Distribución optimizada de volúmenes limitados de agua de riego y su efecto sobre el rendimiento y la calidad de la cebada cervecera

En Castilla-La Mancha (C-LM), la cebada es un cultivo con bajas necesidades de agua de riego (lámina neta, In=2.500 m3ha-1) y con una gran diferencia de rendimiento entre secano y regadío. Sin embargo, por la escasez de recursos hídricos, las dotaciones limitadas de agua, y el alto coste de la energía, los agricultores se están planteando aplicar riego deficitario a este cultivo. El objetivo de este trabajo es determinar, para las condiciones de C-LM, las estrategias de riego deficitario controlado que, con volúmenes limitados de agua de riego, maximizan el rendimiento de la cebada cervecera sin que la calidad del producto se vea afectada. Se han desarrollado ensayos de campo considerado 5 volúmenes de agua disponible (Ilimitada, 1 In, 0.9 In, 0.8 In, y 0.7 In), optimizando los calendarios de riegos combinando las metodologías “año meteorológico típico” (Tipical Meteorological Year,TMY) y “riego deficitario optimizado por etapas” (Optimized Regulated Deficit Irrigation, ORDI) con el modelo MOPECO. Se ha conseguido una buena distribución del agua disponible a lo largo de la campaña, sin alcanzar un estrés severo global en ninguna de las etapas de desarrollo, logrando un alto rendimiento sin decremento de la calidad, pese a desconocer las condiciones climáticas en las que se iba a desarrollar el cultivo. Los rendimientos obtenidos fueron similares a los estimados al inicio de la campaña y los parámetros de calidad medidos, excelentes en todos los tratamientos

Evaluación cuantitativa y cualitativa del cultivo de ajo morado bajo aplicación optimizada de volúmenes limitados de agua de riego

Castilla-La Mancha (C-LM) es una región de clima semiárido con escasez de recursos hídricos para el regadío. De las variedades de ajo utilizadas en la región, el Ajo Morado de las Pedroñeras presenta valores añadidos, tanto en aspectos económicos, como culturales y de calidad nutricional. Todo ello, unido al elevado coste de la energía asociada a los sistemas de riego presurizados, hace que muchos productores demanden estrategias para mejorar la eficiencia en el uso del agua y hacer más rentable el cultivo. El objetivo principal de este trabajo, es definir y validar estrategias de manejo del riego deficitario controlado, basadas en las metodologías año meteorológico típico (TMY) y del riego deficitario optimizado por etapas (ORDI) que distribuyan de manera óptima un volumen de agua de riego limitado durante las distintas etapas de desarrollo fenológico del Ajo Morado de Las Pedroñeras. Para ello, se ensayaron 5 tratamientos, uno sin déficit y cuatro con distintos volúmenes máximos de agua de riego disponible, correspondientes al 100 (T100), 90 (T90), 80 (T80) y 70% (T70) de las necesidades netas de riego del cultivo para las condiciones climáticas de un año meteorológico típico (TMY) intermedio en C-LM (fijadas en 3400 m3/ha). Como consecuencia de las condiciones climáticas del año del ensayo, los tratamientos no alcanzaron los niveles de déficit hídrico deseados. No se observaron diferencias significativas en cuanto a rendimiento y calidad para los tratamientos T90, T80 y T70

Análisis del funcionamiento de una red colectiva ante distintas estrategias de riego en parcela

En zonas colectivas de riego, la tarifa a pagar por los agricultores está muy condicionada con el gasto energético de los equipos de bombeo, relacionada a su vez con la cantidad de agua aplicada a los cultivos. Así pues, es necesario el desarrollo de herramientas de ayuda a la toma de decisiones que busquen mejorar la eficiencia en el uso del agua y la energía, sin comprometer el rendimiento y productividad de los cultivos. El objetivo del trabajo es analizar el consumo energético en una estación de bombeo de una red colectiva de riego a la demanda ante distintos escenarios de riego en parcela y de presiones en la cabecera. La metodología propuesta ha sido aplicada a la zona regable de Tarazona de La Mancha (Albacete, España). Se han establecidos dos manejos de riego en parcela (con y sin déficit) para los principales cultivos de la zona y diferentes estrategias de presiones en la cabecera (variable y fija), para analizar el efecto sobre la eficiencia y consumo energético del bombeo. Para ello, se ha utilizado una herramienta de simulación desarrollada en MATLAB®, en combinación con el motor de cálculo EPANET®, y se ha aplicado como ejemplo a un día de elevada demanda de agua en la red. Los resultados indican que la utilización de presión en cabecera variable y manejo deficitario, genera ahorros energéticos de 12,43% en relación al mismo manejo con presión fija

