RED DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS SIAR LIMARÍ: UN IMPULSO TECNOLÓGICO AL VALLE DEL LIMARÍ, REGIÓN DE COQUIMBO, CHILE Osorio, A.1, Cortés, M.1

Resumen En el año 2006 se realizó un catastro de Estaciones Meteorológicas, en una extensa zona del Valle del Limarí, en relación al Proyecto SIAR Limarí (www.siar.cl). Los resultados indicaron 75 estaciones meteorológicas, distribuidas por toda su superficie; de las cuales 38 eran Estaciones Meteorológicas Automáticas (EMAs), las cuales pueden almacenar toda la información en un pequeño computador o Datalogger. El Proyecto SIAR Limarí ha diseñado y establecido una Red de EMAs, utilizando la capacidad instalada en el Valle, que registran y transmiten información agrometeorológica en línea o tiempo real, vía Internet; pudiendo los regantes utilizar esta información y programar su riego; utilizando para ello una aplicación o software, diseñada por el proyecto, que le permite calcular el tiempo de riego de acuerdo a su sistema. El usuario tiene a su disposición toda la información agrometeorológica que constituye la red, pudiendo asociar tal información con el comportamiento de sus cultivos y con la ocurrencia de fenómenos climáticos. A un año de estar en funcionamiento el sitio web del proyecto www.siar.cl, se han superado las 12.000 visitas; reflejando el interés de los usuarios por utilizar esta herramienta tecnológica.

Palabras-clave: Estación meteorológica automática, SIAR, programación de riego, internet, riego.

Network of automatic agro-meteorogical stations “Siar Limarí”: A technological impulse to the Limari Valley, Region Coquimbo, Chile

Summary In the year 2006, a register of agro meteorological stations was executed, in an extended zone of Limari's valley, in relation to the project SIAR Limarí (www.siar.cl). The results shown 75 agro meteorological stations, distributed on all the area; only 38 was automatic station (AWS), which are able to storage data in a small computer named Datalogger. The rest, 37 were traditional stations of manual register. In terms of the above the project SIAR elaborated and established a network of AWS, using the valley installations, getting to register and to transmit agriculture's meteorological data online or real time to a central server, using internet and displaying the processed information in the web site. So, the network' associates can accede to the information and to schedule their irrigation; utilizing a application or software, made by project, permitting them calculate the irrigation time on relation to particular features of the irrigation systems. The users have all of the meteorological data, so they could to associate such information with the behavior of orchards and crops and to know about climatic phenomenon.. One year, after the beginning o project, the web site www.siar.cl, have received about 12,000 visits; reflecting the interest of the users to use this technological tool.

Keywords: automatic weather station, SIAR, irrigation scheduling, internet, irrigation.

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Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA, CRI Intihuasi. Colina San Joaquín s/n. La Serena. [email protected]; [email protected]

