INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS, MINISTERIO DE AGRICULTURANOVIEMBRE 2013, TEMUCO - CHILE

Nº 65

Tecnologías para Reducir Filtraciones en Canales de Riego de La Araucanía.

Hamil Uribe, Ing. Civil Agrícola Dr., Dagoberto Villarroel, Ing. Agrónomo M.Sc

y Hugo Rodríguez, Periodista.huribe@inia.cl / dvillarr@inia.cl

La mayor parte del agua en Chile, cerca del 80%, se utiliza para riego. Por otra parte, el agua de riego es principalmente de origen superficial (ríos, esteros, lagos, otros), siendo conducida por una extensa red de canales, generalmente en tierra, cuya baja eficiencia de conducción implica pérdidas de 20% a 30%, de acuerdo a estimaciones de la Comisión Nacional de Riego (CNR). La localización de estas pérdidas normalmente se hace en forma visual o con aforos puntuales.

En este escenario, existen tecnologías avanzadas que mediante el uso de sensores remotos pueden ayudar a localizar tramos de canal con altos niveles de filtraciones, para su posterior control. Actualmente las pérdidas son controladas mediante tecnologías tradicionales como revestimientos de hormigón, losetas, mampostería en piedra o el uso de geo membranas de alto costo, impidiendo su utilización generalizada en todos los canales. Por otra parte, se han propuesto tecnologías alternativas de menor costo, para controlar las pérdidas de agua en canales, mediante el uso de polímeros tales como la poliacrilamida (PAM).

Estudios recientes (Del Smith, 2008; Susfalk, 2008) han demostrado que este polímero reduciría las pérdidas de agua por filtraciones en canales. Desde una perspectiva económica, el costo justificaría su utilización, permitiendo incrementar el caudal disponible y controlando los efectos adversos de las filtraciones de canales. Además, el polímero puede ser aplicado en los canales con agua, logrando una reducción de las pérdidas durante un período corto, haciendo interesante su uso en momentos de sequía, en los cuales, una optimización del transporte del agua en se traduciría en un gran impacto económico para los agricultores.

El Proyecto “Optimización de la conducción de agua mediante la evaluación de filtraciones en canales de regadío”, financiado por CORFO y ejecutado por el INIA, permite probar tecnologías para localización de filtraciones, mediante el uso de imágenes satelitales y evaluar el uso de PAM para controlar las filtraciones en canales de riego. La iniciativa se ejecuta en colaboración con los usuarios del agua de los canales Chufquén, Bio Bio Sur, Allipén, Imperial y Pillanlelbún, además de la Dirección de Obras Hidráulicas de La Araucanía y la empresa AGROSAT Chile.

TECNOLOGÍAS PARA DETERMINACIÓN DE PÉRDIDAS POR FILTRACIÓN EN CANALES

Un punto clave del proyecto es la adecuada detección de los tramos de canal donde ocurren las filtraciones, aspecto que se está abordando mediante el uso de tecnologías de percepción remota. Básicamente, la herramienta que se está probando permite usar imágenes multi espectrales de los canales y su entorno para detectar la presencia de filtraciones. Mediante el

FOTO 1. Secciones del canal Bío Bío con

problemas de filtraciones (color azul)

procesamiento de imágenes tomadas en dos fechas, correspondientes a una estación seca y húmeda se han determinado aquellos tramos que muestran mayor presencia de humedad en la franja lateral a los canales, signo de filtraciones de agua (Foto 1). Se han evaluado las filtraciones en 300 km pertenecientes a los canales Chufquén, Bio Bio Sur, Allipén, Imperial y Pillanlelbun. Esta información es el paso previo al uso de polímeros, ya que éstos deben ser aplicados en lugares precisos, optimizándose el tiempo y los recursos disponibles.

Para validar la metodología de las imágenes, se ha comparado con el balance de agua mediante la medición de los caudales a la entrada y salida de un tramo de canal, método más común para determinar las pérdidas de agua por filtraciones bajo condiciones reales de operación del canal y sin interrumpir su funcionamiento. Este método realiza un balance entre los ingresos y salidas de agua, determinándose por diferencias las pérdidas por conducción. Una limitante es que el caudal no se mide directamente, sino que se determina la velocidad de flujo y el área del canal. La velocidad del agua en los canales no es uniforme y varía tanto en el eje vertical como horizontal, por lo

FOTO 2. Medición del flujo de agua en canal mediante equipo STREAM-PRO

cual existe un error asociado a la medición, cualquiera sea el equipo utilizado.

Para reducir el error en la determinación del flujo se está utilizando tecnología de punta como el equipo StreamPro, un medidor de perfiles de velocidad Doppler (ADCP), que proporciona una distribución detallada de la velocidad de flujo de agua en una sección perpendicular al canal, mediante métodos acústicos (Efecto Doppler) (Foto 2). Se han cuantificado las pérdidas de agua por filtraciones mediante medición de flujo en tramos de canal (0,5 a 10 km de longitud) de diversos tamaños (200 l/s a 24 m3/s).

RESULTADOS PRELIMINARES DE LA APLICACIÓN DE POLÍMEROS.

Durante las temporadas 2011-2013 se realizaron los trabajos, con el fin de desarrollar las técnicas de aplicación y cuantificar el efecto de la aplicación de PAM en algunos tramos de canales de la Región de La Araucanía. Dada la variabilidad en las dimensiones de los canales, se desarrollaron dos técnicas de aplicación: desde un bote zodiac (Foto 3) y caminando dentro del canal (Foto 4). Se realizaron aplicaciones de PAM y seguimiento del nivel de pérdidas en tramos de canal, observándose disminución de las filtraciones en la mayoría de los casos (85%), con una duración efectiva entre 20 y 45 días.

En relación a una eventual toxicidad del producto, se puede decir que el polímero (cadena) no es tóxico, aunque el monómero Acrilamida (eslabón que compone la cadena) si lo es. En tal sentido, la cantidad de Acrilamida presente en el producto aplicado debe ser menor a 0,05% del peso total. Además, se deben cumplir normas que indican que la concentración máxima del PAM no debe superar 1 miligramo por litro de agua, cumpliendo con varios requerimientos de peso molecular, densidad de carga eléctrica y bajo nivel de ramificación de la cadena de polímero. El tipo de PAM debe ser de cadena lineal y carga aniónica.

Muchos de los PAM existentes en el mercado no cuentan con información de este tipo. Por lo tanto, la selección y aplicación del producto debe ser cuidadosa y realizada por personal especialmente preparado para este efecto.

Para asegurar un bajo nivel de toxicidad del PAM apli-cado, se realizaron evaluaciones previas, sometiendo neonatos de Daphnia magna (diminutos crustáceos que son la base de la alimentación de peces en agua dulce), a distintas concentraciones y tipos de PAM de acuerdo a la norma chilena NCh 2083F de 1999 y US EPA de 1995. Las evaluaciones permitieron seleccio-nar el PAM a aplicar y la concentración adecuada.

Foto 3. Aplicación de PAM desde bote a motor.

Foto 4. Aplicación de PAM caminando en canal pequeño.