El modelo SWAP se creó en la Universidad de Wageningen, Holanda. Es un modelo dirigido a simular el movimiento del agua en la zona no saturada del suelo. SWAP puede ser especialmente útil para mejorar el riego y la fertilización, a través de simulaciones.
SWAP es un modelo de base física. Es decir, las simulaciones están basadas en las leyes del sistema suelo-agua-planta-atmósfera. Es por eso que las simulaciones con SWAP son válidas en prácticamente cualquier circunstancia, ya que las leyes físicas son universales.
Los orígenes de SWAP se remontan a la década del 70. Desde entonces ha tenido muchos perfeccionamientos y ha sido ampliamente utilizado en diversas aplicaciones.
El modelo SWAP ha sido calibrado en España para maíz y remolacha. Así como empleado para evaluar el efecto de la variabilidad climática en riego por inundación del maíz y para estimar la efectividad futura del diseño de regadíos actual frente al Cambio Climático.
El modelo SWAP en el proyecto Nitratos
SWAP fue empleado en los últimos años para simular la infiltración en parcelas de trigo y maíz bajo riego por aspersión en Almúdevar, Huesca. Las simulaciones con SWAP formaron parte del Proyecto Piloto «Nitratos», financiado por el Programa de Desarrollo Rural de Aragón como parte de la iniciativa EIP-AGRI de la Unión Europea.
El objetivo del proyecto fue evaluar herramientas de simulación, como el modelo SWAP, para mejorar el riego en la región, disminuyendo a su vez el lixiviado de nitratos. El ejecutor de las simulaciones con SWAP fue Zeta Amaltea, siguiendo el procedimiento de otros proyectos con fines similares.
Para realizar las simulaciones con SWAP se requieren datos de suelo, meteorológicos y de manejo del cultivo.
Los parámetros de Van Genuchten se estimaron a partir de las mediciones de la textura y contenido de materia orgánica en el suelo de las parcelas y de las funciones de PedoTransferencia HYPRES.
Utilizamos la estación de Huesca de la AEMET para obtener datos diarios, a través de la aplicación OpenData. Consideramos las fechas de siembra y el manejo del riego y la fertilización reportado por el agricultor.
Para la simulación del nitrógeno lixiviado se consideró un 30% de nitrógeno soluble respecto al total, según resultados previos. Estimamos el lixiviado como la concentración de nitrógeno soluble en el agua, multiplicado por la infiltración simulada con SWAP.
Realizamos una validación de las humedades simuladas con SWAP, utilizando las mediciones de sensores a 30 y 60 cm de profundidad.La correlación entre humedades simuladas y medidas con los sensores fue de 0,58.
No obstante, la correlación se eleva si se ignora un posible fallo de los sensores.
La infiltración profunda en la parcela de trigo es muy pequeña. Sin embargo, la infiltración simulada en la parcela de maíz es significativa entre agosto y septiembre.
Resultados de las simulaciones
Según las simulaciones con SWAP, en la parcela de maíz se perdieron 184 l/m2 por infiltración durante la campaña de riego, de 642.7 mm empleados. En la parcela de trigo sólo se perdieron 1,18 l/m2. Las infiltraciones se generan en pocos días.
En la parcela se aplicaron tres fertilizaciones, con un total de 1200 kg/ha. Según las estimaciones, más de 300 kg/ha se pierden por lixiviación.
El riego programado se efectuó, a pesar de que llovió más de 30 mm en cerca de 7 días. A partir de las simulaciones con SWAP, estimamos que el exceso de humedad en el suelo provocó infiltración y lavado de nitratos.
Algunos riegos no eran necesarios, pero el agricultor no lo sabía.
Simulamos con SWAP que pasaría si se suspende el riego cuando la humedad alcanza la Capacidad de Campo. En ese caso se hubieran utilizado sólo 477 mm de agua de riego y la infiltración se reduciría a 62,6 mm
La transpiración del cultivo simulada con SWAP es casi la misma en los dos casos, lo cual indica que no habría cambios en el rendimiento.
Considerando un coeficiente de solubilidad de 0,3 se estiman unas pérdidas de nitrógeno por lixiviación de 396 Ton/ha en el riego actual y de 122,5 al limitar el riego.
Actualmente se cuenta con muchos recursos informáticos y facilidades para su uso. Los agricultores podrían emplear el modelo SWAP para perfeccionar el riego, ahorrando agua y fertilizantes, además de disminuir la contaminación por nitratos de los acuíferos.