Archivos de la categoría ‘AHORRO AGUA’

En el post previo Los efectos del cambio climático. La incertidumbre de las proyecciones climáticas. ya hicimos un adelanto de las principales conclusiones del estudio llevado a cabo por el CEDEX (Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas) denominado “Evaluación del Impacto del Cambio Climático en los Recursos Hídricos y Sequías en España (2015)”.

Como ya indicábamos, los resultados presentados en el informe del CEDEX están sujetos a las incertidumbres propias de los estudios de impacto del cambio climático, que derivan de que el clima es un sistema caótico no lineal que depende de un elevado número de factores, por lo que es muy difícil su simulación y más todavía su pronóstico. Las fuentes de incertidumbre están ligadas a los escenarios de emisiones de gases invernadero (GEI), a los modelos climáticos globales (MCG), a los procesos de regionalización y a los modelos hidrológicos.

Hemos extraído, para facilitar la comprensión, los datos para la Demarcación Hidrográfica (DH) del Ebro de la Tabla 7 del informe del CEDEX en el que se muestra la variación de la precipitación (%) PRE en cada DH (respecto a un periodo de control entre los años 1961 y 2000) y Periodos de impacto (PI) según cada escenario de emisiones (RCP 4,5 y 8,5). Se indican los valores máximo (Mx), mínimo (Mn) y el promedio (Med) para cada RCP). Los colores reflejan la gradación del cambio.

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Los resultados presentados en la tabla muestran una elevada variabilidad en función de las proyecciones climáticas de los diferentes modelos empleados, indicando desde disminuciones de la precipitación hasta incrementos de la misma, como ocurre en el caso de la proyección “U8A” (escenario pesimista de emisiones) para el periodo de impacto 2040-2070 y para el escenario de emisiones más optimista y la misma proyección (“U4A”).

En el resumen y discusión de resultados del impacto sobre los recursos hídricos del informe (páginas 245 y siguientes del informe) se indica, entre otras conclusiones, “…no se observan unos claros patrones de cambio en el ciclo anual de la precipitación ni la escorrentía de España, salvo la tendencia a concentrarse ambas alrededor de febrero en todos los periodos de impacto y escenarios de emisiones de gases invernadero, en contraposición con una reducción al final del verano…”

 “…En resumen, hay que destacar la disparidad de resultados de las proyecciones, desde aumentos de recursos hídricos a fuertes disminuciones, si bien el conjunto de los resultados apunta a una reducción de recursos hídricos que se acentúa en el escenario de emisión de gases invernadero más desfavorable y conforme avanza el siglo XXI.”

Tal y como ha quedado patente más arriba el grado de afección por el cambio climático a la planificación hidrológica no es ni mucho menos evidente y existe un elevadísimo grado de incertidumbre al respecto. De cualquier manera, el informe del CEDEX indica orientativamente unos porcentajes de cambio para considerar el efecto del cambio climático para cada Demarcación Hidrográfica y así lo recoge el último Plan Hidrológico de la cuenca del Ebro.

Agricultura Técnica el día 11 de diciembre de 2.019 va a coordinar el evento paralelo “Ejemplos de uso de tecnología en el manejo del riego para reducir el impacto del cambio climático en la agricultura” dentro de la EU Water Innovation Conference 2019 que se celebrará en Zaragoza.
Nos encantaría contar con tu asistencia 😉 

El pasado mes de julio ha sido el históricamente más caluroso y, según la imagen que acompañamos, parece claro que la tendencia al alza de las temperaturas es incuestionable. La pregunta del millón es ¿como puede afectar este incremento de las temperaturas a los recursos hídricos?

De acuerdo con las conclusiones del grupo intergubernamental de expertos sobre el Cambio Climático el calentamiento del sistema climático es inequívoco y existe una gran evidencia del calentamiento global proveniente de diferentes mediciones independientes y físicamente consistentes de muchos elementos del sistema climático fuertemente relacionados entre sí. De la misma manera, grupos de expertos opinan que es extremadamente probable que el aumento de las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero haya sido la causa dominante del calentamiento observado desde mediados del siglo XX. Se puede afirmar, por lo tanto, que la influencia humana en el sistema climático es clara.

