Usan dron para optimizar sistemas fotovoltaicos de riego en Petorca y Cabildo

Lunes 13 de noviembre de 2023.- Contribuir a la eficiencia hídrica y energética de pequeños productores agrícolas de Petorca y Cabildo, comunas de la región de Valparaíso fuertemente afectadas por la sequía. Ese es el principal objetivo de un programa, financiado por el Gobierno Regional de Valparaíso y ejecutado por el INIA La Cruz, que apunta a implementar sistemas fotovoltaicos de riego presurizado, cuyo diseño y operación hoy se busca optimizar mediante el uso de un dron equipado con cámaras termales y sensores de última generación.

La instalación de equipos fotovoltaicos busca aumentar la rentabilidad de las unidades productivas dedicadas a la producción agrícola que se ubican en sectores alejados de la red de distribución eléctrica. El diseño e implementación de sistemas de riego presurizados permiten por su parte, ampliar la superficie de cultivo y la eficiencia en el uso del agua, ya que también se acompañará a los agricultores con instancias de capacitación y transferencia de competencias en el uso eficiente de los nuevos equipos.

El Dr. Carlos Zúñiga, especialista en agricultura de precisión del INIA La Cruz y director de este proyecto, explica: "El uso del dron y cámaras termales son un apoyo fundamental en este programa entregando un mapa digital de conocimiento del predio en cuanto a su topografía para el diseño de cada uno de los sistemas de riego". Y añade: "La obtención de las curvas de nivel por medio de software de procesamiento en la etapa del levantamiento topográfico es el insumo principal para realizar un diseño óptimo, que permita generar una mayor eficiencia hídrica y energética en los proyectos a implementar".

Los casi 80 productores que forman parte de esta iniciativa están dedicados principalmente a la producción de frutales como cítricos, nogales y paltos, hortalizas y la crianza de cabras, quienes podrán recuperar parte de la superficie cultivable en varios de los sectores más alejados de las comunas de Petorca y Cabildo gracias al uso de energía fotovoltaica para extraer agua, asimismo disminuir gastos en sus cuentas de electricidad. "Cada agricultor va a tener toda la información que se está levantando, diseño y plano de los sistemas de riego", asegura el profesional.

El proyecto se encuentra en pleno desarrollo, continuando ahora con la etapa de diseño de riego y posterior licitación de las empresas especialistas en paneles fotovoltaicos para dar inicio a las obras.

Los valles de Petorca y Cabildo son una de las zonas con mayor número de horas de sol al año, lo que además coincide mayoritariamente con las épocas de mayor necesidad de riego.

Respecto a la disponibilidad de una fuente de fuerza motriz para la presurización del agua, algunos de los productores cuentan con pozos y acumuladores de agua. "Hemos estado visitando a cada uno de los productores, evaluando las necesidades hídricas de cada predio en función de la disponibilidad de agua, el estado de sus tranques acumuladores y la profundidad de sus pozos con el propósito de buscar la mejor solución y ver la forma de reparar o hacer mantención de sus tuberías ya que nos hemos dado cuenta que en algunos casos éstas se encuentran sin mantención", indica Zúñiga.

Los sistemas fotovoltaicos asociados a obras de riego son una opción adecuada para zonas agrícolas rezagadas que no cuentan con acceso a infraestructuras de red eléctrica y presentan baja disponibilidad hídrica. "Dado el alto requerimiento energético que implica la operación de este tipo de bombas eléctricas, no pueden ser utilizadas por el agricultor y estos optan por uso de sistemas de riego por surcos o tendido trayendo como consecuencia una baja eficiencia hídrica". Por eso, agrega el experto, "la utilización de energías renovables no convencionales como la energía solar, para la extracción y distribución de agua en superficie, resulta especialmente atractiva en las zonas de rezago de Petorca y Cabildo".

Este proyecto no solo beneficiará a los agricultores al optimizar sus operaciones de riego, sino que también tendrá un impacto positivo en el medio ambiente al reducir la dependencia de los combustibles fósiles y disminuir las emisiones de carbono.

