Sistema de monitoreo de canales de riego en lámina libre desarrollado por la Universitat Politècnica de València

España destina actualmente el 70 % de su agua disponible al regadío agrícola, cerca de 20.000 hm3 anuales que sirven para abastecer una superficie agrícola que ya supera el 60 % del territorio nacional.

Según datos del Ministerio para la Transición Ecológica, el país cuenta actualmente con una red de canales de regadío de más de 40.000 kilómetros lineales repartidos entre 8.000 km pertenecientes a cauces principales y 32.000 km en cauces secundarios, la cual tiene el cometido principal de gestionar y distribuir dicha masa hídrica a lo largo y ancho del territorio.

Es comprensible que el correcto mantenimiento de dicha infraestructura hídrica es vital para garantizar su buen uso. Si bien la inversión de España durante los últimos años ha superado los 300 millones de euros, todavía se detecta que el 50 % de las conducciones requiere medidas de reparación o acondicionamiento urgentes.

Nuevo sistema de monitorización del caudal en canales de riego, localizando de forma inmediata dónde se esté generando la filtración

Dicha circunstancia ha propiciado que los canales de riego hayan ido perdiendo paulatinamente eficiencia hasta generar pérdidas que superan el 35 % del volumen total de agua suministrado. Esto supone, en número totales, que España pierde al año 6.650 hm3 por fugas y filtraciones en sus conducciones de regadío. Por tener un orden de magnitud, esto es 16 veces la cantidad de agua que consumen al año todas las ciudades de la Comunidad Valenciana juntas.

En este escenario, una de las principales dificultadas que se encuentran a la hora de aplicar medidas de reparación y acondicionamiento efectivas, radica en la correcta localización e identificación de aquellos tramos de las conducciones donde se están generando pérdidas o filtraciones. Así como identificar a tiempo estas pérdidas, pues en algunas ocasiones pueden tardar meses o incluso años en ser detectadas y, por tanto, subsanadas.

¿Cuál es la solución que propone la UPV ante esta problemática?

Es en este contexto donde en el equipo de investigación del Instituto de Matemática Multidisciplinar (IMM) de la Universitat Politècnica de València hemos detectado la oportunidad de desarrollar un nuevo sistema capaz de monitorear de forma rápida y efectiva el caudal en canales de riego en lámina libre, localizando de forma inmediata aquellas secciones o tramos donde se esté generando la filtración. Dicha solución opera a través de 3 diferentes subsistemas:

• Hardware: compuesto por un radar de velocidad para fluidos y un sensor de nivel ultrasónico. Este subsistema se encarga de medir la velocidad de la superficie de agua en un punto determinado, así como el nivel de agua del canal respecto de una situación inicial conocida.
• Comunicación: compuesto por protocolos de comunicación de corto y largo alcance, SigFox y 4G respectivamente.
• Software: a partir del dato de velocidad aportado por el radar, emplea un Modelo de Elementos Finitos de aplicación a fluidos capaz de conocer la velocidad media del flujo de toda la sección del canal. Posteriormente, y empleando el dato de nivel también conocido, aplica ecuaciones de Dinámica de Fluidos previamente programadas en base a algoritmos para hallar en tiempo real el dato de caudal que medirá cada kit de nuestra solución.

¿Cuál es el principal valor agregado de la solución?

Dicho sistema presenta diferentes ventajas respecto a las soluciones actuales para medir el caudal en canales en lámina libre:

• Respecto a las estaciones de aforo, indudablemente el coste. El precio de esta solución es varios órdenes de magnitud menor a una estación de aforo convencional. De este modo se pueden instalar diferentes kits del sistema, generando tramos dentro de un mismo canal donde, por diferencia en el valor del caudal medido a tiempo real, se puedan localizar pérdidas y filtraciones.
• Respecto a soluciones puntuales, como método flotador, rastreo con tinta o medida de carga hidráulica. Permite un monitoreo de alta precisión de forma continua (no puntual, como operan estos sistemas) y a tiempo real.

Así mismo, y respecto a ambas tipologías de sistemas, la solución de la UPV opera a partir de una intuitiva plataforma digital donde los clientes pueden conocer a tiempo real el caudal medido por cada uno de los kits que tengan instalados, así como recibir alertas cuando se generen diferencias de magnitud entre dos estaciones sucesivas, causa probable de que se haya generado una pérdida o filtración.

Fuentes consultadas Ministerior para la Transición Ecológica y Reto Demográfico (2019). Statistical Pocket Book FAO 2015. Modernización de regadíos. Un mal negocio para la naturaleza y la sociedad. Word Wildlife Fund (2015). Jornada Internacional del Riego y Uso del Agua. Universidad de Valencia (2015). INE (2020). Estadística sobre el Suministro y Saneamiento del Agua.