Como construir una cubierta flotante para agricultura

El blog de teoriadeconstruccion.net está de vuelta tras las vacaciones. Empezamos el curso con un artículo muy completo sobre una instalación que hasta el momento no habíamos comentado en el blog y que tiene que ver con la la ingenieria aplicada en la construcción de cubiertas flotantes. Podéis ver este tipo de cubiertas en embalses agrícolas o acumulaciones de agua de similares características. Abordaremos la temática tratando los diferentes aspectos técnicos a tener en cuenta a la hora de llevar a cabo una obra de impermeabilización de este tipo. ¿Cómo es posible que sea necesaria la cubierta impermeable en una lámina de agua? Ahora lo vemos.

En regiones agrícolas en las cuales la escasez de agua es una realidad constante, la evaporación representa una amenaza significativa para la conservación del volumen de agua acumulada. Según las fuentes citadas al final del artículo, la pérdida de agua por evaporación en zonas áridas, como puede ser el sur de España, puede superar los 1.5 metros cúbicos por metro cuadrado al año​.

Este agua se acostumbra a utilizar en el riego de los campos y su evaporación no solo afecta la cantidad de agua disponible para riego, sino que también afecta a la calidad del agua. ¿En qué sentido? El descenso de cantidad de agua provoca un incremento del porcentaje de sales (realmente aumenta la concentración de sales) A todo esto se le añade el problema de la proliferación de algas y polvo en superficie, que en algunos casos la circulación de agua con algas y polvo obstruye los sistemas de riego.

Las cubiertas flotantes aparecen como una solución más idónea conceptualmente, conteniendo el agua en su interior impidiendo la evaporación y evitando la entrada de aguas no deseadas, sucias procedentes de escorrentías de tormentas… Debido a su tamaño, por ejemplo en la instalación de cubiertas para balsas agrícolas se plantea un desafío constructivo digno de análisis.

¿Con qué se fabrican estas cubiertas flotantes?

Las cubiertas flotantes se fabrican pensando en su impermeabilidad y en su resistencia mecánica. Te imaginas poder caminar sobre el agua? Con estas cubiertas flotantes lo podrás hacer. Piensa en que se construyen con geomembranas sintéticas, y que tienen la capacidad de adaptarse al nivel del agua en el embalse.
El desarrollo de tecnologías como las cubiertas flotantes refleja la importancia de buscar soluciones innovadoras para problemas de gestión del agua. La instalación de estas cubiertas, además de ser un paso hacia la sostenibilidad, representa una inversión a largo plazo que permite a los agricultores optimizar su producción y reducir los costos asociados a la pérdida de agua.

Este tipo de cubiertas se ejecutan con geomembranas sintéticas flexibles que se instalan directamente sobre la superficie del agua, adaptándose de manera dinámica a las variaciones de nivel en el embalse. Los materiales son habitualmente el PVC, el polietileno y el polipropileno armado. A continuación analizamos estos materiales y sus diferentes propiedades que los hacen más o menos adecuados:

MaterialPropiedadesVentajasDesventajas

PVCBuena flexibilidad, resistencia moderada a rayos UV y productos químicos.Fácil de reparar, buena adaptabilidad a formas irregulares​Menor resistencia a largo plazo frente a UV​.

PolietilenoAlta resistencia a UV, buena impermeabilidad.Excelente resistencia a químicos y condiciones climáticas extremas.Menos flexible, más difícil de instalar​.

Polipropileno armadoMuy buena resistencia a UV, alta flexibilidad y durabilidad.Fácil reparación, gran durabilidad (20-30 años)​.Costo más elevado​.

Para poder elegir un material u otro, hay que analizar las condiciones climatológicas del área, la geometría del embalse, y la naturaleza del líquido almacenado. Para sacar conclusiones, la mejor forma es consultar con los fabricantes y los equipos técnicos más habituados a instalar este tipo de cubiertas. Te invito a buscar y consultar las referencias que aportamos al final del artículo.

Notas clave del diseño de este tipo de cubiertas

Por un lado queremos evitar las evaporaciones, pero también queremos controlar la salinidad del agua. Pero también queremos recoger el agua que llueve sobre la cubierta. Todo esto se suma en un cóctel de necesidades del que salen algunos combinados interesantes. Vamos a analizar los tipos más habituales y a continuación mi solución favorita.

Principales tipos de cubiertas flotantes

A la hora de pensar las cubiertas flotantes hay que tener en cuenta su posición con respecto a la lámina de agua, si dejan o no espacio entre la superficie y la lámina, o si son más que una lámina y son módulos flotantes. Estas diferentes tecnologías también tienen diferencias a la hora de la eficiencia frente a la evaporación, aunque pueden tener otra serie de ventajas, como la facilidad de montaje.

Tipo de cubiertaDescripciónEficiencia

Cubiertas flotantesGeomembranas sintéticas continuas que flotan directamente sobre el agua.100% eliminación de la evaporación​

Cubiertas suspendidasEstructuras instaladas por encima del agua, sujetas por cables o soportes.Menor eficiencia frente a flotantes​

Cubiertas de módulosMódulos flotantes, como esferas o hexágonos, que cubren parcialmente el agua.Eficiencia variable, depende de la cobertura​

El principio de operación de las cubiertas flotantes es sencillo pero efectivo. La geomembrana se mantiene sobre la lámina de agua puesto que flota. Con la combinación de una serie de contrapesos estratégicamente colocados se realiza un ajuste para que se pueda mantener en la posición más idóena en función del tipo de cubierta.

