Manual De Riego Para Agricultores

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Manual de Riego para Agricultores Módulo 1: Fundamentos del Riego Manual y Ejercicios

Sevilla, 2010

Manual de riego para agricultores: módulo 1. Fundamentos del riego : manual y ejercicios / Rafael Fernández Gómez... [et al.]. -- Sevilla : Consejería de Agricultura y Pesca, Servicio de Publicaciones y Divulgación, 2010. 104 p. : gráf., il. ; 30 cm. -- (Agricultura. Formación). D.L. SE-1942-2010 ISBN 978-84-8474-133-6 Riego. Fernández Gómez, Rafael. Andalucía. Consejería de Agricultura y Pesca . Fundamentos del riego. Agricultura (Andalucía. Consejería de Agricultura y Pesca). Formación. 631.67(035)

Agradecimientos Cuando se abordó la elaboración de este material didáctico para la formación del regante, buscamos reunir la claridad y sencillez con el necesario rigor, de forma que el resultado fuera mucho más que un recetario de aplicación dudosa en circunstancias variables. Con este fin, se hacía precisa la colaboración con universidades y centros públicos de investigación con amplia experiencia en la ciencia y técnica del riego, además de los propios de la Consejería de Agricultura y Pesca. En este ámbito se enmarcan los acuerdos con la Unidad Docente de Hidráulica y Riegos de la Universidad de Córdoba y el Instituto de Agricultura Sostenible de Córdoba (C.S.I.C). También ha realizado aportaciones Luciano Mateos Iñiguez (C.S.I.C.). Estos acuerdos son continuación de la colaboración permanente entre la Empresa Pública para el Desarrollo Agrario y Pesquero de Andalucía y los centros de producción científica. A las personas y entidades mencionadas queremos agradecer su aportación. Además, se ha contado también con la colaboración de empresas fuertemente implantadas en la agricultura de riego. AQUASYSTEM, S.A.; IRRIMÓN-MONDRAGÓN, S.A.; PLASTIMER, S.A.; VALMONT, S.A.

MANUAL DE RIEGO PARA AGRICULTORES Módulo 1. Fundamentos del Riego © Edita: Junta de Andalucía Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera Consejería de Agricultura y Pesca Publica: Secretaría General Técnica Servicio de Publicaciones y Divulgación Autores: Rafael Fernández Gómez, Ricardo Ávila Alabarces, Manuel López Rodríguez, Pedro Gavilán Zafra, Nicolás A. Oyonarte Gutiérrez Serie (Agricultura: formación) Depósito Legal: SE-1942-2010 I.S.B.N: 978-84-8474-133-6 Producción editorial: Signatura Ediciones de Andalucía, S.L.

ÍNDICE

Unidad Didáctica 1. EL AGUA Y EL RIEGO 1.1 1.2 1.3 1.4

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Ciclos y usos del agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 El agua como recurso limitado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Aspectos sociales, económicos y medioambientales del riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Autoevaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Unidad Didáctica 2. MÉTODOS DE RIEGO 2.1 2.2 2.3 2.4

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Riego por superficie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Riego por aspersión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Riego localizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Autoevaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Unidad Didáctica 3. IMPLICACIONES AMBIENTALES DE LOS REGADÍOS

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

3.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2 Efectos ambientales positivos relacionados con los regadíos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.3 Efectos ambientales negativos relacionados con los regadíos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Autoevaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Unidad Didáctica 4. EL AGUA EN EL SUELO Y LA PLANTA. PÉRDIDAS DE AGUA 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Características físicas del suelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 El agua en el suelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 El agua en la planta. Uso del agua por la planta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Pérdidas de agua en el suelo: escorrentía, filtración profunda y evaporación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Calidad del riego: Eficiencia, uniformidad y déficit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Autoevaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3

Unidad Didáctica 5. CALIDAD DE AGUA DE RIEGO 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

47

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 El agua de riego y las sales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Toxicidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Problemas de infiltración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Otros criterios de calidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Lavado de sales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Autoevaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Unidad Didáctica 6. PROGRAMACIÓN DE RIEGOS 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

57

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Necesidades de agua de los cultivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 El agua del suelo en relación con el riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Estimación de las necesidades de riego usando el método del balance de agua . . . . . . . . . . . . . . . 63 Estrategias de riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Calendarios medios de riego. Programación en tiempo real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Autoevaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Respuestas a las Autoevaluaciones Glosario

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

74

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

75

Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Soluciones

4

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

92

Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

1

Módulo 1: Fundamentos del riego

EL AGUA Y EL RIEGO

1.1 Introducción

El agua representa casi las tres cuartas partes de la superficie de nuestro planeta y constituye un elemento imprescindible para la vida. Con los conocimientos de que hoy se dispone se puede afirmar que sin agua no hay vida. El nacimiento de la Agricultura como práctica cultural hace 10.000 años supuso un cambio radical en el comportamiento humano tras percibir que existía determinado tipo de plantas que podían ser cultivadas fuera de su entorno silvestre y ser consumidas. La dependencia del agua para la producción agrícola es total y originalmente los cultivos estaban condicionados totalmente por la presencia de lluvia. La imperiosa necesidad del agua para el desarrollo de la actividad humana hizo que las civilizaciones antiguas se asentaran en los márgenes de los grandes ríos. La Agricultura desarrollada en estas zonas comenzó a utilizar la experiencia adquirida con las crecidas periódicas de los ríos que suministraban agua a sus cultivos para realizar una Agricultura de regadío cada vez más perfeccionada. El método de riego originario consistía en aplicar el agua sobre la superficie y dejar que discurriera por gravedad, método que con el tiempo se fue perfeccionando con la incorporación de una red de distribución de agua más apropiada y un manejo del riego más racional. Este método, más perfeccionado por supuesto, aún se sigue utilizando masivamente en todo el mundo. En las últimas décadas, el desarrollo tecnológico y científico ha permitido crear la infraestructura necesaria para adaptar los riegos a las necesidades de cada comunidad. El perfeccionamiento de los sistemas de bombeo para dotar al agua de presión, el mejor conocimiento del comportamiento del agua tanto cuando circula en una red al aire libre como cuando circula dentro de una red a presión, el desarrollo de las técnicas de cultivo, el estudio de las necesidades de agua de los cultivos y una mejor comprensión del ciclo del agua, entre otros ámbitos del progreso del conocimiento humano, han permitido la creación de nuevas técnicas de riego que se han difundido y expandido extraordinariamente en los últimos 30 a 40 años.

5

Módulo 1: Fundamentos del riego

España dispone actualmente de una superficie de regadío próxima a las 3.400.000 has. (hectáreas), superficie que representa cerca del 15% de la superficie cultivada total. En Andalucía existen hoy día unas 800.000 has. de regadío, aproximadamente un 23% de la superficie regada a nivel nacional. La Agricultura de regadío permite una mayor variedad de cultivos que en secano, especialmente en zonas de clima seco donde la falta de agua es el principal limitante de la producción. En el regadío español destacan por cultivos los indicados en la siguiente tabla: Cultivo

% de cultivo en regadío

Arroz, flores y cítricos

Aprox. 100

Hortalizas

95

Frutales

65

Cultivos industriales, algodón y remolacha

65

Forrajes

50

Cereales

30

Viñedo

22

Olivar

12

Sin embargo a pesar de la gran importancia que representa la Agricultura de regadío, una parte importante de los regadíos españoles, y también de los andaluces, se encuentran en un deficiente estado de conservación, adecuación y nivel tecnológico motivado principalmente por sistemas demasiado antiguos (ver tabla adjunta), a menudo obsoletos, y en los que prácticamente no se ha realizado mantenimiento lo que repercute en mayores costes en obras de mejora o rehabilitación. Se estima que un 45% de los regadíos españoles requieren obras de mejora, rehabilitación y modernización de infraestructuras para un mejor aprovechamiento del recurso agua.

1.2 Ciclos y usos del agua La cantidad de agua que existe en la Tierra prácticamente no cambia con el tiempo, sin que el hombre pueda hacer nada por aumentar tal cantidad. Incluso se puede afirmar que la que se utiliza en la actualidad es la misma que la que existía hace millones de años. Años de Antigüedad

% de la superficie total de regadío

El agua del planeta está en continuo movimiento pudiéndose encontrar en tres esta90 – 200 7 dos o fases: líquida, sólida y en forma de vapor. Se almacena temporalmente en los 20 – 90 36 océanos, mares, lagos, ríos, arroyos, etc. Menos de 20 27 formando parte de las aguas superficiales, desde los cuales se evapora (pasa de forma líquida a vapor) por la acción del calor del sol, pasando a la atmósfera y formando ocasionalmente las nubes. El enfriamiento del vapor genera la precipitación (lluvia, nieve o granizo) que devuelve el agua a los mares, océanos, etc. donde de nuevo se evapora o discurre por las corrientes de agua superficiales, bien cae al suelo y se infiltra hacia capas más profundas del subsuelo formando las bolsas de agua subterráneas denominadas acuíferos, o se devuelve a la atmósfera en forma de vapor por el efecto del calor del sol o la respiración de las plantas. Este continuo movimiento del agua es lo que se denomina ciclo hidrológico. Más de 200

30

Aún cuando la cantidad de agua existente es enorme, la que realmente se puede considerar útil para las actividades realizadas por el hombre, el agua dulce líquida, es muy pequeña. Se estima que del total de agua en la Tierra, el 96% es agua salada, en torno al 3% es agua en forma sólida (constituyendo los hie-

6

El agua y el riego

Figura 1. Ciclo hidrológico

los polares y otras zonas de hielos permanentes) y solo un 1% es agua dulce líquida que se encuentra en lagos, cursos de agua (ríos, arroyos, etc.) y en los acuíferos. Pues bien, ese 1% del total del agua disponible en la Tierra es utilizado por el hombre para todas las actividades que realiza. El consumo de agua de uso doméstico se ha multiplicado por 10 en el último siglo. Se estima que en la actualidad un individuo que viva en una zona desarrollada necesita más de 50 litros de agua diariamente para satisfacer sus necesidades personales y las relativas a su vida en el hogar. El uso industrial del agua es otro elemento importante del consumo total y unido al uso doméstico se estima que cada persona consume diariamente una media entre 400 y 500 litros de agua en los países desarrollados, en contraste a los 20 litros por persona y día correspondientes a ambos usos a final del siglo pasado. Sin embargo, la Agricultura es la actividad que consume mayor cantidad de agua en lo que se denomina uso del agua para regadío. En España, en torno al 80% del consumo de agua corresponde a los regadíos, mientas que los usos doméstico e industrial consumen respectivamente un 14 y 6% aproximadamente.

Figura 2. Distribución del agua en la tierra

Agua salada 96%

Agua dulce (líquida) 1%

Agua dulce (sólida) 3% 1%

A

Figura 3. Uso del agua en España

Uso doméstico 14%

Uso industrial 6%

Regadío 80%

7

Módulo 1: Fundamentos del riego

1.3 El agua como recurso limitado Aunque la cantidad de agua dulce líquida es constante, su movilidad dentro del ciclo hidrológico hace que se distribuya muy irregularmente en el espacio y en el tiempo, es decir, no siempre y no en el mismo lugar existe la misma cantidad de agua disponible. En España esa circunstancia se agrava ya que es un país en el que se dan importantes desigualdades en la disponibilidad del agua. Aunque en general se puede considerar un país seco, existe una España húmeda que consume menos agua de la que dispone, mientas que la España seca tiene un importante déficit o falta de agua. A este respecto, baste indicar que el 41% del agua disponible en nuestro país se concentra en sólo el 11% del territorio, mientras que el otro 89% dispone del 59% restante. Es por lo tanto en estas zonas donde el uso del agua ha de estar convenientemente regulado con objeto de satisfacer todas las necesidades. También es evidente la distribución irregular en el tiempo de los aportes de agua, aunque este hecho se produce de manera más acusada en zonas tradicionalmente secas. Obsérvese por ejemplo el gráfico de la Figura 4 en el que se muestran las precipitaciones totales anuales en una capital andaluza producidas en los últimos 57 años, donde se ponen en evidencia unos aportes de agua muy irregulares lo que dificulta que puedan realizarse estimaciones de la disponibilidad de agua, si bien una adecuada política de regulación y aprovechamiento eficaz de los recursos hídricos puede hacer que este problema sea mucho menor de lo que es en la actualidad.

Precipitación (milímetros)

Figura 4. Precipitación anual en Sevilla desde el año 1940 hasta la actualidad

1.100 1.000 900 800 700 600 500 400 300 200 1940

1950

1960

1970

Superficie de regadío (miles de Has.)

Figura 5. Evolución de la superficie de regadío en Andalucía en los últimos 20 años

900 800 700 600 500 1975

1980

1985

1990

1995

2000

Años

8

1990

2000

Año agrícola

precipitación media

1970

1980

A la distribución temporal y espacial irregular del agua hay que sumar que la demanda de agua crece progresivamente con el tiempo. Los usos industrial y doméstico han venido incrementándose constantemente, mientras que el aumento de la superficie de regadío en España (desde las 1.500.000 hectáreas en los años 50 a las 3.400.000 en la actualidad) ha doblado las demandas de agua para riego. En Andalucía, una región eminentemente seca, la superficie de regadío ha pasado desde las 300.000 has. en los años 50 hasta las 800.000 actuales, lo que también ha supuesto un notable incremento en las demandas de agua para regadío.

El agua y el riego

Un último efecto, pero no menos importante, reside en un uso muy poco racional del agua. Se tiende a sobreexplotar los acuíferos, derrochar el agua de uso doméstico, y la depuración de los vertidos urbanos e industriales aún no es suficiente para evitar la contaminación incesante de nuestros ríos. Asimismo se han venido realizando prácticas de riego poco eficientes en el uso del agua, aunque es un hecho que está cambiando, no sólo por un mayor conocimiento por parte de los agricultores sino también por el desarrollo de nuevas tecnologías en materia de riegos que ahorran agua y la utilizan de manera más eficiente. Por todo ello, existe una tendencia al aumento de las demandas mientras que las disponibilidades de agua se mantienen en unos valores más o menos constantes, lo que supone que el déficit de agua en determinadas zonas y particularmente en Andalucía se acreciente considerablemente. La disponibilidad de agua en una zona está condicionada fundamentalmente a la configuración y características físicas de sus cuencas hidrográficas, que son las superficies del terreno donde se recoge el agua de lluvia o deshielo que fluye en cursos de agua (ríos, arroyos, etc.) yendo a parar al mar o siendo regulada por embalses y presas. Los recursos hídricos de una cuenca están formados por: n

Aguas superficiales: las procedentes de la lluvia, deshielos o nieve que discurren por la superficie.

n

Aguas subterráneas: las que después de infiltrarse en el suelo corren o están almacenadas en el subsuelo.

n

Aguas de trasvase: las que proceden de otras cuencas hidrográficas.

n

Aguas de retorno: provienen de agua sobrante en otro lugar dentro de la cuenca.

n

Aguas depuradas: de la depuración de aguas de uso doméstico o industrial.

Considerando todas las cuencas hidrográficas, la superficie de cultivo regada en Andalucía con agua de diferentes orígenes se especifica en la tabla adjunta:

Origen del agua

has. de riego

%

Superficial

547.000

70.1

Subterráneo

225.000

28.8

2.800

0.4

85

0.01

5.650

0.7

Trasvase Retorno Depurada

La superficie de Andalucía está dividida en varias cuencas, la del Guadalquivir, que ocupa la mayor superficie (59%), seguida de la cuenca Sur (36%), la del Guadiana (4%) y del Segura (1%). Si exceptuamos la cuenca del Segura, por su escasa superficie respecto a las demás, existen notables diferencias entre la cuenca

Figura 6. Distribución de la superficie de Andalucía por cuencas hidrográficas LÍMITE DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS

DISTRIBUCIÓN DE LA SUPERFICIE DE ANDALUCÍA POR CUENCAS HIDROGRÁFICAS

Guadalquivir 59% Guadiana 4% Segura 1% Sur 36%

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Módulo 1: Fundamentos del riego

Figura 7. Recursos hídricos en Andalucía

del Guadalquivir y las cuencas Sur y Guadiana basadas en el tipo de cultivos, sistemas de riego y origen de las agua de riego, ya que en la primera de ellas predomina el origen superficial mientras que en las otras dos el empleo del agua subterránea es más preponderante. Esto ha provocado una explotación excesiva de los acuíferos, lo que es especialmente grave en zonas costeras donde se ubican estas cuencas, lo que por otro lado ha permitido paliar el efecto de las sequías prolongadas sufridas en la cuenca del Guadalquivir.

Hm 3/año

6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0 -1.000 Cuenca del Guadalquivir

Resto de cuencas

Total

En cualquier caso, la situación de los recursos hídricos en Andalucía es deficitaria, es agua disponible decir, hay menos agua que la que se demandemandas para regadío da. Puede observarse como la cuenca del déficit de agua Guadalquivir, que usa mayor proporción de agua superficial presenta mayor déficit de agua, mientras que el resto de las cuencas, entre las que se encuentran las cuencas costeras Sur y Guadiana tienen menor déficit debido al uso de agua subterránea a costa de sobreexplotar, en muchos casos, los acuíferos. La situación general de déficit de agua es insostenible y son necesarias soluciones rápidas pero que surtan también efecto a largo plazo.

1.4 Aspectos sociales, económicos y medioambientales del riego En multitud de zonas de España, que pueden considerarse incluidas en la España seca, la agricultura de secano ha supuesto únicamente una actividad de bajos ingresos por unidad de superficie para los agricultores, lo que ha derivado en la falta de interés de la población joven que ha ocasionado en muchos casos la despoblación de los núcleos rurales, el abandono de las tierras y los problemas de desertización de tierras y degradación medioambiental. Tradicionalmente, la Agricultura de regadío ha supuesto la única alternativa posible para el desarrollo de multitud de zonas rurales, fomentando una agricultura productiva y rentable, tanto económica como socialmente.

Número de personas (miles)

Figura 8. Evolución del empleo agrario en Andalucía

600 500 400 300 200 100 0 1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

Años ocupados agrarios empleo en el regadío

10

Por lo general los cultivos de regadío son más exigentes en mano de obra que los de secano. En la actualidad, el regadío genera anualmente en España unos 550.000 empleos, lo que supone más de la tercera parte del empleo total generado en el sector agrario. En Andalucía esa proporción está por encima del 50% ya que de los 220.000 ocupados agrarios, la agricultura de regadío genera más de 120.000 empleos. Con respecto a la agricultura de secano, la proporción de empleados es de unas 7 a 8 veces mayor en regadío (como media de las agriculturas españolas), cifra que aumenta notablemente en determinadas zonas (como las de agricultura de regadío bajo plástico y producciones hortícolas, por ejemplo) en las que se genera un importante incremento de empleados agrarios.

El agua y el riego

La mano de obra que crea la agricultura de regadío tiene también un importante efecto en la evolución de las poblaciones (como lo atestigua, por ejemplo, el claro incremento de la población del Poniente almeriense a medida que la superficie de cultivo regado bajo plástico aumenta) y a su vez en la economía de la zona. No en vano, en Andalucía la agricultura de regadío produce anualmente alrededor del 53% de la producción final del subsector agrario, a pesar de contar sólo con un 19% de la superficie agraria, y todo ello teniendo en cuenta que reciben proporcionalmente menor cantidad de ayudas directas de la Comunidad Europea que los cultivos de secano.

