Un equipo de INTA Manfredi evaluó durante más de una década el riego por goteo subterráneo con energía solar en un módulo experimental. Los resultados incluyen un requerimiento de referencia de 2 m³/h por hectárea, alrededor de 1.950 horas anuales de funcionamiento y datos sobre láminas de riego para trigo, maíz y soja.
La incorporación de energía solar al riego constituye una alternativa para establecimientos sin acceso a la red eléctrica o con costos elevados de conexión. Los ensayos realizados en la Estación Experimental Agropecuaria (EEA) INTA Manfredi durante los últimos años generaron parámetros utilizables como referencia para el diseño de instalaciones a campo.
La información proviene del equipo de riego de INTA Manfredi, cuyo referente es el ingeniero Ignacio Severina, quien trabajó sobre el funcionamiento y dimensionamiento de estos sistemas.
Origen de la experiencia
El ensayo se desarrolló sobre un módulo de riego por goteo enterrado, tecnología que INTA Manfredi investiga desde 2012. En 2022, una de las bombas eléctricas del ensayo fue reemplazada por una bomba solar, con la incorporación de un parque fotovoltaico para alimentar el sistema. El objetivo fue estudiar el uso de energía solar en un esquema de riego off-grid, independiente de la red eléctrica.
El sistema inicial contaba con una bomba de aproximadamente 24 m³/h y 10 kW de potencia, destinada a regar seis hectáreas, mientras que el parque fotovoltaico alcanzaba una potencia máxima de 18 kW. El sobredimensionamiento de la potencia fotovoltaica respecto de la bomba permitió ampliar la ventana diaria de funcionamiento y disponer de mayor capacidad de riego cuando la radiación solar no alcanzaba sus niveles máximos.
Energía disponible y respuesta productiva
Durante los primeros años se buscó aprovechar la disponibilidad de energía solar para regar prácticamente todos los días. Esto permitió aumentar las láminas aplicadas. En trigo, la lámina pasó de aproximadamente 300 mm con el sistema eléctrico a unos 520 mm con el sistema solar.
El rendimiento no aumentó en la misma proporción. Un comportamiento similar se registró en soja y maíz: había mayor capacidad para aplicar agua, pero la respuesta productiva adicional fue relativamente baja. El resultado llevó a la conclusión de que la mayor disponibilidad de agua no necesariamente se traduce en mayor rendimiento. El balance hídrico volvió a demostrar su importancia como herramienta para decidir cuándo regar y cuánto aplicar, independientemente de la fuente de energía utilizada.
Duplicación de la superficie
A partir de estos resultados, el planteo experimental cambió. En lugar de utilizar toda la capacidad energética disponible para incrementar la lámina aplicada sobre seis hectáreas, se decidió duplicar la superficie a 12 hectáreas, manteniendo la infraestructura de bombeo. El objetivo pasó a ser utilizar de manera más eficiente la capacidad disponible.
Con esta estrategia, las láminas se acercaron a valores determinados por las necesidades de los cultivos. En el nuevo esquema se registraron referencias del orden de 350 mm en trigo, 250 mm en maíz y 200 mm en soja, con rendimientos que se mantuvieron en niveles elevados.
El aprendizaje es particularmente importante para el diseño de sistemas solares: el desafío no es solamente generar energía para regar, sino hacer coincidir la capacidad energética, el caudal disponible, la superficie y la demanda hídrica de los cultivos.
Parámetro de referencia: 2 m³ por hectárea
Uno de los principales resultados de los ensayos fue establecer como referencia un requerimiento de aproximadamente 2 m³/h por hectárea a regar. Este dato permite comenzar a dimensionar un proyecto. Por ejemplo, un establecimiento que quisiera regar 50 hectáreas necesitaría considerar un caudal del orden de 100 m³/h. A partir de allí se define la bomba y, posteriormente, la potencia fotovoltaica necesaria.
En el esquema estudiado también surge otro criterio de diseño: el parque solar debe contar con una potencia superior a la demanda de la bomba, de manera de ampliar las horas efectivas de funcionamiento y aprovechar mejor los períodos de radiación disponible.
Manejo del riego con energía solar
Con una bomba conectada a la red eléctrica, el productor puede decidir cuándo encender el equipo en función del balance hídrico, la demanda del cultivo y las condiciones ambientales. Con un sistema solar off-grid, la disponibilidad energética está condicionada por la radiación. La bomba comienza a funcionar cuando existe suficiente radiación y deja de hacerlo cuando cae la disponibilidad solar. El manejo requiere integrar dos variables que tradicionalmente se analizaban por separado: la demanda de agua del cultivo y la disponibilidad de energía.
Base para el diseño de proyectos
Después de varios años de evaluación, el trabajo permitió reunir información sobre caudales, potencia de bombeo, potencia fotovoltaica, horas de funcionamiento y necesidades de riego de distintos cultivos. Para la zona de Manfredi, los ensayos permitieron estimar alrededor de 1.950 horas anuales de funcionamiento, con un promedio cercano a siete horas diarias durante el período de utilización.
También se obtuvieron valores de referencia de lámina de riego para distintos cultivos, que permiten comenzar a dimensionar la relación entre superficie, caudal y energía.
Dimensionamiento del sistema
La experiencia de INTA Manfredi indica que el éxito de un sistema solar no depende exclusivamente de la tecnología instalada, sino de dimensionar correctamente el conjunto:
- caudal y calidad del agua de la perforación
- superficie a regar
- manejo del agua
- requerimiento hídrico de los cultivos y estrategia de programación del riego
- potencia de la bomba y del parque fotovoltaico y horas disponibles de energía
Rendimientos en las distintas etapas
El cambio de energía no afectó la productividad. Los rendimientos se mantuvieron en niveles elevados e incluso alcanzaron valores superiores en algunos cultivos. La comparación comprende tres etapas: E (2012-2021), correspondiente al sistema abastecido con energía eléctrica; la transición hacia energía solar entre 2022 y 2024; y S (2024-2026), período en el que el sistema funciona completamente con energía solar.
La principal enseñanza, según los responsables del ensayo, es que el objetivo no debe ser utilizar toda la energía disponible para aplicar más agua, sino utilizar la energía disponible para administrar mejor el agua.
Fuente: Regantes.com.ar