Desarrollo de un algoritmo de solución directa para el cálculo de distribuciones óptimas de cultivos bajo riego deficitario controlado

La adecuada gestión de un recurso natural cada vez más escaso, como es el agua, implica maximizar la eficiencia en su uso. Desde el punto de vista de una explotación agraria, es de la máxima importancia encontrar la distribución óptima de cultivos que maximice el margen bruto obtenido con el agua de riego disponible. Actualmente, los métodos de optimización disponibles para resolver este problema no lineal, recurren a métodos de optimización heurísticos de propósito general mucho más lentos y menos eficientes de lo que sería un algoritmo de optimización de solución directa, donde se conocen los mecanismos involucrados y las sinergias existentes entre los cultivos para la obtención de la solución óptima del problema. El objetivo del presente trabajo es desarrollar un algoritmo de solución directa capaz de determinar la distribución óptima de cultivos que sea compatible con el modelo MOPECO (Modelo de Optimización Económica del agua de riego). La solución óptima se consigue con sólo uno o dos cultivos, pero esta solución no es la más adecuada desde el punto de vista agronómico (p.e. rotación de cultivos, PAC, etc.), por lo que ha sido necesario adaptar el algoritmo desarrollado para manejar este tipo de situaciones. Para una hipotética explotación de 100 ha, considerando 10 cultivos diferentes y 11 escenarios de volumen de agua total disponible, se han comparado los resultados del algoritmo desarrollado con las soluciones ofrecidas por el software de optimización LINGO y los algoritmos genéticos. El algoritmo desarrollado consigue márgenes brutos un 0,5% inferiores a los de LINGO, y un 1,1% mayores que los algoritmos genéticos, reduciendo el tiempo de cálculo entre 50-100 y 2000 veces, respectivamente

Análisis de los beneficios económicos de un servicio de asesoramiento al regante (SAR)

Un Servicio de Asesoramiento al regante (SAR) tiene como objetivo principal la optimización del uso del agua en la agricultura, dando respuesta a las demandas tecnológicas de los regantes. El objetivo de este trabajo es analizar y cuantificar, para una parcela tipo de cebolla, los beneficios económicos de un Servicio de Asesoramiento al Regante (SAR), a través de un análisis comparativo de distintos manejos del riego en parcela. En el año 2015, en una parcela de cebolla ubicada en una Comunidad de Regantes (CCRR) de la provincia de Albacete se realizó el seguimiento del desarrollo fenológico del cultivo, y de la humedad en el suelo, que junto con los datos edáficos y climáticos permitió planificar la programación de riegos. Se plantearon cuatro escenarios comparativos: E1 (datos reales de manejo de riego en parcela), E2 (simulación tomando como referencia las recomendaciones semanales del SAR de Castilla-La Mancha (SIARCM), E3 (simulación con igual aporte que en el E1, variando la frecuencia y la dosis de riego) y E4 (simulación de riego optimizado realizando un Balance de agua en el suelo con el módulo de programación de riegos del programa MOPECO). Los costes de producción del cultivo se calcularon a partir de los datos facilitados por el agricultor, permitiendo interpretar indicadores tales como: el Suministro Relativo de Agua, Índice de Producción, Margen Bruto y la Productividad Agronómica del Agua. Los resultados indican que frente a un manejo sin seguir las recomendaciones de un SAR, los datos facilitados por el SIARCM y una correcta programación pueden influir en un aumento de hasta 24% del rendimiento, una mayor Productividad Agronómica del Agua (8,45 kg/m3 respecto a real obtenida de 7,14kg/m3) y un incremento del Margen Bruto de hasta un 50%

Modelo hidráulico para la optimización de subunidades irregulares de riego por goteo

La escasez de los recursos hídricos actuales, especialmente en las zonas con clima árido o semiárido, provocan la necesidad de desarrollar herramientas de ayuda en la toma de decisiones para el diseño y manejo del riego, y más cuando se pretende utilizar energía fotovoltaica. El objetivo del trabajo ha sido desarrollar un modelo hidráulico que pueda acoplarse al modelo fotovoltaico, para el caso más general de subunidades de riego de forma y topografía irregular, constituyendo una herramienta de ayuda en la toma de decisiones para el diseño y manejo del riego con energía fotovoltaica, analizando la calidad del riego en las distintas subunidades con forma y topografía irregular. Para la calibración y validación del modelo, se ha aplicado a una parcela de 90 ha, de un cultivo de almendro regado por goteo, situada en una zona con topografía y forma muy irregular. Los resultados permiten identificar las zonas con problemas en la uniformidad de emisión en función de la presión disponible en la entrada de la subunidad de riego.Nowadays, water resources are limited especially in places with arid and semi-arid conditions. For that reason, it is essential the development of decision support system models (DSS) aiming the design and management of irrigation systems, especially when they are fed with photovoltaic energy. The main objective of this study was the development of a hydraulic model linked with a photovoltaic model, considering the most general case of irrigation subunits with irregular shape and topography. Thus, a decision support system tool (DSS) for the design and management irrigation with photovoltaic power is developed. Analyzing the irrigation quality in different subunit with irregular shape and topography is a main issue in precision irrigation. For model calibration and validation has been applied in an almond field with 90 ha with drip irrigation located in a shape and topography land. The results enabled us to identify the areas with uniformity problems depending on the pressure in the subnit head