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Introducción La producción agrícola de la Provincia del Limarí, región de Coquimbo, Chile (30° 36’Latitud Sur; 71° 12’Longitud Oeste y 218 m.s.n.m de Elevación) está altamente influenciada por las condiciones meteorológicas imperantes y especialmente por la baja disponibilidad del recurso hídrico; generando incertidumbre y riesgo en las actividades agrícolas de la zona, situación a la que se ven enfrentados los agricultores, recurrentemente. Ejemplo de ello son las últimas sequías ocurridas durante las temporadas 1993/94 y 1996/97; períodos en los cuales se agudizó el problema de la disponibilidad de agua; descendiendo los volúmenes de reserva total de agua de los 3 embalses del valle del Limarí (La Paloma, Cogotí, Recoleta), a menos de 100 millones de metros cúbicos y equivalentes a un 10% de la capacidad total de almacenamiento; amenazando gravemente el patrimonio productivo de la zona. Sumando a esta situación, y no obstante los avances realizados en la agricultura regada de la zona, en materia de tecnificación de riego, la eficiencia de conducción, de distribución y de aplicación del agua de riego continúa siendo baja, debido, entre otros, a la debilidad o ausencia de sistemas y métodos de programación y monitoreo eficientes de utilización del agua. El este sentido la información agrometeorológica de que dispone una determinada zona debe utilizarse y aprovecharse para efecto de incrementar los niveles de producción y especialmente de la productividad y en la mayoría de las actividades vinculadas a la agricultura como: planificación a largo plazo de sistemas agrícolas, utilización de las tierras, selección de los cultivos, determinación de épocas de siembra y cosecha, control de plagas y enfermedades, programación del riego, y otras. En función de ello, el objetivo del presente trabajo es dar a conocer la implementación de un sistema de información interactivo, que permite entregar una serie de antecedentes a los regantes del valle del Limarí, para optimizar sus procesos productivos; sobre la base de lograr un mejor aprovechamiento del agua de riego. En el año 2006, y considerando lo señalado anteriormente, se inicia el Proyecto “Sistema interactivo de apoyo al riego en la Provincia del Limarí, SIAR Limarí” (www.siar.cl) el que incorpora nuevas tecnologías de la información en el manejo de los sistemas de riego, a partir de la utilización de información agrometeorológica que puede ser generada en el valle. Material y método En la etapa diagnóstico del Proyecto se realizó un catastro de Estaciones Meteorológicas, en una amplia zona agrícola del valle del Limarí, alcanzándose un universo de 142 productores de frutales, para determinar aspectos como: disponibilidad y estado operativo de Estaciones Meteorológicas Automáticas (EMA), tanto, desde el punto de vista de instalación como de conectividad para transmisión de información a una red. El modelo o esquema que el proyecto se planteó se puede apreciar en la Figura 1; en el cual el regante podrá recibir la información agrometeorológica y de cultivos de referencia en el computador de su oficina o casa, que se le hará llegar vía Internet.

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Modelo y Metodología Modelo Interactivo Unidad Centralizada de Apoyo al Regante (UCAR)

INTERNET

AGRICULTOR Unidades de Validación

Estaciones Meteorológicas Automáticas 3

Fig. 1. Modelo y metodología Sistema Interactivo SIAR Limarí.

Toda la información es almacenada en una base de datos, disponible en un computador (servidor) central. Las Unidades de Validación permiten generar información validada en terreno, en diferentes sectores del valle del Limarí. Resultados Catastro estaciones meterológicas Producto de la realización del diagnóstico, se pudo determinar la existencia de 75 estaciones meteorológicas, distribuidas en toda el área (Figura 2), representando el 53% de los productores encuestados. De ellas, 38 eran Estaciones Meteorológicas Automáticas (EMAs), representando el 27%. Estas estaciones registran variables meterológicas de temperatura, humedad relativa, radiación solar, velocidad y dirección del viento. Esta información es almacenada en un Datalogger, el cual a través de un modem, es capaz de transferir las bases de datos a una fuente central (Maldonado, 2006). El 26% restante corresponde a estaciones manuales, las que en su mayoría, solo cuentan con bandejas de evaporación Las primeras estaciones meteorológicas en la cuenca del Limarí, se remontan al año 1995 y 1999 para estaciones manuales y automáticas, respectivamente. Estas últimas han tenido un gran aumento desde el año 2000, representando el 79% del total, mientras la instalación de estaciones manuales en este periodo solo representa un 30 %. Para evaluar la correcta instalación de las estaciones meteorológicas automáticas, se empleó la normativa de la Organización Mundial de Meteorología (OMM). Ella indica que una estación bien instalada debe estar en un lugar representativo del predio, alejada de árboles, casas, fuentes de agua o cualquier cuerpo que absorba y emita calor. Prioritariamente todos los obstáculos deben estar a una distancia mayor a cuatro veces su altura. El 21 % de las EMAs se encuentra instalada de acuerdo a la normativa de la OMM, consecuentemente a ello un 64 % de las estaciones están mal instaladas, considerando con esto que no es posible adaptar las condiciones circundantes a la estación a las normas antes mencionadas. Además, solo un 15 % de los predios presenta estaciones con factibilidad de readaptar su entorno, es decir, eliminar cuerpos que emitan o irradien calor.

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Figura 2. Número total de estación meteorológica.

