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Chile, como tantos otros países, está avanzando en el cultivo de zonas cada vez más extensas de frutales, con la ayuda de las mejores técnicas disponibles para el regadío intensivo. Los agricultores necesitan cada vez más superficie, porque los cultivos son rentables. Hay que llevar el agua a altas cotas. Pero las sequías y la carencia de soluciones convencionales de almacenamiento del agua, lentas de realizar y muy costosas, obligan a mirar debajo de la tierra, a los acuíferos. La extracción necesaria para suplir las necesidades de riego, y  la  falta  de consideración  con un recurso  agotable provoca su sobreexplotación. la recarga de acuíferos, se impone.

Hoy, futurodelagua.com, tiene el honor de publicar un artículo en el que, se expone una interesante y novedosa solución, desde Chile y para todo el mundo: la inyección mecánica para la recarga de acuíferos cuando hay agua. Así se puede almacenarla para regar con ella cuando no la hay.

Agradecemos a su autor Ricardo Fernández Schneider, la confianza en nuestro proyecto seductor de futuro para divulgar su idea. Y publicamos su artículo, esperando sea de interés de todos los lectores. Porque inyectando acuíferos, aseguramos el riego.

Ricardo Fernández Schneider, es  mecánico naval, inventor  y empresario. Dispone de gran experiencia en el ámbito de la gestión del agua, por su trabajo con una compañía norteamericana en la implementación de plantas de tratamiento de aguas  y de residuos líquidos industriales (RILES) en Chile, conociendo la cruda realidad de la contaminación de las aguas en su país. Les dejamos con la interesante lectura de su artículo:

Por su situación geográfica Chile será uno de los países más afectados por el cambio climático, sumándose así al problema global de la escasez de agua. En el quinquenio 2010 – 2015 Chile ha padecido la más intensa sequía de los últimos mil años. Esta situación, afecta gravísimamente al sector agrícola y ganadero, ya que gran parte de Chile se riega en forma natural a través de las lluvias.

Cierto es que, acabado el episodio, se ha recuperado algo la normalidad de las precipitaciones. Sin embargo, se comprueba que el patrón de lluvias ha variado su intensidad y su estacionalidad, y las temperaturas  por su parte también lo han hecho. Hasta hace poco, las lluvias eran persistentes, de baja intensidad y acompañadas de clima frío; Ahora, se producen precipitaciones de tipo monzónico, cuando el clima es más cálido y con mayor intensidad.

El resultado es que, hay menos nieve acumulada en la cordillera andina. Y por ello, descienden bruscamente las reservas que, en ella se acumulan en invierno para garantizar caudales constantes en los cauces en los meses de primavera y verano. Caudales imprescindibles para regar intensivamente. Como consecuencia, la ausencia de   reserva nival provoca caudales circulantes más altos durante el invierno. Y afecta gravemente a los acuíferos, ya que la infiltración natural de la nieve al acuífero, no se produce,  el agua se va al mar rápidamente y no se queda lo suficiente en la cuenca para garantizar un nivel adecuado en los acuíferos.

 

Chile cuenta con una importante red de embalses y canales de regadío, suficientes en épocas de precipitaciones normales. Sus reservas, fueron suficientes para regar los cultivos tradicionales. Ahora, al cambiar el patrón pluvial y el climático, ya no lo son, no solo por la merma de las lluvias, que ha reducido drásticamente los caudales de ríos y canales de regadío, sino que se suma el hecho  de  aumentar las superficies regables destinadas a la producción frutícola. Viene  al caso decir que, la fruta chilena es muy apreciada dentro y fuera de sus fronteras, por eso, la demanda exterior ha crecido y con ella las exportaciones.

En la foto de portada, puede observarse una plantación de paltas (aguacates). Este sector es el que tiene los problemas más graves con el agua por su intensivo cultivo y   la gran cantidad de recurso  hídrico que  requiere para su  producción.

Además como se observa también en la siguiente fotografía, se cultiva en  pendientes muy pronunciadas. El cultivo que aquí se muestra es posible gracias a la extracción de agua subterránea y a su almacenamiento en balsas, con elevadísimas pérdidas por evaporación. Finalmente, hay que bombear el agua hasta la cota más alta y regar por goteo.

