Optimización de Recursos Hidráulicos en la...

Dr. Eduardo A. Holzapfel Hoces

Centro de Recursos Hídricos para la Agricultura y la Minería

Universidad de Concepción

Facultad de Ingeniería Agrícola


2016

Factores relevante en manejo de

Recursos Hídricos:

1. Demanda de agua

2. Disponibilidad de agua

3. Disponibilidad de tecnología

4. Disponibilidad información

5. Profesionales y técnicos de gran nivel

El adecuado manejo delrecurso hídrico en laactividad agrícola decualquier nación es unfactor vital para sudesarrollo.




Se han realizado esfuerzoseconómico a escala mundialpara aumentar la disponibilidadde agua a través de variadasacciones que aún soninsuficientes.




La agricultura es el usuario

mayoritario del agua y la

utiliza con una eficiencia que no

está en consonancia con la

situación del recurso hídrico

Eficiencia en el uso del agua

Uso de la Energía

Uso de Químicos

Contaminación

Uso potencial del suelo

Utilización de los recursos humanos

El mal uso del agua crea

problemas de:




Consideraciones Generales

Método de Riego Rango de Eficiencia de

Aplicación en Porcentaje

SUPERFICIAL

Riego Tradicional o Tendido 10 – 30

Riego por Bordes 40 – 80

Riego por Surcos 40 – 85

PRESURIZADO

Riego por Aspersión 50 – 90

Riego por Microjet 60 – 95

Riego por Goteo 65 – 95

Horas de Riego de los agricultores

80% riega menos de 10 hr/día



Mejorar la eficiencia y las

horas de riego es un factor

crítico




Uso Caudal

(m3/s)

Porcentaje

(%)

Riego 571 77.8

Industria 67 9.1

Minería 53 7.2

Doméstico 43 5.9

Total 734 100.0

DISTRIBUCIÓN DEL CONSUMO

DE AGUA EN CHILE




ZONIFICACION DE CHILE







DISTRIBUCION

DEL

AGUA

EN

CHILE




En Chile Central

aumento de 4 ° C

de la temperatura

en 40 años y el

25% de

disminución en la

lluvia.

Temperatura >4°C Dismunución de la lluvia 25%




Sequía debido a:

• Menos precipitaciones

• Menos nieve en las

montañas

• Mayor temperatura =

aumento de las

pérdida de cultivos por

evaporación.

Cambio climático en la Región Bío Bío:

• Cambio del nivel del mar

• Perdida de suelos agrícolas y

bosques.

El resultado es escases de agua.

1

1

Región de Aysén, 175 mm de lluvia en 2016; (normal

2500 mm/año déficit of (86%)

Riesco

Lake

Aysen

REGIONES METODOS DE RIEGO TOTAL

HIDROLÓGICAS REGIONES Gravitacional Aspersión Microriego REGADO

Norte XV 8.987 29 2.152 11.168Grande I 803 25 305 1.133

II 2.250 27 18 2.296Norte III 7.414 69 12.061 19.545

Chico IV 38.432 1.171 36.106 75.709V 36.016 2.827 47.313 86.156RM 90.890 3.800 42.042 136.732

Central VI 151.791 2.787 56.112 210.691VII 255.855 5.575 37.630 299.060VIII 142.942 16.980 6.533 166.455IX 33.227 12.233 4.312 49.771

Sur Chico XIV 488 6.194 1.434 8.117X 78 2.953 1.386 4.418

Sur Grande XI 1.227 1.488 52 2.767(Patagonia) XII 19.440 338 16 19.794

TOTALES 789.840 56.498 247.474 1.093.812

AREAS BAJO RIEGO




DESAFIOS DE LA AGRICULTURA

Mayor producción

Mejor calidad de productos

Competir por recurso hídrico con creciente demanda




LA AGRICULTURA ES

IMPORTANTE EN LA ECONOMIA

UBICACIÓN DEL AREA

HUMEDECIDA

LATERALES Y EMISORES



Centro de Aguas


Zona Humedecida

Microjet

Goteo



Centro de Aguas





0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

1 2 3 4

PR

OD

UC

CIO

N K

g/H

a

ESTACION

10 emitter per tree 2 lts/hr 4 emitter per tree 8 lts/hr

Diferencia 35.000 kg a 0.15 US$/Kg pesos son 4.600 US$/Ha y los costos

de implementarlo es de solo 1000 US$/Ha .