Como consecuencia de las evidencias científicas constatadas en referencia al cambio climático, grupos de trabajo y comisiones técnicas y científicas a nivel nacional e internacional han estado valorando los diferentes escenarios futuros así como las posibles medidas a adoptar.

Uno de los trabajos científicos más detallados (a nivel nacional) ha sido llevado a cabo por el CEDEX (Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas), encargado por la Oficina Española del Cambio Climático (OECC), denominado “Evaluación del Impacto del Cambio Climático en los Recursos Hídricos y Sequías en España (2015)”. Tal y como se cita en la introducción del informe, “se evalua el impacto de 12 proyecciones climáticas con objeto de recoger la incertidumbre asociada a las simulaciones climáticas y, por lo tanto, de expresar de manera más completa el impacto del cambio climático.”

Los resultados presentados en el informe del CEDEX están sujetos a las incertidumbres propias de los estudios de impacto del cambio climático, que derivan de que el clima es un sistema caótico no lineal que depende de un elevado número de factores, por lo que es muy difícil su simulación y más todavía su pronóstico. Las fuentes de incertidumbre están ligadas a los escenarios de emisiones de gases invernadero (GEI), a los modelos climáticos globales (MCG), a los procesos de regionalización y a los modelos hidrológicos.

La dificultad en la definición de las proyecciones climáticas también puede entenderse desde el momento en que se disponen de 39 diferentes modelos para su simulación.

En el citado informe se han considerado tres periodos de impacto (PI), que son los periodos 2010-20140, 2040-2070 y 2070-2100 y también dos escenarios de emisiones de gases invernadero (RCP 4.5 y RCP 8.5).

Como ya se adelanta también en la misma introducción del informe, la incertidumbre en como va a afectar el cambio climático es uno de los puntos clave en este momento tal y como se va a justificar a continuación siempre a partir de los resultados de trabajo del CEDEX.

Nos encontramos ante un escenario (o escenarios) futuro de gran incertidumbre debido al cambio climático.  Los modelos climáticos con los que se analizan las proyecciones climáticas son globales y existen pocos modelos que los adapten al ámbito nacional e incluso de cuenca hidrográfica.

A partir de las recomendaciones a nivel de cuenca hidrográfica sí que es cierto que, por ejemplo, en el plan hidrológico de la cuenca del río Ebro (con un horizonte desde el año 2015 hasta el 2.021) sí que se ha tenido en cuenta la posible disminución de aportaciones para analizar los balances de agua.

En posteriores post profundizaremos en los resultados de algunos de los modelos climáticos. (y como te puedes imaginar no van a ser muy positivos).

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Creada en 2002 por Arjen Hoekstra, la huella hídrica es una de las huellas ambientales que ayudan a entender cómo nuestras decisiones de producción en la agricultura (y consumo) están afectando los recursos naturales. A medida que crece la población y el nivel de vida aumenta para muchas personas, la huella hídrica nos dice cuánta agua se utiliza todos los días en todas nuestras actividades, como por ejemplo para la producción de nuestra comida, e indica la presión que se ejerce sobre nuestros recursos de agua dulce.

La huella hídrica mide la cantidad de agua utilizada para producir cada uno de los bienes y servicios que utilizamos. Puede ser medido por un solo proceso, tales como el cultivo de arroz, para un producto tal como un par de pantalones vaqueros, para el combustible que ponemos en nuestro coche o para toda una compañía multinacional. La huella de agua también puede decirnos cuánta agua se consume por un país en particular – o global – en una cuenca específica río o de un acuífero.

De acuerdo con la Water Footprint Network la huella de agua nos permite responder a una amplia gama de preguntas para organizaciones, gobiernos e individuos. Por ejemplo si podemos hacer algo para reducir nuestra propia huella de agua y ayudar a gestionar el agua en el regadío.

