa Paz Sepúlveda, ingenieros agrícolas de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Palmira, explican que el dispositivo, que tendría un costo aproximado de 60.000 pesos, está elaborado a partir de un tubo PVC y un sensor de código abierto.

El ingeniero Rodríguez señala que las autoridades ambientales les exigen a los agricultores hacer seguimiento a la cantidad de agua que están gastando. “En muchos casos ellos no encuentran dispositivos con un precio a su alcance para cumplir con este requerimiento, por lo que acuden a métodos menos rigurosos. Nosotros buscamos proveer un aforador preciso, portable y de bajo costo”. 

El aforador, instrumento de medición del agua, se instala en canales de riego de cultivos. El líquido fluye a través de este y es entonces cuando el sensor puede medir la columna de agua –energía del flujo.

A partir de este dato, y siguiendo un modelo matemático desarrollado por el profesor Hernán Rojas, de la U.N. Sede Palmira, se puede determinar en litros por segundo el caudal que se está empleando.

El ingeniero Rodríguez destaca que “las mediciones del aforador elaborado no se ven afectadas por la acumulación en su interior de partículas sólidas que llegan a través del agua, lo que ocurre con mucha frecuencia en aforadores comerciales”.

Un control al gasto

En el Valle del Cauca el 80% de los cultivos son regados con métodos convencionales, en los que el agua sale de canales y tubos para fluir en los predios por la fuerza de la gravedad, bajando por una pendiente. En estos procesos hay más posibilidades de utilizar cantidades excesivas de agua en comparación con métodos como el de goteo, en el que un sistema de tuberías lleva el agua a la zona de influencia de las raíces, o el de la aspersión, en el que el líquido llega al cultivo en forma de “llovizna localizada”.

“La agricultura es el sector del mundo en el que se gasta mayor cantidad de agua. Por ello debemos saber con cuánto estamos regando nuestros cultivos y qué tanto estamos drenando, para hacer el seguimiento y no emplear más de lo que realmente se requiere”, asegura el investigador Rodríguez.

Gracias a dispositivos como el aforador los agricultores pueden llevar un registro del caudal con el que sus cultivos se desarrollan de manera óptima en temporadas secas y de lluvias, para contar con un valor de referencia. Así mismo los campesinos podrían comparar con sus vecinos la cantidad de agua que gasta cada uno y a partir de ello llegar a conclusiones sobre posibles excesos y a decisiones sobre regulaciones en los flujos.

Un modelo para cualquier canal

El modelo matemático del profesor Rojas expresa la relación entre la columna de agua y el caudal. Los ingenieros desarrollaron una serie de experimentos de laboratorio para aplicar ese modelo en dicho cálculo, bajo cuatro condiciones diferentes de canal de riego en cuanto a las medidas talud (ángulo que forman las paredes del canal) y las relaciones de contracción (proporción entre el ancho del canal y el diámetro del aforador).

Para verificar el buen funcionamiento del aforador y la precisión de los modelos matemáticos, los investigadores trabajaron en simulaciones con un canal especializado, provisto de un contador de agua y de paredes móviles para variar las dimensiones. “Extrajimos alrededor de 10.000 datos de mediciones que pasamos a tablas de Excel. En el proceso encontramos que los valores de caudal alcanzados con el aforador y las ecuaciones tenían un margen de error de solo el 3 % en comparación con los datos que arrojaba el contador de agua”, destaca la ingeniera Paz.

Foto: Julián Rodríguez Soto 

Según afirma, la investigación permitió comprobar que el modelo matemático puede ser aplicado en el cálculo de caudales de canales de diferentes medidas. A partir del modelo se pueden obtener las ecuaciones que correspondan a cada talud o a cada relación de contracción.

Por: Agencia de Noticias UN /PALMIRA, 27 de septiembre de 2018

Fuente:
UNAL