Figura 9. El regadío andaluz frente al resto del sector agrícola

100% 80 47

45

53

55

60 81 40 20 19 0 Superficie regada

Producción

Empleo generado

Hoy en día, la Agricultura de regadío genera una producción final muy superior al resto regadío del resto de los sistemas agrícolas aún cuando la superficie de cultivo regada es muy inferior. Asimismo, la actividad empresarial relacionada con el regadío es ingente, contando con áreas tan dispares como suministros de material de riegos, fertilizantes, fitosanitarios, transformación y comercialización de productos o asesoramiento agronómico e hidráulico. Pero tampoco se debe olvidar el aspecto social, la generación de empleo, la redistribución de la población en torno a zonas de regadío, etc. Datos referidos a 1993 indicaban que la productividad media del regadío en España era mas de 7 veces mayor que la del secano (en Andalucía en torno a 6 veces mayor), y en 1994 el 60% de la producción final agrícola, cerca de dos billones de pesetas, se originó sólo Figura 10. Ciertos sistemas de regadío constituyen entornos de alto valor paisajístico. en el 15% de la superficie total de cultivo que es representada por el regadío. Tampoco debe olvidarse la dependencia de numerosas empresas de muy diversa índole y actividad a la producción agrícola de regadío, como por ejemplo las de transformación o agroalimentarias, sin cuyos productos su suministro se vería mermado o bien tendrían que soportar gastos de importación elevados. Toda implantación de un sistema de regadío así como la transformación de un sistema de secano en regadío, supone en la mayoría de los casos alterar el entorno de la zona y provocar cierto impacto ambiental. Un gran número de regadíos tradicionales constituyen hoy día entornos de gran valor paisajístico, reflejo de una cultura popular que los convierte en zonas que merecen una conservación y cuidado especial (Figura 10). Pero lo habitual es que una mayor intensidad de cultivo implique una mayor agresividad al medio ambiente, lo que suele ser frecuente en la agricultura de regadío. Son claros ejemplos la sobreexplotación de acuíferos, que en zonas costeras genera una entrada de agua salina en las bolsas de agua subterránea que deterioran la calidad del agua; el uso masivo de productos químicos (fertilizantes, fitosanitarios,...) que van a parar a cursos de agua y acuíferos contaminándolos e inutilizándola para usos posteriores; la generación de desechos como en el caso de los plásticos agrícolas en zonas de invernaderos; y la erosión y degradación del suelo con determinadas prácticas de riego y como consecuencia de ello una disminución en la calidad de las aguas.

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Manual de Riego para Agricultores. Módulo 1: Fundamentos del riego

Unidad Didáctica 1. EL AGUA Y EL RIEGO

RESUMEN

El agua, como elemento esencial para la vida, es un factor limitante en la producción de los cultivos. El nacimiento de la Agricultura de regadío se originó como simple práctica cultural asociada a los ciclos naturales de los ríos y hasta hoy se ha perfeccionado con el avance de la ciencia y la técnica hasta sistemas de riego modernos y eficientes. Así, los regadíos se convierten en una alternativa mucho más productiva, y económica y socialmente más rentable que la de secano, pero cuenta con el gran inconveniente de la escasez del recurso agua, más aún en un país de grandes desigualdades hídricas como España y en una región seca como Andalucía. En nuestro país y también en Andalucía, la superficie de regadío crece constantemente y el uso de agua para sus cultivos se sitúa ya en torno al 80% del total. Este hecho, junto con unos aportes muy poco estables en el tiempo ha provocado importantes déficits de agua en el conjunto de la región a lo que es necesario poner solución con una eficaz política de gestión de los recursos hídricos. Otra vía de actuación muy necesaria estriba en la mejora y modernización de infraestructuras en gran número de zonas con objeto de mantener regadíos competitivos y eficientes. El efecto positivo del regadío es evidente en el ámbito social, principalmente relacionado con un mayor empleo, y en el económico al representar gran parte de la producción final agraria con mucha menor superficie de cultivo. Sin embargo el impacto ambiental de los sistemas de regadío debe ser mejorado, contribuyendo a potenciar aspectos visuales y culturales de determinadas zonas y minimizando el impacto negativo de los mismos n

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Unidad Didáctica 1. EL AGUA Y EL RIEGO

AUTOEVALUACIÓN 1. Aunque en el conjunto de Andalucía la mayor parte del agua destinada al riego es de origen superficial, en las cuencas costeras o litorales (Sur y Guadiana) predomina el uso de agua. a) Depurada b) De retorno c) De trasvase d) Subterránea

2. La superficie de regadío en Andalucía ha sufrido un importante incremento en los últimos años, situándose en la actualidad en torno a a) 200.000 has. b) 600.000 has. c) 800.000 has. d) 1.000.000 has.

3. En la agricultura española, ¿cuál de los siguientes cultivos se produce en su mayoría en regadío? a) Olivar b) Cereales c) Hortalizas d) Viñedo

4. Durante el movimiento del agua dentro del ciclo hidrológico, parte del agua se encuentra en el subsuelo almacenada o discurriendo por unas capas de suelo denominadas a) embalses b) acuíferos c) afluentes d) bolsas de agua

5. En España, más de las tres cuartas partes del consumo de agua está d e s tinada a a) uso urbano b) uso para regadío c) uso industrial d) uso doméstico

6. Las superficies del terreno en las que se recoge el agua de lluvia o deshielo para formar parte de los cursos de agua superficial o subterráneos se denominan cuencas hidrográficas. Verdadero / Falso

7. La cuenca hidrográfica que ocupa la mayor parte de la superficie andaluza es la del a) Sur b) Guadiana c) Segura d) Guadalquivir

8. La superficie de cultivo de regadío en Andalucía es superior a la de secano, lo que hace que más de la mitad de la producción final agrícola corresponda al regadío. Verdadero / Falso

9. Implantar cualquier sistema de regadío implica generar en el medio ambiente que lo rodea sólo impactos o efectos ambientales negativos. Verdadero / Falso

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Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

MÉTODOS DE RIEGO

2.1 Introducción

Para un correcto desarrollo de los cultivos de forma que se consiga obtener de ellos una producción máxima, debe siempre procurarse que tengan satisfechas sus necesidades de agua. En los sistemas agrícolas de secano el agua es aportada sólo por la lluvia, que en climas húmedos puede satisfacer todas las necesidades de agua de los cultivos, sin embargo en los secos es muy poco frecuente. Con el riego se trata, por tanto, de completar las necesidades de agua de los cultivos aportando una cantidad extra a la que cae con la lluvia. Los métodos de riego engloban las diferentes formas que existen de aplicar el agua al suelo. Han evolucionado notablemente con el tiempo, desde la ejecución del riego en las primeras civilizaciones basándose en la observación de las crecidas y bajadas del nivel del agua en los ríos y el manejo adecuado del agua y el suelo, hasta los riegos totalmente tecnificados, controlados y automatizados que aprovechan el conocimiento que existe en la actualidad de ciencias como la agronomía, hidráulica o la electrónica. El uso de un método de riego u otro depende de numerosos factores, entre los que es preciso destacar los siguientes: n

La topografía del terreno y la forma de la parcela, es decir la pendiente, longitud y anchura, si existen caminos, acequias u otro tipo de elemento que pueda interferir en el riego y la posibilidad de que el agua pueda ser llevada hasta la parcela sin un coste excesivo.

n

Las características físicas del suelo, en particular las relativas a su capacidad para almacenar el agua de riego que debe ser puesta a disposición de las raíces de las plantas.

n

Tipo de cultivo, del que es especialmente necesario conocer sus requerimientos de agua para generar producciones máximas, así como su comportamiento en situaciones de falta de agua.

n

La disponibilidad de agua, aspecto muy relevante en cuanto puede ser necesario programar los riegos no en función de las necesidades de agua del cultivo sino de la posibilidad de que exista agua suficiente para regar y el precio de la misma.

n

La calidad del agua de riego, lo que puede ser determinante en la elección tanto del método de riego como de ciertos componentes de la instalación.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

n

La disponibilidad de mano de obra, con la que se garantice la ejecución de todas las labores precisas durante el desarrollo del cultivo, en particular las referidas al riego.

n

El coste de la instalación de cada sistema de riego en particular, tanto en lo que se refiere a inversión inicial como en la ejecución de los riegos y mantenimiento del sistema.

n

El efecto en el medio ambiente, especialmente en el uso eficiente del agua, la calidad de las aguas de escorrentía y la erosión del suelo.

Figura 1. Factores a considerar en la elección del método de riego

Topografía del terreno y Geometría de la parcela Características físicas del suelo Tipo de Cultivo Disponibilidad de agua y mano de obra Calidad del agua de riego Coste de la instalación, riegos y mantenimiento Efecto en el medio ambiente

Teniendo en cuenta éstos, además de otros factores, se elige un método de riego. A su vez, dentro de cada método existen bastantes tipos de sistemas o variantes cuya elección se realizará teniendo en cuenta aspectos más particulares que están más relacionados con la forma de manejar el suelo y el cultivo y con técnicas concretas de aplicación del riego en las que, por ejemplo, cada agricultor se encuentre más familiarizado. En la actualidad son tres los métodos de riego utilizados como forma de aplicar el agua al suelo: riego por superficie, riego por aspersión y riego localizado. A escala mundial, el 95% de los más de 220 millones de has. de regadío se riegan por superficie, sin embargo esta cifra disminuye en los países desarrollados situándose entre el 60 y el 80%. Esto se debe fundamentalmente a que aspersión y localizado son métodos que necesitan tecnología y material más avanzados que el riego por superficie. En España es del 59%, bajando en Andalucía hasta el 42% como consecuencia de un importante incremento en los últimos años de la superficie destinada a riego localizado.

Hectáreas de regadío por métodos de riego

España Andalucía

16

Superficie

Aspersión

Localizado

Total

2.000.000

815.000

585.000

3.400.000

330.000

175.000

295.000

800.000

Métodos de riego

Figura 2. Reparto de la superficie de regadío en España (Total: 3.400.000 has)

Figura 3. Reparto de la superficie de regadío en Andalucía (Total: 800.000 has)

Riego localizado 37% Riego por superficie 59% Riego por aspersión 21% Riego localizado 17%

Riego por aspersión 24%

Riego por superficie 42%

2.2 Riego por superficie

El riego por superficie es el método de riego más antiguo, conocido y aplicado durante miles de años en todo el mundo con técnicas muy diversas y diferentes niveles de perfeccionamiento. Reúne un gran número y variedad de sistemas en los que el agua se aplica directamente sobre la superficie del suelo simplemente por gravedad o escurrimiento. Una de las principales características de estos riegos es que el propio suelo es el que actúa como sistema de distribución dentro de la parcela de riego, guiando el agua desde la zona próxima al lugar de suministro, denominada cabecera de parcela, hasta llegar a todos los puntos de ella. A medida que el agua avanza a lo largo y ancho de la parcela, se va infiltrando en el suelo y pasando a la zona de raíces donde será almacenada y puesta a disposición de las plantas. Finalmente el agua alcanza la cola de parcela, que es el lugar más lejano a la cabecera y donde normalmente llega más tarde. El agua puede llegar hasta la parcela por medio de cualquier sistema de distribución, bien por tuberías (normalmente a baja presión) o por una red de canales o acequias donde el agua circula por gravedad. Sin embargo una vez que el agua está en cabecera, no es preciso dotarla de presión ya que se vierte sobre el suelo y discurre libremente, lo que supone evitar tener en parcela un complejo sistema de tuberías y piezas especiales para distribuir el agua a presión así como un ahorro de energía ya que no se precisan sistemas de bombeo. Para distribuir el agua adecuadamente es muy frecuente disponer surcos o caballones que favorezcan la circulación o escurrimiento del agua sobre el suelo, a lo que también contribuye la pendiente que suelen tener las parcelas de riego por superficie en la dirección de escurrimiento del agua, aún cuando existen parcelas a nivel en las que la pendiente es cero. El riego por superficie es un método particularmente recomendable en terrenos llanos o con pendientes muy suaves en los que no sea preciso realizar una explanación del suelo, lo que es costoso y puede afectar negativamente al suelo. Es el método de riego menos costoso en instalación y mantenimiento, además de que una vez que

Figura 4. El riego por superficie es el método tradicional de riego, aplicado durante miles de años.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

Figura 5. El agua suele llegar a la parcela mediante un sistema de distribución formado por canales o acequias.

Figura 7. Riego por superficie en olivar.

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Figura 6. Los terrenos llanos son los más recomendables para el riego por superficie.

Métodos de riego

el agua llega a la parcela no existe coste en la aplicación del agua. Sin embargo es el que de hecho utiliza el agua de forma menos eficiente, aún cuando con un adecuado diseño y manejo de los riegos pueden competir en eficiencia con otros métodos de riego como aspersión o localizado. Dada la gran variedad de sistemas diferentes dentro de la aplicación del agua por gravedad, el riego por superficie puede aplicarse casi a la totalidad de cultivos, tanto anuales como leñosos, sembrados en línea (maíz, algodón, etc.), en marco amplio (como los árboles) u ocupando la totalidad de la superficie del suelo (caso de la alfalfa, por ejemplo). Simplemente deberá tenerse en cuenta que determinados tipos o sistemas de riego por superficie se adaptan mejor a determinados cultivos a la hora de decidir cuál implantar.

2.3 Riego por aspersión Con este método de riego el agua se aplica al suelo en forma de lluvia utilizando unos dispositivos de emisión de agua, denominados aspersores, que generan un chorro de agua pulverizada en gotas. El agua sale por los aspersores dotada de presión y llega hasta ellos a través de una red de tuberías (desde las principales, secundarias hasta los tubos que llevan instalados los aspersores) cuya complejidad y longitud depende de la dimensión y la configuración de la parcela a regar. Por lo tanto una de las características fundamentales de este sistema es que es preciso dotar al agua de presión a la entrada en la parcela de riego, lo que se realiza usando un sistema de bombeo apropiado. La disposición de los aspersores en campo ha de realizarse de forma que se moje toda la superficie del suelo, de la forma más homogénea posible.

Figura 8. Con el riego por aspersión, el agua se aplica en forma de lluvia.

Un sistema tradicional de riego por aspersión está compuesto de tuberías principales (normalmente enterradas) y tomas de agua o hidrantes para la conexión de secundarias, ramales de aspersión y los aspersores. Todos o algunos de estos elementos pueden estar fijos en el campo, permanentemente o sólo durante la campaña de riego. Además también pueden ser completamente móviles y ser transportados desde un lugar hasta otro de la parcela. Sin embargo en las tres últimas décadas se han desarrollado con gran éxito las denominadas máquinas de riego que, basándose igualmente en la emisión agua en forma de lluvia por medio de aspersores, los elementos de distribución del agua se desplazan sobre la parcela de manera automática. Aunque su precio es mayor, permiten una importante automatización del riego. Figura 9. Red de tuberías en un riego por aspersión.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

Figura 10. Máquina de riego.

Los sistemas de riego por aspersión se adaptan bastante bien a topografías ligeramente accidentadas, tanto con las tradicionales redes de tuberías como con las máquinas de riego. El consumo de agua es moderado y la eficiencia en su uso bastante aceptable. De hecho, si el sistema está bien diseñado y la intensidad de lluvia bien definida en función de las características físicas del suelo no debe haber pérdidas de agua. Sin embargo, la aplicación del agua en forma de lluvia está bastante condicionada a las condiciones climáticas que se produzcan, en particular al viento, y a la aridez del clima, ya que si las gotas generadas son muy pequeñas pueden desaparecer antes de llegar al suelo por efecto de la evaporación. Son especialmente útiles para aplicar riegos relativamente ligeros con los que se pretende aportar algo de humedad al suelo en el periodo de nascencia de las plantas o para aplicar riegos de socorro en situaciones en las que el cultivo necesite agua con prontitud. También es un sistema muy indicado para efectuar el lavado de sales cuando sea necesario y se prestan a la aplicación de determinados productos como fitosanitarios o abonos disueltos en el agua de riego, aunque no se puede considerar que sea una práctica habitual.

Figura 11. En riego por aspersión la aplicación del agua se ve afectada por las condiciones climáticas.

2.4 Riego localizado El método de riego localizado supone aplicar el agua sólo a una zona determinada del suelo, no a su totalidad, lo que constituye la principal diferencia con respecto a los sistemas anteriores. Al igual que el riego por aspersión, el agua circula a presión por un sistema de tuberías (principales, secundarias, terciarias y ramales) desplegado sobre la superficie del suelo o enterrado en éste, y finalmente sale por los emisores de riego localizado con poca o nula presión a través de unos orificios, generalmente de muy pequeño tamaño.

Figura 12. Zona del suelo en la que se aplica el agua con riego localizado.

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En estos sistemas es necesario contar con un sistema de bombeo que dote de presión al agua, así como determinados elementos de filtrado y tratamiento del agua

Métodos de riego

antes de que circule por la red de tuberías. Con ellos se pretende evitar la obturación de los emisores, uno de los principales problemas que suelen ocurrir. Estos elementos se instalan a la salida del grupo de bombeo en lo que se denomina cabezal de riego localizado. Instalando los equipos apropiados en el cabezal de riego se pueden aplicar sustancias nutritivas (fertilizantes) o sanitarias (herbicidas, plaguicidas, etc.) junto con el agua; de hecho, el fertirriego o aplicación de fertilizantes con el agua, es una práctica habitual y muy conveniente en riego localizado. El desarrollo de las técnicas y equipos han permitido una automatización de las instalaciones en distintos grados, llegándose en ocasiones a un funcionamiento casi autónomo de todo el sistema. De esta forma se consigue automatizar operaciones como limpieza de equipos, apertura o cierre de válvulas, fertilización, etc., que producen un importante ahorro de mano de obra. Es el método de riego más tecnificado, y con el que más fácil se aplica el agua de manera eficiente. De igual forma, el manejo del riego es bastante distinto ya que el suelo pierde importancia como almacén de agua; se riega con bastante frecuencia, en determinados casos todos los días, de forma que se mantiene un nivel de humedad óptimo en el suelo. Además, la cantidad de agua aportada en cada riego es mucho menor que en los otros métodos de riego. Sin embargo requiere un buen diseño, una alta inversión en equipos y un mantenimiento concienzudo lo que supone un alto coste que podrá ser asumido en cultivos de alto valor comercial.

Figura 13. Emisores de riego localizado.

Figura 14. Cabezal de riego localizado.