La huella hídrica se puede medir en metros cúbicos por tonelada de producción, por hectárea de tierra de cultivo, por unidad de moneda y en otras unidades funcionales. La huella de agua nos ayuda a comprender con qué fines  se están consumiendo y/o contaminado los recursos limitados de agua dulce.

La huella hídrica tiene tres componentes: verde, azul y gris. Juntos, estos componentes proporcionan una imagen completa del uso del agua trazando  la fuente de agua consumida, ya sea como la lluvia / humedad del suelo o superficie / aguas subterráneas, y el volumen de agua dulce necesaria para la asimilación de contaminantes.

descripción

Huella hídrica verde es el agua de lluvia que se almacena en la zona radicular del suelo, evaporada, transpirada o incorporada por las plantas. Es particularmente relevante para los productos agrícolas, hortícolas y forestales. Para cuantificar la Huella Hídrica verde se hace necesario contar con información climática diaria que permita hacer seguimiento a los niveles de precipitación y del agua evapotranspirada.

descripciónHuella hídrica azul es agua que ha sido aportada a partir de recursos superficiales o del subsuelo y que se ha evaporado, incorporada a un producto o trasvasada, o devuelta en otro momento. La agricultura de regadío, la industria y el uso doméstico del agua pueden tener cada uno una huella de agua azul. Para cuantificar la Huella Hídrica azul se hace necesario instalar aforadores o contadores de caudal que permitan cuantificar el agua proveniente de una fuente superficial o subterránea.

descripciónHuella hídrica gris es la cantidad de agua dulce necesaria para asimilar los contaminantes con objeto de cumplir las normas específicas de calidad del agua. La huella hídrica gris considera contaminación puntual de un recurso de agua dulce directamente a través de un tubo o indirectamente a través de la escorrentía o lixiviación del suelo, las superficies impermeables, o de otras fuentes difusas. Para cuantificar la Huella Hídrica gris se hacen monitores continuos a la calidad del agua que ingresa y sale del sistema evaluado los principales contaminantes productos de la fertilización.

El propósito de la huella hídrica verde es medir la apropiación del ser humano del flujo de evaporación, al igual que la huella hídrica azul / gris tiene como objetivo medir la apropiación del ser humano de la corriente de agua.

La huella hídrica verde mide la parte del agua de lluvia evaporada que ha sido apropiado por el ser humano y por lo tanto no está disponible para la naturaleza. Por tanto, la huella hídrica expresa el coste de un cultivo en términos de su uso total de agua.

Todos los textos tomados de http://waterfootprint.org/en/

 

 

 

 

En el anterior post comenté la posibilidad de aplicar la metodología FAO56 a partir de imágenes satelitales combinadas con la información de la red SIAR. También presenté unos resultados comparados de las recomendaciones que se llevan a cabo por la Oficina del Regante y los resultados que se obtienen utilizando imágenes de satélite.

En este nuevo post vamos a profundizar un poco en la metodología FAO 56 y como la aplicamos con la teledetección, a partir de la información aportada por Alfonso Calera y Jesús Garrido en la presentación del Spider Gis en la jornada “EFICIENCIA HIDRICA Y ENERGÉTICA PROYECTOS I+D+i. H2020”  realizada en el CENTER el pasado 13 de abril.

La formulación más avanzada del procedimiento FAO56 incorpora al tradicional uso de coeficiente de cultivo “único” Kc el denominado coeficiente de cultivo “dual” (Wright, 1982), el cual permite acercarnos a la estimación de la evapotranspiración como suma por un lado de la transpiración, o flujo de agua a través de la planta, y por otro de la evaporación desde la fracción de suelo desnuda. Para ello se introduce el coeficiente de cultivo basal, Kcb, como el cociente entre la transpiración de una cubierta en ausencia de estrés y la evapotranspiración de referencia, así como un coeficiente evaporativo, Ke, que recoge la evaporación desde el suelo desnudo.

