Sensores de humedad para gestión eficiente del riego. Video del proyecto.

Sondas de humedad para la gestión del riego: resultados tras las primeras semanas de junio con altas temperaturas en el cultivo del maíz.

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En la imagen superior se indica la ubicación del equipo nº 1, situado en una parcela de la Comunidad de Regantes nº XI de la Comunidad General de Regantes de Bardenas, en el término municipal de Ejea de los Caballeros, Zaragoza.

EQUIPO 1

El equipo está instalado en un campo con cultivo de maíz de primera cosecha y sembrado de inicios de mes.

Respeto a la climatología tenemos que resaltar que en toda la zona hubo tormentas entre el 4 y 8 de junio (de unos 30 l/m2 cada una, aunque varió de unas zonas a otras) y también el 24 y 25 de junio (éstas de pluviometría más modesta, unos 17 l/m2)

En la gráfica de las lecturas de las sondas de humedad hemos marcado con dos lineas horizontales la Capacidad de Campo (CC) en color verde y el PUNTO DE RECARGA (PR) en color marrón. Para que la gestión del riego fuera la óptima la humedad del suelo se debería de mantener entre esas líneas. La humedad no debería pasar de la línea PR para evitar situaciones de estrés hídrico y tampoco de la línea CC para evitar lo contrario, pérdidas por percolación.

En la gráfica se observan los aumentos de humedad en los eventos de lluvia y también con los riegos que se llevan a cabo cada 2-3 días, organizados en dos turnos de 1,5 horas.

Con esta planificación el aporte de agua medio es de 9 horas, con una pluviometría del aspersor de 7 mm/h, lo que supone 63 mm/semana.

Las necesidades de agua para un cultivo de maíz según la red SIAR serían las siguientes:

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Según la tabla de la red SIAR las necesidades hídricas máximas del cultivo (50,7 mm) son  inferiores al riego aportado (63 mm).

Las lecturas de la sonda de humedad a 20 cm. nos están indicando que, a pesar de las dosis aplicadas el suelo no es capaz de retener todo el agua. Con el paso de los días no estamos manteniendo la humedad para no pasar del PR. (El suelo no retiene todo el agua y la demanda por parte del cultivo es alta)

Las otras dos sondas nos indican que el perfil del suelo está cerca del punto de saturacion en los perfiles más profundos aspecto que podría ser debido a que se aplican dosis altas de riego para compensar los intervalos de riego de 2-3 días.

Las sondas de humedad instaladas son de SENTEK y permiten leer humedades, temperaturas y salinidad cada 10 cm. en una longitud de 60 cm.

SENTEK

 

 

 

Sondas de humedad en riego por aspersión y goteo: equipos instalados.

Ya tenemos instalados los 26 equipos que nos permitirán controlar la humedad del suelo en diferentes cultivos, tipos de suelos y sistemas de riego.

En la Comunidad General de Regantes de Bardenas se han instalado 11 equipos, entre los que se encuentran una estación meteorológica iMETOS IMT300

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cuatro sondas SENTEK drill and drop

SENTEK

y diez equipos con sondas 10 HS de Decagon

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con la estación imetos ECO D3.

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Los cultivos que se están monitorizando son maiz, alfalfa, judía, festuca, veza en riego por aspersión (una parcela de maíz en riego a manta) y almendro en riego por goteo.

En la Comunidad de Regantes APAC de Mequinenza se han instalado 11 equipos: una estación meteorológica, un equipo con sonda SENTEK, drill and drop, y 9 equipos con sondas de humedad 10 HS de Decagón.

En las dos zonas de estudio se han instalado también tensiómetros

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y sondas 5TE de Decagón para medir otra serie de parámetros además de lal humedad del suelo.

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Los cultivos en la comunidad de regantes APAC de Mequinenza en los que se está monitorizando el riego son almendro, albaricoque, cereza, nectarina y melocotón.

Se han realizado análisis de suelos en las parcelas donde se han instalado las sondas de humedad para conocer la textura del suelo y relacionarla con las características hidráulicas del mismo. Se han  determinado la Capacidad de campo (CC) y el Punto de marchitez permanente. A partir de esta información se ha fijado un Punto de Recarga (PR), humedad mínima del suelo de la que se recomienda no pasar para no producir estrés a los cultivos.

