Desafío Uso

Agricultura N°2

¿Cómo mejoramos el monitoreo de variables agronómicas para optimizar la decisión de riego?

Contexto

Realizar un monitoreo de la calidad del suelo te brinda información acerca de la variación de concentraciones de parámetros específicos durante un lapso determinado o dentro de un área geográfica específica, con el fin de establecer si el suelo supera o no los Estándares de Calidad Ambiental y/o los valores de fondo, de acuerdo a lo establecido en las normativas. 

Todos los suelos son naturalmente variables: sus propiedades cambian horizontalmente, de manera transversal al paisaje y, también verticalmente, más abajo del perfil del suelo. Este último deberá subdividirse en clases lo más homogéneas posibles. Para las subdivisiones horizontales se podrá utilizar unidades de mapeo de suelo derivadas de cambios en la topografía, geología subyacente y tipo predominante de vegetación. Los horizontes del suelo son excelentes subdivisiones del cambio vertical. 

En la programación de los riegos destaca la cuantificación de las necesidades hídricas y químicas de los cultivos, lo cuales se obtienen por los parámetros de evaporación y transpiración. La medición de estos procesos se torna difícil si se realiza por separado, por lo que se utiliza el término evapotranspiración para referirse de manera conjunta a la evaporación de agua que ocurre físicamente controlada desde la superficie del suelo y a la que ocurre fisiológicamente controlada desde la superficie de las hojas. 

La programación del riego tiene como objeto central el que se tomen decisiones orientadas a determinar las cantidades de agua por aplicar y las fechas de aplicación de cada riego, con la intención de minimizar deficiencias o excesos de humedad en el suelo que pudieran causar efectos adversos sobre el crecimiento, rendimiento y calidad de los cultivos. Con una adecuada programación del riego se puede lograr un importante ahorro en el agua; se disminuyen costos por ahorro de energía y mano de obra, se minimiza estrés hídrico y maximizan los rendimientos, así como la calidad, rentabilidad e ingresos. 

Consideraciones generales

  • El sector agrícola es el mayor usuario de agua consuntiva (que no se devuelve a su causal) en Chile con un 72%, seguido por el agua potable con 12%, el industrial con 7% y la minería, 4%, según datos aportados por la Asociación Chilena de Municipalidades (ACHM). El 5% restante está asociado al sector pecuario y al uso en generación eléctrica. 
  • Al 2017, 79% de los suelos de Chile presentaban degradación (CONAF, 2017), tema que se ha incrementado estos últimos años. 
  • El 80% de la Región Metropolitana se abastece de los ríos Maipo y Mapocho. Y si en el caso del primero, el promedio histórico de caudal para febrero es de 141 metros cúbicos por segundo (m3/s), en febrero de 2022 fue de apenas 47 m3/s. En el caso del Mapocho, lo mismo: el histórico es 4,6 m3/s, y el mes pasado promedió 1,2 m3/s. La RM abarca casi por completo la Cuenca del Río Maipo, por lo que esta evaluación de Escenarios Hídricos es relevante para el contexto. 
  • Actualmente hay 275 comunas de Chile bajo emergencia agrícola por déficit hídrico con la región Metropolitana con 20 comunas: 
    – Provincia de Cordillera: Pirque y San José de Maipo 
    – Provincia de Chacabuco: Colina, Tiltil y Lampa 
    – Provincia de Maipo:  Paine, Buin, San Bernardo y Calera de Tango 
    – Provincia de Talagante: Padre Hurtado, Isla de Maipo, El Monte, Peñaflor y Talagante 
    – Provincia de Melipilla: Alhue, Curacaví, María Pinto, Melipilla y San Pedro 
    – Provincia de Santiago: La Pintana 

Consideraciones específicas

Existen varias brechas y consideraciones en los sistemas de monitoreo de suelos para optimizar el riego, algunas de las cuales se detallan a continuación: 

