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Ciencia & Tecnología

La U.N. patenta tensiómetro para riego de precisión

Cuándo y cuánto regar son interrogantes que suelen hacerse los agricultores al momento de poner en marcha los sistemas de riego. La respuesta estará en el tensiómetro para suelos agrícolas patentado por la Universidad Nacional de Colombia (U.N.).

Bogotá D. C., 26 de septiembre de 2016Agencia de Noticias UN-

El nuevo tensiómetro de suelos impulsará la consolidación del riego de precisión en Colombia. (Foto: Roberto Villalobos)

La tendencia agrícola mundial es consolidar un riego de precisión.

La producción de alimentos deberá aumentar al menos un 70 % para 2050, según estimaciones de la FAO.

Se realizaron pruebas de campo en un cultivo de flores de exportación en Madrid (Cundinamarca) bajo invernadero.

El tensiómetro convencional fue inventado en 1959 y patentado en Estados Unidos.

Roberto Villalobos, líder de la invención, obtenida con la participación del Grupo de Investigación en Desarrollo Sostenible y Gestión Ambiental.

Según sus creadores, la mayoría de agricultores suelen sentirse más seguros si riegan los cultivos en exceso, pero demasiada humedad los afecta y habría que fumigarlos. Esta situación acarrea sobrecostos e impactos medioambientales por el uso excesivo de agroquímicos.

“La utilización de este tipo de instrumentos en la irrigación de cultivos en Colombia es muy baja, ya que no son comunes en el comercio nacional y su costo como equipo importado es demasiado alto”, afirma el profesor Roberto Villalobos, líder de la invención, obtenida con la participación del Grupo de Investigación en Desarrollo Sostenible y Gestión Ambiental.

Sin embargo, el uso de herramientas como el tensiómetro es cada vez más imperativo porque la tendencia agrícola mundial es consolidar un riego de precisión, independientemente del tipo de suelos, si son francos (capacidad media de almacenamiento de agua), arcillosos (almacenan más agua) o arenosos (almacenan poca agua).

Parte de esta necesidad radica en que la producción de alimentos deberá aumentar al menos un 70 % para 2050, según estimaciones de la FAO. En 34 años el mundo albergará alrededor de 9.000 millones de personas, la mayoría vivirán en ciudades de países en desarrollo y los fenómenos climáticos, como los extensos periodos de sequía, serán más variantes y extremos.

Precisión, as bajo la manga

El riego de precisión utiliza la tecnología disponible para programar el momento, la frecuencia y el tiempo adecuado, según las características del cultivo, la configuración del sistema de riego, el clima y suelo del predio. Así, es posible determinar la cantidad de agua que necesita la planta en el momento adecuado.

Uno de los objetivos es mantener el sembrado en un estatus de humedad óptimo llamado “capacidad de campo” para que, a su vez, el cultivo exprese su potencial productivo, explica el profesor Villalobos.

Mediante dicha capacidad, la planta cuenta con suficiente humedad y disponibilidad de aire en los poros del suelo e invertirá mínima energía en sus procesos fisiológicos y productivos. De esta manera, el agricultor maximiza sus cosechas en cantidad y calidad. Para que eso sea posible, debe instrumentar esas características al tomar la decisión en materia de riego.

La pertinencia de saber cuándo regar implica controlar la humedad en un cultivo para que su respuesta productiva sea óptima. En relación con cuánto regar, se vigilan los costos con beneficios, expresados a través de indicadores como menor consumo de energía (asociado a menos horas de uso de motobombas) o ahorro de fertilizantes, mano de obra y, por supuesto, agua.

En ambos casos el tensiómetro convencional, inventado en 1959 y patentado en Estados Unidos, opera por medio de una pieza en cerámica porosa (deja circular el agua) en su extremo inferior. Una vez enterrada, la herramienta capta la tensión con la cual el suelo agrícola retiene el agua y la expresa en valores negativos en un vacuómetro (especie de reloj con una sola aguja), ubicado en el extremo opuesto, a través de una medida de presión atmosférica conocida como centibar.

Una lectura cercana o equivalente a cero sugiere exceso de agua. Por ejemplo, 15 centibares indican que el cultivo está en capacidad de campo o cuanto más alejada de cero esté la aguja del medidor, más riego requerirá el cultivo.

Asimismo, una lectura de 30 centibares en suelo arenoso advierte preparar la logística de riego porque muy pronto se necesitará irrigación, pero ese mismo dato en suelo arcilloso ofrece al agricultor un margen de maniobra de dos o tres días para regar.

Dos en uno

A diferencia del convencional, que utiliza una cerámica, el tensiómetro desarrollado por la U.N. posee dos. Además, tiene una longitud de 30 centímetros (cm), ya que los suelos pueden contener distintos cultivos y la formación y extensión de las raíces son distintas (profundidad radical). Por ejemplo, las raíces de los frutales alcanzan o superan los 60 cm, mientras que las de las hortalizas miden hasta 20 cm.

El prototipo diseñado cuenta con dos vacuómetros que expresan los datos de tensión captados a través del mismo número de cerámicas, una ubicada en la mitad y otra en la punta del tensiómetro. De esta manera, expresa las mediciones a nivel medio de raíces (cuándo) y la profundidad radical (cuánto).

Además, los investigadores hallaron los mejores componentes para la constitución de las cerámicas utilizadas y con la porosidad y conductividad hidráulica requeridas. La mezcla en diferentes proporciones de caolín, arcilla refractaria, carbonato de calcio, feldespato, sílice, alúmina y talco ofrecieron los insumos para constituir la cerámica idónea para la función del tensiómetro. Aunque estas no fueron patentadas.

El tensiómetro de múltiples cerámicas fue sometido a pruebas a profundidades de 0,15 metros y 0,30 metros en suelos de un cultivo bajo invernadero, en comparación con los convencionales. En las mediciones diarias, realizadas durante 18 días, se concluyó que la invención realizada por la U.N. demostró ser igual de eficiente, así que la posibilidad de fabricarlo en Colombia lo haría asequible a los productores.

Por ejemplo, en pruebas de campo realizadas en un cultivo de flores de exportación en Madrid (Cundinamarca) bajo invernadero, un indicador de reducción de costos se reflejó en la disminución de agua irrigada, el cual pasó de 2,5 millones de litros por hectárea, a un millón de litros para el mismo ciclo de pompón, que dura tres meses.

La eficiencia del prototipo ofreció otros valores agregados en relación con su utilización. Por ejemplo, el tiempo de llenado disminuyó casi a la mitad (45 %), la instalación en campo (abertura de los orificios en terreno) fue del 42 % y prácticamente no requiere mantenimiento.

(Por: fin/HVC/dmh/APBL
)
N.° 559

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