Criterios para el diseño de redes colectivas de riego

[ES] Cada vez más se tiende a dimensionar las instalaciones de riego colectivo para que trabajen a la demanda, por lo que supone de ahorro de agua y de comodidad de manejo. En este trabajo se analiza la repercusión de los distintos criterios de diseño y de manejo de las zonas de riego a la demanda en la determinación de la dotación de las tomas en parcela y en el grado de libertad de uso de la misma por el agricultor, mostrando una aplicación en una zona semiárida de riego por aspersión. En estos casos, un criterio que parece adecuado es fijar una pluviosidad media del sistema igual para toda la zona regable como base para el diseño. Los resultados indican que el uso de válvulas hidráulicas con pilotos reguladores de caudal son, hoy en día, dispositivos imprescindibles en este tipo de instalaciones para cubrir los objetivos de facilidad de diseño y manejo de la red, repercutiendo además en una disminución del coste de la instalación al reducirse los caudales de diseño por línea por ajustar las dotaciones al tamaño exacto de cada parcela, desapareciendo las holguras de caudal que conlleva el uso de un número reducido de limitadores con un valor fijo del caudal.Planells, P.; Ortega, JF.; Valiente, M.; Montero, J.; Tarjuelo Martín-Benito, JM. (1999). Criterios para el diseño de redes colectivas de riego. Ingeniería del Agua. 6(1):27-36. https://doi.org/10.4995/ia.1999.2773SWORD273661Arviza, J. (1993) Curso de redes hidráulicas de riego a presión. Colegio Oficial de Ingenieros Agrónomos de Aragón, La Rioja, Navarra y País Vasco.Bonnal, C. (1983). Manual de riego colectivo por aspersión. M.O.P.U. Servicio de Publicaciones.Clement, R. (1966) Calcul des débits dans les réseaux d'irrigation fonctionant a la demande. La Houille Blanche, 5.Clement, R. y Galand, A. (1986). El riego por aspersión y las redes colectivas de distribución a presión. Editores Técnicos Asociados.Granados, A. (1990). Redes colectivas de riego a presión. E.T.S.I.C.C. y P., U. Politécnica de Madrid.IRYDA, (1985). Normas para proyectos de riego por aspersión. Series de Ingeniería Rural y Desarrollo Agrario. Manual Técnico No 3. Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación.Monserrat, J., Barrragán, J. y Cots, LL. (1997). Cálculo de caudales en parcela en el diseño de redes de distribución a presión a la demanda. XV Congreso Nacional de Riegos. Lleida, Junio 1997.Tarjuelo, J.M., Valiente, M. y Lozoya, J. (1992). Working conditions of a sprinkler to optimize the application of water. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. Vol 118, N°. 6,895-913.Tarjuclo, J.M. (1995). El riego por aspersión y su tecnología. Mundi-Prensa S.A

Development of relative humidity models by using optimized neural network structures

Climate has always had a very important role in life on earth, as well as human activity and health. The influence of relative humidity (RH) in controlled environments (e.g. industrial processes in agro-food processing, cold storage of foods such as fruits, vegetables and meat, or controls in greenhouses) is very important. Relative humidity is a main factor in agricultural production and crop yield (due to the influence on crop water demand or the development and distribution of pests and diseases, for example). The main objective of this paper is to estimate RH [maximum (RHmax), average (RHave), and minimum (RHmin)] data in a specific area, being applied to the Region of Castilla-La Mancha (C-LM) in this case, from available data at thermo-pluviometric weather stations. In this paper Artificial neural networks (ANN) are used to generate RH considering maximum and minimum temperatures and extraterrestrial solar radiation data. Model validation and generation is based on data from the years 2000 to 2008 from 44 complete agroclimatic weather stations. Relative errors are estimated as 1) spatial errors of 11.30%, 6.80% and 10.27% and 2) temporal errors of 10.34%, 6.59% and 9.77% for RHmin, RHmax and RHave, respectively. The use of ANNs is interesting in generating climate parameters from available climate data. For determining optimal ANN structure in estimating RH values, model calibration and validation is necessary, considering spatial and temporal variability