La rueda de Dethridge es una herramienta de riego que fue inventada en 1910 por John Stewart Dethridge (1865-1926). [1] Funciona de manera similar a una rueda hidráulica tradicional y gira a medida que el agua pasa por sus paletas. Luego se miden las rotaciones [2]
La rueda de Dethridge prevaleció durante todo el siglo XX y se utilizó en varios países, incluidos Australia, India, Indonesia, Israel, África y Estados Unidos. [3] [4]
En 1910, el Comisionado de Abastecimiento de Agua y Estado de Victoria, John Stewart Dethridge, desarrolló el "medidor de agua de medición directa Dethridge" o "rueda Dethridge". Su uso inicial fue para medir con precisión el caudal de agua en sitios de riego específicos en Australia, especialmente en áreas de Nueva Gales del Sur y Victoria. [5] El caudal de agua debía regularse para garantizar un uso sostenible y eficiente del agua en el riego. La rueda Dethridge se utilizó hasta el siglo XXI y hay varios países que utilizan sus conocimientos tecnológicos. [6]
Debido a que Australia es vulnerable a la sequía y la pérdida de agua, [7] el flujo de agua tuvo que ser regulado para asegurar que hubiera un uso sustentable y eficiente del agua en el riego. La rueda de Dethridge no fue el único invento desarrollado por John Dethridge, pero es ampliamente considerada como una de las piezas de maquinaria más influyentes que se le atribuye la invención. [6]
La rueda de Dethridge se utilizó hasta el siglo XXI y hay varios países que utilizan sus conocimientos tecnológicos. Debido a su uso constante, muchas personas, especialmente en Australia, aprecian la herramienta. En 1965, se erigió un monumento en Griffith, Nueva Gales del Sur , Australia, para conmemorar la rueda de Dethridge y el área de irrigación de Murrumbidgee . El área de irrigación de Murrumbidgee o "MIA" es una parte del área de Riverina que se estableció para traer agua de los ríos locales para ayudar a la producción de alimentos. [8] [9]
La rueda de Dethridge fue desarrollada para medir los niveles de agua en los canales de irrigación a medida que el agua pasaba por la tierra. Los profesores de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Darmstadt la han descrito como "simple" , ya que utilizaba una tecnología sencilla para medir el volumen de agua que pasaba por ella. [10] La rueda funcionaba permitiendo que el agua pasara por debajo de ella, lo que a su vez hacía que la rueda girara. Luego se mediría la velocidad de rotación de la rueda mientras el agua pasaba por ella y proporcionaría datos precisos sobre el uso del agua para los agricultores de toda Australia. [11]
La rueda fue una herramienta influyente para el uso del agua y la sostenibilidad a lo largo del siglo XX. Uno de los lugares donde se utilizó la rueda de Dethridge de forma continua es la zona de la cuenca Murray-Darling. El área es de 1.061.000 millones de kilómetros cuadrados (410.000 × 10 6 millas cuadradas) y abarca los ríos Murray y Darling , que se encuentran entre los ríos más largos de todo el continente australiano. [12]
En 1950 se publicó una revisión trimestral de las granjas lecheras irrigadas de Victoria . En ella se mencionaba el uso de la rueda Dethridge como dispositivo de medición del agua y se decía: "Las cifras de agua utilizada deben tratarse con reserva debido a las dificultades asociadas con la medición del agua suministrada a las granjas, incluso donde se instalan las ruedas Dethridge". Los primeros relatos de primera mano sobre el uso de las ruedas Dethridge en la década de 1950 proporcionan evidencia de la importancia de la rueda como herramienta de riego en Australia. [13]
A principios del siglo XXI, la rueda de Dethridge comenzó a caer en desuso. La importancia de los sistemas de gestión y asignación del agua se investigaba continuamente. Las investigaciones empezaban a demostrar que herramientas como la rueda de Dethridge eran demasiado imprecisas y no tenían en cuenta la fragilidad medioambiental. [14] En 2002, el sistema TCC o "Total Channel Control" se implementó en varios canales de agua en las zonas del norte de Victoria, Australia. El TCC fue parte de un esfuerzo amplio para modernizar las técnicas de riego y lograr una mayor sostenibilidad en la distribución de agua por canales abiertos. [15]
En 2002, se puso a prueba la automatización de canales en el sistema de canales de Goulburn Central, en la región de irrigación de Shepparton, en el norte de Victoria. Las ruedas Dethridge se reemplazaron por una tecnología más nueva, conocida como FlumeGate, que se introdujo con el sistema Total Channel Control. El objetivo de FlumeGate era reemplazar el uso de las ruedas Dethridge y proporcionar datos de medición más precisos para los irrigadores. Aunque estas nuevas incorporaciones contaban con el apoyo de fondos gubernamentales, se afirmó que la nueva tecnología había recibido comentarios negativos de algunos irrigadores. [16]
