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Desde el interior del río: agua más limpia para los cultivos

Este artículo apareció originalmente en el sitio web de la Facultad de Ingeniería (Universidad del Valle) aquí y fue reproducido con permiso. Su autor es Yhon Eduar Gamboa Mayor (NCC-FI/Univalle).


Investigadora de Univalle
De izquierda a derecha los profesores Carlos Arturo Madera, Luis Darío Sánchez, Édgar Quiroga, Diego Fernando Manotas, Eduar Aguirre y Andrés Echeverri. Crédito: Oficina de Comunicaciones Facultad de Ingeniería

Dedicados a la siembra de una cada vez más variedad de alimentos, los municipios de Roldanillo, La Unión y Toro enfrentan las consecuencias de la polución en el río Cauca, cuyas aguas sirven para el riego de sus cultivos. Un grupo conformado por escuelas de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Valle apunta a mejorar sus condiciones de producción, a través de un complejo proyecto en el que participarán de manera transversal. 


Se espera aumentar la calidad del agua y cantidad de la producción en este sector del Valle del Cauca, y así también sus posibilidades de integrarse a cadenas más grandes abastecimiento.


El proyecto y el área por intervenir


Con ocasión de la convocatoria hecha por parte del Ministerio de Ciencias, Tecnología e Innovación el 11 de noviembre de 2022, cuyo propósito era conformar un listado de proyectos que contribuyeran a resolver retos relacionados con actividades alimentarias, las escuelas de Ingeniería de los Recursos Naturales y del Ambiente, Ingeniería Química,  Ingeniería Industrial, el Instituto de Investigación y Desarrollo en Abastecimiento de Agua, Saneamiento Ambiental y Conservación del Recurso Hídrico (CINARA) y la Escuela de Ingeniería Civil y Geomática, junto a Innovagric y la ONG llamada “ScienteLab”, reunieron esfuerzos y presentaron el proyecto “Fortalecimiento de los pequeños productores para gestión de la cantidad y calidad del agua en la producción de alimentos en el Distrito de Adecuación de Tierras de los municipios Roldanillo, La Unión y Toro (RUT) del Valle del Cauca”, cuyo principal beneficiario será la Asociación de Usuarios del Distrito de Adecuación de Tierras de los municipios de Roldanillo, La Unión y Toro, ASORUT.


Esta asociación está asentada sobre la zona plana de estos municipios, y trabaja en una zona aproximada de 10.200 hectáreas, limitando en tres de sus cuatro puntos cardinales con el río Cauca. Con infraestructura del Estado, ASORUT se ha encargado de administrar el sistema de riego desde 1989. Los principales cultivos que se producen en esta zona son –entre otros- los de maíz, guayaba, uvas y, con mayor crecimiento en los últimos años, caña de azúcar. 


Según cálculos de la FAO, el 86.4% de los 1975 predios de este distrito son utilizados por pequeños campesinos, de los cuales la mayoría se encuentran en Roldanillo, con 1240, seguido por La Unión, con 674, y Toro, con 61. Cabe añadir que, basados en reportes del DANE en el año 2022, la Medida de Pobreza Multidimensional (MPM) es mayor en las zonas rurales de estas zonas que en las cabeceras municipales. Estos factores, sumados a la experiencia de ASORUT la materia y el potencial como un laboratorio que luego pueda practicarse a mayor escala, convirtieron al distrito en un lugar ideal para llevar a cabo este proyecto.


Este se plantea la necesidad de intervenir en las condiciones del sistema de riego aplicado en el Valle del Cauca, la principal actividad relacionada con los cultivos que se hacen en la zona, partiendo de una premisa clara: si mejora la calidad del agua, lo más probable es que aumente la capacidad de producción y las oportunidades para acceder a nuevos mercados, tanto a nivel regional y nacional. Con esto en mente, se pensaron tres objetivos fundamentales: 


1) Implementar soluciones tecnológicas sostenibles para el mejoramiento de la calidad del agua de riego en el distrito RUT a fin de cumplir estándares de calidad para exportación.


2) Implementar una plataforma tecnológica sostenible que facilite la toma de decisiones de programación de riego a nivel predial y el uso eficiente del agua, y 3) Desarrollar un proceso de formación mediante diálogo de saberes y aprendizaje experimental para cerrar brechas de conocimiento en mejoramiento de calidad del agua y programación del riego. 


Para responder estos propósitos —y conscientes de que requiere el trabajo paralelo desde diferentes saberes—, el proyecto plantea una sinergia que cubra tantos frentes como sea posible, como lo veremos a continuación.


Filtración en lecho del río: la apuesta por un agua más limpia 


El centro del proyecto será el agua, mejorar su calidad. “Básicamente lo que vamos a buscar es mejorar la gestión de la cantidad y calidad de agua que tiene que ver con la producción de alimentos”, explica el profesor Luis Sánchez, adscrito al Instituto CINARA. Según él, el camino recorrido del río Cauca, cuando llega al sistema de riego, trae consigo los desechos y toxinas provenientes de las aguas residuales vertidas desde ciudades como Cali, cuyo solo impacto a nivel de contaminación en el río es aproximadamente del 40 y 50%.

