IRRINET: Sistema de riego informático para la gestión del agua agrícola en Emilia-Romaña (Italia)

El tiempo y el clima representan factores clave para la productividad agrícola y su impacto en el sector primario es significativo. Uno de los principales efectos del cambio climático consiste en variaciones de la productividad y la calidad del cultivo debido al aumento de la temperatura, los cambios de las tendencias pluviométricas y los cambios en la disponibilidad de agua. En julio de 2018, la región de Emilia-Romaña adoptó la Estrategia Regional de Adaptación y Mitigación, que proporciona un marco común de referencia para evaluar las implicaciones del cambio climático en los diversos sectores afectados. La estrategia informa sobre las proyecciones climáticas más recientes para la región: para el período 2021-2050, en los escenarios de emisiones del IPCC RCP4.5 y RCP8.5, se espera que la temperatura regional mínima y máxima aumente alrededor de 1,5 °C en invierno, primavera y otoño y alrededor de 2,5 °C en verano. La señal de aumento de temperatura se vuelve mucho más intensa, entre 3°C y 4.5°C, para el escenario RCP4.5 en el período 2071-2100, con picos durante la temporada de verano: se espera que el número de días sin precipitaciones en verano aumente en torno al 20 %.

Según el escenario RCP4.5, la cantidad de precipitaciones a nivel regional durante el período 2021-2050 puede disminuir durante la primavera y el verano, mientras que el otoño puede caracterizarse por un aumento (alrededor del 20 %). Se encontró una señal similar para el escenario de emisiones RCP8.5, ligeramente más alta para la temporada de otoño, donde el aumento esperado es de alrededor del 25-30%.

Los cambios en la distribución geográfica de las precipitaciones en la región de Emilia-Romaña han causado un déficit hídrico significativo en algunas zonas y se espera que los episodios de escasez de agua aumenten en el futuro. La disponibilidad de recursos hídricos es baja en comparación con otras regiones del valle del Po y también se ve afectada por las pérdidas en el actual sistema de distribución de agua (Programmadi Sviluppo Rurale 2014-2020). Teniendo en cuenta los escenarios de cambio climático, los resultados de la región están cada vez más expuestos al riesgo de déficit hídrico, en particular cuando se consideran los cultivos con un ciclo de producción de primavera-verano. Estos podrían verse afectados por fuertes disminuciones de los rendimientos como las experimentadas durante los anteriores eventos de sequía en 2003 y 2012, que se asociarán a un mayor riesgo comercial debido al aumento de los costos de riego.

Emilia-Romaña es una región líder en la producción agrícola italiana con más de 84.000 granjas y alrededor de 1 millón de hectáreas invertidas. Alrededor del 33% de las granjas regionales incluyen tierras de regadío. En este contexto, se hizo cada vez más importante utilizar el agua de la manera más eficiente posible. La escasez de agua y la sequía están aumentando en Emilia-Romaña y se espera que el cambio climático empeore esa situación, con la consiguiente reducción de la cantidad de agua disponible para la agricultura. Teniendo en cuenta los fenómenos de sequía de 2012 y 2013 que afectaron a Italia y, en particular, a algunas zonas del valle del Po, la autoridad regional de Emilia-Romaña ha ejercido presión para mejorar la eficiencia del uso del agua, introduciendo nuevos criterios relativos a la gobernanza y la gestión de los recursos hídricos y desarrollando y adoptando técnicas innovadoras que pueden permitir a los agricultores mejorar la producción económica y sostenible general, como la programación del agua.

Por estas razones, es importante estimar cuantitativamente los efectos previstos del cambio climático en las necesidades de agua de riego. El sistema IRRINET proporciona una respuesta a este problema, incentivando un uso efectivo de los recursos hídricos, sin disminuir la calidad de la producción de cultivos. A largo plazo, y particularmente en lo que respecta al cambio climático y la variabilidad, IRRINET optimiza el uso de los recursos hídricos y sostiene la producción agrícola, especialmente en años secos.