APLICACIÓN DE AGUA EN CITRICOS

a b c d e f

TON/HA_09 9.9 14.0 10.4 12.3 13.7 12.1

TON/HA_10 16.3 19.5 16.1 15.5 18.1 17.0

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

Pro

du

cció

n e

n T

on

/Ha

a 6 líneas cada dos días

b 4 líneas diario

c 2 líneas cada dos días

d 2 líneas diario

e 6 líneas diario

f 4 líneas cada dos días

AREA HUMEDECIDA Y FRECUENCIA

VERSUS

PRODUCCCIÓN EN ARANDANOS






Centro de Aguas


2008-2009 2009-2010

Tratamiento (ton ha-1 ) (ton ha-1)

2 L-día 12,3 15,5

4 L-día 14,0 19,5

6 L-día 13,7 18,1

2L- dos días 10,4 16,1

4L-dos días 12,1 17,0

6L-dos días 9,9 16,3

Cuatro laterales produce en promedio:

1000 kg mas que seis y 2000 kg mas que

laterales por hilera. Aplicando el mismo

volumen de agua.

Diferencial de Ganancia:

A 5 US$/kg nos da 10000 US$/Ha

Localización de Aplicación de Agua

40 cm

60 cm

80 cm

120 cm

Tronco




DISTANCIA DE APLICACIÓN DE AGUA DESDE EL TRONCO

Y

PRODUCCIÓN EN PALTOS

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

40 60 100

Pro

du

cció

n (

kg

/ha)

Distancia (cm)







50000

60000

70000

80000

90000

100000

40 60 80 120

Distancia de aplicación desde el tronco (cm)

Ren

dim

ien

to (

kg

ha

-1)

Efecto de la zona de aplicación de agua con goteo

(Distancia desde el Tronco) en la Producción de

Naranjos




21

22

23

24

25

26

27

L 0 L 40 L 60 L 150

Tratamientos

Pro

d. E

xp

ort

.(to

n h

a-1

)Efecto de la zona de aplicación de agua con goteo en la

Producción de Uva de Mesa

Planificación de los Sistemas de Riego

Diseño óptimo de los Sistemas de Riego

Optima Operación de los Sistemas de Riego




FUNCIONES DE PRODUCCIÓN

Es necesario conocer con un alto grado de certeza

el efecto que tiene el agua en la producción para :

Desarrollar modelos de simulación y optimización

Realizar estudios y proyectos de riego.




FUNCIONES DE PRODUCCIÓN

Modelos de funciones de

Producción Estándar para

cultivos y suelos

Función de producción

asociada al beneficio es el

núcleo central para la toma

de decisiones en riego

Producción Yi

H3 H2 H1

Y1

Y2

Y3

Volumen de Agua Hi




Pro

du

cció

n (

kg

/ha)

Agua Aplicada (m3/ha)

1461800 2921 5477 7303

2000

6000

10000

14000

Calid

ad

(%)

40

20

60

80

100

Agua – Producción

Calidad en vides

con

Producción

Input en Pesos



Centro de Aguas


Determinar con Mayor Precisión

Demanda de agua de los

Cultivos y frutales




CALIDAD DE LOS RECURSOS HÍDRICOS

Los recursos hídricos han

sufrido un deterioro sostenido

de su calidad y esto afecta

indudablemente al riego, como

también éste es una fuente de

contaminación.

Preservar la calidad del recurso

hídrico aparece como una

necesidad de alta prioridad, ya

que puede ser un factor de alto

costo su futuro control, si no se

toman las medidas pertinentes

y necesarias.




EVALUACIÓN ECONÓMICA DEL RECURSO HÍDRICO.

En la mayoría de los países, aún los de mayor

desarrollo, el valor del agua está en niveles muy

bajos si se le compara con los beneficios que

produce para el bienestar de la población y la

producción de bienes.