Figura 15. Aparato de fertirriego para riego localizado.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

Unidad Didáctica 2. MÉTODOS DE RIEGO

RESUMEN

Regar supone completar las necesidades de agua de los cultivos que no son satisfechas por la lluvia. Los métodos de riego abarcan las diferentes formas de aplicar el agua al suelo de manera que ésta pueda ser aprovechada por las plantas. Para la elección de uno u otro método ha de tenerse en cuenta numerosos factores; entre otros la topografía y geometría de la parcela, el cultivo y el tipo de suelo, la disponibilidad y calidad del agua de riego y ciertos aspectos económicos y medioambientales. El agua se aplica por superficie, por aspersión o de forma localizada, siendo el primero el más usado a nivel mundial, mientras que los otros dos están experimentando un notable incremento en países desarrollados. El riego por superficie se basa en la aplicación del agua por gravedad, dejándola discurrir sobre la superficie del suelo usando frecuentemente surcos o caballones para facilitar el movimiento del agua. Existen multitud de sistemas diferentes por lo que es aplicable a la mayoría de cultivos y sistemas de manejo. Tienen bajo coste de instalación y mantenimiento pero por regla general es el método de riego que menos eficientemente usa el agua. Con el riego por aspersión se moja toda la superficie del suelo aplicando el agua en forma de lluvia. Se requiere un sistema de distribución en parcela formado por tuberías y aspersores y un sistema de bombeo para dotar al agua de la presión necesaria. La aplicación del agua está muy condicionada a las condiciones climáticas, sin embargo es un método muy útil para realizar riegos ligeros, de lavado de sales o de socorro. El riego localizado requiere también un sistema de tuberías que conducen el agua a presión hasta los emisores, por los que sale el agua mojando sólo parte de la superficie del suelo. Por el riesgo de obturación de los emisores es imprescindible instalar diferentes elementos de filtrado y tratamiento del agua, a los que es conveniente añadir sistemas de fertilización. Se pueden automatizar casi en su totalidad, lo que unido al coste de los equipos y al de mantenimiento supone que sean sistemas rentables con cultivos de alto valor comercial n

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Unidad Didáctica 2. MÉTODOS DE RIEGO

AUTOEVALUACIÓN 1. La superficie de riego localizado y por aspersión tiende a ser mayor en países más desarrollados, ya que son métodos de riego que precisan tecnología más avanzada y materiales más sofisticados. Verdadero / Falso 2. El método de riego más utilizado actualmente en todo el mundo es el a) Riego localizado b) Riego por aspersión c) Riego subterráneo d) Riego por superficie 3. En el riego por superficie, una vez que el agua ha llegado a la parcela se distribuye a) Por un complejo sistema de tuberías b) Por redes de canales abiertos c) A través del propio suelo d) En forma de finas gotas de lluvia 4. Indicar cuál de las siguientes es una característica destacable de los riegos por superficie: a) Pueden emplearse en casi todos los cultivos b) Tienen un elevado coste de instalación y mantenimiento c) Suelen ser muy apropiados en terrenos con pendiente elevada d) Requieren contar con un gran equipo de bombeo a pie de parcela

5. Los aspersores son dispositivos que emiten el agua a) En forma de chorros de gran tamaño b) Pulverizada en forma de lluvia c) Gota a gota d) Sin presión 6. En un sistema de riego por aspersión, todos los elementos o componentes son: a) Necesariamente fijos b) Fijos o móviles c) Necesariamente móviles d) Ninguna de las anteriores 7. Un aspecto muy positivo de los riegos por aspersión es que la aplicación del agua no está condicionada en absoluto a las condiciones climáticas. Verdadero / Falso 8. Una de las principales características del riego localizado es que a) El agua se aplica mediante aspersores b) La cantidad de agua aplicada es, en general, superior a la de otros métodos de riego c) Sólo se moja parte de la superficie del suelo d) Tienen un coste de instalación bastante reducido 9. El fertirriego consiste en la aplicación de diferentes sustancias sanitarias para las plantas como fungicidas, plaguicidas, herbicidas, etc. Verdadero / Falso

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Módulo 1: Fundamentos del riego

IMPLICACIONES AMBIENTALES DE LOS REGADÍOS

3.1 Introducción

La agricultura es una actividad productiva que se realiza en todo el mundo desde hace miles de años, consistente en la obtención de cultivos fuera de su entorno silvestre aplicando diversidad de técnicas y prácticas. Por sí misma constituye una alteración del medio, al ser consecuencia de una actividad humana que requiere el uso de determinados recursos naturales (suelo, compuestos químicos, agua, combustible...) y que origina una serie de residuos y desechos potencialmente contaminantes. La agricultura de regadío constituye una importantísima actividad dentro del sector agrícola, principalmente en lo que se refiere a la producción final, a la dinámica del sector relacionado con ella y al empleo generado. Es una modalidad de la agricultura que supone siempre una alteración del medio donde ésta se desarrolla, para adecuarlo a las necesidades del sistema de riego o como consecuencia de la aplicación propiamente dicha de los riegos. Sin embargo, las implicaciones ambientales suelen ser mayores que en la agricultura de secano. La transformación de un sistema agrícola de secano a regadío supone la modificación de un gran número de factores o elementos, lo que puede afectar en mayor o menor grado al entorno, bien sea a las personas, los animales y plantas, a determinados recursos como el agua y el suelo o a su aspecto físico. En cualquier caso, el grado de afectación del medio será diferente dependiendo del método de riego que se instale, por superficie, aspersión o localizado, y de la magnitud de la transformación; es evidente que el efecto en el medio ambiente será mucho mayor cuando se realice un plan de transformación a escala de zona regable que cuando un agricultor ponga en riego su finca de secano con un equipamiento e inversión reducidas. Además de la mencionada transformación de secano a regadío, el cambio en el método de riego, superficie, aspersión o localizado, también puede generar impactos en el medio. Un ejemplo lo constituye una transformación de una gran zona de riego por superficie en riego localizado, lo que puede afectar a varios aspectos como: alteración en el funcionamiento de los acuíferos; clima de la zona, especialmente a la humedad y temperatura del aire; desaparición de hábitats propios del riego por superficie, como los canales de riego, embalses, sistemas de desagüe; etc.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

El regadío no siempre tiene un efecto perjudicial u origina un impacto ambiental negativo, sino que en numerosos casos se producen impactos ambientales positivos que favorecen diferentes aspectos del entorno. Sin embargo, por lo general, la agricultura de regadío provoca más impactos negativos que positivos, aunque puede considerarse que el grado de deterioro ambiental es bajo comparado con otras actividades como la industria o la infraestructura viaria (carreteras, ferrocarril, etc.). Se expondrán algunas de las acciones tanto beneficiosas como perjudiciales más relevantes, haciendo incidencia en ciertos aspectos que deben ser considerados en el diseño y manejo de los riegos para usar racionalmente el agua de riego y minimizar la contaminación de las aguas, como efectos más importantes de la implantación de la agricultura de regadío.

3.2 Efectos ambientales positivos relacionados con los regadíos No es fácil encontrar acciones o aspectos vinculados con los regadíos que puedan suponer un efecto beneficioso al medio. Algunos de ellos tienen incluso un carácter subjetivo y no pueden ser cuantificados, pero aún así es interesante mencionarlos.

Figura 1. Algunos sistemas de regadío tradicionales tienen un alto valor paisajístico.

Se puede destacar la incidencia o influencia que los sistemas de riego tienen en el paisaje, lo que suele ser conocido como el valor paisajístico que la implantación del riego tiene en la zona afectada. En general suele considerarse más atrayente un paisaje en el que el agua sea abundante y predomine una vegetación frondosa. Como se ha indicado con anterioridad, el agua se asocia a la vida, y la agricultura de regadío está intuitivamente unida a riqueza natural de la que carecen los sistemas de secano en zonas con escasez de agua, áridas o semiáridas.

Sin embargo, este impacto visual positivo suele ser más acusado en sistemas tradicionales de riego por superficie en los que se emplean diseños y técnicas de riego así como aparatos singulares poco conocidos o peculiares, que suponen un aliciente e incrementan el atractivo de la zona circundante. Otro aspecto a tener en cuenta se basa en la biodiversidad o variedad de especies de animales y plantas que se desarrollan en entornos ricos en agua, mucho mayor y heterogénea, lo que constituye un beneficio importante frente a zonas de secano. A ello contribuye la infraestructura de almacenamiento de agua, presas, embalses, etc. así como a la red de distribución del agua, y los propios riegos, que favorecen la presencia de fauna y flora que difícilmente podrían desarrollarse en otras condiciones. Sin embargo, es preciso tener en cuenta que en ciertos casos la implantación de regadíos supone la destrucción total del entorno donde se desarrollaban especies vegetales y animales propias de la zona, y en muchas ocasiones su desaparición total. Por ello, aunque con la puesta en riego se puede generar una mayor variedad de especies, también se puede provocar la eliminación de algunas otras de carácter autóctono. Como consecuencia directa de la biodiversidad, los sistemas de regadío, aunque prácticamente sólo aquellos a gran escala, son fuente de actividades de tipo cinegético, fomentan el conocimiento del medio rural, el acceso a zonas poco conocidas y la realización de otras actividades de carácter deportivo o turístico.

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Implicaciones ambientales de los regadíos

3.3 Efectos ambientales negativos relacionados con los regadíos Implantar un sistema de riego implica la necesidad de construir la infraestructura apropiada para su correcto funcionamiento, como obras de captación y almacenamiento del agua para el riego, redes de canales, acequias y estructuras para la distribución y desagüe, caminos de acceso, etc. Todo ello supone por sí mismo una alteración del medio, que en caso de una transformación en riego a gran escala puede suponer incluso la modificación del régimen de los cursos de agua, de las zonas húmedas, sobreexplotación de los acuíferos y hasta cambios en los hábitos de vida de determinadas especies de plantas y animales de las zonas circundantes. Es conocido que la agricultura de regadío es la actividad que más cantidad de agua consume, cifrándose en torno al 80% del total. Unido esto a la escasez de agua que existe en nuestra región, es fácil percatarse del serio problema que ocasiona un mal uso del agua en la agricultura. En realidad, el derroche de agua es en sí un problema medioambiental que desgraciadamente ocurre con demasiada frecuencia en un gran número de sistemas de riego. El agua no se utiliza correctamente en dichos sistemas bien por su antigüedad y mal estado de conservación general de las redes de distribución de agua o de los componentes de las instalaciones, o bien por el diseño y manejo de los riegos en la propia finca, decisivos en el uso eficiente del agua.

Figura 2. La construcción de infraestructura para regadío puede suponer la alteración del medio y los recursos de la zona.

Durante el riego pueden suceder dos procesos cuyas características serán detalladas en una Unidad Didáctica posterior: filtración profunda y escorrentía. Estos producen en muchas ocasiones un deterioro muy importante de la calidad de las aguas y del suelo y en consecuencia, su impacto en el medio ambiente.

Figura 3. Canal de riego en muy mal estado de conservación.

Figura 4. Contaminación de las aguas subterráneas y superficiales como consecuencia de la filtración profunda y la escorrentía, ocasionadas en determinados riegos

La filtración profunda origina el movimiento de las sales del suelo hasta capas donde no son útiles a las raíces, pasando tanto a las aguas subterráneas como a las aguas de retorno que se vierten a cauces naturales. Este agua también pueden contener otros productos fitosanitarios como herbicidas, plaguicidas, o abonos, lo

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Módulo 1: Fundamentos del riego

que contribuye aún más a la contaminación del agua de retorno. El agua de escorrentía puede erosionar el suelo y producir la contaminación del agua con sedimentos y otros elementos asociados, y si se vierte a cauces naturales ocasiona serios perjuicios a la fauna y reduce la vida útil de algunas estructuras como presas, puentes, etc. Además, el riego puede constituir en sí mismo un riesgo de salinización del suelo si el contenido de sales del agua de riego es elevado. Por esto es preciso conocer la calidad del agua antes de proyectar el sistema de riego, pudiéndose evitar en parte el problema mencionado. La solución a todos estos problemas ambientales no es única, cada caso es diferente y debe ser estudiado independientemente. Sin embargo, en la mayor parte de los casos muchos de los problemas se podrían evitar explotando el sistema de riego de forma óptima, aprovechando sus recursos y consiguiendo riegos uniformes y eficientes. Incrementar en lo posible la uniformidad de la distribución del agua que se infiltra y la eficiencia en el uso del agua implica reducir al máximo las pérdidas de agua y la posibilidad de contaminar el medio circundante, especialmente las aguas subterráneas y las de retorno, no malgastar el agua evitando en su caso sobreexplotación de acuíferos y finalmente conservar el suelo y la calidad del agua.

La erosión del suelo

Figura 5. La aplicación del agua a un gran tablar de riego por superficie en forma de avenida como el de la figura, puede provocar un serio riesgo de erosión.

La erosión consiste en el arranque de las partículas sólidas que forman el suelo y su transporte a otros lugares dentro de la misma parcela o fuera de ella, donde finalmente se depositarán. Este proceso está considerado hoy día como uno de los problemas más importantes que sufre la agricultura a escala mundial, como consecuencia de la pérdida de las capas más superficiales y más fértiles del suelo y la degradación tanto del suelo agrícola como del entorno, principalmente los cauces donde se recoge el agua de escorrentía contaminada con todo tipo de partículas de suelo y elementos como pesticidas, abonos, etc.

Normalmente se asocia la erosión a suelos agrícolas de secano cuando se producen fenómenos de lluvia muy intensa. Sin embargo suele olvidarse el riesgo de erosión en determinados sistemas agrícolas de regadío en los que el agente erosivo no es la lluvia sino el agua de riego. Si ésta es aplicada en forma de grandes chorros o avenidas como en riego por superficie, o genera escorrentía como puede suceder en riego por aspersión, es posible que el agua tenga energía suficiente como para romper la estructura del suelo y arrastrar las partículas junto con el agua. De lo anterior se deduce que en el riego localizado normalmente no se produce erosión. Si un sistema de riego por aspersión está bien diseñado y manejado, es muy poco probable que se pueda producir erosión. Sólo en ciertos casos, cuando la intensidad de lluvia generada por los aspersores sea superior a la capacidad de suelo para infiltrarla y se genere escorrentía, y además el terreno tenga una pendiente acusada, es posible que la pérdida de suelo llegue a ser importante. También es posible que se origine escorrentía cuando la aplicación del agua esté muy afectada por el viento y determinadas zonas del suelo se mojen en exceso. En ambos casos la solución radica en realizar un buen control visual del funcionamiento del sistema, y actuar de manera adecuada cuando se observe que se está generando un exceso de agua sobre el suelo. Sin embargo, a pesar del pensamiento generalizado, en el riego por superficie es donde la erosión del suelo suele ser mucho más importante. Además, el riesgo de erosión aumenta cuando se llevan a cabo

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Implicaciones ambientales de los regadíos

diversas prácticas de manejo del suelo para aumentar la uniformidad en la distribución del agua con el riego, como aplicar caudales altos, reducir la longitud de la parcela y utilizar pendientes excesivas. En circunstancias en que se produzca erosión en sistemas de riego por superficie, los principales efectos que pueden ocurrir son los siguientes: n

Descarnamiento del suelo en zonas de cabecera donde se aplica el agua, que arranca las partículas de suelo de las capas superiores y las transporta hacia cola de parcela.

n

Ganancia de sedimento en zonas de cola donde el agua circula más despacio, lo que favorece que tales partículas se depositen y formen una capa que sella los poros y dificulta la infiltración del agua en riegos posteriores.

n

Deterioro de los canales de la red de desagüe si no están construidos correctamente.

A pesar de estos efectos, que en ocasiones son realmente devastadores, es muy simple evitar el riesgo de erosión realizando un diseño y manejo adecuados o utilizando protecciones en zonas puntuales donde puede generarse gran cantidad de sedimentos. De otra manera, los efectos de la erosión se reflejarán en un importante deterioro del suelo que afectará a su fertilidad y por tanto a la producción del cultivo así como en una pérdida de valor del suelo que podrá quedar seriamente degradado.

Figura 6. Degradación de la cabecera de los surcos de riego como consecuencia del descarnamiento de la capa superior del suelo.

Figura 7. Deterioro de los canales de desagüe en un sistema de riego por surcos.

Contaminación por nitratos El nitrato es un compuesto químico cuyo componente principal es el nitrógeno. Forma parte de los suelos y las aguas de manera natural, siendo un nutriente fundamental tanto para las plantas como para una gran variedad de seres vivos. Cuando se habla de suelos cultivados, el nitrato proviene, además del abonado con productos nitrogenados tanto orgánicos (como por ejemplo el estiércol) como minerales (fertilizantes), de la materia orgánica que tengan los suelos. Si además se hace referencia a tierras de regadío, otra fuente de nitrato es el agua de riego que en ocasiones puede aportar importantes cantidades de ese compuesto. Los problemas ocasionados por el exceso de nitratos hacen referencia principalmente a tres aspectos relacionados con su capacidad para contaminar:

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Módulo 1: Fundamentos del riego

Contaminación de las aguas para consumo humano

Origen de los nitratos

Materia orgánica de los suelos

Orgánico (estiércol)

Abonado

Riego con agua rica en nitratos

Mineral (fertilizante)

El consumo de nitratos en cantidades excesivas provoca problemas de salud en las personas. Normalmente la ingestión de nitratos se realiza a través del agua, por lo que la Organización Mundial de la Salud ha establecido unos límites en contenido de nitratos de las aguas de consumo público para que se consideren potables. En concreto se establece un límite recomendado de 50 miligramos de nitrato por litro de agua y un límite máximo de 100 miligramos por litro. Aunque en nuestro país el problema de exceso de nitratos en aguas de consumo no es generalizado, existen determinadas zonas que comienzan a presentar problemas, coincidiendo en la mayor parte de los casos con áreas de agricultura intensiva en las que el aporte de fertilizantes nitrogenados es muy importante, y zonas de regadío que favorecen el paso de los nitratos aportados mediante abono a las aguas subterráneas que posteriormente serán usadas para consumo.

Figura 8. Concentración de nitrato en las aguas subterráneas de España.

Contaminación de las aguas subterráneas El nitrato del suelo se mueve disuelto en agua, por lo que en sistemas de regadío, la pérdida de nitratos desde la zona ocupada por las raíces del cultivo hasta zonas más profundas contaminando las aguas subterráneas puede ser muy elevada. Es el proceso que se conoce como lixiviación o lavado de nitratos y está originado por la filtración profunda o percolación producida con el riego. Dependiendo del método de riego y a su vez de los distintos tipos dentro de cada método, el lavado de nitratos será muy variable, pero en general se puede afirmar que existe mayor riesgo en riego por superficie y en riego por aspersión en los que la percolación del agua puede ser elevada, mientras es muy raro que se produzca en riego localizado. Para evitar que el agua pase a zonas más profundas del suelo en cantidades excesivas, es necesario evitar en lo posible las pérdidas por percolación y realizar el riego con alta uniformidad. También es preciso tener en cuenta el contenido en nitratos del agua que se usa para regar, porque en ocasiones tanto los aportes como los lixiviados de nitratos dependerán de tal contenido. Ejemplo

Un agricultor riega un cultivo de maíz por superficie. El agua de riego que utiliza contiene 42 miligramos de nitratos por litro (0.042 gramos por litro) y en la campaña de riegos aplica 8.000 metros cúbicos de agua (8.000.000 de litros) por hectárea. La cantidad de nitrato que aporta con el agua de riego en toda la campaña por cada hectárea es de: g L 0.042 —–— x 8.000.000 —–— = 336.000 g/ha, es decir, 336 kg/ha L ha

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Implicaciones ambientales de los regadíos

En efecto, según se desprende de estudios realizados en parcelas controladas, se ha observado que a mayor dosis de abono y mayor capacidad de infiltración del suelo, la lixiviación de nitrato es mayor. De la misma forma, aplicar un riego justo después de haber abonado supone un alto riesgo de lixiviación de nitratos, mientras que si se da el suficiente tiempo al cultivo para extraerlo del suelo, la cantidad en éste será mucho menor y el arrastre de nitratos con el agua de riego disminuirá considerablemente.

Figura 9. Relación entre el lavado de nitratos y la dosis aplicada así como la capacidad de infiltración del suelo

Lixiviación o lavado de nitrratos (kilogramos) por ha. y año

La cantidad de nitratos lixiviados que pueden contaminar las aguas subterráneas dependerá también de la dosis de abono utilizado en la fertilización, de las características del suelo, principalmente la capacidad para infiltrar el agua y producir percolación, así como del momento en que se realice tanto el abonado como el riego.

120 ALTA

80 MEDIA

40 BAJA

capacidad de infiltración

0 0

100

200

300

400

Dosis de fertilizante (kilogramos) por ha. y año

Contaminación de las aguas superficiales La escorrentía que se produce en determinados sistemas de riego, principalmente por superficie y en ocasiones por aspersión, es un elemento que contribuye notablemente a la contaminación de las aguas superficiales, ya que en la mayor parte de los casos el agua de escorrentía se vierte directamente a los cursos de agua. Cuando el agua superficial contiene una gran cantidad de nutrientes, se puede producir un serio problema denominado eutrofización. Consiste básicamente en un desarrollo espectacular de la vegetación que vive en las aguas como consecuencia de una excesiva cantidad de nitrógeno en ellas. Asimismo, cuando esa vegetación muere, se descompone, consume oxígeno del agua y provoca la muerte de la fauna acuática de la zona. El exceso de vegetación tiene además otros efectos:

Figura 10. Es preciso evitar en lo posible la generación de escorrentía y su vertido en los cauces naturales para conservar el medio ambiente.

n

dificulta el discurrir natural del agua en ese cauce

n

genera un efecto visual muy antiestético

n

reduce la posibilidad de usar dicho cauce para fines recreativos

Si el agua de escorrentía es rica en nitratos (normalmente cuando las dosis de abonado nitrogenado son elevadas) y además se riega justo después de abonar (y el nitrógeno no ha sido asimilado ni por el suelo ni por las plantas), se estará aumentando el riesgo de contaminación de las aguas superficiales y su posible eutrofización.