En la gráfica aparece la CC en color verde, y el PR en color rojo oscuro.

Los resultados están siendo muy interesantes en este mes de junio con temperaturas muy altas y con una humedad en el suelo cada vez menor como ya os adelanto en la siguiente gráfica:

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Se trata de una parcela cultivada con maíz, regada con un sistema pivot y con una profundidad de suelo muy reducida. Se decidió aumentar la dosis de riego el 15 de junio  teniendo en cuenta que la humedad del suelo disminuia a pesar de las dosis aportadas.

 

Las nuevas tecnologías en las explotaciones agrarias, ¿segunda revolución verde? 2ª parte

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En el mundo de la agricultura de regadío tenemos ejemplos  de aplicación de las nuevas tecnologías en la agricultura.

Sin ir más lejos, en la provincia de Huesca,  en la Comunidad de Regantes San Pedro de Castelflorite, nos encontramos con algunos ejemplos de cómo han evolucionado en su gestión.  Entre su personal de mantenimiento cuentan con un Ingeniero Informático, lo que indica ya la sofisticación que pueden tener en sus sistemas de telecontrol del riego. Aún van más lejos y cada agricultor puede consultar el consumo instantáneo de su hidrante en parcela tanto en su Smartphone como en la aplicación de escritorio para su PC.  Cualquier anomalía puede ser detectada sin necesidad de estar presente en el campo. También tienen instaladas varias estaciones meteorológicas conectadas a internet de manera que podrían parar sus sistemas de riego a presión desde su teléfono móvil en caso de que la velocidad del viento fuera demasiado alta y se perdiera uniformidad en el riego. Con todo lo anterior se ha conseguido por un lado mejorar la vida del agricultor y, por otro lado, un ahorro de agua.

Desde luego que no es la única Comunidad de regantes que usa internet para la gestión del agua pero es un buen ejemplo y creo que de la misma manera evolucionarán otro tipo de explotaciones agrarias profesionalizadas que dispondrán o contratarán expertos en nuevas tecnologías aplicadas a la agricultura.

Aunque estas tecnologías hace tiempo que existen sabemos que por diferentes motivos, no se estaban utilizando. La media de edad de los agricultores les apartaba del uso de las nuevas tecnologías en la agricultura y la misma tecnología no estaba suficiente madura.

De todas maneras la aplicación  de las nuevas tecnologías  en  la agricultura es cuestión de tiempo y que se apliquen antes o después dependerá de algunos escollos a superar:

En primer lugar, el precio de adquisición de equipos y también de los servicios asociados puede ser un freno al crecimiento de este mercado. Ahora bien, como estamos acostumbrados a ver, los precios de los equipos  tecnológicos  tienden a la baja y en este aspecto podemos confiar que año tras año serán más asequibles.

Por ejemplo se puede abaratar si los fabricantes se centran en las necesidades de los agricultores de manera que no se vieran obligados a comprar una tecnología puntera cuando pueden necesitar soluciones más sencillas.

En segundo lugar, y volviendo al ejemplo que he escrito más arriba sobre los sistemas de telecontrol para redes colectivas de riego,  éstos han sido la mayor parte de las veces un problema para las comunidades de regantes.

En muchos casos han pasado quince años desde que se empezaran a instalar de forma más o menos generalizada hasta que se apreciara su parte positiva. ¿Cuál ha sido la causa que ha retrasado su aceptación? Falta de mentalidad abierta (o miedo) ante sistemas tecnológicamente modernos, falta de mantenimiento por parte de las Comunidades de Regantes en algunos casos y la lenta respuesta por los proveedores en otros casos.

Y, por último, en la última Feria de San Miguel de Lleida asistí a varias charlas. Unas sobre la utilización de drones en la agricultura y otras sobre las últimas tendencias en el regadío. Pues bien, cual fue mi sorpresa al escuchar, después de día y medio de charlas, que según un estudio del IRTA en Cataluña, los regantes tienden a aplicar un 30 % más de agua sobre las recomendaciones de la Oficina del regante. Este estudio no representa al 100 % de los regantes en Cataluña pero nos da una idea de la separación entre el mundo del agricultor de a pie y de las posibilidades que ofrecen las nuevas tecnologías.