La  rentabilidad  del negocio del aguacate (palta),  es directamente  proporcional  a la  existencia de agua. Por ello, los palteros aspiran a añadir a la zona de cultivo 15.000 ha más para satisfacer los pedidos de exportación.

Mientras, el kg de aguacate (palta) se ha llegado a pagar en el mercado local a US $ 7 .

Además del sector activo del aguacate, Chile cultiva viñedos, cítricos, cerezos, almendros, avellanos, nueces y las frutas del bosque o “berries” (fresas, moras, arándanos  y frambuesas). Todo va destinado mayoritariamente a la exportación, este negocio  exige cada vez más terrenos cultivables… y mucha más agua.

Pero, como estamos viendo, hay cada vez menos agua superficial cuando el cultivo exige regar,  y la hay, cuando no es época de riego. Esta paradoja pone de manifiesto  que, primero se ven afectadas las derivaciones superficiales de ríos o embalses, por lo que en esta circunstancia, es obligado fijarse en los acuíferos. Ellos son los que proporcionan lo que el agua visible no puede dar.

Y así, tanto en Chile como en cualquier otro lugar con las mismas necesidades, se aprovecha la tecnología para perforar y equipar pozos cada vez más profundos. El problema  es que, aquellos  recursos  hídricos que  estaban salvaguardados desde tiempos  inmemoriales, en las  profundidades de  estos  maravillosos  embalses naturales  subterráneos, comienzan a desaparecer y silenciosamente  van evidenciando  una  terrible  realidad, nos estamos  quedando sin reservas de agua  dulce, no solo para  el cultivo, sino  para  el consumo humano, el problema  entonces,  adquiere tintes de  gravedad extrema.

Recientes estudios demuestran que se han perforado miles de pozos, a causa de la coincidencia en el tiempo y en el espacio de la sequía con la oportunidad de plantar frutales. Todo el mundo se puso a buscar agua subterránea y se llegó a la temida sobreexplotación. El descenso del nivel freático es vertiginoso, constante y preocupante

Sin embargo, pese a esta sequia Chile tiene mucha agua disponible.

La realidad es que el 84 % del agua que llega a la tierra en forma de lluvia o nieve, discurre por los ríos al mar sin ser utilizada. Es una buena noticia para los defensores de los ríos naturales. No tan buena para los que necesitan esos recursos para vivir o trabajar. Los gestores del agua, deben garantizar el equilibrio más socialmente aceptable entre los defensores de los ríos naturales y los usuarios.

Este elevado porcentaje de agua  ”no usada” se debe tanto a la carencia de suficientes embalses, como a la topografía natural del país;  Chile es un  país largo y estrecho.

Sus 4.300 km de longitud y su anchura media de  177 km,  lo demuestran. Además, la cordillera andina, con elevaciones medias de 3000 m, garantiza fuertes pendientes y grandes velocidades del agua en los ríos. El agua llega rápido al mar.

Por otra parte, las zonas regables han acogido enormes superficies de cultivo que, unidas a las masas forestales, han provocado la impermeabilización del suelo, reduciendo la natural y tradicional infiltración que la lluvia hacía en los acuíferos. La transformación agraria y silvícola, tan positiva, también tiene sus aspectos negativos

Si a ello unimos las superficies impermeabilizadas por la urbanización, obtenemos, en Chile también, la combinación perfecta que genera la mayor parte de los problemas de los gestores del agua en el mundo de hoy. El estrés hídrico y la escasez.

Pretender reducir ese 84% de caudal que va rápido al mar construyendo más embalses, es una tarea titánica y muy dilatada en el tiempo, por varios motivos burocráticos, que pueden hacer que la obra no se acabe hasta muchos años después de iniciadas las gestiones para su aprobación; la ubicación concreta en un país de gran sismicidad y con elevada población en las pocas zonas en las que se puede ubicar una presa; la legislación ambiental, cada vez más exigente en todo el mundo  produce una mayor oposición social a  la fractura de ríos que supone una presa. Por ello, se ha demostrado que, por esta vía, en el mejor de los casos, se necesita mucho tiempo para implementar soluciones adecuadas, y  tiempo es lo que no hay.

