VIRTUALSOIL. Simulador de realidades virtuales de la humedad del suelo

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Roberto de la Fuente Villanueva
hace 6 años
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1 Simulador de realidades virtuales de la humedad del suelo

2 PROYECTO EN LOS PREMIOS TALENTO JOVEN PARA LA GESTIÓN SOSTENIBLE DEL AGUA DE LA FUNDACIÓN BOTÍN Modalidad A: Tecnología

3 MIREIA FONTANET AMBRÒS (1986) Curso Hidrología Subterránea (FCIHS- UPC) Geología (UAB)

4 Naturaleza del proyecto combinación de tecnología, sistemas de medición y programas informáticos para la simulación de la humedad del suelo no saturado. El proyecto surge con necesidad de conocer mejor el movimiento del agua en el suelo Proyecto realizado con la ayuda de

Naturaleza del proyecto Estimación Parámetros hidráulicos Estimación

Simulación INPUT OUTPUT REALIDADES VIRTUALES Medición INPUT

Realidad Curva Retención Humedad (CRH) Curva Conductividad Hidráulica

5 Naturaleza del proyecto Estimación Parámetros hidráulicos Estimación INPUT Resultados estimativos y aproximados Estimación OUTPUT Simulación INPUT OUTPUT REALIDADES VIRTUALES Medición INPUT Parámetros Hidráulicos Resultados OUTPUT Ajustado más ajustados a la Realidad Curva Retención Humedad (CRH) Curva Conductividad Hidráulica No Sat. (CNS) Conductividad Hidráulica Saturada (Ks) Densidad aparente (DA) Porosidad (θ)

Cálculo de la Huella Hídrica. HIDROGEOLOGÍA INGENIERÍA CIVIL Recarga de acuíferos.

6 Campos de aplicación AGRICULTURA Eficiencia riego Validación de la red de riego. Diseño de una red de riego. MEDIO AMBIENTE Contaminación por nitratos. Cálculo de la Huella Hídrica. HIDROGEOLOGÍA INGENIERÍA CIVIL Recarga de acuíferos. Estudio de balsas de recarga artificial. Interacción de obras subterráneas lineales con el subsuelo

7 Para quien está pensado? Investigadores y centros de investigación. Soporte a proyectos de I+D académicos. Empresas instaladoras de redes de riego. Consultorías

8 Estructura de Necesidad previa Caso real Módulo I Módulo II Módulo III Realidad virtual

9 Obtención experimental y modelización de los parámetros hidráulicos Diseño del modelo y simulación del movimiento de agua y transporte de solutos en la ZNS Realización del proyecto TOMA DE MUESTRAS DISEÑO DEL MODELO DATOS EXPERIMENTALES OBTENCIÓN REALIDAD SIMULACIÓN VIRTUAL MATEMÁTICO UN MODELO AJUSTE DATOS A OBTENCIÓN DATOS FINALES PROYECTO DE CADA CASO MÓDULO I MÓDULO II MÓDULO III

Diferenciación horizontes Realización ensayos Hyprop+ WP4c Ksat

10 Módulo I: Obtención experimental y modelización de los parámetros hidráulicos Toma de muestras Zonificación de la zona Diferenciación horizontes Realización ensayos Hyprop+ WP4c Ksat Ajuste a modelos matemáticos HypropFit Métodos avanzados y nuevos en el mercado INPUT

11 Módulo II: Diseño del modelo y simulación del movimiento de agua y transporte de solutos en la ZNS Hydrus 2D Proceso a simular y tiempo Malla Condiciones de contorno Condiciones iniciales INPUT OUTPU

12 Módulo III: Realización del proyecto En función del caso a resolver y resultados se plantea un proyecto u otro Ej. Rediseño red de riego Ej. Recalculo de un balance hídrico de una cuenca Ej. Cuantificar el efecto por nitratos

13 Aplicación de : Eficiencia en un sistema de riego localizado

14 Eficiencia en un sistema de riego localizado Necesidad? Conocer como se comportan los bulbos de humectación generados por los emisores de agua Cómo se comporta el agua en el subsuelo?

15 Eficiencia en un sistema de riego localizado Objetivos de Conocer como se comporta los bulbos de humectación de los emisores. Verificar que se cumplen las condiciones óptimas para el cultivo. Validar el diseño de la red de riego.

Separación entre emisores 0,6 m Profundidad emisores 0,2 m Riego

16 Condiciones iniciales de la parcela Parcela de manzanos Separación entre hileras 3,75 m Separación entre árboles 1,1 m Separación entre emisores 0,6 m Profundidad emisores 0,2 m Riego de 5 l/m 2 h durante 3 h/d Buen diseño de la red de riego? Uso eficiente agua?

17 Módulo I: Datos experimentales y parámetros hidráulicos input Etiqueta muestra Profundida d (cm) Potencia horizonte (m) Densidad aparente (g/cm3) Porosidad Arcilla (%) Limo (%) Arena (%) Materia orgánica (%) Mb_ ,15 1,43 0,46 16,8 51,9 31,3 1,71 Mb_ ,15 1,39 0,48 15,1 56,8 28,1 1,09 Mb_ ,15 1,43 0,46 11,2 56,9 31,9 0,51 Mb_ ,15 1,38 0,48 9,6 54,5 35,9 0,38 Análisis granulométrico de los 4 horizontes diferenciados Etiqueta α1 n1 θr θs α2 n2 w2 Ks (cm/d) δap θ Mb_0015 0,0606 2,0880 0,0000 0,3360 0,0003 1,5090 0, ,00 1,37 0,48 Mb_0030 0,0606 1,6270 0,0010 0,3700 0,0004 1,4700 0,7560 8,36 1,39 0,48 Mb_0045 0,0015 1,3480 0,0000 0,4160 0,3820 1,9650 0,1400 1,95 1,48 0,44 Mb_0060 0,0015 1,4560 0,0000 0,4680 0,0386 1,3050 0, ,24 1,38 0,48 Parámetros hidráulicos modelados con el modelo matemático van Genuchten bimodal(durner, 2004)

18 Módulo II: Diseño del modelo de simulación Caudal del emisor de 3,1 cm/d N1 N2 N3 N4

19 Módulo II: Resultados

20 Módulo II: Resultados Obser vation Nodes: Pressure Heads Obser vation Nodes: Water Content N1 N N3 N4 Time [days] N1 N N3 N4 Time [days]

21 Módulo II: resultados Los bulbos no llegan a juntarse y se produce evaporación y transpiración en el espacio entre bulbos

22 Módulo III: validación de la red de riego Conclusiones de la simulación: Los bulbos de humectación no llegan a las condiciones óptimas para el desarrollo del cultivo. La red de riego no está bien diseñada. El riego no es eficiente ya que el cultivo no se podrá desarrollar correctamente. Propuestas de mejora: Rediseño de la red de riego de forma que el riego sea eficiente con el cultivo.

23 Actividades a realizar Juntar los emisores a 0,3 m de distancia, de forma que los bulbos de humectación se puedan juntar. Para seguir regando 5 l/m 2 d se tienen que reducir las horas de riego hasta 1, 4 h/d.

24 Ahorro? Se utiliza la misma cantidad de agua de riego pero. de forma eficiente con beneficio del cultivo mejor y mayor producción

25 Conclusiones de ha mostrado y descrito como se comportan los bulbos de humectación. ha verificado si se cumplen las condiciones óptimas para el desarrollo de los cultivos. ha validado la red de riego para que el uso del agua sea eficiente. Con esta información se han podido realizar las medidas correctoras adecuadas para realizar un uso eficiente y correcto del agua.

26 Agradecimientos

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