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 1: Fundamentos del riego

Unidad Didáctica 3. IMPLICACIONES AMBIENTALES DE LOS REGADÍOS

RESUMEN

El riego en la agricultura supone la alteración del medio donde éste se lleva a cabo en distinta medida dependiendo de la magnitud del sistema de regadío. En cualquier caso, siempre se producirán impactos negativos que perjudican el medio ambiente, si bien en ciertas ocasiones se puedan destacar también algunas ventajas con respecto a los sistemas de secano. Como impactos positivos cabe destacar el incremento del valor paisajístico de determinado sistemas de riego, más importante en riegos tradicionales. Se favorece también la biodiversidad o variedad de especies de fauna y flora, así como el desarrollo de actividades cinegéticas, deportivas y turísticas. Entre los impactos negativos se encuentran las obras de infraestructura para realizar los riegos, almacenamiento y distribución de agua, caminos, etc. En otro ámbito, el uso masivo e irracional de agua supone un importante perjuicio, en cuanto es un recurso muy escaso en muchas zonas. A este mal uso contribuyen las pérdidas de agua en las infraestructuras de riego y los riegos poco eficientes. Las pérdidas de agua por filtración profunda y su efecto principalmente en la contaminación por nitratos en aguas subterráneas y superficiales, así como la erosión del suelo, que lo degrada y contamina el agua de retorno, son dos de los efectos más importantes en el medio ambiente. En muchas ocasiones es suficiente realizar riegos con elevada uniformidad y eficiencia para minimizar estos impactos negativos n

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 1: Fundamentos del riego

Unidad Didáctica 3. IMPLICACIONES AMBIENTALES DE LOS REGADÍOS

AUTOEVALUACIÓN 1. La agricultura de regadío genera impactos tanto positivos como negativos en el medio ambiente circundante. El grado en que dicho medio se ve afectado es independiente del tamaño del sistema de regadío y siempre será igual, se trate de zonas muy extensas o simples parcelas de riego. Verdadero / Falso 2. ¿Qué proceso o procesos pueden provocar un serio deterioro tanto de la calidad de las aguas como del suelo? a) Evaporación del agua desde el suelo b) Evapotranspiración c) Filtración profunda y escorrentía d) Transpiración 3. La salinización del suelo es un efecto perjudicial que puede producirse en un suelo si se riega repetidamente con agua salina. ¿Qué es preciso conocer antes de proyectar el sistema de riego para evitar este impacto ambiental negativo? a) La cantidad de agua disponible para los riegos b) La calidad del agua de riego c) La temperatura media del agua de riego d) La capacidad de retención de agua del suelo 4. La erosión del suelo es un serio problema en la agricultura actual que, entre otros efectos, produce la eliminación de las capas más superficiales en zonas donde predomina el arranque de partículas. Pero, ¿qué relación tiene ese efecto con la productividad del suelo? a) En realidad ninguna b) Las capas más superficiales son las más fértiles c) Con el suelo se puede arrastrar la semilla del cultivo d) El cultivo no puede absorber el agua

5. Por lo general el riesgo de erosión del suelo es mucho mayor en sistemas de riego a) Localizado b) Por aspersión c) Por superficie d) No se puede distinguir claramente entre ninguno de ellos 6. ¿Cómo se conoce el proceso por el cual el nitrato del suelo, el aportado con el agua de riego o ambos se filtra por debajo de la zona ocupada por las raíces del cultivo pudiendo llegar a contaminar las aguas subterráneas? a) Nitrificación del agua subterránea b) Mineralización del nitrato c) Eutrofización d) Lixiviación o lavado de nitratos 7. Para garantizar la potabilidad del agua para el consumo humano, la Organización Mundial de la Salud a establecido un límite recomendado y otro máximo de contenido de nitratos. ¿Cuál es el límite recomendado? a) 10 miligramos por litro b) 25 miligramos por litro c) 50 miligramos por litro d) 100 miligramos por litro 8. La eutrofización es un proceso por el cual la vegetación crece en exceso debido a altas cantidades principalmente de nitrógeno y fósforo en el agua. Verdadero / Falso 9. ¿Cuál de los siguientes puede considerarse como un efecto positivo originado en los regadíos? a) Sobreexplotación de acuíferos b) Alteración del régimen de los cursos de agua c) Generación de filtración profunda y escorrentía d) Aumento del valor paisajístico del entorno

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Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

EL AGUA EN EL SUELO Y LA PLANTA. PÉRDIDAS DE AGUA

4.1 Introducción

El agua es un elemento esencial para la vida de las plantas, determinante de su estado de desarrollo y principal medio de transporte para las sustancias nutritivas que toman del suelo. Además de ser el elemento en el que los nutrientes que existen en el suelo se disuelven y pasan a la planta a través de las raíces, el agua es imprescindible para que realicen sus procesos de crecimiento y desarrollo y permite una correcta “refrigeración” para adaptarse a las condiciones climáticas. El consumo de agua dependerá tanto del cultivo (ya que no todas las plantas utilizan la misma cantidad de agua) como de la climatología de la zona, en especial de las condiciones de radiación solar, temperatura, humedad y viento dominante. Mediante el riego el agua se aplica al suelo, siendo éste un mero distribuidor. Dependiendo del tipo de suelo en el que esté implantado el cultivo, se podrá almacenar mayor o menor cantidad de agua y además la planta podrá extraerla con menor o mayor dificultad. Por lo tanto, para que un determinado cultivo evolucione de forma óptima y utilice a la vez el agua eficientemente, es necesario conocer de manera bastante precisa cuál es el consumo de agua en cada fase del desarrollo y así saber qué cantidad aplicar con un riego. Las relaciones que existan entre el suelo, el agua, la planta y el clima son esenciales para manejar un determinado sistema de riego ya que de ellas depende el movimiento del agua en el suelo, en la planta y cómo de ésta pasa a la atmósfera.

Figura 1. Principales factores de los que depende el consumo de agua por la planta.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

4.2 Características físicas del suelo El suelo constituye el soporte físico para las plantas y les proporciona tanto el agua como los elementos nutritivos disueltos en ella. Es un material poroso, compuesto principalmente por: n

fracción sólida: partículas minerales de diferentes formas y tamaños. partículas orgánicas

n n

n

fracción porosa: aire agua

n n

ocupando ambos parte o la totalidad de los poros. Los suelos están compuestos de partículas minerales de arena, limo y arcilla, las cuales se diferencian básicamente en su tamaño y forma. La proporción que exista de cada uno de estos grupos define la textura del suelo y su porosidad. Estas características físicas de un suelo son las que determinan la forma y cantidad en que el agua aplicada con un riego es absorbida, infiltrada y redistribuida, es decir, indican la capacidad que tiene para almacenar el agua y cederla a las plantas. Dependiendo de la proporción de arena, limo y arcilla se pueden tener muy diversas texturas: En general, un suelo arenoso o franco arenoso (normalmente se habla de suelo con textura gruesa o suelo ligero) tiene gran capacidad para absorber el agua e infiltrarla hasta zonas más profundas. Sus poros son grandes, de forma que cuando las raíces de las plantas tratan de extraer el agua de dichos poros no encuentran mucha dificultad para hacerlo. Sin embargo, por estas características, son suelos que permiten que el agua que se infiltra pase a zonas tan profundas como para que no pueda ser explorada por las raíces, de manera que parte del agua aplicada con el riego puede perderse, es decir, tienen poca capacidad de retención de agua, si bien como aspecto positivo no suelen tener problemas de encharcamiento.

Figura 2. Partículas minerales del suelo

Textura del Suelo Arenoso

36

% Arena

% Limo

% Arcilla

90

5

5

Limoso

5

90

5

Arcilloso

5

5

90

Franco

40

40

20

Franco arenoso

60

15

25

Franco limoso

20

65

15

Franco arcilloso

30

35

35

Franco arcillo-arenoso

55

15

30

Franco arcillo-limoso

10

60

30

En el otro extremo, los suelos arcillosos o franco arcillosos, llamados también suelos pesados o de textura fina, tienen una porosidad muy alta pero los poros son muy pequeños. Esto hace que la absorción e infiltración del agua desde la superficie hacia zonas más profundas sea muy lenta. Estos suelos presentan una elevada capacidad de retención de agua, por lo que no es frecuente que existan grandes pérdidas de agua debidas a una excesiva infiltración, pero la planta encuentra mayor dificultad para absorber el agua que se encuentra en el espacio poroso de este tipo de suelos. Son suelos que no tienen buena aireación y es frecuente encontrar problemas de encharcamiento.

El agua en el suelo y la planta. Pérdidas de agua

Figura 3. Infiltración del agua en suelos arenosos o “ligeros” y arcillosos o “pesados”

Los suelos francos, por sus características físicas intermedias, son en general bastante apropiados para los cultivos de regadío. Suelen estar compuestos por una mezcla de arena, limo y arcilla que les da una buena aireación, adecuada capacidad para retener el agua, evitando tanto grandes pérdidas por filtración a capas más profundas como encharcamientos indeseados.

4.3 El agua en el suelo En función de la mayor o menor proporción de agua en los poros del suelo, y su disponibilidad para la planta se definen cuatro niveles de humedad: n

n

n

n

Saturación: cuando todos los poros están llenos de agua. Límite superior (LS): es un nivel de humedad que se consigue dejando drenar el agua de un suelo saturado. Este contenido de agua supone la mayor cantidad de agua que el suelo puede llegar a almacenar sin drenar. También se conoce como capacidad de campo (CC).

Figura 4. Niveles de contenido de agua en el suelo útiles para la práctica del riego

Suelo saturado de agua

Suelo en el límite superior

Sat

Sat

Ls

Ls

Li Seco

Li Seco

Límite inferior (LI): si el suelo no recibe un nuevo aporte, la evaporación de agua desde el suelo y la extracción por parte de las raíces hacen que el agua almacenada disminuya hasta llegar a este nivel en el que las raíces no pueden extraer más cantidad. Aunque el suelo aún contiene cierta cantidad de agua, las plantas no pueden utilizarla. Se conoce también como punto de marchitamiento permanente (PMP). Suelo seco: situación en que los poros del suelo están totalmente llenos de aire.

Sat= Saturación.

Suelo seco

Suelo en el límite inferior

Sat

Sat

Ls

Ls

Li Seco

Li Seco

Ls= Límite superior.

Li= Límite inferior

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Módulo 1: Fundamentos del riego

El comportamiento del suelo como medio poroso frente a un determinado grado de humedad es muy similar al de una esponja. Supóngase una esponja totalmente seca sobre la que se vierte agua hasta saturarla (mojarla por completo); comenzará a soltar agua por la parte inferior simplemente por gravedad, hasta un momento en que no caiga más, estando entonces en una situación similar al de límite superior. Si la esponja se presiona con fuerza para expulsar el agua, quedará con una humedad equivalente al de límite inferior, es decir, por más que se presione no se expulsa más agua, sin embargo todavía está ligeramente húmeda. Solamente se podría extraer el agua restante si la esponja se seca en una estufa, lo que sería análogo al suelo seco. En un suelo ocurre de forma similar, y a medida que hay menos agua, la succión que ejerce el suelo sobre el agua es mayor, es decir, a la planta le cuesta más trabajo extraerla. Figura 5. Intervalo de humedad disponible

Saturación Límite superior Intervalo de humedad disponible

Así pues, las plantas pueden extraer el agua del suelo desde el límite superior hasta el límite inferior de humedades, lo que se conoce como Intervalo de Humedad Disponible (IHD). En la práctica, la mayor cantidad que el suelo puede almacenar y poner a disposición de las plantas y por lo tanto el que ellas pueden extraer es en torno al 70% de la cantidad de agua representada por el IHD. Para poder programar los riegos de forma eficaz, es necesario conocer el nivel de humedad o cantidad de agua que tiene el suelo y los valores tanto de límite superior como de límite inferior. El contenido de agua en el suelo se puede determinar de forma directa utilizando muestras de suelo o bien de forma indirecta usando unos aparatos específicos.

Límite inferior Seco

Medidas directas del contenido de agua en un suelo Humedad gravimétrica: Es el porcentaje de peso de suelo ocupado por el agua. Por ejemplo, si en una muestra de suelo humedecido 14 gramos son de agua y 65 gramos son de suelo, la humedad gravimétrica será el resultado de dividir 14 entre 65 y multiplicar por 100, es decir, el 21.5%.

Humedad volumétrica: Es el porcentaje de volumen de suelo ocupado por el agua. Por ejemplo, si en una muestra de suelo humedecido 12 cm3 son de agua y 48 cm3 son de suelo, la humedad volumétrica será el resultado de dividir 12 entre 48 y multiplicar por 100, es decir, el 25%. Textura del suelo

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Densidad aparente (da) g/cm3

Arenoso

1.65

Franco-arenoso

1.50

Franco

1.40

Franco-limoso

1.35

Franco-arcilloso

1.30

Arcilloso

1.25

Lo más frecuente es calcularla multiplicando la humedad gravimétrica por la densidad aparente (da) del suelo. La densidad aparente es la relación entre el peso de una muestra de suelo y el volumen que ella ocupa, y su valor es diferente para cada tipo de suelo si bien para suelos con textura similar, (da) es muy parecida. Las unidades más frecuentes de densidad aparente son gramos por centímetro cúbico (g/cm3).

El agua en el suelo y la planta. Pérdidas de agua

El agua medida en litros de agua por metro cuadrado de superficie puede expresarse de forma similar a como suelen darse los datos de precipitación. Un milímetro de altura de lámina de agua corresponde a un litro por metro cuadrado. Por ejemplo, 50 litros por metro cuadrado es lo mismo que 50 milímetros de altura de agua.

Figura 6. Relación entre litros por metro cuadrado y milímetros de altura de agua

El contenido de agua del suelo puede expresarse, además de en porcentaje, como la altura que ocuparía el agua que está contenida en un metro (en profundidad) de suelo si la pusiéramos en forma de lámina sobre la superficie de éste. En metros de altura, corresponde al valor de la humedad volumétrica sin expresar en tanto por ciento. Por ejemplo, en 1 metro de suelo con una humedad volumétrica del 25%, la altura de la lámina de agua es de 0.25 metros o 250 milímetros.

Medidas indirectas del contenido de agua en un suelo Tensiómetros:

Figura 7. Tensiómetros colocados a dos profundidades distintas

Son aparatos que miden la succión o fuerza que ejerce el suelo sobre el agua. A medida que el suelo pierde agua la succión aumenta, es decir, el suelo ejerce más fuerza para retener el agua, por lo que se puede saber la evolución del contenido de agua en el suelo dejando instalado un tensiómetro y observando cómo varía el valor de la succión haciendo lecturas en el reloj de medida que lleva incorporado. Suelen instalarse al menos dos tensiómetros a distintas profundidades para ver cuál es la humedad en ellas. Figura 8. Esquema de un TDR

Sonda de neutrones: Este aparato, introducido en el suelo a la profundidad deseada utilizando lo que se denomina tubo de sonda, emite neutrones que se reflejan más o menos dependiendo del contenido de agua del suelo. Un receptor cuenta los neutrones reflejados y transforma la señal en contenido de agua. Por ser un instrumento de cierta complejidad, su uso está limitado a personal con cierta cualificación.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

Figura 9.

Figura 10.

TDR: Consta de varias varillas metálicas que se introducen en el suelo y un emisor y receptor de impulsos electromagnéticos. Genera un pulso electromagnético y se mide el tiempo que tarda en recorrer las varillas, que será mayor o menor según lo sea el contenido de agua del suelo. La señal, finalmente, es traducida a humedad del suelo o contenido de agua. Al igual que la sonda de neutrones, su uso también debe corresponder a personal cualificado.

4.4 El agua en la planta. Uso del agua por la planta Figura 11. Proceso de transpiración en la superficie de las hojas

Figura 12. Factores que influyen en la cantidad de agua transpirada

El abastecimiento de agua a las plantas es fundamental para que estas realicen de forma correcta sus procesos vitales, se desarrollen y produzcan adecuadamente. El agua forma parte de la estructura general de las plantas, actuando también como regulador de la temperatura de ellas. El agua del suelo y las sustancias minerales disueltas pasan a la planta a través de las raíces, desde donde pasan al tallo que actúa como distribuidor hacia las hojas (Figura 9). En las hojas se produce la transformación de los elementos minerales en materia orgánica a través de la fotosíntesis, para lo cual es necesario que dispongan de luz (radiación solar), anhídrido carbónico (CO2) del aire y agua. La cantidad de agua requerida para realizar la fotosíntesis es sólo una parte muy pequeña del total del agua absorbida por la planta, mientras que otra pequeña parte queda en la planta para completar los procesos de crecimiento (Figura 10). El principal gasto de agua es la transpiración, proceso por el que el agua pasa desde la planta a la atmósfera en forma de vapor. Para ello las plantas tienen en las hojas unas células especiales en forma de orificio llamadas estomas que son además el lugar por donde las plantas absorben el anhídrido carbónico (CO2) del aire necesario para la fotosíntesis. La cantidad de agua transpirada depende principalmente de los siguientes factores:

40

El agua en el suelo y la planta. Pérdidas de agua

n

Tipo de cultivo

n

Cantidad de agua contenida en la planta

n

Radiación solar, temperatura y humedad del aire y la velocidad del viento (ambientes cálidos, secos o con vientos fuertes implican mayor transpiración).

Figura 13. Regulación de la cantidad de agua transpirada por la apertura o cierre de los estomas

Cuando el contenido de agua en la planta es suficientemente elevado, por ejemplo tras un riego, los estomas permanecen muy abiertos y la planta transpira gran cantidad de agua. En caso de que la planta sufra escasez de agua, los estomas tienden a cerrarse total o parcialmente para evitar una pérdida de agua por transpiración excesiva. Esto también ocurre cuando la demanda evaporativa de la atmósfera es muy grande, como es el caso de días muy cálidos y secos o con mucho viento. Si la cantidad de agua que pueden absorber las raíces es menor que la cantidad transpirada, la planta tiene un déficit de agua que puede ser soportado durante un periodo de tiempo sin producirse daños o disminuciones importantes de la producción; pero si el déficit de agua persiste durante un tiempo prolongado, los daños pueden llegar a ser importantes e incluso producir la muerte de la planta.

4.5 Pérdidas de agua en el suelo: escorrentía, filtración profunda y evaporación Un suelo es un almacén de agua. Sin embargo, la cantidad de agua almacenada cambia con el tiempo debido a que las demandas varían mucho dependiendo de las condiciones climáticas, el estado de desarrollo del cultivo y de las prácticas de riego. Los aportes de agua al suelo son la lluvia y el riego, sin embargo no toda el agua aportada es almacenada y puesta a disposición de las plantas, sino que se producen pérdidas debido a los siguientes fenómenos: n

Escorrentía: representa la cantidad de agua de lluvia o de riego que cae sobre la superficie del suelo pero que éste no puede infiltrar. Así, el agua sobrante escurre sobre él sin ser aprovechada por el cultivo. La escorrentía puede ser grande en algunos sistemas de riego por superficie (principalmente riego por surcos), sin embargo no suele ser frecuente que se produzca en riegos por aspersión bien diseñados y manejados. Por lo general, en riego localizado no se produce escorrentía. La relación de escorrentía es la cantidad de agua que escurre sobre la superficie del suelo regado divida entre el total de agua aplicada con el riego. Por ejemplo, si en un riego se aportan 1000 metros cúbicos de agua y se pierden 200 por escorrentía, la relación de escorrentía será 0.2 o del 20%.

n

Filtración profunda o percolación: cuando el agua aplicada sobre la superficie del suelo se infiltra, pasa poco a poco hacia capas más profundas. Si la cantidad de agua aplicada es mayor que la capacidad de retención, el agua infiltrará hacia zonas en las que las raíces del cultivo no pueden acceder, siendo por lo tanto agua perdida.

cantidad perdida por escorrentía relación de escorrentía = ——––––––———————————— cantidad de agua aplicada

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Módulo 1: Fundamentos del riego

Figura 14. Procesos de evaporación, filtración profunda y escorrentía

cantidad perdida por filtración profunda relación de filtración = —————————–––––——————— cantidad de agua aplicada

La relación de filtración es la cantidad de agua que percola divida entre el total de agua aplicada con el riego. Por ejemplo, si en el mismo riego del ejemplo anterior se pierden 15 metros cúbicos de agua por filtración profunda, la relación de filtración profunda será 0.015 o del 1.5%. n Evaporación: es el proceso por el cual el agua pasa de la superficie del suelo a la atmósfera en forma de vapor. La evaporación es tanto más intensa cuanto más seco sea el ambiente y mayor la temperatura del aire, es decir, la demanda evaporativa sea mayor; también será mayor cuanto más húmedo esté el suelo en superficie ya que el agua estará más disponible para ser evaporada y cuanto mayor sea el viento reinante en la zona.