ET = Kcb ETo + Ke ETo

ET: evapotranspiración del cultivo

ETo: evapotranspiración de referencia

Kc: coeficiente de cultivo “único”

Kcb: coeficiente de cultivo basal o coeficiente de transpiración

Kcb · ETo: es la componente de la transpiración en ausencia de estrés

Ke: coeficiente evaporativo

Ke · ETo: es la componente de evaporación desde el suelo

La abundante literatura científica desde Heilman et al., (1982) Neale et al., (1987), pone de manifiesto la buena relación lineal existente entre el coeficiente de cultivo basal de una cubierta, análogo a un coeficiente de transpiración, y los índices de vegetación, como el Índice de Vegetación por Diferencias Normalizado, NDVI, así como con otros índices como el SAVI.

El NDVI es un parámetro que se obtiene de forma robusta, simple y directa desde las imágenes multiespectrales mediante una combinación algebraica de las reflectividades en el rojo e infrarrojo cercano. El NDVI  mide el tamaño fotosintético relativo de la cubierta, y recoge cómo la cubierta vegetal absorbe la radiación solar fotosintéticamente activa. La relación propuesta entre el valor del coeficiente Kcb, tal y como se define en FAO56 y el índice NDVI se presenta en la siguiente ecuación:

 Kcb = 1.44 NDVI – 0.1

 En cultivos herbáceos se utiliza ampliamente el coeficiente de cultivo único Kc.

Desde las imágenes multiespectrales se obtiene directamente el coeficiente de cultivo basal, por lo que para obtener el coeficiente de cultivo único Kc se ha de promediar la componente evaporativa de la fracción de suelo desnudo. Esta componente evaporativa es altamente dependiente de la superficie efectivamente mojada, esto es del sistema de riego y de la frecuencia, además del sombreado efectivo que la cubierta establezca sobre este suelo y de las propias características del suelo.

La siguiente ecuación que se propone para la relación entre el coeficiente de cultivo Kc y el NDVI ha sido ampliamente validada en cultivos herbáceos como trigo, cebada, maíz, algodón, girasol,… que en su fase de máximo desarrollo alcanzan cobertura completa (Allen, 2011; Cuesta et al., 2005), suponiendo un manejo estándar para sistemas de riego como aspersión y pivot.

  Kc = 1.25 NDVI + 0.1

Para el establecimiento del cultivo después de siembra, en su fase inicial de nascencia, la relación anterior puede infraestimar el valor requerido del Kc, pues en estos casos el comportamiento evaporativo del suelo desnudo es muy dominante. En esta fase suelen ser necesarios riegos frecuentes para garantizar la nascencia e implantación, tal y como se describe en FAO56.

A continuación se presentan los resultados obtenidos, a partir de Spider Gis y mediante la formulación recomendada para cultivos herbáceos, en una parcela cultivada con maíz en la campaña 2014-2.015. En la primera imagen se muestran los resultados de NDVI según se pueden obtener en Spider Gis.

Se aprecian valores por debajo de los esperados en algunas fechas como el 16/6 o el 2/7 en las que la nubosidad puede llevar a este tipo de resultados que eliminamos en nuestros análisis.

 CUANTIFICACION INDICE NDVI PARCELA 89 POLÍGONO 501. CANDASNOS (HUESCA)

Captura1.JPG

En la siguiente imagen se presentan los resultados obtenidos para el coeficiente basal Kcb:

Captura2.JPG

A partir del NDVI y con la relación Kc= 1.25 * NDVI +0,1 obtenemos los resultados de la siguiente tabla donde se aprecian diferencias en las necesidades semanales de agua, especialmente en los meses de junio y julio.

Captura3.JPG

Como conclusión podemos recomendar las herramientas como la teledetección y concretamente Spider Gis para la obtención de recomendaciones de riego ajustadas a la realidad de nuestro cultivo y explotacion.

MEQ REB ESCADA.jpg

En muchas redes de riego colectivas con instalaciones de bombeo nos encontramos que la red de riego se encuentra monitorizada en mayor o menor grado. Transductores de presión y caudalímetros avisan  al gestor de las instalaciones de roturas o averías de forma inmediata.

