El agricultor ya puede tomar decisiones basadas en sus datos con un objetivo productivo realizando una práctica de riego más eficiente e inteligente

Implantar un modelo sostenible ambiental, social y económicamente es una necesidad actual del sector agrícola. La Bioeconomía y la Economía Circular se postulan como estándares de referencia. Promueven la producción de recursos biológicos renovables, su conversión y la de sus subproductos en nuevos recursos con valor añadido, es la clave para afrontar retos como la disponibilidad de agua, la producción sostenible de alimentos, la mitigación de los efectos del cambio climático o la reducción del uso de combustibles fósiles.

G.O. Subalma promueve su implantación en el sector del olivar aprovechando el potencial de los subproductos derivados del olivo y de sus industrias asociadas mediante la tecnificación de regadíos, la generación de nuevas oportunidades de negocio y la preservación del patrimonio natural.

La producción y elaboración de aceite de oliva genera una gran variedad y cantidad de residuos y subproductos que deben ser gestionados adecuadamente para cumplir con la legislación vigente, asegurar la protección y conservación del medio ambiente, además de generar oportunidades de negocio a los olivareros. Todo ello amparado por el paradigma de un modelo de economía sostenible que permita optimizar el uso de los recursos, materias y productos disponibles manteniendo su valor en el conjunto de la economía durante el mayor tiempo posible y con el que se reduzca al mínimo la generación de residuos.

En este sentido, muchos de los hasta ahora mal llamados residuos, se transforman en subproductos o nuevas materias primas, es decir, estamos ante la conversión de problemas en oportunidades.

Uno de los subproductos, derivados de la producción de aceite en las almazaras, es el agua residual procedente de la propia agua de vegetación de la aceituna y del lavado de patios y máquinas. En la Figura 1 se muestra el esquema de residuos y subproductos generados por el sector oleícola desde de su paso por la almazara tras el proceso de obtención de aceite.

Las aguas residuales generadas, deben ser gestionadas de manera adecuada bajo premisas de legalidad, sostenibilidad y rentabilidad. En la actualidad, existen diversas alternativas para su gestión, dado que se trata de un subproducto que, en ocasiones, supone problemas de gestión para las industrias como consecuencia del gran volumen generado frente al limitado espacio disponible para su almacenamiento, algunas de estas alternativas son:

• Digestión anaerobia. Se trata de un proceso de conversión bioquímica que permite obtener biogás y un digerido. El biogás puede ser empleado con fines energéticos, mientras que el digerido puede destinarse a la fertilización. El potencial de biogás por unidad de sólido volátil está en torno a 593 NL biogás/kg SV, considerado un valor medio en comparación con otros sustratos agroindustriales como, por ejemplo, el maíz, un cultivo energético con alto potencial que alcanza valores en el rango de 600 - 700 NL biogás/kg SV. Respecto a la concentración de metano, aproximadamente del 63%, también está en valores medios respecto a otros sustratos agroindustriales considerados los cuales presentan valores entre 50-70%.
• Evaporación. Se trata de un proceso físico a partir del que se puede obtener agua limpia para usos industriales y un concentrado orgánico que se puede usar como fertilizante. A pesar de que, algunas industrias del sector lo están llevando a cabo, presenta el inconveniente de requerir una elevada demanda energética; si bien, es posible compensar este consumo aprovechando calores residuales o utilizando energías renovables
• Riego localizado. Esta es la alternativa que propone el proyecto G.O. Subalma. Se basa en el aprovechamiento agrícola de estas aguas mediante el empleo de diversas tecnologías de precisión siempre bajo premisas de eficiencia en el uso de recursos y de la normativa vigente.

Una alternativa de gestión de las aguas procedentes de la vegetación de la aceituna y del lavado de patios y máquinas, es el riego directo del cultivo de olivar bajo las condiciones agronómicas y normativas oportunas. No obstante, para su aprovechamiento, es preciso someter estas aguas a un acondicionamiento adecuado además de emplear sistemas específicos para su aplicación a través del riego.