Así las cosas, el problema generado por la puesta en regadío de nuevas zonas de frutales, que ha supuesto en enorme incremento en las demandas del agua, se agrava por momentos. Y ha llegado a generar grandes conflictos por la utilización de un recurso cada día más escaso en aguas superficiales y subterráneas.  En Chile, como en cada vez más lugares del mundo, cada día se requiere más y más agua para suplir las necesidades humanas.

Por todo ello, era obligado buscar una solución, la que ahora les expongo.

Cada vez más organismos especializados a nivel mundial en asuntos relacionados con la gestión del agua, emiten cifras y pronósticos muy desfavorables. La creciente demanda de alimentos en el mundo, también se presenta en Chile. Como acabamos de ver, aquí la producción frutícola demanda nuevos terrenos para distintos cultivos y gran cantidad de agua, está claro que las soluciones tradicionales no funcionan.

Si bien se ha avanzado mucho en  la gestión del agua en materia de riego tecnificado, el ahorro que supone este avance también tiene su límite. Porque cada planta requiere de una cantidad determinada de agua para la generación de fruta que sea rentable y exportable. Por ello, se impone otra solución que sea más rápida y complementaria a la construcción de embalses (lenta y procelosa) y a la mejora de técnicas de riego (limitada cuantitativamente)

Cada vez más, los medios de comunicación, las redes sociales y la Academia informa sobre la repercusión del cambio climático en el incremento de la escasez hídrica. Hoy presentamos aquí una respuesta en forma de solución rápida y moderna para aprovechar una parte del agua que va al mar, sin que ello suponga afecciones ambientales.   Para mí,  todo pasa principalmente por la mecánica ya que la mecánica ha desarrollado el quehacer humano. Por lo tanto, conociendo el problema y sabiendo que tenemos aún mucha agua disponible, comencé a trabajar en la búsqueda de una solución. Para poder guardar el agua  en el lugar más adecuado, que es  el subsuelo. Porque allí puede esperar fosilizada durante millones de años, estando siempre disponible y defendida de la alta evaporación que se produce en las aguas superficiales.

En todo el mundo se ha tratado, desde hace muchos años,  generar recarga artificial a los acuíferos subterráneos, por lo general a través de balsas de retención e infiltración. Pero nunca se ha logrado una alta eficiencia, pues la infiltración natural es muy lenta a causa de una larga serie de factores. Por lo tanto, se requiere de una infiltración mecánica que genere una alta velocidad en la recarga y un control de ésta en dos sentidos: calidad y cantidad del agua  y conocimiento exhaustivo de cuánta agua se está introduciendo en el acuífero.  Y es  entonces cuando tuve la idea de una solución mecánica. Apliqué las mejores técnicas disponibles hoy en día a los diferentes mecanismos del proceso. Mi idea era la de generar una inyección de alta velocidad en la recarga de los acuíferos. Para reemplazar la forma natural de infiltración,  por la inyección mecánica.

Así nace mi “sistema de aceleración de filtrado e inyección de agua en acuíferos o napas subterráneas (o sistema IAG) (MR.) Este sistema de inyección totalmente automático y monitoreado a distancia, utiliza la fuerza de la gravedad y la energía solar para su funcionamiento.

Este sistema está diseñado para introducir agua limpia a una alta velocidad directamente en el acuífero. Y lo hace, aprovechando todas aquellas aguas no utilizadas en época de abundancia.  Se deriva el agua necesaria desde ríos, lagos o canales y se conduce por gravedad, mediante tubería o canal abierto hasta el inyector. Dependiendo de la condición del terreno los inyectores estarán siempre situados fuera del cauce y de la zona de flujo preferente de los ríos. Así se evitará que las crecidas puedan alcanzar su estructura e instalaciones.

A continuación, el agua pasa previamente por una balsa natural de decantación. En ella, se reduce su velocidad y se genera un remanso. Se permite así la decantación de parte de los sedimentos. Desde aquí, el agua discurre por gravedad, a través de un filtro secundario de retro lavado automático y operado por diferentes válvulas y sensores. Se dirige después al filtro de espiral, que cuenta con una serie de diversos filtros, incluyendo luz ultra violeta y carbón activado.

