Alumnos de 6.º y 7.º año de la Escuela Técnica Nº 38 “Leonor Matilde Hirsch de Caraballo” desarrollaron un dispositivo de bajo costo capaz de medir la profundidad de las napas freáticas. El proyecto, que representará a San Luis en la instancia nacional de la Feria de Ciencias, nació de un problema concreto del sector agropecuario y ahora dará un nuevo paso con la instalación de freatímetros en establecimientos rurales.
Un problema que forma parte de la realidad cotidiana del campo en el sur de San Luis se convirtió en una oportunidad para unir educación, tecnología y producción agropecuaria. En Buena Esperanza, estudiantes de los últimos años de una escuela técnica decidieron mirar debajo de la superficie del suelo para buscar respuestas a un fenómeno que puede tener consecuencias directas sobre los cultivos, como las variaciones en el nivel de las napas freáticas.
De esa inquietud nació Ardu-Freatic, un dispositivo desarrollado por alumnos de 6.º y 7.º año de la Escuela Técnica Nº 38 “Leonor Matilde Hirsch de Caraballo”, pensado para determinar de manera sencilla, precisa y a bajo costo la profundidad a la que se encuentra el agua subterránea.
Lo que comenzó como un trabajo escolar fue creciendo a partir de la investigación, la construcción de prototipos, las pruebas y la vinculación con productores y profesionales. El proyecto consiguió superar diferentes instancias de la Feria de Ciencias hasta ser seleccionado para representar a San Luis en la etapa nacional.
Pero la experiencia no termina en la competencia educativa. El próximo desafío será trasladar el desarrollo desde la escuela hasta establecimientos agropecuarios y comprobar su desempeño durante períodos prolongados bajo condiciones reales.
El equipo proyecta instalar seis freatímetros en dos campos vinculados con la institución, con el propósito de comenzar a generar registros sistemáticos sobre las oscilaciones de las napas y relacionarlos con variables como las precipitaciones, los requerimientos hídricos de los cultivos y las condiciones productivas de cada establecimiento.
De esta manera, Ardu-Freatic empieza a transitar el camino desde un prototipo educativo hacia una posible herramienta de monitoreo para el sector agropecuario.
En una región donde el agua constituye uno de los principales condicionantes de la producción, conocer qué ocurre debajo de la superficie puede convertirse en información estratégica. El nivel freático no permanece constante, ya que asciende o desciende como consecuencia de distintos factores y esas variaciones pueden interactuar de manera diferente con los sistemas productivos.
En determinadas circunstancias, una napa ubicada a una profundidad adecuada puede constituir un aporte adicional de humedad para los cultivos. Pero cuando el agua se aproxima demasiado a la superficie también pueden aparecer problemas asociados al exceso hídrico, el anegamiento o procesos de salinización.
Por eso, saber a qué profundidad se encuentra la napa y cómo evoluciona a lo largo del tiempo puede aportar información relevante para comprender mejor el funcionamiento de un lote.
Los estudiantes comenzaron precisamente desde esa realidad.
Antes de pensar en placas electrónicas, sensores o programación, tuvieron que responder preguntas mucho más vinculadas con la producción, como qué es una napa freática, cómo fluctúa, cuáles son las causas de esos movimientos, qué relación mantiene con las lluvias y de qué manera puede influir sobre los cultivos.
A medida que avanzaron en la investigación apareció otra cuestión, cómo se estaban midiendo las napas en los establecimientos de la zona.
El contacto con productores y asesores permitió advertir que existía conocimiento sobre la presencia y la importancia del agua subterránea, pero que las metodologías empleadas para conocer su profundidad eran diferentes.
Una encuesta realizada en el marco del proyecto confirmó, según la información aportada por el equipo, que no existía un procedimiento uniforme entre los actores consultados.
Allí comenzó a tomar forma la idea de desarrollar una herramienta que permitiera realizar esas mediciones de una manera relativamente sencilla, repetible y económica.
El desafío ya no consistía solamente en construir un aparato.