4.6 Calidad del riego: Eficiencia, uniformidad y déficit Figura 15. Eficiencia de aplicación

Cuando se aplica un riego se trata de aportar el agua necesaria para un correcto desarrollo del cultivo. Existen tres índices para determinar en qué manera el riego ha sido realizado de forma correcta tanto para el aprovechamiento de agua por parte del cultivo como de ahorro de agua: Eficiencia de aplicación (Ea), cociente de déficit (CD) y coeficiente de uniformidad del riego (CU). La eficiencia de aplicación (Ea) (Figura 15) es la relación entre el agua que realmente queda almacenada (Almacenada) en la zona de raíces del cultivo (y por lo tanto podrá ser aprovechada por ellas) y el agua total aplicada con el riego (Aplicada).

Ejemplo

Si en un riego se aplican 1000 metros cúbicos de agua, la relación de escorrentía es el 20% y la de filtración es el 1.5%, la eficiencia de aplicación del riego será: Ea = 100 – 20 – 1.5 = 78.5%

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El agua en el suelo y la planta. Pérdidas de agua

El cociente de déficit (CD), indica la relación entre el agua que ha faltado para llenar por completo la zona de actividad de las raíces (No aportada) y la cantidad total de agua que hubiera sido necesaria para llenarla totalmente (Necesaria). Refleja el porcentaje de volumen de suelo que debería recibir agua y no lo hace.

Figura 16. Cociente de déficit

Ejemplo

Si la cantidad necesaria a aportar a la zona de raíces es de 800 metros cúbicos de agua y en realidad sólo se aportan 600, el cociente de déficit será: 800 – 600 200 CD = ——————— x 100 = ——————— x 100 = 25% 800 800

El coeficiente de uniformidad (CU) indica cómo de uniforme se ha distribuido en el suelo el agua aplicada con el riego. Si la uniformidad es baja existirá mayor riesgo de déficit de agua en algunas zonas y de filtración profunda en otras.

Figura 17. Coeficiente de uniformidad

Todos los índices anteriores se expresan en porcentaje, y dan una idea de la calidad del riego tanto a efectos de disponibilidad del agua por parte del cultivo como de aplicación.

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 1: Fundamentos del riego

Unidad Didáctica 4. EL AGUA EN EL SUELO Y LA PLANTA. PÉRDIDAS DE AGUA

RESUMEN

El agua es un elemento esencial para las plantas que sirve para aportar sustancias nutritivas e interviene en los procesos de crecimiento y desarrollo. Con el riego se pretende aportar la cantidad necesaria para que el cultivo crezca de forma adecuada, pero ha de hacerse de forma eficiente limitando en lo posible las pérdidas de agua. El suelo es el medio donde el agua de riego se almacena. La cantidad almacenada y la que las plantas pueden extraer dependen de la textura y porosidad. El agua y los elementos minerales son extraídos del suelo por las raíces, pasando hasta las hojas donde mediante la fotosíntesis la planta elabora la materia orgánica. Gran parte del agua extraída por la planta se cede a la atmósfera en forma de vapor a través de los estomas en el proceso de transpiración. Parte del agua de riego se pierde y no puede ser extraída por las raíces (escorrentía, percolación y evaporación). También existen zonas donde hay raíces pero el agua de riego no llega, produciéndose entonces déficit de agua. Mediante el cociente de déficit, la eficiencia de aplicación y el coeficiente de uniformidad se puede tener una estimación del destino del agua de riego y una valoración de la calidad con la que se ha efectuado el riego n

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Módulo 1: Fundamentos del riego

Unidad Didáctica 4. EL AGUA EN EL SUELO Y LA PLANTA. PÉRDIDAS DE AGUA

AUTOEVALUACIÓN 1. Indicar cuál de las siguientes es una característica destacada de los suelos arcillosos o pesados: a) El tamaño de los poros es relativamente grande b) Infiltran el agua hacia zonas profundas con cierta facilidad c) Permite que las plantas extraigan el agua sin realizar demasiado esfuerzo incluso cerca del límite inferior de humedad d) Suelen provocar problemas de encharcamiento

2. ¿Cómo se denomina a la diferencia de humedad del suelo entre el límite superior y el límite inferior? a) Diferencia de agua disponible b) Cantidad de agua extraible c) Intervalo de humedad disponible d) Nivel de agua en saturación

3. El gasto de agua más importante que realiza la planta se invierte en la fotosíntesis y procesos de crecimiento, mientras que sólo una pequeña parte se usa en la transpiración.

5. Los estomas son células de las hojas que pueden regular el contenido de agua en la planta. Normalmente tienden a cerrarse a) sólo durante la noche b) inmediatamente después de un riego c) para evitar que se realice la fotosíntesis d) cuando la planta sufre escasez de agua

6. El proceso por el cual parte del agua de riego se infiltra hacia abajo hasta zonas en las que las raíces no pueden extraerla se denomina a) Filtración profunda o percolación b) Escorrentía c) Transpiración d) Evaporación

7. El índice que mide la cantidad de agua que en realidad van a aprovechar las raíces respecto al total de agua aplicada se denomina a) Eficiencia de uniformidad b) Eficiencia de aplicación c) Cociente de déficit d) Uniformidad de aplicación

Verdadero / Falso

4. Los estomas son las células de las hojas en las que a) entra el vapor de agua de la atmósfera b) sale el anhídrido carbónico del aire y el vapor de agua c) sale el vapor de agua y entra el anhídrido carbónico del aire d) entra la radiación solar para realizar la fotosíntesis

8. De un riego se conoce que la relación de escorrentía es del 32% y la relación de filtración profunda del 3%. ¿Cuál será, por tanto, la eficiencia de aplicación del agua? a) 65% b) 29% c) 32% d) 35%

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Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

CALIDAD DE AGUA DE RIEGO

5.1 Introducción

Gran parte de los nutrientes para las plantas se encuentran en el suelo en forma de sales que, disueltas en el agua que éste contiene, pueden ser absorbidas por las raíces. Las sales que hay en el suelo tienen diversos orígenes: desde la descomposición de las rocas, la entrada del agua del mar en zonas costeras (llamada intrusión marina), la aplicación excesiva de fertilizantes o el uso de un agua de riego salina. Cuando la concentración de sales solubles en el suelo es normal no suelen existir problemas para que el cultivo se desarrolle correctamente, sin embargo cuando es excesiva el crecimiento puede verse disminuido. En sistemas de regadío, el uso de aguas de riego salinas supone el riesgo de salinizar el suelo y en muchos casos puede provocar una disminución en la producción del cultivo. Además de estos, otros problemas importantes que pueden ocasionarse son de toxicidad para las plantas, de infiltración del agua en el suelo y de obturaciones en sistemas de riego localizado. Mediante la realización de los análisis oportunos se podrá conocer la calidad del agua de riego con bastante precisión. Este es un objetivo fundamental antes de la implantación de un regadío, ya que existen numerosos aspectos que es preciso determinar en función de la calidad del agua como aquellos relacionados con la elección del sistema de riego o el cultivo a establecer, los componentes de la instalación de riego o el tipo de tratamientos que es preciso realizar al agua para poder regar con ella. Otros aspectos como el dimensionamiento de la red de drenaje se pueden conocer una vez que se haya analizado la calidad del agua de riego y se conozcan las necesidades de lavado. Además de constituir un importante criterio de elección, la calidad del agua de riego y en particular el contenido de sales, es un indicador necesario para un manejo del riego y balance de sales en la zona de raíces adecuados y evitar en lo posible los problemas indicados anteriormente.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

5.2 El agua de riego y las sales Análisis del agua de riego Es muy importante que la recogida de la muestra de agua de riego sea correcta, de forma que los resultados del análisis sean fiables y basándose en ellos se puedan determinar las estrategias adecuadas. Unas recomendaciones para recoger una muestra del agua de riego son:

n

Tomar una muestra de litro a litro y medio en envase de vidrio o plástico transparente, que no haya contenido previamente alguna sustancia que pueda enmascarar la muestra (abonos, pesticidas, etc.).

n

Si el agua proviene de embalse o río, tomar varias muestras y mezclarlas.

n

Si proviene de pozo, tomar la muestra cierto tiempo después de que la bomba comience a extraer agua.

n

Enviar la muestra al laboratorio lo antes posible, debidamente etiquetada e identificada (ver Figura 1) sin exponerla a altas temperaturas.

Figura 1.

El análisis de una muestra de agua deberá hacerlo un laboratorio especializado en este tipo de procedimientos, y deberá proporcionar al menos la siguiente información:

Valores normales pH

6–8.5

Conductividad eléctrica

0–3 dS/m

Carbonatos

0–3 mg/L

Bicarbonatos Cloruros

0–1.100 mg/L

Sulfatos

0–960 mg/L

Calcio

0–400 mg/L

Magnesio Potasio Sodio Boro

RAS

(1)

Dureza Sólidos en suspensión Bacterias

(2)

RAS: Relación de Adsorción de Sodio Grados franceses

48

0–60 mg/L 0–2 mg/L 0–920 mg/L 0–2 mg/L

Hierro

(1)

0–600 mg/L

0–0.5 mg/L 0–15 0–40 ºF

(2)

0–100 mg/L 0–25.000 por cm3

Salinidad del agua El agua de riego contiene cierta cantidad de determinadas sales que se añadirán a las que ya existen en el suelo. Pero como las plantas extraen sólo algunas de ellas y en distintas cantidades, el suelo y el agua suelen tener distinto tipo de sales por lo que es conveniente diferenciar entre la salinidad del agua de riego y la salinidad del agua que está en el suelo disponible para la planta. Esto supone que la cantidad de sales que hay en el suelo depende de la que se aporte con el agua de riego y de lo que extraiga el cultivo. Si se incrementa en exceso el contenido de sales en el suelo la planta puede resultar afectada, pudiendo producirse una disminución en la producción y, en casos extremos, su muerte. De hecho, en muchas ocasiones los daños por salinidad son mayores que los producidos por una falta prolongada de agua. La salinidad del agua de riego se puede determinar por dos procedimientos:

Calidad de agua de riego

Medida del contenido de sales Realizada en laboratorio, con ella se puede conocer la concentración que existe de cada una de las sales analizadas. Lo más usual es que se exprese en miligramos por litro (mg/L). Sumando las cantidades obtenidas de todas las sales, se tiene el Contenido Total de Sales del agua de riego (CTS), que normalmente se expresa en gramos por litro (g/L). Medida de la conductividad eléctrica La concentración o el contenido total de sales se puede determinar de manera muy simple y rápida utilizando un aparato llamado conductivímetro, que mide en realidad la conductividad eléctrica. Este aparato carece de demasiada precisión, por lo que para obtener medidas muy precisas es conveniente que se determine con un análisis de laboratorio.

Figura 2. Sales más frecuentes en el agua de riego y en el suelo

SALES MÁS FRECUENTES EN:

Agua de riego

Suelo

sodio

cloruro sódico

calcio

cloruro magnésico

magnesio

sulfato magnésico

potasio

sulfato sódico

boro

carbonato sódico

cloruros carbonatos sulfatos bicarbonatos

La conductividad eléctrica suele expresarse en deciSiemens por metro (dS/m) o en milimhos por centímetro (mmho/cm) y a una temperatura determinada, siendo ambas unidades equivalentes (una muestra con una conductividad de 1.2 dS/m tendrá también 1.2 mmho/cm). Una vez que se ha determinado la conductividad eléctrica, el contenido total de sales (CTS) en g/L (gramos por litro) se calcula con una fórmula muy simple:

Contenido Total de Sales = 0.64 x Conductividad eléctrica

Ejemplo

Se desea saber cuál es el contenido total de sales de una muestra de agua de riego cuya conductividad eléctrica, medida con un conductivímetro, es de 2.35 dS/m. Aplicando la formula, CTS = 0.64 x 2.35 = 1.504 gramos por litro (g/L)

Existen una serie de criterios que establecen si el agua puede usarse para el riego según la cantidad de sales disueltas medidas en ella, criterios que deben usarse con precaución y ser aplicados con carácter general ya que cada caso particular puede tener soluciones adecuadas. La FAO (Organización para la Agricultura y la Alimentación) indica el riesgo de producirse problemas de salinidad según los siguientes límites en contenido de sales:

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Módulo 1: Fundamentos del riego

Como se puede observar, si la conductividad es mayor de 3 dS/m o el CTS mayor de 2 g/L, los problemas de salinidad pueden ser muy graves a menos que se establezcan una serie de tratamientos como lavado de sales frecuente o cambio de cultivo por otro u otros que resistan mejor las condiciones de salinidad. No obstante la experiencia y el asesoramiento técnico serán muy útiles para adecuar los límites y tolerancias en función del sistema de riego, el tipo de suelo y el cultivo.

Figura 3. Medida de la conductividad eléctrica de un agua de riego usando un conductivímetro portátil.

Figura 4. Riesgo de salinización del suelo según la conductividad eléctrica o el contenido total de sales del agua de riego

Valor de la conductividad eléctrica (dS/m) 0,7

3

Ningún riesgo

Riesgo ligero a moderado 0,45

Riesgo severo 2

Valor del contenido total de sales (g/L)

Tolerancia de los cultivos a la salinidad La tolerancia a la salinidad es la capacidad del cultivo a soportar un exceso de sales en la zona de raíces (es decir, en el agua del suelo próxima a la zona radicular). Cada cultivo presenta una tolerancia distinta, pero además se ve afectada por diversos factores como el tipo de sal, el clima, manejo y método de riego, etc. La tolerancia indica el valor de conductividad en el agua del suelo que cada cultivo puede soportar sin producirse disminuciones en su rendimiento. De esta forma se puede establecer una comparación entre los cultivos que toleran mejor la salinidad (los de valor más alto) y los que son muy poco tolerantes (valores más bajos). Algunos valores de tolerancia para diferentes tipos de cultivos se indican en la siguiente tabla:

50

Calidad de agua de riego

Tolerancia a la salinidad (dS/m) Cultivos extensivos

Cultivos hortícolas

Cultivos frutales

Cebada

8.0

Pepino

2.5

Olivo

2.7

Algodón

7.7

Tomate

2.5

Vid

1.5

Remolacha

7.0

Melón

2.2

Manzano

1.7

Trigo

6.0

Espinaca

2.0

Naranjo

1.7

Soja

5.0

Col

1.8

Limonero

1.7

Arroz

3.0

Patata

1.7

Melocotonero

1.7

Maíz

1.7

Pimiento

1.5

Ciruelo

1.5

Cebolla

1.2

Judía

1.0

Fresa

1.0

La salinidad del agua de riego es un indicador muy valioso del riesgo de salinización del suelo, lo que es fundamental conocer antes de elegir el cultivo a implantar. Por ejemplo, si el agua de riego presenta valores muy elevados de contenido total de sales (y por lo tanto de conductividad eléctrica) es siempre más seguro implantar un cultivo de algodón antes que de maíz a efectos de tolerancia del cultivo ante futura salinización del suelo. Evidentemente es preciso evaluar otros factores, pero con este criterio se evita un serio problema en la productividad del cultivo. También debe tenerse en cuenta como criterio de elección del sistema de riego y debe ser tenido en cuenta si existe la posibilidad de implantar uno u otro. En riego por aspersión toda la parte aérea de la planta se moja, por lo que si el agua es muy salina, la evaporación provoca que la sal se acumule en las hojas y el fruto y si el cultivo no es muy tolerante los daños pueden ser importantes. Sin embargo, el uso de aguas similares en riego localizado con un cultivo de tolerancia parecida posiblemente no provoque ningún efecto perjudicial. Por ejemplo, riego por aspersión en un cultivo de melón sería desaconsejado mientras que ese mismo agua podría aplicarse sin problemas en un cultivo de pepino en riego localizado.

Figura 5. Síntomas de exceso de sodio en una hoja de platanera

5.3 Toxicidad La presencia de determinadas sales en el suelo, incluso a bajas concentraciones, puede provocar efectos tóxicos en las plantas. Normalmente, los cultivos leñosos o arbóreos presentan mayor toxicidad que los cultivos anuales. En general, las que ocasionan más problemas para los cultivos son el sodio, el boro y el cloruro. La toxicidad de cada uno de ellos es diferente para cada cultivo así como los síntomas que producen en las plantas. Por lo tanto, conociendo los síntomas se pueden detectar ciertos problemas de toxicidad. Un exceso de sodio produce sequedad o quemaduras en los bordes exteriores de las hojas. Cuando el problema continúa, la sequedad continúa por los nervios hasta el centro de la hoja. Los cítricos, aguacate y judía son los cultivos más sensibles al exceso de sodio en el suelo, mientras que trigo, algodón, cebada, alfalfa y remolacha, por ejemplo, son muy tolerantes.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

Cuando el cloruro se acumula en las hojas hasta niveles del orden del 0.1– 0.3% del peso de la hoja, los efectos pueden ser muy perjudiciales. Suele manifestarse con quemaduras en la punta de las hojas y avanzar por los bordes. Afecta fundamentalmente a cultivos leñosos, siendo muy sensibles los frutales de hueso, el aguacate, los cítricos y la vid.

Figura 6. Síntomas de exceso de cloruro en una hoja de maíz

El boro, a diferencia de los anteriores, afecta tanto a plantas leñosas como a anuales. Llega a ser muy perjudicial para algunas plantas incluso a concentraciones tan bajas como 1 miligramo por litro, sin embargo es un elemento esencial para un desarrollo correcto del cultivo. Suele manifestarse por un amarilleamiento de la punta de las hojas más antiguas que va desplazándose hasta en centro de las hojas entre los nervios y sequedad en algunas otras zonas de la planta. Las plantas más sensibles son, entre otras, la judía, el girasol, el trigo, el maíz, el algodón, los frutales de hueso y pepita, la vid y el aguacate, mientras que son bastante tolerantes el espárrago, la remolacha y la alfalfa entre otras.

Figura 7. Efecto de distintas concentraciones de boro en el suelo en hojas de judía

5.4 Problemas de infiltración Aunque se aporte agua al suelo mediante riego, si la infiltración es deficiente pueden surgir serios problemas para que ésta llegue a las raíces de las plantas. Los problemas más frecuentes relacionados con una infiltración baja suelen producirse cuando el sodio (que suele estar presente en el agua de riego) se incorpora al suelo y deteriora su estructura; los agregados del suelo se dispersan en partículas pequeñas que tapan o sellan los poros y evitan que el agua pueda circular e infiltrarse con facilidad. El efecto contrario lo producen el calcio y el magnesio, por lo que para evaluar realmente el problema que puede generar un exceso de sodio hay que saber también la cantidad de calcio y magnesio que hay en el suelo.

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Calidad de agua de riego

La salinidad del agua y la relación de adsorción de sodio, evaluados de forma conjunta, son normalmente los dos criterios más restrictivos para el uso del agua para riego (Figura 8). Por ejemplo, según el gráfico de la figura, un agua con una conductividad eléctrica de 0.85 dS/m y un RAS de 4.32, sería apta para el riego empleando las debidas precauciones.

5.5 Otros criterios de calidad

Figura 8. Calidad del agua de riego en función del contenido de sales y la relación de adsorción de sodio Relación de adsorción de Sodio (RAS)

La forma de evaluar ese balance se realiza con un índice llamado Relación de Adsorción de Sodio (RAS). Cuanto mayor sea el RAS, mayor será la cantidad de sodio con respecto a la de calcio y magnesio y mayores serán los problemas de degradación del suelo y de infiltración del agua.

30

20

10

0 0

0,25

0,75

2,25

4

6

10

Conductividad (dS/m)

Además de la salinidad y la relación de adsorción de sodio, es muy conveniente saber la cantidad de sólidos en suspensión, el pH, la dureza, el contenido de hierro y la cantidad de bacterias del agua de riego, principalmente para determinar el riesgo de obturaciones en sistemas de riego localizado.

Aguas de buena calidad, aptas para el riego Aguas utilizables para el riego con precauciones Aguas no aptas para el riego

La dureza del agua, mide el contenido de calcio y magnesio en el agua. Las agua duras o muy duras, por su gran concentración en uno o ambos elementos, son recomendadas para recuperar suelos con problemas de exceso de sodio ya que mejoran la estructura del suelo y reducen el problema de baja infiltración. La dureza se expresa en grados franceses, con la siguiente clasificación para el agua: De forma general, se admite que cuando el pH del agua es superior a 7 y la dureza está por encima de 40–50 grados franceses puede empezar a producirse problemas de obturaciones. Estas cifras son las que se están imponiendo actualmente.

