Riego solar: una innovación para llevar agua a los lotes donde no llega la electricidad

Un equipo de especialistas del INTA Manfredi, Córdoba, avanzó en el desarrollo de un sistema de riego por goteo enterrado para cultivos extensivos alimentado con paneles solares y sin conexión a la red eléctrica. La tecnología, conocida como off grid, busca ofrecer una alternativa para establecimientos rurales donde el tendido eléctrico no está disponible o su instalación representa un costo elevado. A partir de ensayos en trigo, soja y maíz, los investigadores generaron referencias técnicas para calcular el caudal necesario, dimensionar las bombas y determinar la potencia fotovoltaica requerida según la superficie y las necesidades de cada cultivo.

Según explicó Ignacio Severina, investigador del organismo, los sistemas autónomos pueden resultar especialmente útiles en campos donde llevar electricidad implica una inversión considerable. En instalaciones conectadas a la red, en cambio, los paneles solares pueden complementar el suministro convencional y reducir entre un 20% y un 30% el costo de la energía.

La línea de investigación sobre riego por goteo enterrado comenzó en 2012, inicialmente con equipos eléctricos. En 2022, a través de un convenio de vinculación tecnológica, el equipo incorporó una bomba solar de origen alemán, para reemplazar una de las dos bombas utilizadas en la perforación. La instalación cuenta con un equipo de bombeo de 10 kilovatios (kW), capaz de entregar un caudal de 24 metros cúbicos por hora, y un parque fotovoltaico con una potencia máxima de 18 kW para una superficie inicial de seis hectáreas. La diferencia entre la potencia de los paneles y la demanda de la bomba permite extender el funcionamiento ante variaciones de la radiación solar.

La incorporación de energía fotovoltaica también modificó la estrategia de manejo del agua. Mientras que con electricidad convencional el riego se programaba de acuerdo con el balance hídrico y las necesidades de los cultivos, la bomba solar funciona en función de la radiación disponible durante el día. Esto llevó al equipo a aprovechar las horas de luz para realizar recargas del perfil del suelo, incluso en momentos de baja demanda de los cultivos, con el objetivo de utilizar la infraestructura de manera eficiente. Los primeros ensayos permitieron medir cuánta agua podía aplicarse con el sistema y establecer referencias de funcionamiento diario y mensual.

Para evaluar su desempeño, los investigadores del INTA distribuyeron las seis hectáreas iniciales en dos planteos: tres destinadas a la rotación de trigo y soja de segunda, y otras tres a maíz. Durante los primeros dos años, el objetivo fue determinar las láminas de riego posibles y observar la respuesta productiva. En trigo, la lámina aplicada pasó de unos 300 milímetros con el sistema eléctrico a 520 milímetros con el solar, mientras que el rendimiento aumentó de 55 a cerca de 70 quintales por hectárea. En soja de segunda, el agua aplicada pasó de 100 a 300 milímetros, con rendimientos cercanos a 35 quintales por hectárea. En maíz, la lámina se duplicó de 250 a 500 milímetros, pero la producción pasó de 15 a 16 toneladas por hectárea.

Los resultados mostraron que aumentar el volumen de agua no necesariamente se traduce en incrementos proporcionales de rendimiento. “La gran conclusión fue que estábamos aplicando casi el doble de agua y los rendimientos aumentaban poco. Con el sistema eléctrico ya habíamos logrado regar con el agua justa y alcanzar rendimientos altos. Eso indica que nuestra metodología de balance hídrico está bien calibrada y validada para la región”, explicó Severina. El aprendizaje llevó al equipo a revisar la estrategia y priorizar el ajuste de las láminas según los requerimientos de cada cultivo, en lugar de utilizar toda el agua que permitía la disponibilidad de energía solar.

En la etapa siguiente, los investigadores duplicaron la superficie irrigada, de seis a 12 hectáreas, con la misma bomba. De esta manera, el caudal disponible pasó a equivaler a dos metros cúbicos por hectárea. Con el nuevo esquema, en trigo se aplicaron alrededor de 350 milímetros y se alcanzaron 65 quintales por hectárea; en maíz se utilizaron cerca de 250 milímetros, con un rendimiento de 15 toneladas por hectárea; y en soja de segunda se aplicaron unos 200 milímetros, manteniéndose la producción en torno de 35 quintales por hectárea. Estos resultados indicaron que la infraestructura podía abastecer una superficie mayor sin una caída relevante de los rendimientos respecto de las referencias del sistema eléctrico.

A partir de cuatro años de ensayos, el equipo estableció parámetros para proyectar instalaciones de mayor escala. Una de las principales referencias es un caudal de dos metros cúbicos por hora por hectárea a regar. Así, para una superficie de 50 hectáreas, el requerimiento estimado sería de unos 100 metros cúbicos por hora. Según el ejemplo presentado por Severina, una instalación de esas características podría demandar una bomba de aproximadamente 100 kW y un parque fotovoltaico cercano a 200 kW. El dimensionamiento debe contemplar, además, una potencia solar superior a la requerida por el bombeo, con el fin de prolongar la ventana diaria de funcionamiento cuando disminuye la radiación.

Otro de los parámetros obtenidos corresponde a la disponibilidad energética anual. En la zona de influencia del INTA Manfredi, el sistema acumula unas 1.950 horas de riego al año, con un promedio cercano a siete horas diarias durante el período de uso. La disponibilidad es menor en invierno y aumenta en verano. Como referencias de manejo, los ensayos identificaron láminas aproximadas de 300 milímetros para trigo, 250 milímetros para maíz y 200 milímetros para soja. Estos valores, junto con el caudal, la potencia de bombeo y las horas de funcionamiento, constituyen una base para diseñar sistemas autónomos adaptados a cada establecimiento. El desafío será aprovechar la energía solar y ajustar el uso del agua para ampliar la superficie bajo riego sin sobredimensionar las necesidades de los cultivos.