Había que definir qué medir, cómo medirlo, con qué grado de precisión y, sobre todo, para qué podía servir ese dato dentro de un sistema productivo.
La respuesta que encontraron los estudiantes fue combinar herramientas disponibles y de bajo costo. Así surgió Ardu-Freatic.
El dispositivo utiliza como núcleo una placa Arduino, una plataforma electrónica ampliamente utilizada para el desarrollo de prototipos, acompañada por un sensor ultrasónico HC-SR04.
El principio de funcionamiento es relativamente sencillo, ya que el sensor determina la distancia existente entre su posición y la superficie del agua ubicada dentro del freatímetro. Esa información es procesada por la placa y permite calcular la profundidad de la napa.
Finalmente, el resultado puede visualizarse en una pantalla LCD.
Detrás de ese procedimiento aparentemente simple existe, sin embargo, un proceso mucho más complejo de diseño, programación, calibración y validación.
Los estudiantes tuvieron que integrar contenidos provenientes de distintas áreas de su formación, como electrónica, programación, matemática, física, estadística, agroecología y producción agropecuaria.
Esa integración constituye uno de los aspectos distintivos de la experiencia.
El proyecto no nació a partir de una disciplina aislada, sino que obligó a combinar conocimientos para resolver una situación concreta. La electrónica permitió construir el dispositivo; la programación hizo posible procesar las mediciones; la matemática y la estadística aportaron herramientas para analizar los resultados; mientras que los conocimientos agronómicos permitieron interpretar qué significaban esos números en relación con la producción.
La investigación tampoco quedó limitada al funcionamiento del sensor.
Para comprender la dinámica hídrica de la región, los estudiantes incorporaron al trabajo información histórica de precipitaciones correspondiente a Buena Esperanza desde 1900.
Analizar una serie de semejante extensión permitió introducir otra dimensión del problema, como la variabilidad climática.
Ese trabajo llevó al equipo a utilizar herramientas estadísticas y a relacionar información ambiental con las mediciones que pretende generar mediante Ardu-Freatic.
Uno de los criterios establecidos desde el inicio fue mantener bajo el costo del equipo.
Si el objetivo futuro fuera medir las napas en diferentes puntos de una región, no alcanzaría con disponer de un único instrumento sofisticado. Sería necesario contar con varios dispositivos capaces de funcionar simultáneamente en distintos lugares.
Por eso, la elección de Arduino y de un sensor ultrasónico de amplia disponibilidad respondió también a la posibilidad de reproducir el sistema.
La meta de largo plazo que imagina el equipo es mucho más ambiciosa que la construcción de un solo prototipo, avanzar hacia una red regional de monitoreo de napas freáticas.
Medir, comparar y corregir
La construcción del prototipo fue apenas el comienzo.
Una vez armado el dispositivo llegó una etapa decisiva: comprobar si las mediciones que entregaba coincidían con la realidad.
Los estudiantes comenzaron entonces un proceso de calibración y comparación con métodos tradicionales.
Las pruebas pusieron rápidamente en evidencia que construir un equipo capaz de medir no significaba necesariamente haber resuelto el problema.
Aparecieron interferencias, variaciones y condiciones que modificaban la respuesta del sensor. Uno de los aspectos detectados durante los ensayos fue la influencia que podía tener el diámetro del freatímetro sobre la calidad de la medición.
Cada dificultad obligó a revisar lo realizado.
El prototipo fue ajustándose a partir de ese proceso de prueba y error. Y precisamente allí apareció una de las experiencias educativas más importantes del proyecto, comprender que el error no representa necesariamente el fracaso de una solución, sino información que permite mejorarla.
Según los ensayos efectuados por el equipo, Ardu-Freatic logró realizar mediciones hasta aproximadamente seis metros de profundidad, alcanzando bajo las condiciones evaluadas una desviación cercana a ±1 centímetro.
Ese resultado abrió la posibilidad de avanzar hacia la siguiente etapa: comprobar cómo responde el equipo fuera de las condiciones controladas de ensayo.