Grados franceses 54 Muy dura cipitan con bastante facilidad. Para evitar este problema, se recomienda que el agua de riego no tenga contenidos superiores a 0.5 mg/L de hierro o 100 mg/L de carbonatos. Si los contenidos son superiores y no es posible utilizar otro tipo de agua para riego, se debe realizar algún tipo de medida correctora como embalsar el agua antes de regar para que depositen los precipitados de hierro o de carbonatos, o bajar el pH aplicando ácido para disminuir la posibilidad de que alguno de ellos precipite.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

Otros criterios que han de tenerse en cuenta para evitar el riesgo de obstrucciones se refieren a la cantidad de bacterias o de sólidos en suspensión, admitiéndose por lo general que una concentración mayor de 50–100 miligramos por litro (mg/L) de sólidos en suspensión o una cantidad mayor de 10.000 bacterias por centímetro cúbico (cm3) de agua pueden empezar a dar problemas de obturación. Aún cuando los problemas que surgen en gran parte de las instalaciones de riego localizado son muy frecuentes, lo cierto es que se tiene muy poco en cuenta la calidad del agua antes de elegir los componentes de las instalaciones. Es preciso tenerla en cuenta a la hora de decidir los filtros a instalar para dejar el agua libre de precipitados, para instalar componentes de aplicación de ácidos cuando sea necesario, el tipo de emisores para que no se obturen con frecuencia, etc.

Figura 9.

5.6 Lavado de sales

Evaporación y Transpiración

Aumenta la concentración

La concentración de sales en el suelo varía dependiendo básicamente del contenido de humedad que éste tenga. Así, los procesos de evaporación y transpiración reducen tal contenido y provocan un aumento de la concentración, mientras que con el lavado, las sales del suelo se disuelven haciendo que pasen hacia zonas más profundas y evitando así que se concentren en exceso en la zona de actividad de las raíces (Figura 9).

SALES EN EL SUELO

Las necesidades de lavado constituyen la cantidad de agua de riego que se utiliza para disolver las sales y desplazarlas hasta capas Disminuye la concentración del suelo más profundas. La cantidad de agua necesaria para realizar el lavado depende básicamente del tipo de cultivo (su tolerancia a la salinidad) y de la salinidad del Lavados con agua de riego agua del suelo; a mayor salinidad del agua del suelo y menor tolerancia, mayor será la cantidad de agua a aplicar para lavar las sales. Sin embargo, dado que con cada método de riego el agua se aplica de forma distinta y el movimiento del agua en el suelo es diferente, así como la frecuencia con que se aplica el riego, las necesidades de lavado son también distintas. Por ello, será preciso diferenciarlas en el momento en que se trate el manejo de cada uno de los métodos. Por ejemplo, si las necesidades de lavado son del 12%, se entiende que del total del agua aplicada con el riego el 88% se destina para el cultivo y el 12% para lavar las sales. Se pretende que esa cantidad de agua extra se infiltre hasta capas más profundas que la zona de raíces constituyendo parte de la filtración profunda. En ocasiones y dependiendo básicamente de la facilidad del suelo para infiltrar el agua, es preciso instalar un sistema de drenaje adecuado para eliminar el agua de lavado. Esto supone de nuevo la necesidad de conocer la calidad del agua de riego para planificar las necesidades de lavado y sistemas de drenaje de ser necesarios.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

Unidad Didáctica 5. CALIDAD DE AGUA DE RIEGO

RESUMEN

La

calidad del agua de riego es un factor muy importante a la hora de tomar decisiones sobre la elección del sistema de riego, determinación de los componentes de la instalación y del propio manejo del riego y del cultivo con objeto de evitar problemas de salinidad, infiltración del agua en el suelo, de toxicidad para las plantas u otros derivados de las obturaciones en sistemas de riego localizado. El agua de riego siempre lleva sales disueltas que son aportadas al suelo, lo que en ocasiones provoca un aumento de la salinidad del suelo y hace que las plantas encuentren mayor dificultad para absorber el agua. Es necesario conocer la cantidad de sales disueltas, lo cual puede hacerse usando un conductivímetro para medir la conductividad eléctrica o bien mediante un análisis en laboratorio para que, en función del contenido de sales, se establezcan diversas estrategias de manejo. El boro, sodio y el cloruro son las sales que pueden dar origen a mayores problemas de toxicidad en las plantas. Suelen ser más sensibles las plantas leñosas que las anuales y los síntomas que aparecen en las plantas dependen de la sal que esté provocando la toxicidad. Pueden darse problemas de infiltración del agua cuando se superan determinados niveles de contenido de sodio en el suelo con relación a los de calcio y magnesio, lo que se conoce como relación de adsorción de sodio. Para evaluar de forma conjunta la calidad del agua para el riego suelen establecerse algunos criterios en función del contenido de sales y de la relación de adsorción de sodio. El lavado de sales es una práctica muy frecuente para evitar que la concentración de sales en la zona de raíces sea excesiva. Consiste en aplicar una cantidad extra de agua con el riego para disolver las sales y permitir que pasen hacia zonas más profundas del suelo n

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Unidad Didáctica 5. CALIDAD DE AGUA DE RIEGO

AUTOEVALUACIÓN 1. Cuando se pretende tomar una muestra de agua de riego procedente de pozo para su análisis, debe hacerse cuando comienza a bombearse el agua y mezclarla con otra tomada cierto tiempo después. Verdadero / Falso 2. El valor del contenido total de sales en una muestra de agua de riego se puede determinar fácilmente si se conoce el valor de a) El color de la muestra b) La concentración de las sales más pesadas c) La relación de adsorción de sodio d) La conductividad eléctrica y la temperatura 3. La tolerancia de un cultivo a la salinidad viene indicado por el valor de conductividad eléctrica del agua del suelo que puede soportar sin producirse disminuciones en su rendimiento. Verdadero / Falso 4. Los dS/m (decisiemens por metro) es una unidad que mide a) La cantidad de precipitados en una muestra de agua de riego b) La conductividad eléctrica c) La capacidad de retención del agua en el suelo d) Esa unidad no existe 5. Cuando las hojas de un melocotonero presentan quemaduras en la punta y con el tiempo avanzan por ambos bordes, puede suponerse que se está ante una toxicidad por a) Exceso de cloruro b) Falta de sodio c) Exceso de boro d) Falta de boro

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6. Si la relación entre la concentración de sodio y la de calcio y magnesio en el suelo es muy alta, pueden producirse a) Problemas de obturación de emisores b) Elevadas concentraciones de sólidos en suspensión en el agua del suelo c) Problemas de infiltración d) Mejoras apreciables en la estructura del suelo 7. La cantidad de agua de riego que se emplea en disolver las sales del suelo y transportarlas hasta capas más profundas se denomina a) Riego de disolución b) Necesidades de lavado c) Lavado de infiltración d) Riego de lavado 8. Los precipitados de hierro y de carbonatos en el agua de riego pueden provocar con frecuencia a) Obturaciones en riego por superficie b) El sellado de los poros del suelo c) Obturaciones en sistemas de riego localizado d) Muerte de las plantas por exceso de precipitados en la zona de raíces 9. Cuando por las características del agua de riego se requieran necesidades de agua de lavado elevadas y el suelo infiltre el agua con dificultad, será muy conveniente instalar un sistema de drenaje para evacuar el agua de lavado cargada de sales. Verdadero / Falso

Unidad Didáctica

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Módulo 1: Fundamentos del riego

PROGRAMACIÓN DE RIEGOS

6.1 Introducción

La programación de los riegos implica determinar cuándo se ha de regar y cuánta agua aplicar, para lo cual es imprescindible conocer las características del cultivo, las características físicas del suelo y las condiciones climáticas de la zona. Puede ser una herramienta para lograr diversos objetivos, como conseguir la máxima producción, mejorar la calidad de los productos, desarrollar todo el potencial de la instalación del sistema de riego, ahorrar abonos, reducir la contaminación ambiental, etc. Además, en regiones como Andalucía, con recursos hídricos escasos, el uso eficiente del agua deberá ser siempre un objetivo a conseguir. La influencia del cultivo es importante puesto que las necesidades de agua serán mayores o menores en función del tipo de planta y de su estado de desarrollo. De la misma forma, las raíces de un cultivo ocupan diferente profundidad del suelo en distintas fases dentro del ciclo por lo que la cantidad de agua disponible en esa zona de suelo varía con el estado del cultivo. La capacidad de cada suelo para retener agua también es diferente lo que implica que tanto la cantidad de agua a aplicar con el riego como la que pueden extraer las plantas puede variar mucho. A ello hay que añadir que las necesidades de agua serán también dependientes del clima, radiación solar, viento, precipitación, etc., por lo que es preciso conocer las características climáticas de la zona y del cultivo para programar adecuadamente los riegos. Esto es aplicable a todos los cultivos. Sin embargo algunos de ellos requerirán prácticas de riego especiales o que se tengan en cuenta características un tanto específicas del suelo (presencia de patógenos,...), por lo que constituyen aspectos que es necesario considerar en la programación de riegos de cada situación concreta. Por la gran variedad de casos que pueden presentarse, se desarrollará a continuación una programación genérica sin atender a casos particulares. Sin embargo, es preciso tener en cuenta que la práctica del riego no es algo independiente sino que está íntimamente ligada al resto de las prácticas de cultivo en que éste se desarrolla.

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Módulo 1: Fundamentos del riego

6.2 Necesidades de agua de los cultivos Ya es conocido que la cantidad de agua que las plantas transpiran es mucho mayor que la que retienen y llega a formar parte de ellas (usada en procesos de crecimiento y fotosíntesis). La transpiración puede considerarse, por tanto, como el consumo de agua por la planta. Desde la superficie del suelo se producirá la evaporación del agua de las capas más superficiales. Figura 1. Componentes de la evapotranspiración

Evaporación desde el suelo

Transpiración de la planta

(E)

( T)

Evapotranspiración ( E T)

Figura 2. Expresión para el cálculo de la evapotranspiración (ET)

ET= Evapotranspiración de referencia X

La cantidad de agua que supone ambos procesos, transpiración y evaporación, suele considerarse de forma conjunta simplemente porque es muy difícil calcularla por separado. Por lo tanto, se considera que las necesidades de agua de los cultivos están representadas por la suma de la evaporación directa de agua desde el suelo más la transpiración de las plantas, en lo que se denomina evapotranspiración (ET). La evapotranspiración suele expresarse en milímetros de altura de agua evapotranspirada en cada día (mm/día) y es una cantidad que variará según el clima y el cultivo. Aunque en realidad existe una interacción entre ambos, puede admitirse la simplificación de considerarlos por separado y por lo tanto la evapotranspiración (ET) se calcula como:

Coeficiente de cultivo

Evapotranspiración de referencia ETr

Kc

CLIMA

CULTIVO

Figura 3. Curva típica de evapotranspiración de referencia (ETr)

Etr (milímetros/día)

8

1 Enero

Diciembre

Tiempo

Para poder calcular la evapotranspiración (ET) se parte de un sistema ideado para este fin, consistente en medir el consumo de agua de una parcela de unas medidas concretas sembrada de hierba, con una altura de unos 10–15 centímetros, sin falta de agua y en pleno crecimiento, donde se ha colocado un instrumento de medida. Al dato obtenido se le denomina evapotranspiración de referencia (ETr). Como el cultivo es siempre el mismo, será mayor o menor según sean las condiciones del clima (radiación solar, temperatura, humedad, viento, etc.) y del entorno (según se mida en el exterior o dentro de invernadero). Con frecuencia, la estimación de la evapotranspiración de referencia (ETr) no está dentro de las posibilidades del regante, que para obtenerla deberá recurrir a información proporcionada por entidades públicas o asociativas, centros de investigación y experimentación, etc.

Desgraciadamente, no existen o no se conoce información relativa a valores de ETr que puedan ser aplicados en grandes áreas o zonas regables en nuestra región, a excepción del valle medio y bajo del Guadalquivir, donde se pueden usar con bastante garantía, para la estimación de le ETr diaria (la evapotranspiración que se produce cada día) los siguientes valores:

58

Programación de riegos

ETr diaria en el valle medio y bajo del Guadalquivir ETr mm/día

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

1

2

3

4

5

6

7

6

5

4

3

2

Con objeto de ofrecer valores de ETr en otras zonas de nuestra región, a continuación se indican datos calculados en áreas representativas de cada provincia. Sin embargo, es preciso advertir que dichos datos deben ser utilizados con precaución ya que pueden variar de unos lugares a otros dentro de la misma zona debido a cambios en la altitud, condiciones climáticas, etc. ETr diaria (mm/día) en zonas representativas de cada una de las provincias andaluzas Meses

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

1.0

1.5

2.0

2.5

3.5

4.0

4.0

3.5

2.5

2.0

1.0

1.0

1.5

2.0

3.0

4.0

5.0

5.5

6.5

6.0

4.5

3.0

2.0

1.5

1.5

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

6.0

5.0

3.5

2.5

1.5

1.0

2.0

3.0

3.5

4.5

6.0

6.5

6.0

4.0

2.5

1.5

1.0

1.5

2.0

3.0

4.0

4.5

5.0

6.0

5.0

4.0

3.0

2.0

1.5

1.0

1.5

2.5

3.0

4.5

5.5

6.5

5.5

4.0

2.5

1.5

1.0

1.5

2.0

3.0

4.0

5.0

5.5

5.5

5.0

4.0

3.0

2.0

1.5

1.5

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

6.0

5.0

3.0

2.0

1.5

Almería (Dentro de invernadero) * Cádiz (Z.R. Guadalcacín) Córdoba (Valle medio del Guadalquivir) Granada (Vega de Granada) Huelva (Riegos de Palos-Moguer) Jaén (Valle alto del Guadalquivir) Málaga (Z.R. Guadalorce) Sevilla

* Los valores de ETr (invernaderos en Almería) son en general más reducidos que en el resto de las zonas de las demás provincias, al tratarse de datos medidos en invernadero. En este caso, dichos valores han sido tomados en un invernadero tipo parral de Almería con cubierta de plástico de dos campañas. No obstante es preciso tener precaución cuando hayan de utilizarse para calcular ET dentro de otro tipo de invernaderos.

Coeficiente de cultivo El coeficiente de cultivo (Kc) describe las variaciones en la cantidad de agua que las plantas extraen del suelo a medida que se van desarrollando, desde la siembra hasta la recolección. En los cultivos anuales normalmente se diferencian cuatro etapas o fases del cultivo:

Figura 4. Curvas real y teórica típicas de coeficiente de cultivo para especies anuales, según las diferentes fases de desarrollo

Coeficiente de cultivo (Kc)

(Valle bajo del Guadalquivir)

Inicial

Desarrollo

Media

Maduración

Días después de la siembra Curva real

Curva teórica

59

Módulo 1: Fundamentos del riego

1. Inicial: desde la siembra hasta un 10% de cobertura del suelo aproximadamente. 2. Desarrollo: desde el 10% de cobertura y durante el crecimiento activo de la planta. 3. Media: entre floración y fructificación, correspondiente en la mayoría de los casos al 70–80% de cobertura máxima de cada cultivo. 4. Maduración: desde madurez hasta recolección.

Como se observa en la figura 4, Kc comienza siendo pequeño y aumenta a medida que la planta cubre más el suelo. Los valores máximos de coeficiente de cultivo se alcanzan en la floración, se mantienen durante la fase media y finalmente decrecen durante la fase de maduración. Lo mejor es disponer de valores de Kc para cada cultivo obtenidos en la zona y para distintas fechas de siembra, pero en ausencia de esta información se pueden usar valores orientativos de coeficiente de cultivo para varios cultivos herbáceos y hortícolas como los siguientes, en los que se observa que aún siendo diferentes para cada cultivo, presentan valores bastante próximos entre ellos. Valores de Kc para cultivos herbáceos y hortícolas Fase del cultivo Inicial

Desarrollo

Media

Maduración

Algodón

0.45

0.75

1.15

0.75

Berenjena

0.45

0.75

1.15

0.80

Cebada

0.35

0.75

1.15

0.45

Girasol

0.35

0.75

1.15

0.55

Judía verde

0.35

0.70

1.10

0.30

Lechuga

0.45

0.60

1.00

0.90

Maíz

0.40

0.80

1.15

0.70

Melón

0.45

0.75

1.00

0.75

Patata

0.45

0.75

1.15

0.85

Pimiento

0.35

0.70

1.05

0.90

Remolacha

0.45

0.80

1.15

0.80

Soja

0.35

0.75

1.10

0.60

Sorgo

0.35

0.75

1.10

0.65

Tabaco

0.35

0.75

1.10

0.90

Tomate

0.45

0.75

1.15

0.80

Trigo

0.35

0.75

1.15

0.45

Zanahoria

0.45

0.75

1.05

0.90

Para los cultivos leñosos, permanentes, los coeficientes de cultivo suelen venir expresados por meses y usualmente en función del grado de cobertura del suelo (que indica el porcentaje de superficie de suelo que ocupa la masa arbórea.

60

Programación de riegos

Figura 5. Ejemplo de distintos grados de cobertura del suelo en cultivos leñosos

Grado de cobertura: 70%

Grado de cobertura: 50%

Grado de cobertura: 20%

Valores de Kc para Cítricos sin cubierta vegetal Grado de cobertura

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

> 70%

0.50

0.50

0.55

0.55

0.55

0.60

0.60

0.60

0.60

0.60

0.55

0.55

50% aprox.

0.45

0.45

0.50

0.50

0.50

0.55

0.55

0.55

0.55

0.55

0.50

0.50

< 20%

0.40

0.40

0.40

0.40

0.40

0.45

0.45

0.45

0.45

0.45

0.40

0.40

Valores de Kc para Frutales de hoja caduca sin cubierta vegetal

Manzano, cerezo

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

–

–

–

0.40

0.60

0.85

1.00

1.00

0.95

0.70

–

–

–

–

–

0.40

0.55

0.75

0.90

0.90

0.70

0.65

–

–

Melocotonero, peral, ciruelo y albaricoque

Valores de Kc para otros cultivos leñosos

Olivar Vid

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

0.50

0.50

0.65

0.60

0.55

0.55

0.55

0.55

0.55

0.60

0.65

0.50

–

–

–

0.45

0.60

0.70

0.70

0.70

0.65

0.50

0.30

–

En caso de que exista algún cultivo implantado entre las filas de árboles, los coeficientes de cultivo aumentarían debido al consumo que tal cultivo implica. Ocurriría lo mismo si existieran malas hierbas.

Ejemplo

Cálculo de la evapotranspiración diaria: Se desea saber cuál es la evapotranspiración (ET) diaria durante el mes de mayo, de un cultivo de maíz situado en las proximidades de Córdoba, que se encuentra en fase media. Utilizando la “tabla de valores de Etr diaria en el valle medio y bajo del Guadalquivir” se desprende que la evapotranspiración de referencia (ETr) para mayo es de 5 mm/día. De la tabla de coeficientes de cultivo (Kc) para el maíz se obtiene un valor de 1.15 en la fase media. Así pues, la evapotranspiración diaria (ET) será: ET = ETr x Kc = 5 x 1.15 = 5.75 mm/día

61

Módulo 1: Fundamentos del riego

6.3 El agua del suelo en relación con el riego Cuando se trata de calcular el agua que es preciso aportar con el riego, se debe conocer la profundidad de la capa de suelo que es realmente ocupada por las raíces. Algunos valores de profundidad de las raíces máxima para diferentes cultivos se exponen en la tabla siguiente. En algunas ocasiones, cuando las condiciones de suelo y agua son muy favorables, se han encontrado valores mayores, pero en ningún caso la profundidad de raíces se podrá considerar mayor que la del suelo. La cantidad de agua del suelo que teóricamente está a disposición para las plantas viene determinado por el Intervalo de Humedad Disponible (IHD) (diferencia entre el límite superior e inferior de humedad), cuyo valor es diferente para cada suelo dependiendo básicamente de su textura.