El aporte del dron

Como ya se mencionó, el uso de paneles fotovoltaicos permitirá a casi 80 agricultores bombear agua desde pozos y/o acumuladores de agua y conducirla a distintos sectores del predio a través de sistemas de riego localizado.

¿Cuál es el aporte específico del dron al diseño y operación del riego fotovoltaico? Desde el INIA explican que a este dispositivo se adosa una cámara multiespectral que toma una gran cantidad de fotografías, que luego a través de un programa computacional son reorganizadas y a través de herramientas de "machine learning" calcula las diferencias de altura en el terreno (medición de la curva de nivel de manera digital), obteniendo la caracterización del terreno necesaria para calcular los requerimientos de energía que permitan regar los terrenos con un sistema presurizado.

Este software hace un juego de datos, es decir, una especie de traslape o mosaico de todas las imágenes para generar una sola imagen del campo completo generando un análisis que demora alrededor de 5 horas, dependiendo de la cantidad de imágenes. De esta manera, entrega una base más eficiente y óptima para diseñar los sistemas de riego de acuerdo a su condición y los relieves que existen en cada predio.

La cartografía posee una gran exactitud y entrega la base para una aproximación del caudal y presión que se requiere para llegar con el agua a lugares con mayor pendiente de una forma energéticamente sustentable. La condición que predomina en los campos con los cuales se trabaja es con pendientes encontrándose en algunos casos lugares donde el agua puede estar a una distancia de 20 metros una línea de la otra.

El dron realiza imágenes de forma rápida y para cada levantamiento topográfico, dependiendo la superficie del predio, registra más de 3 mil imágenes, que permiten caracterizar, analizar y medir la superficie y desniveles en cada uno de los predios.

Con el uso del dron, diariamente se logró cubrir entre 2 a 5 productores ocupando un tiempo de recorrido entre 5 y 15 minutos por predio dependiendo de la superficie del campo. El uso de esta tecnología es mucho más eficiente ya que permite diseñar de manera óptima los sistemas de riego en un tiempo acotado.

El registro de los datos recopilados durante el vuelo del dron, posteriormente son descargados a un software especializado en el procesamiento de datos.

El Dr. Carlos Zúñiga explica que "la información digital obtenida es procesada a través de un software de apoyo al diseño hidráulico del sistema de riego intrapredial, generando planos de riego, cubicación y dimensionamiento de los sistemas de riego".

Agrega que, a través de los sistemas diseñados e instalados, "se busca generar una mejor gestión integral en el uso del agua y del riego, en cuanto se le entregara al agricultor el conocimiento necesario para que pueda realizar un correcto manejo y mantención de sus sistemas de riego, que le permita mantener en el tiempo una distribución uniforme del agua en cada sector del sistema. Todo esto desde un punto de vista de eficiencia energética".

Ya han sido casi 80 los predios donde se ha realizado el vuelo del dron de las localidades de Guayacán, El Sobrante, Las Puertas, Chalaco, Los Molinos, Chincolco, Las Vegas, Palquico, entre otros. Camila Martínez, profesional a cargo de conducir el dron y establecer la ruta de vuelo, detalla: "El primer paso es preguntarle al agricultor los límites de su predio. Esta información se le entrega al computador del dron, a través del control remoto, para que defina la ruta de vuelo. Después se inicia el vuelo del dron el cual, con esta información, es capaz de cubrir todo el predio de punto a punto y capturar las imágenes. El tiempo de vuelo varía dependiendo de la superficie. Son lugares difíciles de acceder".

Cabe señalar que este programa corresponde a uno de los más de 30 proyectos pactados con las comunidades de Petorca y Cabildo gracias al Plan Marco de Desarrollo Territorial (PMDT) implementado en estas comunas, el cual permite realizar inversión en territorios rurales de manera coordinada en saneamiento sanitario rural, conectividad y fomento productivo.