El proyecto G.O. Subalma centra sus objetivos en analizar la viabilidad de esta alternativa mediante riego de precisión de alta eficiencia. Para ello, se ha desarrollado una Plataforma Experimental (Figura 2) en una finca productiva de olivar en la provincia de Jaén donde se aplican los principios de la Economía Circular mediante el aprovechamiento de este efluente de almazaras empleando el Riego por Goteo Subterráneo (RGS) incrementando la eficiencia del uso del agua y consiguiendo un elevado impacto a nivel radicular.

El agua de vegetación se acondiciona mediante un sistema de filtración profunda y se incorpora al agua de riego empleando la técnica de la fertirrigación. Diversos sistemas de monitorización y control permiten el seguimiento preciso de la Plataforma Experimental al completo. Adicionalmente, el sistema es apoyado mediante la inyección de nanoburbujas, una innovadora tecnología que proporciona ventajas agronómicas y sobre el propio sistema de riego.

El primer paso del acondicionamiento del subproducto líquido de la almazara, tras su decantación y almacenamiento en las balsas correspondientes, (Figura 3) es una filtración en profundidad mediante un sistema basado en discos filtrantes con limpieza asistida por aire. Este equipo permite proteger el sistema de riego de forma eficaz y con una elevada eficiencia gracias a que es capaz de retener toda la materia en suspensión del influente. A continuación, se emplea la técnica de fertirrigación para la inyección del subproducto y cualquier otra sustancia nutritiva en la cantidad exacta establecida previamente por el usuario. El sistema de fertirrigación permite aplicar los productos nutritivos de manera instantánea y precisa. La mezcla resultante accede al sistema de riego localizado lo que permite aplicar el agua de manera uniforme a todo el cultivo aprovechando el 100% de su potencial productivo bajo las condiciones ambientales existentes garantizando que la solución nutritiva está al alcance de la raíz en todo momento. Los sensores de suelo instalados en la finca suministran datos cuya interpretación adecuada permite el control y la realización de una gestión eficiente de la práctica de riego. El sistema incluye la aplicación de nanoburbujas de aire cuyas propiedades físicas y electroquímicas generan una serie de beneficios con interés tanto para el suelo como para el propio sistema de riego localizado.

Figura 2. Diseño cabezal de riego de la Plataforma Experimental Subalma, Jaén. Fuente: AZUD.

Figura 3. Balsa de agua residual procedente de la vegetación de la aceituna de almazaras. Fuente: José A. La Cal.

La protección de la red de riego mediante una etapa de filtración robusta es esencial para evitar alteraciones en la uniformidad de aplicación del agua, así como para evitar cualquier posible impacto negativo en la productividad del cultivo. En paralelo, es importante disponer de una capacidad de recuperación de alta eficacia para el medio filtrante y una muy elevada eficiencia respecto a su consumo de agua y energía.

Con este marco tecnológico se seleccionó un sistema de filtración automática garantizando la autonomía del sistema y permitiendo la operación en continuo (Figura 4). Concretamente, fue la caracterización minuciosa de las partículas presentes en la fuente de agua, la clave para el éxito en la selección del sistema de filtración. Considerando la naturaleza inestable de este tipo de aguas y su contenido en sólidos orgánicos, se seleccionó un sistema de filtrado por discos que es capaz de retener todo tipo de partículas, con independencia de su naturaleza, garantizando así la calidad del filtrado.

Figura 4. Equipo de filtrado por discos AZUD HELIX AUTOMATIC con limpieza asistida por aire. Fuente: AZUD.

Asimismo, el sistema de limpieza asistida por aire seleccionado permitió no sólo reducir el consumo de agua y energía, sino también la frecuencia de eventos de limpieza, puesto que genera un efecto de limpieza tan enérgico, que retira las partículas orgánicas y complejas del medio filtrante con la máxima eficacia y reduce hasta un 80% el consumo de agua.