Cultivo

Profundidad (metros)

Aguacate

0.8 – 1.2

Albaricoque

0.6 – 1.4

Alcachofa

0.6 – 0.9

Alfalfa

1.2 – 1.8

Algodón

0.6 – 1.8

Almendro

0.6 – 1.2

Avena

0.6 – 1.1

Berenjena

0.5 – 0.6

Cebada

0.9 – 1.1

Cebolla

0.3 – 0.6

Cerezo

0.8 – 1.2

Ciruelo

0.8 – 1.2

Cítricos

0.9 – 1.5

Algunos valores orientativos son los siguientes: Textura

IHD (mm de agua por m de profundidad del suelo)

0.6

Espárrago

1.2 – 1.8

Arenoso

70 – 100

Espinaca

0.4 – 0.6

Franco-arenoso

90 – 150

Fresa

0.3 – 0.5

Franco

140 – 190

Girasol

1.5 – 2.5

Franco-arcilloso

170 – 220

Guisantes

0.4 – 0.8

Arcilloso

200 – 250

Lechuga

0.2 – 0.5

Leguminosas grano

0.5 – 1.0

Maíz grano

0.6 – 1.2

Manzano

0.8 – 1.4

Melocotón

0.6 – 1.2

Melón

0.6 – 1.1

Olivo

0.9 – 1.5

Patata

0.6 – 0.9

Pepino

0.4 – 0.6

Peral

0.6 – 1.2

Pimiento

0.4 – 0.9

Remolacha

0.6 – 1.2

Soja

0.6 – 1.0

Sorgo

0.6 – 0.9

Tabaco

0.5 – 0.9

Tomate

0.6 – 1.2

Trigo

0.8 – 1.1

Vid

0.8 – 1.1

Zanahoria

0.4 – 0.6

Esto quiere decir que en un suelo franco-arcilloso con un Intervalo de Humedad Disponible de 185 mm de agua por metro de profundidad de suelo, con un cultivo de algodón que tiene una profundidad de raíces de 0.9 metros, la cantidad de agua teóricamente disponible corresponde con una lámina de agua de altura:

IHD x Profundidad de raíces = 185 x 0.9 = 166.5 milímetros

Aunque las plantas pueden extraer agua del suelo hasta un nivel de humedad que corresponde con el límite inferior, existe un nivel de humedad entre el límite superior y el inferior a partir del cual las raíces encuentran mayor dificultad para extraer el agua y se produce una disminución en la transpiración, lo que suele traer consigo pérdidas de producción. Este se denomina Nivel de Agotamiento Permisible (NAP) y normalmente se representa como una fracción del Intervalo de Humedad Disponible.

62

Col y coliflor

Programación de riegos

En programación de riegos suele emplearse muy frecuentemente un valor entre 0.6 y 0.8 (un valor de 0.65 se considera muy adecuado y es utilizado con asiduidad), pero en cultivos de alto valor económico, como por ejemplo los hortícolas, no debe usarse un valor de NAP mayor de 0.5 para asegurar que el cultivo no sufrirá en ningún momento falta de agua y ello pueda disminuir la producción. La humedad correspondiente al Nivel de Agotamiento Permisible es la cantidad de agua que el suelo debería tener siempre, como mínimo, para que la producción fuera siempre la máxima posible. Para el caso del ejemplo anterior, la humedad del suelo (expresada como altura de la lámina de agua) que corresponde a un Nivel de Agotamiento Permisible de 0.65 será:

Figura 6. Representación esquemática del Nivel de Agotamiento Permisible

Límite superior Nivel de agotamiento permisible (NAP)

Intervalo de humedad disponible

Límite inferior

IHD x Profundidad de raíces x NAP = 185 x 0.9 x 0.65 = 108.2 milímetros

o sea, unos 108 mm de agua.

Figura 7. Representación esquemática del Déficit de Agua en el Suelo

Supóngase un suelo que tiene una humedad correspondiente al límite superior. A partir de ese momento comienza a disminuir tal humedad debido a la salida de agua que supone la evapotranspiración (ET), con lo cual se va agotando el agua del suelo día a día. La cantidad de agua que va faltando con respecto al límite superior se denomina Déficit de Agua en el Suelo (DAS) y será mayor a medida que pasa el tiempo.

6.4 Estimación de las necesidades de riego usando el método del balance de agua

Figura 8. Balance de agua en el sistema suelo-planta

El sistema formado por el suelo y el cultivo tiene unos aportes y unas salidas de agua. Por lo general esas cantidades no son iguales, por lo que el contenido de humedad del suelo irá cambiando, quedando de manifiesto el papel del suelo como almacén de agua. De forma esquemática se puede expresar que la cantidad de agua que entra en el conjunto formado por el suelo y la planta, menos la cantidad que sale, es igual a la variación del contenido de humedad del suelo.

63

Módulo 1: Fundamentos del riego

Las entradas de agua pueden ser debidas a la lluvia (LL) o al riego (R). Por su parte, las salidas de agua se deberán a la evapotranspiración (ET), la escorrentía (S) o la filtración profunda (Fp).

Figura 9. Componentes del balance de agua

Si se considera un sistema de riego bien diseñado en el que no existe escorrentía, S=0. Además, suponiendo que la filtración profunda sea nula, Fp=0. De esta forma, la cantidad de agua que necesita el cultivo y se ha de aportar con el riego o Necesidades netas de riego (Nn) corresponderán a la diferencia entre la cantidad de agua que el conjunto suelo-planta pierde, la evapotranspiración (ET), y el agua que se aporta de forma natural, la lluvia (LL). Necesidades netas de riego = Evapotranspiración – Lluvia Nn = ET – LL

Esta cantidad de agua, expresada en altura de la lámina de agua por metro cuadrado de superficie de suelo, se denomina lámina de agua requerida. Por ejemplo, una lámina de agua requerida de 50 milímetros de altura corresponde a una aplicación con el riego de:

m3 50 milímetros de lámina de agua requerida = 0.05 metros = 500 —— (metros cúbicos por hectárea) ha

Pero es conocido que no toda el agua que se aporta al suelo con un riego es aprovechada por las raíces del cultivo, sino que parte se pierde por escorrentía y/o filtración profunda. La eficiencia de aplicación del riego (Ea), es precisamente el porcentaje de agua que las raíces aprovechan respecto del total aplicada. Su valor es diferente para cada método de riego, superficie, aspersión y localizado y dentro de cada uno de ellos, según cada sistema. Sin embargo se pueden dar algunos valores orientativos como los siguientes: Eficiencia de aplicación (Ea) esperable con distintos métodos de riego Método de riego

Eficiencia de aplicación (%)

Riego por superficie

55 – 90 (1)

Riego por aspersión

65 – 90

Riego localizado

75 – 90 (2)

(1) Los valores altos de Ea en riego por superficie se consiguen, como en el resto de los métodos, con un adecuado diseño y manejo del riego y en determinados sistemas como riego por surcos a nivel cerrados, tablares bien nivelados o surcos abiertos en los que se reutiliza el agua de escorrentía (aunque esta practica es aún muy poco frecuente) (2) Los valores más frecuentes se sitúan próximos al 90%

64

Por lo tanto, conociendo la eficiencia de aplicación se pueden determinar las necesidades brutas de riego (Nb), o sea, la cantidad real de agua que ha de aplicarse durante el riego para satisfacer las necesidades netas de riego. Se calculan utilizando una fórmula muy simple:

Programación de riegos

Necesidades netas de riego Necesidades brutas de riego = ———————––—————————— x 100 Eficiencia de aplicación del riego

Nn Nb = —–—— x 100 Ea

y de forma análoga a la anterior, la lámina de agua que supone la cantidad de agua aportada con las necesidades de riego brutas se llama lámina aplicada. Para el mismo ejemplo, si las necesidades netas de 50 mm de agua se aplican con un sistema de riego cuya eficiencia de aplicación es del 85%, la lámina aplicada deberá ser de:

50 Necesidades brutas de riego = Nb = ——— x 100 = 58.9 mm 85

que corresponde a unos 589 m3/ha (metros cúbicos por hectárea) de agua aportada con el riego. En el caso en que haya que destinar una cantidad para el lavado de sales, las necesidades de riego brutas se calculan teniendo en cuenta dicha cantidad. Así, ha de conocerse el valor de las necesidades de lavado y transformarlas (simplemente dividiendo por 100) en fracción de lavado de forma que:

Necesidades netas de riego Necesidades brutas de riego = —————————————————————————————— x 100 Eficiencia de aplicación del riego x (1 – Fracción de lavado)

Nn Nb = ————–——— x 100 Ea x (1 – FL)

Siguiendo el mismo ejemplo que anteriormente, si se ha determinado que es necesario aportar un 15% de agua como necesidades de lavado, la fracción de lavado será 0.15 y por lo tanto la lámina aplicada sería de:

50 Nb = ———–——––——— 85 x (1 – 0.15)

50 x 100 = —–––————— x 100 = 69.2 mm 85 x 0.85

es decir, unos 692 metros cúbicos por hectárea. Lógicamente, es mayor cantidad que cuando el cálculo se hace sin necesidades de lavado ya que en este último caso no ha de aportarse agua extra para lavado de sales.

65

Módulo 1: Fundamentos del riego

Figura 10. Estrategia de riego basada en aplicar las necesidades brutas cuando el DAS alcance el NAP

6.5 Estrategias de riego Las estrategias de riego se pueden entender como criterios para decidir el momento de efectuar un riego y la cantidad de agua a aplicar. 1. Un criterio general es aplicar el riego cuando el Déficit de Agua en el Suelo (DAS) sea igual al Nivel de Agotamiento Permisible (NAP), aplicando las necesidades brutas de riego (Nb). Teniendo en cuenta estrictamente el balance de agua (agua que se aporta al sistema suelo-planta menos agua que se extrae del sistema) es la estrategia más recomendable, ya que permite que no haya problemas de extracción de agua y que la producción final no se vea afectada, aplicando el menor número posible de riegos.

Figura 11. Estrategia de riego con la que se aplica una cantidad de agua fija

Figura 12. Riego establecido por turnos

2. Si el valor comercial del cultivo es muy alto, es conveniente asegurarse que las raíces de las plantas no tengan problema en extraer el agua en ningún momento, aplicando las necesidades brutas de riego antes de que el DAS alcance el NAP. De esta manera se aumenta el número de riegos y, dependiendo del método de riego empleado, su coste. 3. En ocasiones es conveniente aplicar una cantidad de agua fija con los riegos, de manera que se aproveche al máximo el sistema de riego. Los sistemas automecanizados de riego por aspersión (por ejemplo el pivotante, más conocido por “pívot”) son un claro ejemplo de aplicación de una cantidad fija, que depende de la velocidad a la que se desplace la máquina. En estos casos, el momento de realizar el riego es aquel en que el Déficit de Agua en el Suelo iguale a las necesidades netas, pero teniendo en cuenta que se aplicaran las necesidades brutas. 4. En numerosos sistemas de riego (principalmente en riego por superficie) existen restricciones para elegir el momento de riego ya están organizados por turnos en los que cada agricultor riega cuando le está permitido. En este caso puede ser que el Déficit del Agua en el Suelo supere al Nivel de Agotamiento Permisible, lo que es indeseable. Lo más usual es que en estos casos el agricultor procure aplicar el agua corres-

66

Programación de riegos

pondiente a las necesidades brutas, es decir cargar el suelo de agua en previsión de que el turno de riego se pueda retrasar. En las estrategias anteriores suelen aplicarse las necesidades brutas. Aplicar cantidades mayores pueden incrementar las pérdidas por filtración profunda o drenaje, mientras que aplicar inferiores harán disminuir la evapotranspiración, lo que puede afectar a la producción.

6.6 Calendarios medios de riego. Programación en tiempo real Las estrategias de riego son unos criterios generales, que se concretan elaborando un calendario medio de riegos en el que se precisa el momento del riego y la cantidad de agua que se aplica en cada uno de ellos. Contando con datos del cultivo, suelo y clima, se puede establecer un calendario medio de riegos asumiendo el caso más simple, en el que se supone que la lluvia es nula durante el ciclo del cultivo y que los valores de evapotranspiración de referencia son los de la media de los últimos años, lo que suele producirse en cultivos de primavera-verano en zonas semiáridas. Para ello es preciso contar con datos de: n

Evapotranspiración de referencia (ETr) en la zona.

n

Coeficiente de cultivo (Kc) del cultivo a regar en distintas fases de desarrollo de éste.

n

Profundidad radicular media en distintas fases del cultivo.

n

Intervalo de humedad disponible del suelo.

n

Nivel de agotamiento permisible para el cultivo en cuestión.

n

Datos diversos del sistema de riego como por ejemplo la eficiencia.

Deberá elegirse una estrategia para determinar el criterio con el cual se calculará el momento de efectuar el riego. Usando parte de los datos anteriormente citados se calcularán el Déficit de agua en el suelo y el Nivel de agotamiento permisible que indicarán el momento de riego, mientras que la cantidad de agua a aplicar dependerá del criterio elegido aunque lo más frecuente es que se apliquen las necesidades brutas.

Ejemplo

Se desea elaborar un calendario medio de riegos para un cultivo de maíz en una finca situada en el Término Municipal de Córdoba con los siguientes datos: Localidad: Córdoba Cultivo: Maíz Fecha de siembra: 1 de mayo Eficiencia de aplicación del sistema de riego: 75% Suelo: Franco con Intervalo de Humedad Disponible 150 milímetros por metro de profundidad de suelo Nivel de Agotamiento Permisible: 0.65 Valores de ETr, Kc y profundidad radicular: ver la tabla adjunta Se establece el criterio de regar cuando el Déficit de Agua en el Suelo alcance el Nivel de Agotamiento Permisible y aplicar las necesidades brutas de riego.

‘ 67

Módulo 1: Fundamentos del riego

‘

a) El primer paso es calcular la evapotranspiración diaria (en milímetros por día) usando los datos conocidos de evapotranspiración de referencia (ETr) y de coeficiente de cultivo (Kc). Ejemplo: Día 2 de mayo, ET = 5.8 x 0.4 = 2.3 (mm/día) b) El déficit de agua en el suelo se calcula acumulando la evapotranspiración que se produce cada día. Normalmente no se utilizan decimales y se indica el valor más próximo en milímetros. Ejemplo: Para el día 4 de mayo se han acumulado los 7 milímetros/día que había el 3 de mayo más los 2.3 milímetros del día 4, 7 + 2.3 = 9.3 y se indican 9 milímetros. c) Se calcula para cada profundidad radicular, cuál es la cantidad de agua en el suelo (en milímetros de altura) que supone el nivel de agotamiento permisible. Ejemplo: Para una profundidad radicular de 0.5 metros, el nivel de agotamiento permisible será: 0.5 (prof. de raíces) x 0.150 (el IHD) x 0.65 (el NAP) = 0.049 metros = 49 milímetros d) Para cada día se comprueba si el Déficit de agua en el suelo es mayor o menor que el Nivel de agotamiento permisible. Si es mayor, será el momento de regar. Ejemplo: Para el día 10 de mayo, DAS=23 milímetros y NAP=49 milímetros, por lo que todavía no se ha llegado a alcanzar el NAP y no es necesario regar, por lo que las necesidades brutas de riego (Nb) son cero. Sin embargo, el día 20 de mayo, DAS=72 milímetros mientras que NAP=68, es decir es necesario regar ese día. Las necesidades de riego brutas serán las siguientes: Nn 68 Nb = —–— x 100 = —–— x 100 = 91 milímetros Ea 75 A partir del día 20 de mayo, dado que el déficit de agua en el suelo vuelve a ser cero, se comienza a calcular el nuevo déficit según la ET que se produzca cada día. El proceso continúa igual hasta el final de la campaña. Para el caso del ejemplo, habría que dar tres riegos más antes del 14 de julio.

Fecha

ETr

Kc

(mm/día)

68

ET

DAS

Pr

NAP

Nb

(mm/día)

(mm)

(metros)

(mm)

(mm)

01–may

5.8

0.4

2.3

2

0.1

10

0

02–may

5.8

0.4

2.3

5

0.1

10

0

03–may

5.8

0.4

2.3

7

0.1

10

0

04–may

5.8

0.4

2.3

9

0.3

29

0

05–may

5.8

0.4

2.3

12

0.3

29

0

06–may

5.8

0.4

2.3

14

0.3

29

0

07–may

5.9

0.4

2.4

16

0.5

49

0

08–may

5.9

0.4

2.4

19

0.5

49

0

09–may

5.9

0.4

2.4

21

0.5

49

0

10–may

5.9

0.4

2.4

23

0.5

49

0

‘

Programación de riegos

‘

11–may

6

0.8

4.8

28

0.5

49

0

12–may

6

0.8

4.8

33

0.5

49

0

13–may

6

0.8

4.8

38

0.5

49

0

14–may

6

0.8

4.8

43

0.5

49

0

15–may

6

0.8

4.8

47

0.7

68

0

16–may

6

0.8

4.8

52

0.7

68

0

17–may

6.1

0.8

4.9

57

0.7

68

0

18–may

6.1

0.8

4.9

62

0.7

68

0

19–may

6.1

0.8

4.9

67

0.7

68

0

20–may

6.1

0.8

4.9

72

0.7

68

(Riego)

91 (Riego)

21–may

6.1

0.8

4.9

5

0.7

68

0

22–may

6.1

0.8

4.9

10

0.7

68

0

23–may

6.1

0.8

4.9

15

0.7

68

0

24–may

6.2

0.8

5.0

20

0.7

68

0

25–may

6.2

0.8

5.0

25

0.7

68

0

26–may

6.2

0.8

5.0

30

1

98

0

27–may

6.2

0.8

5.0

34

1

98

0

28–may

6.2

0.8

5.0

39

1

98

0

29–may

6.2

1.15

7.1

47

1

98

0

30–may

6.2

1.15

7.1

54

1

98

0

31–may

6.3

1.15

7.2

61

1

98

0

01–jun

6.3

1.15

7.2

68

1

98

0

02–jun

6.3

1.15

7.2

75

1

98

0

03–jun

6.4

1.15

7.4

83

1

98

0

04–jun

6.4

1.15

7.4

90

1

98

0

05–jun

6.4

1.15

7.4

98

1

98

(Riego)

131 (Riego)

06–jun

6.4

1.15

7.4

7

1

98

0

07–jun

6.4

1.15

7.4

15

1

98

0

08–jun

6.5

1.15

7.5

22

1

98

0

09–jun

6.5

1.15

7.5

30

1

98

0

10–jun

6.5

1.15

7.5

37

1

98

0

11–jun

6.5

1.15

7.5

45

1

98

0

12–jun

6.5

1.15

7.5

52

1

98

0

13–jun

6.5

1.15

7.5

60

1

98

0

14–jun

6.5

1.15

7.5

67

1

98

0

15–jun

6.6

1.15

7.6

75

1

98

0

16–jun

6.6

1.15

7.6

82

1

98

0

17–jun

6.6

1.15

7.6

90

1

98

0

‘ 69

Módulo 1: Fundamentos del riego

‘

18–jun

6.6

1.15

7.6

97

1

98

0

19–jun

6.7

1.15

7.7

105

1

98

131

(Riego)

(Riego)

20–jun

6.7

1.15

7.7

8

1

98

0

21–jun

6.7

1.15

7.7

15

1

98

0

22–jun

6.7

1.15

7.7

23

1.2

117

0

23–jun

6.7

1.15

7.7

31

1.2

117

0

24–jun

6.7

1.15

7.7

39

1.2

117

0

25–jun

6.8

1.15

7.8

46

1.2

117

0

26–jun

6.8

1.15

7.8

54

1.2

117

0

27–jun

6.8

1.15

7.8

62

1.2

117

0

28–jun

6.8

1.15

7.8

70

1.2

117

0

29–jun

6.8

1.15

7.8

78

1.2

117

0

30–jun

6.8

1.15

7.8

85

1.2

117

0

01–jul

6.8

1.15

7.8

93

1.2

117

0

02–jul

6.8

1.15

7.8

101

1.2

117

0

03–jul

6.8

1.15

7.8

109

1.2

117

0

04–jul

6.7

1.15

7.7

117

1.2

117

156

(Riego)

(Riego)

05–jul

6.7

1.15

7.7

8

1.2

117

0

06–jul

6.7

1.15

7.7

15

1.2

117

0

07–jul

6.7

1.15

7.7

23

1.2

117

0

08–jul

6.6

1.15

7.6

31

1.2

117

0

09–jul

6.6

1.15

7.6

38

1.2

117

0

10–jul

6.6

1.15

7.6

46

1.2

117

0

11–jul

6.6

1.15

7.6

53

1.2

117

0

12–jul

6.6

1.15

7.6

61

1.2

117

0

13–jul

6.6

1.15

7.6

69

1.2

117

0

14–jul

6.5

1.15

7.5

76

1.2

117

0

Mientras que el calendario medio de riegos se elabora teniendo en cuenta valores medidos en varios años, si se dispusiera de datos obtenidos en tiempo real, es decir medidos diariamente o en fechas cercanas al momento actual, el procedimiento para establecer la fecha de riego y la cantidad de agua a aplicar sería el mismo, excepto que los valores de evapotranspiración y Déficit de Agua en el Suelo se irían calculando cada vez que se dispusiera de datos reales. Es lo que se llama programación en tiempo real. Sin embargo, es muy difícil encontrar valores de ETr diarios con facilidad, por lo que la programación en tiempo real como tal no suele aplicarse asiduamente. A este respecto es preciso indicar que los Servicios de Asesoramiento al Regante, como entidades de apoyo que prestan orientación y recomendaciones en materia de riegos, son cada día una ayuda más valiosa para hacer un uso del agua más eficiente y mejorar las expectativas de los agricultores. Se impone, por lo tanto, le necesidad de disponer y utilizar tales Servicios para realizar una programación en tiempo real rigurosa que permita obtener máximas producciones utilizando la cantidad de agua estrictamente necesaria.