 

Dichos niveles de contaminación se han convertido en una problemática a considerar, pues en la zona a intervenir hay una considerable producción alimentaria, lo que se traduce en una barrera para exportar sus productos e ingresar a cadenas más grandes, debido a controles fitosanitarios. 


“Por esta razón nosotros vamos a hacer énfasis en el objetivo de mejoramiento de la calidad del agua, considerando una tecnología que hemos estudiado aquí: la filtración en lecho de río”, dice el profesor Sánchez. 

La filtración en lecho de río se realiza a través de un método llamado “perforación vertical”. Se trata de un sistema que capta agua a través de un proceso de filtración natural: se encauza el río para que fluya de manera subterránea hacia el interior del suelo, camino a un pozo, desde el que se extrae luego. El trayecto recorrido por el agua produce un fenómeno de filtración natural, a través de su viaje por los estratos porosos ubicados de manera interna. Al final el agua obtenida tras este proceso es mejor, tanto desde el punto de vista microbiológico como fisicoquímico.


Para ello, el equipo a cargo de esta tarea deberá estudiar en la zona, para distinguir los puntos claves de captación de aguas internas y luego establecer el lugar donde deberá erigirse la estructura que facilitará el proceso. “Se hará el sistema, y después de que el sistema se haga se llevará a una especie de parcela de riego, en donde se probará qué tipo de cultivos se van a sembrar, cómo se va a regar, y vamos a mirar qué le pasa al riego con la variable de calidad de agua, que esperamos sea mucho mejor en ese sistema que en el que actualmente tienen”, asevera Sánchez.


Las intrincaciones que suponen un proyecto de este tipo no terminan aquí. Mientras se pone en marcha el sistema de filtración en lecho de río, grupos de investigación de las demás Unidades Académicas implicadas en el proyecto hacen su labor, para que el resultado de estos esfuerzos no quede en un acontecimiento feliz de unas cuantas semanas, sin beneficios a futuro para la comunidad.


Investigadores Facultad de Ingeniería Univalle
Distrito de Adecuación de Tierras de los municipios Roldanillo, La Unión y Toro (RUT) del Valle del Cauca. Crédito: Profesor Andrés Echeverri (REGAR)

El riego inteligente y los usos posteriores


Uno de los objetivos de este proyecto es generar un sistema de riego para el distrito que les permita a los productores contar con las herramientas tecnológicas idóneas para que sus cultivos tengan las mejores condiciones de cuidado.


Al frente de este propósito estará el Grupo de Investigación de Gestión Integral del Recurso Agua para el Desarrollo Agrícola y la Seguridad Alimentaria mediante la Agricultura de Riego (REGAR), quien podrá en práctica una tecnología de riego inteligente desarrollada por el profesor Edwin Erazo durante su  investigación doctoral, y que fue utilizada en cultivos de aguacate Hass. 


Este sistema de riego está compuesto por sensores, imágenes satelitales y demás técnicas de inteligencia artificial, y está concebido como una herramienta para que los productores sepan cuándo deben hacer los riegos a sus cultivos y en qué proporciones hacerlo.


 “¿Qué ventaja tiene la herramienta? Que es demasiado sencilla. Es una herramienta web. La versión que tenemos nosotros para el montaje está abierta. Y funciona para múltiples plataformas. Para un ordenador de escritorio, pero también para los agricultores que la vean desde sus celulares”, comenta el profesor Erazo, y agrega que el sistema puede configurarse de forma útil para los demás cultivos del distrito.


Este sistema de riego inteligente buscará, entonces, garantizar que los cultivos reciban la cantidad de agua necesaria para una mejor producción. Pero no será la única acción, en aras de cualificar la calidad y cantidad de agua a usarse en este sistema de riego. Este proyecto busca que los productores vean en esta iniciativa una forma de aprender a ser sostenibles en el tiempo, desde una perspectiva económica. 


Esta será la tarea del grupo liderado por el profesor Diego Manotas, de la Escuela de Ingeniería Industrial. El papel de esta escuela en el proyecto será, como en anteriores casos, transversal, pero se verá especialmente en los puntos relacionados con el análisis financiero de las actividades. 


Su trabajo será el de tratar de observar el modelo de negocios que se tiene dentro de ASORUT: analizar su estructura de costos, determinar si están integrados a una cadena de producción mayor, si se están realizando ventas. Luego, en la medida en que se desarrolla el proyecto, se espera analizar el impacto que las nuevas condiciones les significan. La meta es que haya una mayor producción y exista una mejora en la calidad de los productos.


El grupo de investigación del profesor Manotas también tomará en consideración el segundo objetivo del proyecto, a cargo del grupo de investigación del profesor Edwin Erazo. En ese aspecto, la idea será propiciar análisis para posibilitar una tarifación del servicio, que les permita tanto a la Asociación como a los pequeños y medianos campesinos de la zona poner en práctica sistemas y modelos comerciales para que “genuinamente esto pase de ser un prototipo de una plataforma a ser un modelo de negocio y a un servicio que se pueda cobrar, para que sea sostenible en el tiempo”, según explica el profesor Manotas.


