Optimización del coste de aplicación de agua en riego por aspersión y goteo

La tesis se estructura en cuatro capítulos con distintas metodologías enfocadas a la optimización del diseño y la gestión del riego a presión en parcela buscando el mínimo coste total de aplicación de agua (inversión y operación). El capítulo 1 recoge los antecedentes del tema objeto de la presente tesis y justifica los objetivos perseguidos en este documento, que se presentan en el capítulo 2. En el capítulo 3 se presentan los resultados, que han sido publicados en cuatro artículos. En el capítulo 4 se presenta la discusión y las conclusiones generales, así como las líneas de investigación futuras. La tesis surge ante la necesidad de disponer de modelos y herramientas de ayuda en la toma de decisiones en la mejora y modernización del regadío, contemplando el proceso en su conjunto, desde la extracción de agua de un acuífero como caso más general, hasta su aplicación en parcela con sistemas de riego a presión por aspersión y goteo. Los beneficios de la mejora y modernización del riego que se ha llevado a cabo en países con escasez de agua como España incluyen el aumento de la eficiencia del uso del agua y la productividad, con una mejora de la operatividad y la gestión de los sistemas de riego, así como las condiciones de trabajo de los agricultores, pero también lleva asociado un aumento de la demanda de energía y la inversión requerida. El principal objetivo de esta tesis es la generación de dos herramientas desarrolladas en entorno MATLABTM, una denominada PRESUD (PREssurized SUbunit Design) y otra DOPIR (Design Of Pressurized IRrigation). La primera para identificar el diseño óptimo de subunidades de riego presurizado de forma rectangular (aspersión fija y riego localizado), que conducen al mínimo coste de aplicación de agua, calculado como la suma de los costes de la inversión, mantenimiento y energía. Puesto que trabaja solo a nivel de subunidad de riego, necesita estimar el coste que supone llevar el agua hasta el origen de la subunidad, diferenciando además entre riego por goteo y aspersión, ya que necesita distintos tipos de datos, con resultados específicos para cada tipo de riego, aunque tienen en común una buena parte del motor de cálculo. Los resultados de esta parte del trabajo se han publicado en dos artículos (Carrión et al 2013a y 2014), uno ligado a la problemática del riego por goteo y otro a los sistemas fijos de riego por aspersión. La segunda herramienta (DOPIR), utiliza los resultados de PRESUD para abordar la optimización de la aplicación del agua del riego de forma holística, contemplando el proceso en su conjunto, desde la fuente de agua hasta el emisor. Los resultados se han publicado también en otros dos artículos, uno más centrado en el riego por goteo (Carrión et al. 2013b), contemplando una primera aproximación del uso de aguas subterráneas, y otro analizando con mayor profundidad el proceso de extracción de agua según el tipo de acuífero, libre o confinado, y analizando el efecto de los factores más importantes que definen el proceso de extracción y aplicación del agua con sistemas de aspersión fija (Carrión et al. 2015).