Smart Green Water lleva el diseño del regadío al gemelo digital

El proyecto europeo ha presentado una estrategia común para acelerar la digitalización del riego en España, Francia y Portugal y una plataforma capaz de reproducir virtualmente las instalaciones, comparar distintas programaciones y evaluar su comportamiento hidráulico y agronómico antes de intervenir sobre el terreno.

El proyecto europeo Smart Green Water ha presentado su estrategia transnacional para la digitalización del regadío y una plataforma interactiva dirigida a agricultores, comunidades de regantes, ingenierías y gestores públicos. Las herramientas permiten diseñar virtualmente una instalación de riego, conectarla con datos procedentes de la explotación y ensayar diferentes condiciones de funcionamiento antes de trasladar las decisiones al sistema físico.

La iniciativa, integrada en el programa Interreg Sudoe y cofinanciada por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional, reúne a nueve socios de España, Francia y Portugal. Cuenta con una ayuda FEDER de 1,18 millones de euros y un coste subvencionable de 1,58 millones. Su objetivo es extender soluciones digitales que mejoren la eficiencia en el uso conjunto del agua y la energía y refuercen la capacidad de respuesta del regadío ante sequías cada vez más frecuentes.

La estrategia parte de un diagnóstico de los sistemas de riego del suroeste europeo y propone cuatro niveles de digitalización progresiva. El primero corresponde a la programación del riego; el segundo, a la monitorización de las instalaciones; el tercero introduce el riego de precisión, y el cuarto incorpora modelos predictivos y gemelos digitales. La hoja de ruta contempla tecnologías ya utilizadas en ingeniería hidráulica, como sistemas de información geográfica, modelos EPANET, plataformas SCADA, telecontrol de redes y sensores de suelo, planta y atmósfera.

Obstáculos para trasladar estas soluciones a escala comercial

El análisis identifica, sin embargo, varios obstáculos para trasladar estas soluciones a escala comercial: la deficiente conectividad de algunas zonas rurales, la escasa interoperabilidad entre plataformas, la falta de formación especializada y la incertidumbre sobre el retorno de la inversión. Frente a esas barreras, Smart Green Water plantea formación, proyectos demostrativos, estándares de datos y una mayor coordinación entre administraciones, centros tecnológicos, proveedores y usuarios del agua. La estrategia se vincula además con las políticas regionales de especialización inteligente o RIS3.

El componente de mayor interés desde el punto de vista de la ingeniería es el empleo de gemelos digitales. A diferencia de un modelo hidráulico estático, un gemelo digital es una representación virtual dinámica de una instalación real, actualizada mediante datos de campo. En este caso reproduce tanto la geometría y la topología de la red de riego —tuberías, válvulas, hidrantes, goteros o sistemas pívot— como las condiciones del terreno, el estado hídrico del suelo y determinadas variables climáticas.

La información procede de sensores IoT de humedad, presión y caudal, junto con datos meteorológicos y modelos digitales del terreno. El proyecto utiliza QGIS y el complemento RIGE, desarrollado específicamente para generar los gemelos. La construcción del modelo integra un MDT con una resolución de dos metros, una réplica hidráulica de la instalación y la red de sensores desplegada en la parcela.

Ensayar distintos escenarios

Una vez construido, el sistema permite ensayar variaciones de presión y caudal, modificar tiempos de funcionamiento, cambiar la densidad o configuración de los emisores y reproducir escenarios de restricción hídrica. El modelo calcula el consumo, la uniformidad de distribución, el balance de agua en el suelo y el riesgo de pérdidas por percolación. También permite estudiar si el volumen aplicado alcanza adecuadamente la zona radicular o si una programación deficitaria puede mantenerse sin comprometer el cultivo.

La utilidad del gemelo no reside únicamente en observar lo que sucede en la explotación, sino en anticipar qué ocurriría bajo una configuración distinta. Un técnico puede comprobar, por ejemplo, si es posible reducir la presión en cabecera para ahorrar energía sin deteriorar la uniformidad, analizar la respuesta ante el fallo de una válvula o comparar varias dotaciones durante una ola de calor. El resultado es una herramienta de apoyo a la decisión que conecta el cálculo hidráulico con las condiciones agronómicas de cada parcela.

La nueva plataforma web centraliza estos desarrollos en tres módulos: Gemelos Digitales, Estrategia de Agua en Escasez y Soluciones Tecnológicas. Su simulador permite comparar sobre una misma parcela tres alternativas: riego convencional, riego conforme a las máximas necesidades del cultivo y riego con déficit controlado. Los resultados se presentan en términos de consumo de agua, uniformidad y balance hídrico.

Fincas piloto

La plataforma incorpora además un visualizador de las cinco fincas piloto, documentación técnica y un tutorial para reproducir la metodología mediante QGIS y RIGE. Los archivos de configuración se ofrecen como base para que ingenierías, técnicos y comunidades de regantes puedan trasladar el procedimiento a otras explotaciones. El tercer módulo funciona como catálogo de sensores, programas de gestión, aplicaciones móviles y sistemas automatizados disponibles en España, Francia y Portugal.

Los gemelos digitales ya se están probando en cinco territorios con condiciones agronómicas e hidráulicas diferentes. Los pilotos incluyen viñedo en Murcia, olivar en Andalucía y el Alentejo portugués, y maíz en Cataluña y Nueva Aquitania. Las instalaciones combinan riego por goteo y máquinas pívot, lo que permite evaluar la metodología tanto en cultivos leñosos como herbáceos y en redes con comportamientos hidráulicos muy distintos.

En estas parcelas se están contrastando los datos simulados con las mediciones de humedad, presión, caudal y clima. Las pruebas han permitido ajustar tiempos de riego y parámetros hidráulicos, estudiar escenarios orientados al ahorro o a la productividad y diagnosticar posibles deficiencias de la red. El proyecto no ha publicado todavía porcentajes comparables de ahorro para el conjunto de las explotaciones, por lo que su principal resultado es, de momento, la validación de una metodología transferible y no una cifra universal de reducción del consumo.

Estrategias de gestión para cuatro territorios

Junto con los pilotos de parcela, Smart Green Water ha desarrollado estrategias de gestión de la escasez para cuatro territorios. Estas combinan información territorial, planificación de sequías y herramientas digitales para ayudar a distribuir recursos limitados. Cataluña dispone ya de un plan de acción con 22 medidas que incluye estándares de digitalización, protocolos de datos abiertos, mejora de la conectividad rural, asesoramiento técnico, incentivos y nuevos proyectos demostrativos.

El paso decisivo será transformar los pilotos en soluciones interoperables, económicamente justificables y mantenibles durante toda la vida útil de la instalación. El gemelo digital necesita sensores calibrados, comunicaciones fiables, modelos correctamente parametrizados y procedimientos de actualización. Sin esa ingeniería de datos y mantenimiento, la réplica virtual pierde progresivamente correspondencia con la explotación real.

Smart Green Water plantea así la digitalización no como la mera instalación de sensores, sino como la integración de instrumentación, hidráulica, agronomía y análisis de datos en un sistema común de decisión. El objetivo final es que agricultores y gestores puedan probar primero en el modelo, cuantificar las consecuencias y actuar después sobre la red real con menos incertidumbre.