IRRINET es un sistema de información basado en expertos y gratuito para la programación del riego que implementa los resultados de más de 50 años de investigación sobre la relación planta / agua y la gestión sostenible del riego.

La programación del riego se determina aplicando un modelo matemático complejo basado en el equilibrio hídrico diario del sistema suelo-planta-atmósfera destinado a la gestión del riego de cultivos a escala de campo. Diferentes datos e información se combinan para estimar el volumen exacto de la demanda de agua, incluyendo: cuánta agua de lluvia se infiltra en el suelo; simulación del crecimiento del sistema radicular de la planta y alternancia de las fases fenológicas; estado de estrés hídrico en el cultivo; contribución del agua subterránea y el flujo de agua a través de tres capas de suelo (capa superficial ocupada por las raíces y las capas subyacentes). En pocos segundos, la ponderación de estos elementos se comunica en forma de un servicio de mensajes cortos (SMS) e información a través de la interfaz web y la aplicación Tablet. De esta manera, los productores están equipados con una información fácil de usar y comprensible sobre cuánta agua ha utilizado su cultivo, cuánto tiempo necesitan para ejecutar su bomba o sistema de goteo durante el riego y en qué parte de su propiedad tienen que actuar, gracias a la integración con Google Maps donde se geolocaliza la parcela única de tierra.

Los datos procesados por IRRINET se recopilan diariamente y provienen de tres fuentes diferentes: el Servicio Meteorológico regional proporciona datos meteorológicos (lluvia y evapotranspiración); el Servicio Geológico Regional proporciona datos del suelo y los parámetros culturales son proporcionados por la RCE.

Los sistemas de información IRRINET permiten al usuario almacenar parámetros anualmente, mensualmente y diariamente y personalizar el servicio especificando información adicional sobre las parcelas agrícolas, tipos de cultivo, datos locales de humedad del suelo, riegos realizados y datos locales de aguas subterráneas.

El primer prototipo de IRRINET, que incluía una interfaz web, fue desarrollado por CER en 1999 con la llegada de Internet, basado en el resultado de un proyecto de 1984 destinado a probar el uso de la telemática en la agricultura de Emilia Romagna. En 2009 IRRINET evolucionó en IRRINET Plus que implementa el cálculo económico del beneficio relacionado con el riego a través de un sistema de asesoramiento de semáforos. Los agricultores se ven estimulados por el enfoque económico para maximizar los beneficios y reducir al mismo tiempo el uso excesivo del agua. Los expertos que participan en el avance de IRRINET están trabajando en una integración más estrecha con las capas de información GIS abiertas que pueden reducir la cantidad de datos que los usuarios deben registrar en el sistema y en el uso de información satelital para determinar los coeficientes de cultivo efectivos (Kc) para el cálculo del balance hídrico.

El servicio IRRINET actualmente involucra a más de 12,000 granjas, cubriendo casi el 22% del área de regadío en la región de Emilia-Romaña. En la temporada de riego 2017 se enviaron 28.500 SMS IRRINET y se produjeron 147.000 calendarios de riego. La aplicación IRRINET en 2017 permitió un ahorro de agua de más de 90 millones de m3.

A partir de 2011, un proyecto nacional llamado IRRIFRAME administrado por ANBI llevó el servicio a todas las áreas administradas por las juntas de recuperación italianas y las agencias de riego. El servicio IRRIFRAME se aplica en 26.100 paquetes en todo el país italiano y se ha mejorado año tras año sobre la base de los comentarios de los usuarios y los resultados de la investigación.

IRRINET fue desarrollado y es administrado por CER. A partir de 2011, el servicio ha sido apoyado y cofinanciado posteriormente por la región de Emilia-Romaña y ANBI en colaboración con CER, incluida también la contribución de la UE. Año tras año, los comentarios de los usuarios han impulsado la evolución de los sistemas IRRINET e IRRIFRAME.

