La conservación del agua es una preocupación creciente a nivel mundial, y particularmente para los agricultores de EE. UU., donde décadas de irrigación de enormes campos han agotado los recursos vitales de agua dulce superficial y subterránea. Una empresa derivada de la ESA que puede ayudar a preservar los suministros de agua al tiempo que garantiza el riego de los cultivos se está sometiendo ahora a las pruebas finales.

El ambicioso plan del ex empleado de la ESA Javier Martí es abordar el uso excesivo del riego, basado en un concepto desarrollado en el centro tecnológico de la agencia en los Países Bajos:utilizar señales de navegación por satélite reflejadas para detectar de forma remota la superficie de la Tierra.

Ahorro de agua y aumento del rendimiento de los cultivos

Situada bajo ocho estados en el centro de EE. UU., el vasto acuífero de Ogallala suministra casi un tercio del agua subterránea para el riego de cultivos en el país, pero una gran parte del acuífero, particularmente en los estados de Nuevo México, Texas y Oklahoma, podría secarse en una generación o dos si no se toman medidas.

Dos tercios del agua del acuífero se encuentran debajo de Nebraska, haciendo del estado un foco para probar el enfoque que ha desarrollado la empresa Divirod de Javier.

Durante los próximos meses varias fincas regularán y optimizarán su riego utilizando la nueva técnica para reducir el consumo de agua.

"Nuestro sistema compara las señales de navegación reflejadas y directas para revelar el contenido de humedad del suelo y los cultivos, "explicó Javier, CEO de Divirod.

"Anticipamos que nuestro sistema podría ahorrar a los agricultores alrededor del 30% en costos operativos en términos de agua y energía. Los rendimientos de los cultivos dependen de muchos factores, pero estimamos que también podríamos mejorar los rendimientos entre un 10% y un 12% ".

Uso de señales de navegación por satélite para la teledetección

Javier trabajó con el ingeniero de la ESA Manuel Martin-Neira en el satélite SMOS de humedad del suelo y salinidad del océano de la Agencia. Aquí, tuvo la idea de utilizar señales de navegación por satélite reflejadas de un proyecto propuesto por Manuel para la teledetección. Manuel propuso usar las señales de microondas para medir características terrestres como la topografía de los océanos.

"Los satélites que llevan altímetros que usan radar solo pueden medir a lo largo de la línea de vuelo, mientras que me di cuenta de que el uso de señales de navegación por satélite reflejadas nos permitiría tomar medidas desde varios puntos diferentes, "explicó Manuel.

Spin-off del espacio

"El trabajo de Javier y Manuel dio como resultado tres patentes de la ESA para el uso de señales de navegación por satélite reflejadas, un gran avance ahora disponible para el desarrollo de nuevas aplicaciones terrestres, ", dijo la responsable del Programa de Transferencia de Tecnología de la ESA, Mercedes Sánchez Álvarez.

"Es genial ver que Javier ha adoptado el mismo enfoque de señal y lo ha utilizado de otra manera para desarrollar un sistema práctico para medir en tierra el contenido de humedad de la superficie del suelo, niveles de agua en embalses, manto de nieve y humedales, entre otras aplicaciones ".

Manuel agregado, "Aunque los principios de cómo SMOS mide la humedad del suelo son diferentes del enfoque Divirod, ambas técnicas proporcionan esencialmente lo mismo.

"Pero lo bueno aquí es que la navegación por satélite en sí es el foco de gran desarrollo, por lo que basar un sistema de medición de la humedad del suelo en él debería permitir resultados rentables ".

Javier explicó que la clave es cómo se procesan las señales de navegación por satélite. "El uso de la navegación por satélite para la teledetección no es único, pero hemos desarrollado un software que nos permite medir variaciones en un campo enorme hasta una resolución de alrededor de 5x5 mo menos, usando solo un sensor en un poste en el centro del campo.

"Para algunas aplicaciones, podríamos reducir esta resolución a menos de un metro cuadrado en el futuro".

Esta cobertura detallada se puede integrar en los sistemas de riego para que el agua se entregue con precisión a diferentes áreas en cada campo según sea necesario.

Los sensores también pueden integrarse en los sistemas de riego de pivote central industrial que se utilizan ampliamente en los EE. UU. Y combinarse con el aprendizaje automático para crear un sistema autónomo, esquema de circuito cerrado.

Mejor cultivo en Nebraska

"Estoy muy entusiasmado con la posibilidad de utilizar la tecnología Divirod para perfeccionar la forma en que usamos el agua en nuestra granja, "dijo Roric Paulman, propietario de Paulman Farms en Nebraska, uno de los sitios de prueba iniciales.

"Ahora estamos ubicados en un área de gestión de restricciones de agua. La legislación de Nebraska reconoce que las necesidades de agua superficial y subterránea en el futuro son importantes para la sostenibilidad del acuífero".

Los métodos alternativos para evaluar la humedad del suelo son las sondas físicas y las imágenes de satélite. Sin embargo, una sonda mide solo el valor en un punto, y extrapolar a partir de eso puede ser complicado por los diferentes tipos de suelo, pendientes y diferentes elevaciones del terreno, incluso en un solo campo.

"Los problemas con las imágenes satelitales no son solo la resolución y el costo, sino también el tiempo que se tarda en recopilar los datos y traducirlos en un entorno para la herramienta de riego. Esto puede llevar días pero en una granja trabajamos en tiempo real, "añadió Roric.

Hacia un uso eficiente del agua

Divirod está llevando a cabo pruebas de sensores en la Estación Experimental Lincoln de la Universidad de Nebraska para confirmar las mediciones del sensor. También será una de las tecnologías investigadas por el Proyecto de Agricultura Coordinada de Agua de Ogallala, que puede involucrar miles de sensores.

Aunque la agricultura es un enfoque para Divirod, la empresa ya está explorando otras aplicaciones. Desde Mayo, Los sensores se probarán en dos sitios en Boulder, Colorado, por su potencial para moderar el uso del agua en los paisajes municipales. También ha habido interés de Oriente Medio. Se ha presentado una patente provisional y podrían seguir más.