Por otro lado lado, lo que podemos denominar el corazón de la instalación, la estación de bombeo, está menos controlada. Pueden haberse instalado analizadores de redes, autómatas y demás elementos, sin embargo el seguimiento del funcionamiento de las bombas se realiza de forma presencial, de “visu”. Evidentemente hay un mínimo de parámetros que sí suelen estar monitorizados en tiempo real como la altura de bombeo, presión mínima de trabajo de los equipos de bombeo,…

Si tenemos en cuenta que los técnicos de las comunidades de regantes tienen que recorrer largas distancias para llegar a todos los puntos donde se encuentran instaladas las válvulas, hidrantes, filtros y demás elementos de la red parece evidente que no van a disponer de mucho tiempo para la verificación del correcto funcionamiento de las bombas.

No solo eso, los equipos de bombeo van a funcionar en el periodo con la energía más barata, es decir, de noche.

Así que nos encontramos con una mezcla de ingredientes bastante peligrosa que puede un día darnos un susto cuando nos encontremos con alguna de las bombas estropeada, desgraciadamente en la época de máximas necesidades de agua por los cultivos, en verano, y con nuestra empresa de mantenimiento cerrada por vacaciones o con unos servicios mínimos.

Bien, a donde quiero llegar es a destacar la importancia del mantenimiento preventivo. En mi opinión es fundamental disponer de una herramienta que de forma automática y periódica que nos indique si nuestros equipos están funcionando como deben y que nos avise cuando se produzca una desviación respecto a los parámetros que le hayamos fijado.

La monitorización en tiempo real de la estación de bombeo, por medio de un  sistema centralizado de recogida de datos eléctricos (a partir de los analizadores de redes),  y el posterior procesamiento de los datos permite la elaboración de informes que ayudan a la toma de decisiones sobre acciones preventivas o correctivas de la instalación.

Los objetivos que se persiguen con este tipo de herramientas son:

  • Monitorización y registro de los consumos energéticos de la planta: consumo total y consumos parciales de energía: Potencias instantáneas del bombeo y de las principales cargas (se obtiene información del consumo energético por bomba).
  • Control de costes de bombeo. Mejorar la relación caudal- potencia para aumentar la eficiencia de las bombas.
  • Estudio y seguimiento de todos los datos de bombas individuales, ratios de funcionamiento y parámetros básicos de facturación, potencias, energías, puntas de demanda y consumos horarios.
  • Reducción del coste de la energía mediante el seguimiento de los consumos de energía por tarifa, bombeando el máxima de agua posible en horas valle y control del cos fi (energía reactiva).
  • Sistema de alarmas para responder inmediatamente en caso de funcionamiento anómalo de las bombas.
  • Mejora del “Mantenimiento Predictivo” mediante:
    • Detección inmediata de sobrecargas en máquinas.
    • Verificación del caudal adecuado para cada bomba.
    • Estimación del mantenimiento preventivo de las bombas a partir de un cierto número de horas acumuladas.
  • Obtención de curvas de demanda de potencias y energía.
  • Realización de informes de consumos de energía y estadísticas.
  • Simulación de facturas. Una situación que ocurre con cierta frecuencia es la presencia de errores en la factura de la compañía. Con esta herramienta se puede simular la factura de manera que se puede contrastar de manera rápida con la factura emitida por la compañía y verificar que no existen errores.

Estos sistemas que normalmente se utilizan en el sector industrial pueden ser muy interesantes también en nuestro sector de la agricultura de regadío y además pueden recibir ayudas según la medida 4 (apartado de mejoras de regadíos) según el PROGRAMA DE DESARROLLO RURAL 2014-2020.

 

Hemos publicado esta entrada en el blog de sondas de humedad para regadío.

https://i2.wp.com/www.traxco.es/blog/wp-content/uploads/2009/12/monitorizacion-pivot-central.jpg

Como habrás podido leer en los post anteriores, la aplicación del sistema de Participación Pública Privada lleva asociada el seguimiento de unos coeficientes indicadores ligados a aspectos que tienen por objeto incentivar la explotación siguiendo unos estándares óptimos de disponibilidad de la infraestructura y de calidad en el servicio de riego, así como en la atención al usuario/cliente.