  • Limitaciones en la precisión de las mediciones: Los sistemas de monitoreo de suelos suelen basarse en sensores para medir la humedad del suelo, pero estos sensores pueden tener limitaciones en cuanto a la precisión de las mediciones, lo que puede llevar a un riego inadecuado. 
  • Falta de integración con otros datos climáticos: Los sistemas de monitoreo de suelos no siempre están diseñados para integrarse con otros datos climáticos, como la precipitación o la temperatura, lo que puede limitar su capacidad para determinar el momento adecuado para el riego. 
  • Costo y complejidad de los sistemas: Los sistemas de monitoreo de suelos pueden ser costosos y complicados de instalar y mantener, lo que puede limitar su adopción por parte de los agricultores. 
  • Falta de conocimiento y capacitación: Los agricultores pueden no estar familiarizados con los sistemas de monitoreo de suelos y cómo utilizarlos para optimizar el riego, lo que puede limitar su capacidad para beneficiarse de estos sistemas. 
  • Falta de personalización: Los sistemas de monitoreo de suelos pueden no ser personalizados para las necesidades específicas de los cultivos o los suelos en una región determinada, lo que puede limitar su efectividad en la optimización del riego. 

Antecedentes del sector Agrícola

  • 97% de la superficie cultivada se riega (Censo agropecuario 2021) 
  • 61% de predios tienen entre 1 y 20 Has (Censo agropecuario 2021) 
  • 10% de predios tienen menos de 1 Ha (Censo agropecuario 2021) 
  • 54% de los predios han incorporado materia orgánica al suelo (Censo agropecuario 2021) 
  • 77% de predios agrícolas son propiedad de personas naturales (Censo agropecuario 2021) 

Antecedentes específicos

El hecho de aplicar un programa de riego, en base a los registros de evapotranspiración no asegura el éxito productivo del cultivo.  

Existe una serie de factores que podrían estar subestimando o sobrestimando los requerimientos de la planta (errores en las bandejas o en los coeficientes que se utilizan o en las estimaciones de la retención de agua en el suelo ya sea por problemas físicos de suelo, compactación, etc.), o bien por problemas asociados a la mantención inapropiada de los equipos de riego, que afectan la intensidad de precipitación. 

El control de la humedad del suelo permite observar el comportamiento de los bulbos de riego, estimar la distribución de la humedad y determinar si el riego es excesivo o deficitario 

Para que este control sea más efectivo y permita una mejor toma de decisiones es necesario que se tenga un claro conocimiento de la variabilidad espacial de los suelos de cada sector de riego, de tal manera que el monitoreo de variables se realice en áreas representativos o dominantes del sector de riego, o bien se realicen monitoreos en diferentes partes del sector de riego, asociados a la variabilidad espacial del suelo. 

En este sentido un mapeo es de gran ayuda para determinar dónde realizar calicatas o colocar sensores 

Un reciente estudio hecho por EFICAGUA en la región de Valparaíso determino que, al analizar los factores en la toma de decisión para riego, se observó que menos de un 5% a nivel regional utiliza tecnología para medir humedad de suelo (tensiómetro o sensores). Cabe destacar que existe un grupo que nunca se consideró en condición para tomar decisiones de riego, debido a que el agua le llega por turno y no posee acumulador; este grupo no fue considerado para el gráfico. 

Ejemplo de solución

En este enlace podrás observar una solución modelo que puede servirte de guía para conocer el nivel de detalle esperado en tu propuesta. 

¿Qué se espera de la solución?

Se buscan ideas frescas e innovadoras, las seleccionadas pasarán al programa de mentoría donde te ayudaremos a desarrollarla para potenciar sus probabilidades de éxito e implementación. 

  • Las variables que debe medir la solución son:
    • Humedad del suelo
    • Conductividad Eléctrica
    • Temperatura ambiental
    • Niveles de Nitrógeno
    • Niveles de Potasio
  • Se buscan soluciones de bajo costo y aplicables a pequeños agricultores para asegurar una correcta absorción de la tecnología. 
  • Soluciones que mejoren la precisión de variables críticas de cultivo en relación a lo existente en el mercado. 
  • Soluciones que puedan fácilmente integrarse con otros sistemas de monitoreo y no dependan 100% de la red de internet. 
  • Se buscan soluciones no existentes en el mercado, baratas y eficientes que puedan ser probadas en procesos de iteración de bajo costo con la industria. 

¿Necesitas más información?

Te invitamos a visitar la sección de Preguntas frecuentes o escribirnos tus dudas a desafiohidrico@escurrete.cl