El agua tratada  a través de los filtros de lavado automático, ya es lo suficientemente limpia como para ser inyectada por gravedad directamente al acuífero. Esta gran columna de agua de varias toneladas, generadas en el extremo del inyector, actúa sobre el acuífero, por el principio de Pascal. Y así, el acuífero por esta alta presión libera de la presión atmosférica o el aire que se encuentra entre el espejo de agua y la superficie.

Nótese que este es el mayor obstáculo que presenta el suelo en los sistemas de infiltración. Tanto  en los naturales, como en las artificiales balsas de infiltración. Los diferentes sensores y todo el mecanismo, hacen que este sistema trabaje de forma automática y autónoma. Puede ser operado y monitoreado a distancia. De esta manera, se  garantiza un  control total de la cantidad  y la calidad del agua inyectada.

Paralelamente, su programación permite que el inyector trabaje con determinados parámetros programados por el usuario. Además, cuando los parámetros no son los deseados, se detendrá automáticamente. Y se pondrá en marcha cuando el agua a inyectar cumpla los parámetros requeridos. El sistema puede ser programado para inyectar determinada cantidad de agua en cuanto a calidad y el tiempo estimado. También dispone de un diseño compacto, por lo que, no genera impacto ambiental.

Por todo ello, tanto por lo que se refiere a los componentes, como a   su estructura, este sistema de recarga de acuíferos es una máquina de larga duración. Es altamente rentable tanto por la relación coste-beneficio, como por su vida útil. Además genera un importante beneficio social. Porque permite disponer de agua subterránea  a pocos metros de la  superficie. Y reducir así el costo en la construcción de pozos y el de bombeo. Sin olvidar que un acuífero lleno permite que todos los que habitan en la superficie, tengan acceso al agua. Y además, cuando el acuífero recupere su nivel freático natural, revivirán los antiguos cauces que formaron los esteros y los ríos.

Recarga de acuíferos por inyecciónLa calidad de los componentes permite una larga vida útil de los inyectores estimada en más de doscientos años. Los costes de mantenimiento son muy reducidos. Además, todos los componentes susceptibles de mantenimiento, podrán ser reemplazados.  Así se garantiza que la estructura principal tenga una  larga durabilidad.

Otro factor interesante de este sistema, reside en dos aspectos. El primero, que requiere de muy poco tiempo para la construcción. El segundo, que  no le afectan las condicionantes geológicas de los acuíferos. Ello es debido a que los inyectores solo devuelven el agua a un lugar en el que siempre se almacenó el  de forma natural.

El bajo costo, el mínimo espacio requerido y el mínimo o nulo impacto ambiental comparativo con las grandes obras hidráulicas, hacen que estas máquinas operen en cualquier lugar donde hay agua de forma permanente u ocasional.

También, con estos inyectores se podrán recuperar acuíferos perdidos, ya que aquellos siempre tendrán la capacidad de almacenar agua, aunque esta  se haya agotado.

Si este sistema de recarga de acuíferos se implementa a nivel global, se podrán recuperar zonas importantes de cultivos. Y garantizar la presencia de agua en el mejor depósito natural que tiene nuestro planeta. Porque muchos estudios indican que los acuíferos subterráneos son capaces de acumular seiscientas mil veces más agua que los embalses.

Podemos comprobarlo el reciente estudio realizado por  los científicos Ghislain de Marsily de la U. de la Sorbona (Francia), y Rodrigo Abarca del Rio académico del Departamento de Geofísica de la U. de Concepción (Chile), titulado “Agua y Alimento en el siglo veintiuno” publicado en la revista Survey ingeophysics  (goo.gl/GNXs2x)

Ricardo Fernández Schneider 

Esperamos que la lectura de este artículo sirva para divulgar tan interesante aportación chilena a la mejora de la eficiencia de la gestión de los acuíferos. Porque ella repercute directamente en la del riego  y en la del agua en general. Así, avanzamos a buen ritmo hacia el mejor  futuro del agua posible.

 

REF. https://www.futurodelagua.com/2018/08/13/recarga-de-acuiferos-por-inyeccion/