El esfuerzo por impulsar técnicas de irrigación más eficientes estuvo fuertemente influenciado por el Proyecto de Renovación de Irrigación del Norte de Victoria (NVIRP), que reconoció los impactos ambientales a fines de la década de 1990. [15] Debido al hecho de que el diseño de la rueda Dethridge hace que bloquee cualquier flujo de agua dado, resulta en mucha perturbación, lo que a su vez causa una pérdida sustancial de agua y afecta el consumo de agua con el tiempo. [10] Se tomaron observaciones del consumo de agua en el norte de Victoria y descubrieron que la distribución de agua en el área estaba perdiendo alrededor de 990 gigalitros de agua cada año. [15] Además, el proyecto de Renovación de Irrigación del Norte de Victoria trabajó en estrecha colaboración con grupos comunitarios y agencias gubernamentales para modernizar el Distrito de Irrigación de Goulburn Murray (GMID). La importancia detrás del Distrito de Irrigación de Goulburn Murray está respaldada por estadísticas de irrigación. El distrito de irrigación de Goulburn Murray cubre un área de 65.000 km2 ( 25.000 millas cuadradas) y contribuye con alrededor del 30% de la producción agrícola bruta de Victoria, Australia. [17]
La rueda de Dethridge se estudió para ver su potencial como generador de energía en baja caída de presión. A principios del siglo XXI, el Protocolo de Kioto de 1997 introdujo la transición a una tecnología respetuosa con el medio ambiente. El objetivo era reducir las emisiones generales de gases de efecto invernadero a medida que se hacían realidad los temores del cambio climático . Se experimentó con la rueda de Dethridge para ver cómo se podía utilizar como generador de energía hidroeléctrica para sitios de baja caída de presión en flujo de canal abierto. [11] La rueda de Dethridge ofreció el mismo efecto que una rueda de Zuppinger cuando se probó como generador de energía en baja caída de presión, y se consideró eficaz en su implementación cuando se utiliza el riego para producir energía. [10]
Las ruedas Dethridge fueron reemplazadas por maquinaria completamente automatizada como Total Channel Control para evitar pérdidas y fugas en los esfuerzos de riego. Total Channel Control ofreció medición de agua y prometió un aumento en los caudales máximos de agua. [18] Las mediciones tomadas en el campo de agua de Goulburn Murray también descubrieron que la rueda Dethridge estaba causando que los irrigadores recibieran más agua de la que se suponía que debían, lo que pone en duda la rentabilidad de la rueda Dethridge cuando se usa como medidor de riego. [19]
En 1999, la rueda de Dethridge se utilizó como medidor de agua y midió los volúmenes de drenaje para mejorar los sistemas de drenaje en Griffith, Nueva Gales del Sur, por parte de CSIRO Land and Water. El Ayuntamiento de Griffith tenía como objetivo mejorar los sistemas de alcantarillado en los alrededores de Griffith, que es una importante ciudad regional en el área de irrigación de Murrumbidgee. El uso de la rueda de Dethridge en la gestión de aguas residuales y desechos en la zona es una de las muchas razones por las que ha tenido importancia en Griffith, Nueva Gales del Sur. [20]
En un intento de mejorar el rendimiento de la rueda Dethridge y estudiar su uso como dispositivo hidráulico, dos investigadores, S. Paudel y N. Saenger, desarrollaron un modelo de dinámica de fluidos computacional (CFD) de la rueda. Paudel y Saenger trabajaban en el Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Darmstadt y tuvieron una gran influencia en la investigación detrás de la rueda Dethridge. Trabajaron para desarrollar un modelo CAD tridimensional de la rueda y realizaron pruebas para medir las características del flujo y diferentes aspectos físicos. El desarrollo de un modelo de dinámica de fluidos computacional se describe como tedioso debido a los aspectos de flujo libre del agua y su interacción con un objeto en movimiento. [21]
Aunque el cambio de siglo marcó en gran medida el fin del uso generalizado de la rueda de Dethridge, todavía existía un debate frecuente sobre la automatización de canales más reciente. La automatización que estuvo fuertemente influenciada por el Proyecto de Renovación del Norte de Victoria y los sistemas de automatización de canales que se introdujeron en 2002 dejaron a los irrigadores en la controversia. Las nuevas FlumeGates que se introdujeron en varios puntos de irrigación del norte prometieron mejorar el tiempo de pedido y acelerar el riego. Independientemente de las mejoras o la falta de ellas, la automatización de canales recibió comentarios negativos y, en última instancia, dejó al gobierno victoriano confundido. [14]
La rueda de Dethridge se utilizó como generador de energía hidroeléctrica y se empleó en experimentos en muchos estudios científicos diferentes. Su importancia como generador de energía de baja presión fue respaldada por estadísticas relacionadas con la energía hidroeléctrica . De todo el suministro total de electricidad renovable y ecológica del mundo, la energía hidroeléctrica representa el 76%. Se descubrió que la rueda de Dethridge tenía una eficiencia del 60% cuando se implementaba para generar electricidad. [11]
Una investigación realizada en Indonesia concluyó que la eficiencia de la rueda de Dethridge cuando se utiliza para generar energía hidroeléctrica disminuye cuando aumenta el caudal de agua. Esta observación se atribuyó a que la rotación de la rueda no es proporcional al caudal de agua. [10]