Complementos de las cubiertas flotantes

Como una buena cubierta, se debe de permitir el mantenimiento y por tanto el acceso peatonal de un operario que realice esta tarea. De esta manera, las buenas cubiertas flotantes cuentan con puntos de acceso y pasarelas por las que se puede caminar de forma segura. Este mantenimiento suele ser para realizar tareas de protección y reparación de la propia lámina, pero también para acceder a determinados puntos para inspeccionar el estado del agua y tomar muestras sin la necesidad de retirar la cubierta completa.

camino de acceso en una cubierta flotante

En la solución más ajustada a la lámina de agua existe la posibilidad de colocar aireadores, que tienen una función similar a unos purgadores. Permiten vaciar el aire o gas acumulado bajo la cubierta y permiten el ajuste y la planeidad de la lámina, evitando deformaciones y posibles levantamientos de la cubierta por la acción del viento.

Ventajas de la utilización de las cubiertas flotantes

Si conseguimos ejecutar correctamente las cubiertas, podemos conseguir las siguientes ventajas:

1. Eliminación total de la evaporación: Las características del material de la cubierta flotante permiten evitar por completo la pérdida de agua por evaporación, lo cual es crucial en zonas áridas donde el agua es un recurso limitado. Dado que la radiación solar y el viento son los dos factores más influyentes en este proceso, la cubierta actúa como una barrera física que evita que estos agentes afecten el cuerpo de agua​
2. Control de la salinidad: Al impedir la evaporación, las sales disueltas en el agua no se concentran, manteniendo una calidad adecuada para el riego
3. Prevención del crecimiento de algas: Al bloquear la radiación solar, se evita el crecimiento de algas en la balsa, reduciendo la necesidad de mantenimiento y limpieza de los sistemas de riego​.
4. Protección contra contaminantes externos: Las cubiertas flotantes también protegen el agua de agentes externos como el polvo, hojas y sedimentos, que pueden contaminar el embalse. Esto es particularmente relevante en áreas expuestas a fuertes vientos o en terrenos agrícolas donde la presencia de partículas en el aire puede afectar la calidad del agua​.

Instalación de cubiertas flotantes

La instalación de cubiertas flotantes es un proceso que requiere precisión técnica y debe adaptarse a las características del embalse o balsa en cuestión. Dependiendo de si el embalse está lleno o vacío, los métodos de instalación varían, así como los componentes adicionales que se integran en el sistema para garantizar su funcionalidad y durabilidad.

En situaciones donde el embalse está vacío, la instalación es más sencilla, ya que se puede extender la geomembrana de manera uniforme sobre la superficie, sin interrupciones por el nivel del agua. El proceso generalmente implica lo siguiente:

1. Preparación de la base: Se asegura que la base del embalse esté libre de elementos que puedan dañar la geomembrana, como piedras o escombros.
2. Instalación de la geomembrana: Se despliegan los paneles de geomembrana, que luego son soldados entre sí mediante técnicas de termofusión, formando una superficie continua​.
3. Fijación de la cubierta: La cubierta se ancla en los bordes del embalse, ya sea en zanjas perimetrales o directamente a estructuras de hormigón utilizando pletinas y tornillos​.
4. Incorporación de los contrapesos y aireadores: Los contrapesos se colocan estratégicamente para que la cubierta flote de manera estable cuando el embalse se llene. También se instalan aireadores que permiten evacuar gases acumulados y mantener la cubierta ajustada​.

Cuando no es posible vaciar el embalse, la instalación de la cubierta flotante requiere de mayores ajustes y coordinación. El proceso se lleva a cabo directamente sobre la superficie del agua y sigue estas etapas:

1. Extensión de la cubierta: La geomembrana se despliega cuidadosamente sobre el agua, lo cual puede requerir flotadores temporales para evitar que la cubierta se hunda durante el proceso​.
2. Ajuste de contrapesos: Los contrapesos se distribuyen de tal manera que la cubierta se mantenga flotante y ajustada al nivel del agua a medida que el embalse se llena o vacía. Esto garantiza que la cubierta permanezca estable bajo diferentes condiciones​.
3. Instalación de aireadores y bombas de evacuación: Estos sistemas se colocan para liberar gases y drenar el agua de lluvia que pueda acumularse sobre la cubierta​.

¿Qué sucede cuando llueve sobre una cubierta flotante?

Lo propio es apropiarse del agua que se estanca sobre la cubierta. Con la instalación de una bomba se trasvasa el agua desde la superficie exterior al volumen acumulado en el interior, pudiendo bombear el agua a través de filtros, garantizando una limpieza previa del agua a acumular. La geometría y los pliegues de la lámina de cubierta permite conducir el agua hacia los puntos de bombeo.

Referencias

• https://www.imcur.com/cubiertas-flotantes-balsas-y-embalses-agricultura/
• https://www.imcur.com/cubiertas-flotantes/
• https://www.mapa.gob.es/images/es/cubiertaflotanteantievaporacion2016_tcm30-131618.pdf