El estudio de CSU demuestra el costo

May 28, 2023

Por Jayme DeLoss

El riego es de vital importancia para alimentar al mundo, pero no es muy eficiente. Alrededor del 70% del uso mundial de agua dulce se destina al riego. Ese porcentaje es aún mayor en el oeste de EE. UU.

El agua de riego se transporta en gran medida a los campos mediante canales de tierra, que son inherentemente permeables. Es difícil medir la cantidad de agua de riego que se filtra en el suelo, pero las estimaciones de todo el mundo oscilan entre el 15 y el 70 %.

En un estudio reciente, los investigadores de la Universidad Estatal de Colorado demostraron que el polímero conocido como LAPAM es eficaz como sellador temporal y económico para reducir la pérdida de agua de riego. Esta investigación no solo podría reducir la pérdida de agua, sino que también podría prevenir la degradación del agua y del suelo.

Durante más de 25 años, Tim Gates, profesor de ingeniería civil y ambiental, ha estudiado las pérdidas por filtración de los canales de tierra y lo que sucede con el agua que se desvía. Su reciente estudio colaborativo representa la evidencia más sólida y extensa hasta la fecha de que la aplicación de poliacrilamida aniónica lineal, LAPAM para abreviar, como sellador para canales de tierra da como resultado una reducción significativa de la filtración.

"La gran mayoría de los sistemas de distribución de agua para la agricultura de regadío se realizan a través de canales abiertos de tierra, probablemente el 95%, por lo que es un problema que se extiende por todo el mundo", dijo Gates.

Gates y sus colegas en CSU y en Pakistán probaron dos canales en Colorado y uno en Pakistán, lugares con diferentes condiciones y desafíos. Las tasas de filtración disminuyeron entre un 69 y un 100 % cuando los canales se sellaron con LAPAM.

A diferencia de otros tipos de revestimientos que son costosos y permanentes, como el concreto, LAPAM es económico y solo dura la temporada de agua en la que se aplica. Esto puede ser estratégicamente valioso para los administradores del agua, que pueden querer almacenar agua recargando los depósitos subterráneos de la naturaleza durante los años más húmedos. La mayoría de los productores no tienen los recursos para comprar revestimientos más caros, lo que convierte a LAPAM en una opción viable.

LAPAM tapa las fugas en los canales de tierra depositando partículas de arcilla en el agua y creando una barrera delgada pero efectiva de arcilla polimérica.

LAPAM se utiliza en diversas aplicaciones en todo el mundo. Si bien tiene un impacto ambiental menor que los revestimientos de plástico o concreto, es sintético y podría tener efectos secundarios ambientales adversos potenciales si se usa en exceso.

Ahora que los investigadores han demostrado que LAPAM funciona, están dirigiendo su atención a encontrar una alternativa de biopolímero que no se derive del petróleo. Se están realizando pruebas en el laboratorio del profesor asistente Joe Scalia, y los primeros resultados son prometedores.

"El agua es claramente muy importante, pero en la medida de lo posible, no queremos agregar otros productos químicos sintéticos al medio ambiente solo para solucionar un problema", dijo Scalia.

Una vez que Gates, Scalia y su equipo identifiquen un biopolímero efectivo o una mezcla de biopolímero-LAPAM, desarrollarán una guía para los administradores de agua sobre cómo usarlo.

El equipo incluye varios estudiantes de pregrado y posgrado de CSU; entre ellos, Ph.D. candidato Rehman Lund, quien realizó los estudios de campo de LAPAM en Pakistán para su investigación de maestría en la Universidad de Ingeniería y Tecnología de Mehran, bajo la dirección del profesor Munir Babar.

El equipo, dirigido por Scalia, está trabajando con Larimer and Weld Irrigation Company para cuantificar la cantidad de agua local que se pierde por filtración. A finales de este verano y el próximo verano, aplicarán su biopolímero líder o mezcla de biopolímeros en los canales de la empresa para realizar pruebas de campo.

Gates enfatizó la importancia de las asociaciones de empresas de riego en el estudio de métodos de reducción de filtraciones. Las pruebas de laboratorio son útiles, pero no suficientes para demostrar que una solución es viable.

"Tienes que demostrar que funciona en el campo donde las cosas son marcadamente más complejas y los desafíos son mayores", dijo Gates. "El hecho de que tengamos empresas y departamentos de riego que cooperen con nosotros para demostrar la validez de esta metodología es realmente un componente importante de esta investigación".

El agua desperdiciada y los rendimientos agrícolas más bajos no son las únicas razones para evitar la filtración. Con el tiempo, el agua de riego perdida degrada la calidad del agua y del suelo.

A medida que el agua de riego se filtra en el suelo, moviliza sales naturales y oligoelementos potencialmente tóxicos que luego se transportan a ríos y arroyos, junto con los pesticidas y fertilizantes que el agua de riego pueda haber recogido. Esta agua químicamente alterada disminuye la calidad del agua río abajo.

La filtración en el agua subterránea también eleva el nivel freático, haciendo que el agua subterránea sea accesible para la evaporación y la transpiración de las plantas. A medida que esta agua se pierde del sistema, la sal que contenía se queda atrás, lo que aumenta la salinidad del agua subterránea y del suelo restantes.

Con la repetición anual de este proceso, hay menos agua para trabajar y su calidad es menor. A medida que aumenta la demanda de agua dulce con el aumento de la población, no podemos darnos el lujo de agotar el agua que tenemos.

"Tenemos este problema mundial masivo que crea desafíos tanto de cantidad como de calidad en la gestión del agua. Se ha demostrado estadísticamente que estos selladores funcionan en numerosos canales y están económicamente al alcance", dijo Gates. "Ahora necesitamos refinar nuestra comprensión para que podamos generar pautas prácticas que sean útiles para los administradores de agua y los irrigadores de todo el mundo".

Etiquetas asignadas a esta historia