Independientemente de que sea un 30 %, podemos tener un porcentaje de ahorro en el uso de agua (y energía si el agua necesita ser bombeada). Y tenemos los datos a nuestra disposición para aplicar el volumen correcto. ¿Pero les llegan a los regantes? ¿Podemos comprobar si el agua se está usando de forma eficiente?

Desde luego que podemos y las Comunidad de Regantes deberían,  por lo menos a título informativo, empezar a contrastar si el agua aplicada se corresponde con las recomendaciones.  Muchas ya disponen de tecnología para hacerlo.

Es necesario recordar que la Oficina del Regante recoge sus datos de una serie de estaciones meteorológicas (la red SIAR) distribuidas por la Comunidad Autónoma y están a disposición de los usuarios en su página web. Son los datos más precisos que se disponen en la actualidad.

El boom de las nuevas tecnologías en la agricultura. El uso de los drones en agricultura.

Como decía más arriba en la última Feria de San Miguel asistí a unas charlas sobre la utilización de drones en la agricultura. Los mismos días se celebraba expodrónica en Zaragoza y unos días después se celebraron otras charlas en el CENTER en Madrid sobre el mismo tema. Mucha tecnología y muchas empresas explicando las posibilidades de los drones pero ninguna concretó resultados económicamente viables.

La utilización de la teledetección para realizar manejo diferenciado en las parcelas y  para la gestión del riego está viviendo un boom con el nacimiento de empresas que ofrecen servicios relacionados con los drones en la agricultura. Puede que esta explosión de oferta lleve asociada cierto ajuste en los precios y haga esta tecnología más accesible a explotaciones de un tamaño medio.

Sin embargo hay ciertos aspectos que pueden retrasar la aplicación de las nuevas tecnologías en la agricultura como precios del petróleo a la baja y, como consecuencia, mayores márgenes para los agricultores (haciendo lo mismo) que  conllevan una despreocupación por buscar mayor eficiencia.

Como resumen, disponemos de la mejor tecnología para captar información del estado de agua en el suelo, estado vegetativo e hídrico de las plantas y otras variables, a partir de drones, satélites u otros equipos. El reto es poder entregar al agricultor la interpretación de esa información de manera que le sea útil, a un precio razonable, en el momento adecuado y de manera que la pueda aprovechar con sus equipos. 

 

Agricultura de precisión mediante la utilización de sondas de humedad

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La agricultura de precisión es ya una realidad  presente en muchas explotaciones. La utilización de nuevas tecnologías en tractores equipados con GPS para optimizar la cantidad de insumos, semilla, fertilizantes y fitosanitarios, en cultivos extensivos es un ejemplo.

Sin embargo hay otras técnicas y herramientas que, unidas a la expansión de la utilización de teléfonos móviles por los agricultores, pueden ayudar a conseguir explotaciones más eficientes. La utilización de las nuevas tecnologías está favoreciendo la utilización de estos instrumentos de manera que el agricultor y/o gestor puede disponer de información de precisión en tiempo real, tanto en su ordenador como en su teléfono inteligente.

Un ejemplo son las sondas de humedad. La utilización de las sondas de humedad  para controlar la cantidad de agua (contenido volumétrico: m3 de agua/m3 de suelo) o tensiómetros  resulta interesante para mejorar la gestión del riego, ahorrar energía  y también para evitar pérdidas por percolación de fertilizantes.

Los sensores FDR o capacitivos, los más extendidos comercialmente entre las sondas de humedad, miden la permitividad eléctrica del suelo y mediante una correlación nos proporcionan la humedad del suelo, la fracción de volumen de cualquier componente está relacionada con la permitividad total. El aire tiene una permitividad de 1 y el agua de 80.

Con las sondas vamos a obtener los datos de humedad del suelo, capacidad de campo (CC), punto de marchitez permanente (PMP) y punto de recarga (que lo vamos a fijar nosotros) de manera que nunca se alcance el PMP. El dato de CC nos informará del momento a partir del cual el suelo ya no retendrá mas agua y por tanto nuestro riego se debe detener.

La cantidad de agua disponible en el suelo (CRAD) es la diferencia entre CC y PMP y se corresponde con la cantidad de agua que es aprovechable por la planta.