Sistema interactivo red SIAR Limarí En lo específico, y tal como se señalaba anteriormente, el proyecto está orientado a generar un sistema de información interactivo, de todos aquellos aspectos que le interesen al regante para el manejo y operación de su sistema de riego. Para estos efectos el proyecto ha diseñado y establecido una Red de Estaciones Meteorológicas Automáticas (EMA's) (Figura 3), utilizando como base 11 EMA's instaladas en el valle. Red EMAs. SIAR Limarí

www.siar.cl

Fig. 3. Distribución de Estaciones Meteorológicas Automáticas en el Valle del Limarí

Estas Estaciones registran y transmiten -vía GPRS (General Packet Radio Service) y GSM (Global Systems for Mobile Communications)- información agrometeorológica en línea o en tiempo real, a un servidor (UCAR). En la UCAR la información es procesada y se deja disponible para su uso en Internet (www.siar.cl); pudiendo los regantes utilizar esta información y programar, por ejemplo, su riego. En este contexto el regante tiene a su disposición toda la información agrometeorológica, que generan las estaciones automáticas que constituyen la red, pudiendo asociar tal información con el comportamiento de sus cultivos y con la

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ocurrencia de fenómenos climáticos. En Figura 4 se presenta, como ejemplo, el despliegue de información de temperatura “on line” de una estación. Para ello se dispone de una aplicación o software, que le permite al usuario calcular su tiempo de riego diario, utilizando la información de su predio y distintas alternativas de obtención de ET0 (Figura 5).

Fig. 4. Despliegue de los datos de temperatura “on line” (cada 15 minutos) que entrega una Estación Meteorológica Automática

Figura 5: Despliegue de formato computacional para calcular Tiempo de Riego Diario.

Validaciones agronómicas Paralelamente a la Red de Estaciones Meteorológicas, se han establecido 10 Unidades Experimentales de Validación, ubicadas en las áreas de influencia de la Junta de Vigilancia del río Grande, Limarí y sus afluentes, del Canal Camarico y del Canal

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Palqui, Maurat, Semita; lo que está permitiendo generar información local de los tres cultivos más importantes en el valle: Vides, Paltos y Mandarinas; relacionando su comportamiento fenológico y productivo con la información de clima, suelos y riego, de cada sitio experimental. Tales unidades experimentales son el referente agronómico que tiene el proyecto y toda la información que se va generando está a disposición del usuario en la página web www.siar.cl, de libre acceso. En cada Unidad Experimental de Validación se ha establecido un ensayo para evaluar la relación entre el comportamiento fenológico, fisiológico y productivo con las condiciones climáticas del sector y el manejo del riego. Su elección consideró antecedentes de cultivo, tecnología utilizada y representatividad en cuanto a suelo y clima. Las especies y variedades bajo estudio son:


Vid de mesa, variedad Sultanina.




Vid Pisquera, variedad Pedro Jiménez.




Paltos, variedad Hass.




Mandarinas, variedad Clemenule.

El Diseño Experimental corresponde a Bloques Completos Aleatorizados (BCA), con 4 Tratamientos y 5 repeticiones. Los Tratamientos ensayados son los siguientes:


T1: Manejo del riego, asumiendo una reposición del 100% de la demanda de agua del cultivo (100% ETc).




T2: Manejo del riego, asumiendo una reposición del 75% de la demanda de agua del cultivo (75% ETc).




T3: Manejo del riego, asumiendo una reposición del 50% de la demanda de agua del cultivo (50% ETc).




T4: Manejo del riego, asumiendo una reposición del 50% de la demanda de agua del cultivo, en un período crítico (50% ETc).

Fig. 6. Distribución de los ensayos en terreno.

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La validación consiste en establecer el grado de ajuste de los datos de terreno que se obtengan con aquellos que entrega la literatura; y que dicen relación con las variables que intervienen en el modelo de Programación de Riego y que afectan el comportamiento del cultivo, como lo es el clima, el suelo y el manejo del agua de riego. Capacitación y transferencia tecnológica Se ha desarrollado un fuerte programa de extensión y capacitación a los usuarios, sobre la base de nuevas tecnologías de la comunicación, como la computación e Internet; acercando tales tecnologías preferentemente a los pequeños productores. Se han realizado 10 cursos talleres dirigidos a encargados de los sistemas de riego, alcanzándose un total de 190 usuarios capacitados en el uso de esta nueva herramienta tecnológica (Figura 7). También se han realizado seminarios de temas relacionados y Mesas de Trabajo con grupo de productores líderes de las tres asociaciones participantes. Impactos generados A la fecha, los impactos que el Proyecto ha generando son significativos y se pueden resumir en los siguientes hitos:

Fig. 7. Taller de Programación de Riego por Internet, usando página www.siar.cl; Carretón, Monte Patria, 15/7/2008.