Cuidados sobre las comunidades aledañas


La transdisciplinariedad de este proyecto concibe, incluso, las afectaciones sobre comunidades aledañas, de tal manera que el impacto de lo realizado en este piloto no afecte las condiciones de municipios cercanos al área de riego.


El profesor Juan Rueda, del grupo de investigación HIDROMAR, EIDENAR, nos comenta cuál será su papel en este punto. Su grupo estará a cargo de monitorear el comportamiento del agua en cada etapa. Bajo su lupa estará la calidad físico química del líquido, por ejemplo oxígeno, turbidez, nutrientes, entre otros.


Este análisis se realizará durante todo el período de duración del proyecto, y tendrá en cuenta las estaciones climáticas y demás factores que se presenten durante dicho lapso. Su tarea será hacer una estimación de lo que pasaría a futuro, basado en los datos recolectados, y verificar que la calidad del agua esté sujeta a la norma.


“Tenemos que ir a campo a tomar información, tomar muestras de agua para caracterizar su calidad actual, tomar información topográfica y batimétrica de la zona, tomar fotografías, información de caudales, información hidráulica, entre otros. Y ya después de tener esa información, se analiza y caracteriza para implementar un modelo numérico hidrodinámico y de calidad de agua para analizar la dinámica actual y futura de los parámetros a través de la simulación diversos escenarios. Tratar de representar lo que se ve ahora y cómo se vería cuando lleguen las modificaciones o las nuevas descargas es importante para la sostenibilidad del proyecto o piloto", son sus palabras.


Pero esto no es todo. El profesor indica, coincidiendo con sus colegas de otras unidades, en que una actividad productiva como esta tiene que ser sostenible, y para eso también se deben considerar las comunidades aledañas, en procura de evitar daños indirectos. Sus estudios también estarán encaminados a mostrar la calidad del agua que sale del sistema de riego, una vez es utilizada por los campesinos.


“Lo que nos interesa es determinar, de lo que ellos devuelven al río luego de sus actividades, cómo va a modificar al río y el agua que sigue hacia abajo. Lo aceptable es que el agua les llegue a las comunidades abajo con las mismas condiciones como les está llegando. Eso es lo aceptable. Lo ideal es que les llegue en mejores condiciones”, dice.

Aunque la extensión del sistema de riego es muy grande, se espera establecer un tramo corto fuera del lugar donde se realizará el proyecto, para establecer los efectos que este podría tener río abajo, y garantizar así que la calidad del agua que utilizarán otras poblaciones sea, como mínimo, la misma que tenían antes.


Las perspectivas a futuro


Se espera que el proyecto inicie este año, luego de lo cual vendrá una fase de relación con la comunidad. El profesor Andrés Echeverri, de la escuela de EIDENAR y quien ha estado a la cabeza de este proyecto, sintetiza lo que vendrá de la siguiente manera: “la fase de socialización es con los agricultores, para contarles, involucrarlos en el desarrollo del proyecto.


Luego viene una fase de generación de información, trabajo de campo: muestreo de agua, de suelos, exploratorios para el foso de filtración. Una serie de estudios básicos, en donde también arranca el proceso de apropiación social del conocimiento”. Este último objetivo, que velará porque el saber de estas unidades académicas quede de manera permanente en las manos de la comunidad, es parte del anhelo que este proyecto tiene a futuro, y para lo cual la ONG “ScienteLab” será clave.


Para el profesor Eduar Aguirre, profesor nombrado del Sistema de Regionalización, Sede Yumbo, y miembro del Grupo de Investigación en Finanzas Cuantitativas, GIFINC, esto también resulta fundamental: “Este proyecto tiene eso, en su tercer objetivo: la transferencia de conocimiento para que ellos puedan continuar. Para que interioricen que metodológicamente, si están organizados y cuentan con la tecnología, pueden llevar a cabo los proyectos”. También añade que, si bien el impacto a la comunidad se puede ver con el desarrollo de pilotos, dejarles el conocimiento y la transferencia tecnológica se convierte en algo mucho más importante, a largo plazo.


“Este proyecto tiene muchas ventajas. La ventaja número uno es que lo que hacemos funciona. Lo vamos a dejar funcionando. Le queda al beneficiario. Y, sin los resultados son muy promisorios, se puede escalar y llevar a otra dimensión”, concluye el profesor Luis Darío Sánchez.

Artículo elaborado por la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Valle.


Este proyecto será financiado con recursos del Sistema General de Regalías. En él participan los siguientes profesores: Andrés Echeverri, Juan Gabriel Rueda, Edwin Erazo, Carlos Madera y José Luis García, de la Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente; Fiderman Machuca, de la Escuela de Ingeniería Química; Eduar Aguirre (Sede Yumbo) y Diego Fernando Manotas, de la Escuela de Ingeniería Industrial; Édgar Quiroga y Luis Darío Sánchez, del Instituto CINARA; y César García, de la Escuela de Ingeniería Civil e Geomática. 


Si le gustaría contactar a los investigadores o conocer más sobre los proyectos, escriba a la Oficina de Comunicaciones Facultad de Ingeniería: comunicaingenieria@correounivalle.edu.co.

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