En definitiva, la filtración con discos ha permitido garantizar la estabilidad del agua filtrada incluso ante escenarios de aguas con calidad cambiante por las condiciones ambientales, como en este caso, al estar empleando en G.O. Subalma un recurso procedente de un proceso productivo como es la producción de aceite de oliva.

La protección de la red de riego mediante una etapa de filtración robusta es esencial para evitar alteraciones en la uniformidad de aplicación del agua

Continuando con la filosofía del proyecto, para garantizar la eficiencia en el uso de los recursos, pero también para prolongar la vida útil del sistema, se han contemplado dos aspectos relevantes para el diseño del sistema de riego: el tipo de riego y la calidad del material.

El tipo de riego de precisión empleado ha sido Riego por Goteo Subterráneo (RGS) debido a que ofrece todas las ventajas asociadas a la práctica de riego localizado:

• Garantiza la uniformidad de aplicación del agua.
• Localiza el punto de aplicación en la zona del sistema radicular facilitando su aprovechamiento por parte del cultivo.
• Permite un dominio preciso de la cantidad de agua y nutrientes aplicados.

Pero el RGS, por su particular característica de estar enterrado, ofrece adicionalmente otra serie de valiosos beneficios como:

• Ausencia de elementos en superficie que pueden interferir en las labores propias del cultivo.
• Garantiza la estabilidad temporal de los puntos de emisión.
• La tubería enterrada queda protegida frente a las condiciones atmosféricas o daños fortuitos de maquinaria o animales.
• Y, si el manejo es adecuado, se evita la humedad en superficie.

Evitar la humedad en superficie conlleva múltiples ventajas. La más apreciada, especialmente en las zonas con un elevado déficit hídrico, es la ausencia de pérdidas de agua por evaporación. Pero, además, se minimizan enfermedades favorecidas por la humedad, como las fúngicas; se reduce el crecimiento de malas hierbas eliminando la competencia por los recursos aplicados; y se evita incrementar la conductividad eléctrica de la solución del suelo.

Figura 5. Diseño antiobturación emisor AZUD PREMIER. Fuente: AZUD.

Para la selección del tipo de material en la Plataforma Experimental Subalma Jaén, de nuevo, se tuvo en cuenta el impacto del uso de aguas potencialmente obturantes y que los emisores de riego son uno de los puntos más sensibles del sistema. El adecuado diseño hidráulico de la red de riego permite garantizar la uniformidad espacial de aporte de agua, pero es la calidad del emisor y su diseño antiobturación lo que ha permitido que dicha uniformidad se mantenga a lo largo del tiempo. Emplear emisores compatibles con elevadas cargas de sólidos en suspensión es esencial para instalaciones cuyo objetivo es la reutilización de efluentes.

Con este marco, se seleccionó el emisor AZUD PREMIER (Figura 5) que incorpora una geometría especial que impide el acceso de partículas a su interior. Se trata de un sistema de filtrado 3D con autolimpieza. Asimismo, dispone de un diseño especial del laberinto que garantiza el equilibrio entre la velocidad del agua y la sección de paso, evitando la sedimentación de partículas y favoreciendo su expulsión al exterior.

La técnica de la fertirrigación permite aplicar, a través de la red de riego y de forma simultánea, el agua y la solución nutritiva lo que, combinado con el RGS, permite:

• Localizar la aplicación del agua y la solución nutritiva junto al sistema radicular activo, es decir, en la zona más importante y donde realmente se aprovecha.
• Ahorrar en mano de obra.
• Mejorar la uniformidad de la aplicación.
• Disponer de mayor versatilidad a la hora de establecer distintos niveles nutritivos.
• Dar flexibilidad y rapidez a la hora de corregir desviaciones durante el desarrollo vegetativo.