El recurso agua nunca tendrá un valor real en el

proceso de producción agrícola si no se le

considera como un insumo de disponibilidad y

calidad limitada.

El valor real del agua y su disponibilidad

inducirá a su comercialización, hoy ya se

habla de los mercados spot del agua




ANALISIS DEL EFECTO DEL

COSTO DE LA ENERGÍA EN

LOS SISTEMAS DE RIEGO.




EFECTO DEL COSTO DE LA ENERGÍA EN LOS

SISTEMAS DE RIEGO.

Impulsar la incorporación de sistemas de riego de

elevados requerimientos energéticos puede significar

que los proyectos no sean económicamente viables en

el largo plazo

La mayoría de las tecnologías para riego están

asociadas a equipos que utilizan energía cuyo costo se

ha ido incrementando y se estima que seguirán esta

tendencia, debido al aumento en la demanda y su

disponibilidad limitada.

Es importante estudiar sistemas de

distribución a presión desde las fuentes de

agua hasta los predios para ahorro de energía




DESARROLLAR ENERGÍAS

ALTERNATIVAS EFICIENTES

Y DE BAJO COSTO PARA LOS

SISTEMAS DE RIEGO



Water Resources Center for Agriculture and Mine

http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=M69hGtPlpW8lPM&tbnid=SRPDjt05dIsiLM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.smartplanet.com/blog/bulletin/solar-wind-energy-lead-in-us-in-september/&ei=V59FU6WqN5PTsASSyIDgCQ&bvm=bv.64507335,d.dmQ&psig=AFQjCNEl_OH_uFIeaVmwGGR97JRQYopsTg&ust=1397158014765827

http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=YBnyUTHRTuzsdM&tbnid=_eTlBsvt1jIEPM:&ved=0CAUQjRw&url=http://technologygreenenergy.blogspot.com/2013/08/wind-energy-generator.html&ei=ZqBFU7GyK8bmsASBq4GADQ&bvm=bv.64507335,d.dmQ&psig=AFQjCNEl_OH_uFIeaVmwGGR97JRQYopsTg&ust=1397158014765827

http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=fVq08LNUVJsvZM&tbnid=0duLaX0oj2Cp-M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.energy.ca.gov/biomass/&ei=IqJFU8LOOuqssQTOpYDwDg&bvm=bv.64507335,d.ZG4&psig=AFQjCNE3UK7yiY50hcbB4N55Biwv5R4DHg&ust=1397158817362393



Desarrollo de modelos

de optimización y

simulación

Herramientas

importantes de apoyo en

el manejo y diseño de

sistemas de riego




ToTiempo Ti

Distancia X

Distancia X

Almacenamiento

de Agua Hi

X1 X2 X3

H1

H2

H3

Hi= f (Ti)

H3 H2 H1

Y1

Y2

Y3

Agua aplicada Hi

Rendimiento

Yi




DESARROLLO DE SISTEMAS DE

SOPORTE DE DECISION DINÁMICOS

Esta es una herramienta

de transferencia masiva

de tecnologías y un

soporte efectivo para la

agricultura moderna

Los SSDD facilitan

la aplicación de

tecnologías




AUTOMATIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DE RIEGO

Se debe incorporar

un mayor grado de

automatización en

los sistemas de riego

superficiales o

presurizados

Desarrollar sensores de bajo

costo para automatización

Asociar SIG, Monitoreo

satelital y modelos a

sistemas de automatización




El uso eficiente del recurso hídrico requiere de

un análisis integral, considerando que es un

recurso utilizados por varios sectores de la

economía y es imprescindible para el

desarrollo de la sociedad.

Requiere desarrollar criterios

para establecer el multiuso del

agua

MANEJO INTEGRAL DE LOS RECURSOS HÍDRICOS

ES CRÍTICA LA RELACIÓN ENTRE LA

SOCIEDAD Y EL USO DEL AGUA




ES PENSAR

EN LAS

GENERACIONES FUTURAS.




“el agua

germen de la vida y prosperidad de los

pueblos”.

GRACIAS

Optimización de Recursos Hidráulicos en la...

Documents

Transcript of Optimización de Recursos Hidráulicos en la...