Es muy importante la correcta colocación de las sondas. La profundidad en función del tipo de suelo, evitar cámaras de aire y presencia de piedras alrededor de la sonda. El suelo alrededor de la sonda va a representar al resto de la parcela. Así pues es muy importante la superficie a la cual asignamos una sonda pues el perfil del suelo debe ser homogéneo en esa superficie para que las lecturas nos aporten valores reales. También debe tenerse en cuenta la eficiencia del sistema de riego y las eventuales posibles variaciones de caudal entre sectores de riego.

Las sondas normalmente se instalan a tres profundidades diferentes. La primera sonda se puede colocar en la parte superficial del perfil (10-15 cm.) así detectamos también fenómenos de evaporación, la segunda en la parte más activa de de absorción por las raíces y la última fuera ya de la zona de absorción, para detectar pérdidas por percolación.

Las nuevas  tecnologías permiten la lectura a distancia de las sondas. Si bien los datos los podemos descargar de forma manual o remota, normalmente por GPRS.

El datalogger que nos almacena los datos puede funcionar con baterías o placas solares. La toma de datos en continuo es recomendada por sus ventajas frente a la toma de datos puntual.

También se recomienda conectar el contador al logger para analizar la eficiencia del riego y también se necesitará conocer la pluviometría.

El servicio que se ofrece asociado a las sondas de humedad comprende:

  • Instalación equipos asegurando el correcto funcionamiento y fiabilidad de las lecturas.
  • Diagnóstico: validación de los datos y entrega de forma periódica de gráficas y tablas fácilmente interpretables con el diagnóstico de la humedad del suelo y recomendaciones de riego.
  • Mantenimiento: se llevarán a cabo las tareas de mantenimiento preventivo y correctivo necesarias para garantizar la durabilidad y el correcto funcionamiento de los equipos.

Proyectos de cooperación. Fomentar la innovación en el sector del regadío. Sensores de humedad y teledetección

imagen-sondas-3Buenas noticias ! Así empezaba el correo electrónico que me enviaba Raúl de Marcosa Riegos para informarme que el proyecto de Cooperación presentado al Gobierno de Aragón el  pasado mes de julio había sido aprobado.

Y efectivamente se trata de buenas noticias para nosotros Marcosa Riegos como coordinador del Proyecto y Agricultura Técnica y Desarrollo Rural S.L.como socio tecnológico. Y por supuesto para los beneficiarios: la Comunidad General de Regantes de Bardenas y la Comunidad de Regantes APAC de Mequinenza. También van a colaborar con su conocimiento y experiencia el  Instituto Geológico y Minero de España y el Centro Tecnológico Agropecuario Cinco Villas.

El objetivo principal del Proyecto es alcanzar una gestión eficiente del agua de riego para:

• Optimizar el consumo de agua, energía y fertilizantes.
• Reducción de problemas derivados de exceso y/o falta de agua.
• Mejor regulación del crecimiento vegetativo del cultivo.
• Maximización de los márgenes de los cultivos.
• Minimizar la contaminación difusa por lavado de nutrientes.

La innovación potencial del Proyecto se enfoca en la monitorización del suelo y planta mediante sensores para mejorar la gestión del regadío de manera que se generen sistemas agrícolas más eficientes y medioambientalmente sostenibles.

De todos los parámetros monitorizables mediante sensores, uno de los que proporcionan más información y que al mismo tiempo cuenta con tecnología asequible y fiable para la obtención de datos, es la humedad del suelo. Es decir,monitorizar las reservas de agua que hay en cada momento dentro de la zona radicular y el ritmo de absorción de agua por parte del cultivo.

La utilización de las sondas de humedad para controlar la cantidad de agua (contenido volumétrico: m3 de agua/m3 de suelo) o tensiómetros resulta interesante para mejorar la gestión del riego, ahorrar energía y también para evitar pérdidas por percolación de fertilizantes puesto que nos permiten conocer la siguiente información:

• Fecha de inicio y final de los riegos.
• Ritmo y profundidad de absorción de agua por la planta.
• Situaciones de estrés hídrico.
• Balance de agua en el suelo.
• Movimiento del agua en el perfil.
• Problemas de infiltración, capa freática y escorrentía;

Previamente a la colocación de las sondas se realizará un análisis de suelos (textura y macronutrientes) así como unas recomendaciones de abonado por parte del Centro Tecnológico Cinco Villas. Los resultados de los análisis ayudarán a la correcta colocación de las sondas, puesto que la profundidad de colocación es función del tipo de suelo. Además es muy importante la superficie a la cual asignamos una sonda pues el perfil del suelo debe ser homogéneo en esa superficie para que las lecturas nos aporten valores reales. También debe tenerse en cuenta la eficiencia del sistema de riego y las eventuales posibles variaciones de caudal entre sectores de riego.