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Se dispone de una Red que genera accesibilidad de los usuarios a información en línea, para toma de decisiones en tiempo real, lo que permite corregir deficiencias en los procesos en forma anticipada y oportuna y por ende se tenderá a un mejoramiento de la eficiencia de uso del agua.

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Los regantes tienen a disposición una herramienta vía INTERNET, que se puede constituir en un apoyo al manejo del sistema productivo directo.

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Disponibilidad de aplicaciones o software, de fácil acceso y uso, que permiten al usuario, el mejoramiento de la eficiencia en el manejo de su sistema de riego a nivel predial.

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Disponibilidad de información de referencia sobre Tiempo de Riego y Volúmenes de Agua utilizados por diferentes cultivos, durante la temporada; en diferentes sectores del valle del Limarí.

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Desarrollo de un fuerte programa de extensión y capacitación a los usuarios, sobre la base de nuevas tecnologías de la comunicación, como la computación e Internet; acercando tales tecnologías preferentemente a los pequeños productores.

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Posibilidad de las Organizaciones de Regantes de interactuar con sus asociados vía Internet, facilitando la comunicación y transmisión de información.

Desafíos futuros •

Ampliar el número de estaciones en red, y de esta forma tener antecedentes agrometeorológicos más precisos y representativos de más sectores del valle.

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Resultados del Monitoreo de fenología de cultivos para predecir cosecha y proponer prácticas de manejo

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Informativo Agro meteorológico Mensual, en Web e impreso

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Resultados de Monitoreo de plaga y enfermedades

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Determinación de Indicadores pre disponentes para presencia de plagas y enfermedades

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Diseño y/o ajuste de modelo para pronóstico de plagas y enfermedades

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Diseño de sistema de alerta de ocurrencia de presencia de plagas y enfermedades

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Diseño y/o ajuste de modelo para pronóstico de heladas

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Diseño de sistema de alerta de ocurrencia de heladas

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Determinación de Índices de cosecha para modelar predicción de cosecha y prácticas de manejo de cultivos

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Diseño de modelo de predicción de cosecha y prácticas de manejo

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Caracterización de áreas de cosecha, sobre la base de indicadores

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Resultados de Monitoreo de humedad del suelo en 99 puntos del valle

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Resultados de Relaciones entre Agua Aplicada/Humedad del Suelo/Textura del Suelo/Eficiencia Energética/Producción y Calidad

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Otros.

Conclusiones 1. Con la ejecución del proyecto ha sido posible el establecimiento y formación de una red de 11 Estaciones Meteorológicas Automáticas (EMA's), en línea, en el valle del Limarí, Chile; conformándose en base a las EMA's instaladas en el valle. 2. Se han superado las 12.000 visitas al sitio web a un año de funcionamiento de la red, lo que refleja el interés y demanda existente en la zona por esta nueva tecnología. 3. Es necesario incorporar, en un futuro cercano, nuevas aplicaciones y ampliar el número de EMA's en red, para potenciar esta nueva herramienta tecnológica.

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4. Es pertinente continuar con un fuerte programa de extensión y capacitación de los usuarios, para un mejor aprovechamiento de esta alternativa tecnológica. Bibliografía de referencia Maldonado, I. y Aravena, S., 2006. Redes de estaciones meteorológicas automáticas y sus aplicaciones productivas. Boletín INIA Nº145, Chile, 378 p. Organización Meteorológica Mundial, 1996. Guía de instrumentos y métodos de observación meteorológica, sexta edición, WMO-Nº 8: Ginebra, Suiza. Herrero, I. 2003. La agrometeorología: El conocimiento del medio al servicio del desarrollo del sector agrario, [en línea] http://www.euskonews.com/0204zbk/gaia20401es.html, [Consultada: 22 de octubre 2008]. Burgos, R. 2008. Estaciones Meteorológicas, [en línea] www.tiempodelsur.cl/descargas/EstacionesMet.pdf, [Consultada: 22 de octubre 2008].

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