A principios de 2019, IRRINET-IRRIFRAME está presente en 16 regiones italianas e involucra a 69 Juntas de Recuperación de Tierras y más de 16,000 usuarios, 12,000 de los cuales solo se encuentran en la región de Emilia-Romaña, donde el servicio está más consolidado. El elemento clave que hizo que esta iniciativa tuviera éxito es el sistema de información simple, con bajos costos de gestión y fácil de usar que se ha establecido para que los agricultores decidan cuándo y cuánto regar. Este servicio es accesible sin cargo y está diseñado para un gran número de cultivos.

Dados los beneficios directos para los usuarios en términos de ahorro de agua y energía, los gestores del agua (es decir, los consejos de recuperación de tierras) y las autoridades responsables del agua (es decir, los planes de desarrollo rural de la región de Emilia-Romaña) alientan e incentivan a los agricultores a adherirse a IRRINET. Como se indica en las regulaciones de Emilia-Romaña, en lugar de depender del agua para fines de riego administrados por la Junta de Recuperación de Tierras, los usuarios de IRRINET pueden retirar el agua superficial de toda la cuenca de Reno durante las condiciones de escasez de agua. Además, están obligados a registrarse en IRRINET en caso de que estén interesados en solicitar financiación del Plan de Desarrollo Rural regional.

IRRINET-IRRIFRAME se puede transferir fácilmente a otros contextos donde haya datos locales disponibles, en particular para calibrar el modelo a las condiciones locales. La limitación puede afectar, por ejemplo, a la disponibilidad de datos meteorológicos (temperatura diaria mínima, máxima y media y lluvia horaria) o de mapas georreferenciados del suelo. Estos últimos, si están disponibles, pueden reducir las necesidades de entrada para la estimación de los parámetros del suelo y hacer que los resultados de salida sean más robustos.

Los próximos desafíos para la evolución del servicio serán la integración con los sistemas de sensores y actuadores, así como los datos del coeficiente de cultivo de entrada proporcionados por la teledetección, para hacer frente tanto a la poca información proporcionada por el usuario o disponible en el área como a las necesidades de mayor precisión en el cálculo del contenido de agua del suelo.

A partir de 1999, el servicio IRRINET ha sido apoyado y cofinanciado por CER, la región de Emilia-Romaña, ANBI y la Unión Europea. Los costes de desarrollo del sistema de información sobre el riego (TI) ascendieron a 200 000 euros, incluidas las actividades de investigación y ensayo. En general, la plataforma tiene unos costes de gestión muy bajos, que rondan los 0,02 €/ha, y el servicio se presta de forma gratuita a los usuarios finales. 

El Ministerio italiano de Políticas Agrícolas, Alimentarias y Forestales utiliza IRRIFRAME para planificar las políticas agrícolas en respuesta a las observaciones de la Comisión Europea sobre el ahorro de agua (de acuerdo con el Marco de la Directiva del Agua y en respuesta a los requisitos de las Directrices para la Protección del Agua). Además, algunas directrices regionales mencionan IRRINET - IRRIFRAME como una herramienta de apoyo para cumplir con la condicionalidad del agua de la regulación del Fondo Europeo de Desarrollo Regional y respetar la programación de riego IRRINET-IRRIFRAME es obligatorio para muchos agricultores.

El sistema IRRINET está operativo desde 1984 con herramientas telemáticas y desde 1999 con herramientas web. La extensión con el sistema IRRIFRAME se implementó en 2 años de 2011 a 2013. IRRIFRAME WEB y APP se encuentran actualmente (principios de 2019) en una fase de actualización implementada y gestionada por Agronica Group Srl. Una nueva versión estará disponible a finales de 2019.

El sistema IRRINET-IRRIFRAME se actualiza de acuerdo con los desarrollos de TI en promedio cada 3-5 años.

Roberto Genovesi
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