Estos análisis se repetirán previamente a la segunda campaña de riego.

Inicialmente se prevé instalar las sondas a dos profundidades diferentes. La primera sonda se puede colocar en la parte más activa de de absorción por las raíces y la segunda fuera ya de la zona de absorción, para detectar pérdidas por percolación.

En la Comunidad General de Regantes de Bardenas se instalarán 15 sensores de humedad y en la Comunidad de Regantes de Mequinenza 11. Para poder alcanzar el mayor número posible de escenarios (tipo de suelos, sistema de riego, cultivos) los sensores serán trasladados al final de cada campaña de riego y se volverán a instalar en los puntos que los beneficiarios identifiquen como más representativos.

La instalación de las sondas, configuración de datalogger y calibración se llevará a cabo por parte de Marcosa Riegos, que cuenta con más de siete años de experiencia en la instalación y asesoría de estos instrumentos. También el personal de mantenimiento de las Comunidades de Regantes será formado y participará en las labores de instalación.

La generalización entre las Comunidades de Regantes de la utilización del telecontrol en la red de riego permite disponer en tiempo real de información de los volúmenes de agua aportados y la red de estaciones SIAR facilita por otro lado los datos de precipitación. De esta manera vamos a disponer de parámetros que ayudarán en la toma de decisiones para lagestión del riego de forma eficiente, en la frecuencia y duración óptimas.

El sistema de monitorización responderá a tres niveles de objetivos:

• SENSOR: aportará datos precisos y representativos para un tipo de suelo determinado.

• SISTEMA: (entendido como el conjunto formado por las sondas de humedad, dataloggers, sensores auxiliares, sistemas de transmisión de datos y software) Permitirá recoger, grabar, enviar y representar los datos proporcionados por las sondas.

• ASESORÍA TÉCNICA: El servicio que se ofrece asociado a las sondas de humedad comprenderá:

Instalación equipos asegurando el correcto funcionamiento y fiabilidad de las lecturas.

Diagnóstico: validación de los datos y entrega de forma periódica de gráficas y tablas fácilmente interpretables con el diagnóstico de la humedad del suelo y recomendaciones de riego.

Mantenimiento: se llevarán a cabo las tareas de mantenimiento preventivo y correctivo necesarias para garantizar la durabilidad y el correcto funcionamiento de los equipos.

Constantemente se realizará una supervisión por parte del servicio de guardería de la Comunidad de Regantes y la empresa de ingeniería Agricultura Técnica y Desarrollo Rural S.L. para confirmar que los sensores y el sistema estén funcionando correctamente. Esta supervisión se realizará con el seguimiento continuado de visitas al campo (por parte del Servicio de guardería propio de la comunidad de regantes) y también con continuas conexiones al servidor que administre los datos de las sondas desde donde se podrá seguir online la humedad del suelo, el estado de carga de las baterías y panel solar.

Paralelamente se llevará a cabo una monitorización del estado vegetativo de las plantas mediante teledetección.

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, sobre el que se cuenta con gran experiencia en teledetección, mide el tamaño fotosintético relativo de la cubierta, y recoge cómo la cubierta vegetal absorbe la radiación solar fotosintéticamente activa.

El objetivo de esta parte del Proyecto es identificar si la determinación de la Kc/Kcb por teledetección de superficies concretas de las parcelas permite ser más eficientes con las dosis de riego aplicadas.

En el Proyecto se van a monitorizar ocho parcelas (cuatro de cada Comunidad de Regantes) para obtener las necesidades de riego calculadas mediante el índice NDVI. El encargado de realizar este trabajo será la empresa de ingeniería Agricultura Técnica y Desarrollo Rural S.L.