La fertirrigación es la técnica empleada en la Plataforma Experimental Subalma Jaén para la aplicación del subproducto de almazaras y el prototipo instalado AZUD QGROW ofrece la robustez necesaria para trabajar con la naturaleza compleja del subproducto, gracias al uso de inyectores que carecen de partes móviles y no requieren equipos auxiliares de protección (Figura 6). Su mantenimiento también es mínimo, lo que hace de él un sistema de dosificación económico y confiable. Adicionalmente, sus múltiples brazos inyectores permiten la aplicación simultánea de distintas sustancias nutritivas.

Figura 6. Prototipo sistema fertirrigación AZUD QGROW. Fuente: AZUD.

De otra parte, permite el establecimiento de puntos de consigna para la gestión autónoma del riego y el abonado, incluso considerando la información recopilada por los sensores instalados en la finca tales como la humedad del suelo, el clima, la concentración de sales, etc. La disponibilidad de conexión a internet de la finca ha permitido la supervisión y el trabajo remotos sobre el sistema. Precisamente, la nueva agricultura se basa en el rigor de los datos adquiridos en tiempo real, unido a una correcta interpretación y gestión de éstos, permitiendo así aumentar la productividad y la calidad de la cosecha además de reducir insumos.

El agricultor ya puede tomar decisiones basadas en sus datos con un objetivo productivo realizando una práctica de riego más inteligente. Es posible conocer la situación en tiempo real para detectar y corregir eficazmente situaciones anómalas de funcionamiento. Además, es posible aplicar el agua y los nutrientes en el momento y la cantidad precisos, optimizando así el uso de los recursos.

G.O. Subalma persigue alcanzar una eficiencia excepcional basada en una mejor conservación y mantenimiento del sistema y en un impacto agronómico altamente beneficioso para el cultivo. Por ello, incorpora la tecnología de las nanoburbujas. Se trata de burbujas de aire con diámetros inferiores a 1 µm lo que brinda 3 propiedades singulares y de alto valor:

• Elevada superficie de contacto, lo que permite una gran transferencia de masas entre las fases líquida y gaseosa.
• Elevado potencial electrocinético, lo que provoca que se comporten como coloides manteniéndose por un tiempo prolongado en el seno del líquido.
• Fuerzas de repulsión eléctrica, lo que evita su coalescencia, de manera que mantienen su tamaño durante largos periodos.

G.O. Subalma aprovecha estas propiedades: sobre el sistema de riego, limitando el potencial de obstrucción de los sólidos; sobre el cultivo, oxigenando las raíces, mejorando su sanidad y favoreciendo el desarrollo de un sistema radicular fuerte y denso, lo que aumenta la absorción de nutrientes y la eficiencia de conversión del cultivo; y, sobre la solución del suelo, fomentando la proliferación de biomasa microbiana beneficiosa y evitando ambientes anóxicos que pueden favorecer la aparición de patógenos.

Los socios de G.O. Subalma continúan trabajando en el sector del olivar para lograr el objetivo productivo deseado por los olivareros, para minimizar los costes asociados a la actividad productiva, y para fomentar la creación de nuevas líneas de negocio asociadas a modelos económicos sostenibles.

www.subalma.com

Agradecimientos

G.O. Subalma “Mejora de la productividad y sostenibilidad de sistemas de riego por goteo subterráneo (RGS) que aprovechan el residuo de almazaras como fertilizante mediante el uso de nanoburbujas” es un grupo operativo supra autonómico que ha sido financiado al 80% por la Unión Europea a través de fondos FEADER y cofinanciación nacional del 20%. El montante total de la ayuda asciende a 564.758,11€. La autoridad de gestión encargada de la aplicación de la ayuda FEADER y nacional correspondiente: Dirección General de Desarrollo Rural, Innovación y Formación Agroalimentaria (DGDRIFA). El organismo responsable del contenido de este artículo es G.O. Subalma. Socios: AZUD, CEBAS-CSIC, Diputación de Jaén, Evergrant, ASAJA Jaén y SCA San Isidro Labrador de Canena.