Los coeficientes que se han contemplado, por ejemplo, para la ampliación de la zona regable del Canal de Navarra son:

1. K1: Coeficiente anual de eficiencia técnica y de gestión del agua.

2. k2: Coeficiente mensual de eficiencia en la continuidad del suministro.

3. k3: Coeficiente mensual de servicio de presiones.

4. K4: Coeficiente anual de instalaciones electromecánicas.

5. K5: Coeficiente anual de atención al cliente.

Respecto a las características del coeficiente K1 ya escribí en  Calidad en la explotación de infraestructuras de regadío  y las medidas a las que hice referencia también afectarán positivamente a la fiabilidad de las redes de riego (coeficiente mensual k2) ya que tendremos menos interrupciones.

Respecto al mantenimiento de la presión en las redes es conveniente tener en cuenta los diferentes materiales de las tuberías y el tiempo que puede llevar asociado una reparación y por tanto el tiempo que la instalción estará sin presión y fuera de servicio.

Las roturas en tuberías de PVC (diámetros < 400 mm) suelen afectar a una superficie reducida (<200 has) y su tiempo de reparación es corto. Los tubos son poco pesados y de fácil manejo. Los materiales de reparación no tienen un coste alto y son fácilmente localizables. Una interrupción de 48 horas es más que suficiente para reparar cualquier avería de PVC, lo habitual será repararlo en menos de 24 horas.

Las tuberías de fundición dúctil puede ser más problemática su reparación por su mayor peso y por su mayor tamaño, pero consideramos que cualquier avería se puede resolver en 24 horas si se dispone del material necesario. Este material es más difícil de localizar por lo que se tendrá que estocar. Las roturas y fugas de PVC y fundición dúctil se recomienda realizarla con equipos propios.

Las fugas en tuberías de acero helicoidal presentan más complejidad en su reparación y es necesario tener un contrato de mantenimiento con una empresa especializada de la zona que disponga de medios y materiales para que el periodo de interrupción sea en menos de 48 horas.

El tiempo de afectación representa principalmente el tiempo necesario para restablecer el suministro en la zona afectada por la interrupción. En muchos casos debido a la configuración de la red, la zona afectada por el fallo producido se puede aislar del resto, desconectando la sección de la red que englobe esta zona. Es importante realizar el procedimiento adecuado de maniobra que permita aislar el ramal o equipo afectado.

Esta medida no reduce el tiempo de afectación de la sección afectada, pero reduce la superficie afectada directamente.

Dicha reducción se puede conseguir sobre la base de una modelización previa y con la adecuada monitorización actuando sobre las siguientes medidas:

  • Automatización de las redes
  • Sistema de localización de fallos
  • Reducción del tiempo de respuesta

Es importante identificar lo antes posible la avería. Nada más recibida la noticia se debería independizar el ramal, si fuera necesario. Para la excavación se recomienda disponer de retroexcavadoras distribuidas por todo el perímetro de riego con el compromiso de acudir en cuanto se les requiera. En las primeras etapas de la puesta en funcionamiento de los sectores de riego se recomienda utilizar empresas externas hasta que se haya formado al personal propio. Posteriormente, todas las reparaciones se realizaran con medios propios, salvo:

  • Las instalaciones eléctricas
  • Variadores de frecuencia
  • Rectificación de los motores y bombas
  • Caudalímetros
  • Reparaciones de la tubería helicoidal

Además se debe tener en cuenta que los mayores problemas surgen en los primeros meses de funcionamiento, porque:

  • Hay que hacer un ajuste definitivo a los equipos eléctricos, electrónicos y el telecontrol.
  • Aparecen los defectos de montaje. Los defectos de los materiales suelen aparecer más tarde (vicios ocultos).
  • Las redes suelen tener bastante suciedad y las piedras q pueden obstruir a las válvulas y dañarlas. No es fácil sacar las piedras que han entrado en la tubería durante el montaje.