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La automatización construye reservorios de torres de hielo mejores y más grandes para la agricultura seca y de altura



Los imponentes depósitos de hielo artificial llamados «estupas de hielo» han surgido desde 2014 como un medio accesible para almacenar agua de riego en pueblos de montaña secos y de gran altitud. 


por la Unión Geofísica Americana


Ahora, los experimentos con sistemas automatizados han demostrado que la construcción de estos conos de hielo gigantes, que superan los 30 metros (100 pies), se puede lograr con aproximadamente una décima parte del volumen de agua que usan los métodos manuales, según una nueva investigación que se presenta hoy en el Encuentro Fronteras en Hidrología en San Juan, Puerto Rico y en línea.

En la región alta y árida de Ladakh, India, esa mejora podría marcar la diferencia. El enfoque original y manual de la construcción de estupas de hielo normalmente permite que el agua fluya durante todo el invierno. La mayor parte del agua no se congela y se pierde. Las temperaturas frías ayudan a que crezcan las estupas de hielo, pero las temperaturas demasiado frías congelan el agua en las tuberías de suministro.

«En Ladakh, en este momento, muchas de las estructuras de hielo han dejado de construirse no porque los agricultores decidieran dejar de regar. Es porque el clima decidió dejar de funcionar», dijo Suryanarayanan Balasubramanian, glaciólogo de la Universidad de Friburgo en Suiza.

La mejor solución es drenar la tubería antes de que se congele. El nuevo enfoque automatizado evitó tuberías bloqueadas, utilizando modelos y datos meteorológicos para predecir el tiempo óptimo de rociado de agua, la duración y el caudal para construir estupas de hielo de manera eficiente, información que, según los investigadores, también podría aplicarse manualmente.

Muchas estupas de hielo se han derretido en el verano, pero las torres de hielo más grandes y con una forma más eficiente pueden durar hasta el año siguiente y convertirse potencialmente en estructuras permanentes que pueden proporcionar una fuente de agua predecible durante todo el año.

Balasubramanian hablará sobre los nuevos resultados el jueves 23 de junio de 2022 durante una sesión de discusión transmitida en vivo a las 7:00 p. m. EDT (UTC-4 horas) .

«El objetivo del experimento era mostrar que existe una mejor metodología para construir estas estructuras y hay lecciones simples que podemos extraer. ¿Por qué es eso importante? Muestra que estas estructuras tienen un potencial limitado en este momento. Pueden crecer mucho más grandes, duran mucho más y usan mucha menos agua», dijo Balasubramanian.

La automatización construye reservorios de torres de hielo mejores y más grandes para la agricultura seca y de altura
Una fuente rocía agua para un reservorio de hielo artificial en Ladakh, India. El flujo bajo y constante durante meses puede construir torres de hielo de 30 metros de altura. El agua de deshielo de estas estructuras riega los cultivos en primavera. Crédito: Suryanarayanan Balasubramanian

Almacenamiento en frio

Las estupas de hielo se hacen lanzando agua al aire durante el invierno para que caiga y se congele en estalagmitas gigantes heladas. Las tuberías y fuentes necesarias para hacer estos grandes conos de hielo son relativamente económicas y fáciles de obtener, lo que significa que los agricultores pueden implementarlas sin ayuda externa. Se pueden construir estupas grandes a partir de un caudal de solo 30 litros por minuto, o 2 o 3 veces el caudal de una manguera de jardín típica, si se aplica constantemente durante meses, dijo Balasubramanian.

El método, desarrollado por primera vez en Ladakh, India, ha sido adoptado en lugares secos y de gran altitud en Chile y Kirguistán. Ladakh se encuentra a más de 3000 metros (9800 pies) sobre el nivel del mar entre la cordillera Karakorum y el Himalaya y recibe menos de 10 centímetros (4 pulgadas) de lluvia o nieve cada año. Las redes de riego en esta región árida dependen del agua de deshielo oportuna de los glaciares, la nieve y el permafrost, que son cada vez menos confiables en un clima cambiante.

Pulverizar menos, pulverizar de forma más inteligente

Balasubramanian y sus colegas probaron un sistema automatizado que controlaba la cantidad de agua rociada, cuándo y durante cuánto tiempo, según modelos y datos meteorológicos. Los resultados preliminares de las mediciones de drones encontraron que el sistema automatizado dispensó el 13% de la cantidad de agua utilizada por el sistema de fuente manual para crear estupas de hielo que entregaron la misma o más agua de deshielo. Los sistemas automatizados tampoco requirieron mantenimiento de invierno.

Aunque el sistema automatizado actualmente está fuera del presupuesto de la mayoría de los agricultores que usan estupas de hielo, Balasubramanian dijo que el desarrollo y la producción en masa podrían reducir el precio y hacer que el sistema sea más fácil de usar. Las lecciones aprendidas de los experimentos de automatización sobre cómo optimizar la duración del rociado y la tasa de flujo de agua en función de las tasas de congelación históricas en la localidad podrían aplicarse a mano.

«Acabamos de rascar la superficie de estas estructuras, porque solo hablamos de Ladakh. Pero no se trata solo de este lugar. Podría aplicarse a muchos lugares, algunos de los cuales son mucho, mucho más fríos. No sabemos realmente cuál es el límite de tamaño superior», dijo Balasubramanian.


Más información: Suryanarayanan Balasubramanian et al, Las sorprendentes condiciones climáticas que favorecen los reservorios de hielo artificial (Icestupas) (2022). 

agu.confex.com/agu/hydrology22 … pp.cgi/Paper/1027738



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