70

Programación de riegos

Figura 13. Evolución del DAS y del NAP para el calendario medio del ejemplo

Déficit de agua en el suelo Nivel de Agotamiento Permisible

30 abril

20 mayo

09 junio

29 junio

19 julio

0 20 40 60 80 100 120 140

DAS (milímetros) NAP (milímetros)

En los climas mediterráneos es frecuente que se produzcan lluvias en primavera y otoño, y ocasionalmente tormentas en verano. En esta situación, es una práctica muy sencilla y habitual mantener las fechas de riego obtenidas con un calendario medio de riego, y restar el agua de lluvia que ha caído desde el último riego a la cantidad de agua a aplicar en el riego siguiente. Por ejemplo, para el caso del calendario medio de riegos del ejemplo anterior, si el día 7 de mayo cayeron 2 mm de lluvia y el día 8 otros 5 mm, hasta el día 20 de mayo han caído 7 mm de agua de lluvia. Por lo tanto se regará el día prefijado pero aplicando 91 – 7 = 84 mm en lugar de los 91 mm calculados sin tener en cuenta la lluvia.

Fecha

ETr

Kc

(mm/día)

ET

DAS

Pr

NAP

Nb

(mm/día)

(mm)

(metros)

(mm)

(mm)

20–may

6.1

0.8

4.9

72

0.7

68

91

20–may

6.1

0.8

4.9

72

0.7

68

84

En estas zonas también es una opción bastante recomendable no regar hasta alcanzar el contenido de humedad correspondiente al límite superior, como es la estrategia más común, sino dejar parte del almacenamiento del suelo sin rellenar para aprovechar el agua de lluvia durante los días posteriores al riego.

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 1: Fundamentos del riego

Unidad Didáctica 6. PROGRAMACIÓN DE RIEGOS

RESUMEN

Con la programación de riegos se pretende establecer el momento más oportuno para regar y determinar la cantidad de agua a aplicar. De esta manera se aprovechará el agua de la forma más eficientemente posible utilizando al máximo el potencial de la instalación de riego con objeto de conseguir ciertos propósitos como maximizar la producción o mejorar la calidad del cultivo. Para calcular la cantidad de agua a aplicar es necesario realizar un balance de agua entre la que se aporta al sistema suelo-planta y la que se extrae. El agua extraída depende del tipo de cultivo su estado de desarrollo (cuantificado con el coeficiente de cultivo) y de las condiciones climáticas de la zona (cuantificadas por la evapotranspiración de referencia), en lo que se conoce como evapotranspiración. Así, se determinarán las necesidades netas de riego y, según la eficiencia de aplicación de cada sistema de riego en particular, las necesidades brutas de riego o cantidad real de agua a aplicar. A medida que pasa el tiempo y se produce evapotranspiración, el déficit de agua en el suelo o cantidad de agua extraída será mayor. El momento de regar será a juicio del regante, pero existe un nivel de referencia que no es aconsejable sobrepasar para mantener una máxima producción del cultivo, el nivel de agotamiento permisible. En cualquier caso dependiendo del tipo de riego y de la estrategia a seguir, el momento de riego puede ser diferente. Una mayor cantidad de agua aplicada no garantiza una mayor producción. Usando valores medios de evapotranspiración de referencia se puede concretar la estrategia de riego elegida en un calendario medio de riegos, donde aparecerán especificados los días en los que regar y la cantidad de agua a aplicar, lo que permite no sólo programar los riegos sino otra serie de labores u operaciones propias del cultivo n

72

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 1: Fundamentos del riego

Unidad Didáctica 6. PROGRAMACIÓN DE RIEGOS

AUTOEVALUACIÓN 1. Para una correcta programación de los riegos es necesario conocer el estado de desarrollo del cultivo y las características físicas del suelo en el que está implantado, sin embargo no es preciso tener información precisa de la climatología de la zona. Verdadero / Falso 2. La unión de la evaporación de agua desde el suelo y la transpiración desde las plantas, evapotranspiración, depende básicamente de a) La climatología de la zona b) La calidad del agua de riego c) El cultivo d) La climatología de la zona y el cultivo 3. Para determinar el valor de la evapotranspiración de referencia se utiliza siempre el mismo cultivo, por lo que su valor solo dependerá de la climatología de la zona.

6. Cuando no se precisa agua para lavado de sales, el cálculo de las necesidades de riego brutas se realiza a partir de las necesidades netas de riego y de a) La evapotranspiración b) La eficiencia de aplicación del riego c) La lámina requerida d) La lámina aplicada

7. El nivel de humedad entre el límite superior y el límite inferior por debajo del cual la planta comienza a sufrir disminuciones en la actividad fotosintética, y puede repercutir en la producción, se denomina a) Déficit de agua en el suelo b) Tiempo de riego c) Riego deficitario d) Nivel de agotamiento permisible

Verdadero / Falso 4. Para la mayor parte de los cultivos anuales el coeficiente de cultivo es máximo en fase a) Media b) Desarrollo c) Maduración d) Inicial 5. Cuando se trata de realizar un balance de agua en el suelo con vistas a programar los riegos, la zona del suelo que realmente interesa es

8. Un nivel de agotamiento permisible entre 0.6 y 0.8 suele emplearse muy frecuentemente, sin embargo no debe ser superior a 0.5 a) Si el cultivo tiene alto valor comercial b) Cuando aumenta el déficit de agua en el suelo c) Si disminuye la evapotranspiración d) Cuando la profundidad de raíces es mayor de 1 metro

a) La que está en contacto con la atmósfera b) La que se encuentra bajo las raíces del cultivo c) La más próxima al tallo de las plantas d) La que está ocupada por las raíces del cultivo

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 1: Fundamentos del riego

RESPUESTAS A LAS AUTOEVALUACIONES

Unidad Didáctica 1

Unidad Didáctica 4

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

d c c b b Verdadero d Falso Falso

d c Falso c d a b a

Unidad Didáctica 5 Unidad Didáctica 2 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Verdadero d c a b b Falso c Falso

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Falso d Verdadero b a c b c Verdadero

Unidad Didáctica 6 Unidad Didáctica 3 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

74

Falso c b b c d c Verdadero

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Falso d Verdadero a d b d a

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 1: Fundamentos del riego

GLOSARIO Acuífero. Capa del subsuelo que tiene capacidad suficiente para almacenar agua en su interior, y permitir su movimiento hacia otras zonas o cederla cuando se efectúa un sondeo. Cabecera. En el riego por superficie, zona de la parcela donde se aplica el agua. Ciclo hidrológico. Movimiento continuo del agua en el planeta (en los tres estados, sólido, líquido y vapor) en el que el agua se evapora desde fuentes superficiales, cae por precipitación y discurre de nuevo en cauces superficiales o subterráneos. Coeficiente de cultivo. Coeficiente que describe las variaciones en la cantidad de agua que las plantas extraen del suelo a medida que éstas se van desarrollando, desde la siembra hasta la recolección. Se utiliza en el cálculo de la evapotranspiración del cultivo. Cola. En el riego por superficie, zona de la parcela donde el agua llega más tarde. Concentración. Cantidad de un elemento por una unidad de volumen de agua. Suele expresarse en gramos por litro o en miligramos por litro (partes por millón, ppm). Cultivo anual. Aquellos que permanecen en el suelo sólo una campaña de cultivo. Déficit de agua en el suelo. Se denomina así a la cantidad de agua que el sistema suelo–planta extrae desde el último riego, siendo mayor a medida que pasa el tiempo. Vuelve a ser cero cuando se efectúa un nuevo riego. Densidad aparente. Es la relación entre el peso de una muestra de suelo y el volumen que ocupa. Normalmente se mide en gramos por centímetro cúbico (g/cm3). Drenar. Referido al agua del suelo, dejar que se elimine libremente por gravedad sin realizar ninguna presión o succión.

Eficiencia. Es la relación entre la cantidad de agua que queda en la zona ocupada por las raíces y la cantidad de agua que se aplica con el riego. Emisor. Elemento destinado a aplicar el agua al suelo en un sistema de riego localizado. Erosión. Arranque, transporte y depósito de partículas del suelo, provocada por factores externos como el agua y el viento. En el caso que nos ocupa es provocada por el agua de riego. Escorrentía. Es el agua aplicada con un determinado sistema de riego que no se infiltra en el suelo, escurriendo sobre su superficie y por lo tanto perdiéndose. Estomas. Son unas células especiales, situadas en la superficie de las hojas de las plantas, que les permite evacuar el vapor de agua en el proceso de transpiración e introducir en ellas el anhídrido carbónico (CO2) del aire, necesario para realizar la fotosíntesis. Eutrofización. Proceso por el cual la vegetación acuática o de ribera se desarrolla excesivamente al contener el agua grandes cantidades de nitrógeno y fósforo, principalmente. Evaporación. Proceso por el cual el agua que existe en las capas más superficiales del suelo, y principalmente la que está en contacto directo con el aire exterior, pasa a la atmósfera en forma de vapor. Evapotranspiración. Es el término con el que se cuantifican de forma conjunta los procesos de evaporación directa de agua desde la superficie del suelo y la transpiración del vapor de agua desde la superficie de las hojas. Evapotranspiración de referencia. Es la evapotranspiración que produce una superficie extensa de hierba que cubre totalmente el suelo, con una altura de unos 10–15 centímetros, sin falta de agua y en pleno crecimiento. Con ella se evalúan las condiciones climáticas de la zona a la hora de calcular la evapotranspiración de un cultivo.

75

Módulo 1: Fundamentos del riego

Explanación. Operación con la cual se consigue que el suelo quede perfectamente horizontal y alisado o con una pendiente uniforme en toda su superficie. Filtración profunda. Cantidad de agua de riego que después de haberse infiltrado en el suelo no puede ser retenida por éste y pasa hasta zonas situadas bajo la zona de raíces. Es, por lo tanto, agua perdida. Fotosíntesis. Proceso vital que ocurre en las plantas por el que las sustancias inorgánicas que extraen del suelo disueltas en agua (nutrientes minerales) pasan a ser sustancias orgánicas directamente aprovechables, contribuyendo así sus procesos de crecimiento y formando parte de su estructura. Fracción de lavado. Es el tanto por uno de las necesidades de lavado, es decir, el porcentaje que representan las necesidades dividido por 100. Impacto ambiental negativo. Efecto perjudicial que el riego provoca en el medio ambiente o natural circundante. Impacto ambiental positivo. Efecto beneficioso que el riego provoca en el medio ambiente o natural circundante. Intervalo de humedad disponible. Cantidad de agua que teóricamente pueden extraer las plantas, correspondiente a la diferencia de humedades entre el límite superior y el límite inferior. Lámina de agua aplicada. Es la cantidad de agua correspondiente a las necesidades brutas de riego, expresada en altura de la lámina de agua por metro cuadrado de superficie. Lámina de agua requerida. Es la cantidad de agua correspondiente a las necesidades netas de riego, expresada en altura de la lámina de agua por metro cuadrado de superficie. Lavado de sales. Operación con la cual se aporta con el riego una cantidad de agua extra que disuelve las sales en exceso, generando una filtración profunda que hace que las sales pasen a capas más profundas del suelo evitando así que afecten negativamente al cultivo. Límite inferior. Contenido de humedad del suelo para el cual las raíces de las plantas no pueden extraer el agua. Depende fundamentalmente del tipo de suelo. También se conoce como punto de marchitamiento permanente.

76

Límite superior. Es el contenido de humedad del suelo que se consigue dejando drenar libremente un suelo que se ha saturado, es decir, el máximo contenido de agua que el suelo puede retener. Depende del tipo de suelo y también se conoce como capacidad de campo. Lixiviación o lavado de nitratos. Proceso por el cual el nitrato del suelo se mueve con el agua de riego hacia capas profundas del suelo, pasando a formar parte de las aguas subterráneas o superficiales. Necesidades brutas de riego. Cantidad de agua que realmente ha de aplicarse en un riego como consecuencia de tener en cuenta la eficiencia de aplicación del riego. Necesidades de lavado. Cantidad de agua extra que ha de aplicarse con el riego para realizar un lavado adecuado de las sales del suelo que se encuentran en exceso. Se expresa como un porcentaje del agua total aplicada con el riego. Necesidades netas de riego. Cantidad de agua que necesita el cultivo como consecuencia de la diferencia entre el agua que éste evapotranspira y la cantidad de agua aportada por la lluvia. Nivel de agotamiento permisible. Es un nivel de humedad del suelo con el que cada tipo de cultivo no sufre disminución en la fotosíntesis y por lo tanto no afecta negativamente a la producción. Normalmente se expresa como un porcentaje del Intervalo de humedad disponible. Nutrientes. Elementos o compuestos químicos presentes en el suelo o aplicados por el hombre, que las plantas absorben disueltos en agua formando parte de su “alimentación”. Patógeno. Organismo vivo que es perjudicial para las plantas. Porosidad. Propiedad física del suelo que indica el volumen de poros con respecto a un volumen de muestra de suelo. Precipitados. Acumulaciones de ciertos elementos o compuestos químicos que se forman en el líquido en el que se encuentran disueltos haciendo que tiendan a depositarse en tal líquido. Precipitar. Acción por la cual las partículas de un elemento químico que se encuentra disuelto en un líquido se unen, formando precipitados.

Glosario

Red de drenaje. Conjunto de tuberías y piezas especiales que, enterrados en la parcela de riego, permiten evacuar el exceso de agua que constituye la filtración profunda. Relación de adsorción de sodio (RAS). Índice con el que se evalúa la relación entre la cantidad de sodio y la suma de calcio y magnesio que existe en el suelo. Cuanto mayor sea el RAS mayor será la dispersión de las partículas del suelo lo que genera problemas de degradación del suelo y sellado de poros. Sales. Formas en que se encuentran en el suelo los compuestos nutritivos para las plantas. En contacto con el agua tienden a disolverse, quedando así disponibles para ser absorbidas.

Textura. Propiedad física del suelo con la que se refleja la proporción de partículas minerales de arena, limo y arcilla que existen en su fracción sólida. Tiempo de riego. Es el tiempo que ha de durar un riego para aplicar en la parcela de cultivo la cantidad de agua necesaria para cubrir las necesidades brutas de riego. Tolerancia a la salinidad. Es la capacidad que tiene el cultivo de soportar un exceso de sales en la zona de raíces. Se cuantifica con el valor de conductividad en el agua del suelo que cada cultivo puede soportar sin producirse disminuciones en su rendimiento.

Salinidad. Medida del contenido de sales.

Transpiración. Proceso por el cual gran parte del agua que la planta extrae del suelo pasa a la atmósfera en forma de vapor a través de los estomas.

Soluble. Cualquier elemento o compuesto que es capaz de disolverse en un líquido.

Unidad operacional. Superficie de la parcela de cultivo que se riega de una sola vez.

Suelo saturado. Es el que tiene todos los poros llenos de agua y no es capaz de infiltrar mayor cantidad.

Uniformidad. Un riego es uniforme cuando gran parte de los puntos de la parcela reciben cantidades de riego similares.

77

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 1: Fundamentos del riego

BIBLIOGRAFÍA

Ávila, R.; Cabello, A.; Ortíz, F.; Lirola, J.; Martín, A. (1996). Agua, Riego y Fertirrigación. Dirección General de Investigación y Formación Agraria. Consejería de Agricultura y Pesca. Sevilla. Corominas Masip, J. (1996). El Regadío en el Umbral del Siglo XXI: Plan Nacional de Regadíos y Plan de Regadíos de Andalucía. Ingeniería del Agua. Vol. 3, 4, pp 57–76. Corominas Masip, J. Servicio de Infraestructuras Agrarias. Dirección General de Desarrollo Rural y Estructuras Agrarias. Consejería de Agricultura Pesca y Alimentación. Junta de Andalucía. El Libro del Agua. (1985). Secretaría General Técnica. Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo. Madrid. Faci González, J.M.; Playan Jubillar, E. (1994). Principios Básicos del Riego por Superficie. Hoja Divulgadora 10-11/94 HD. Secretaría General Técnica. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Madrid. Fernández R.; Oyonarte N.; Mateos L. (1998). (CD–Rom). Curso de Riego por Superficie. Federación de Comunidades de Regantes de la Cuenca del Guadalquivir. Sevilla. Fuentes Yagüe, J.L. (1996). Teoría y Práctica del Riego. Servicio de Extensión Agraria. Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación. Madrid. Fuentes Yagüe, J.L.; Cruz Roche, J. (1990). Curso Elemental de Riego. Servicio de Extensión Agraria. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Madrid. Doorenbos J.; Pruitt, W.O. (1977). Las Necesidades de Agua en los Cultivos. FAO, nº 24. Roma. Melvyn, K. (1986). Surface Irrigation. Systems and Practice. Cranfield Press. England. Oyonarte N.; Fernández R.; Mateos L. (1998). (CD–Rom). Curso de Riego por Aspersión. Federación de Comunidades de Regantes de la Cuenca del Guadalquivir. Sevilla. Oyonarte N.; Fernández R.; Mateos L. (1998). (CD–Rom). Curso de Riego Localizado. Federación de Comunidades de Regantes de la Cuenca del Guadalquivir. Sevilla. Pizarro Cabello, F. (1987). Riegos Localizados de Alta Frecuencia. Mundi Prensa. Madrid. Ramos Mompo C.; Ocio Armentia J.A. (1992). La Agricultura y la Contaminación de la Aguas por Nitrato. Hoja Divulgadora 7/92 HD. Instituto Nacional de Reforma y Desarrollo Agrario. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Madrid. Reche Mármol, J. (1993). Limpieza y Mantenimiento de las Instalaciones de Riego por Goteo. Hoja Divulgadora 8–9/93 HD. Secretaría General de Estructuras Agrarias. Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación. Madrid.

78

Manual de Riego para Agricultores MÓDULO 1

FUNDAMENTOS DEL RIEGO

CUADERNO DE EJERCICIOS

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 1: Fundamentos del riego

EJERCICIOS

UNIDAD DIDÁCTICA 1. EL AGUA Y EL RIEGO

q Ejercicio nº 1 La disponibilidad de agua en una zona está en función de las características de las cuencas hidrográficas que existan en ella. En la superficie de Andalucía existen 4 cuencas, Sur, Guadiana, Guadalquivir y Segura; sin embargo, una de ellas ocupa mucha mayor superficie y aporta gran parte de los recursos hídricos que el resto. ¿Cuál? Referencia: Apartado 1.3. El agua como recurso limitado.

q Ejercicio nº 2 ¿Cuál es el origen de las aguas con las que se riega la mayor parte de la superficie en regadío de Andalucía, superficial, subterráneo, trasvase, retorno o depuración? Referencia: Apartado 1.3. El agua como recurso limitado.

q Ejercicio nº 3 Aunque por lo general la agricultura de regadío provoca impactos medioambientales negativos, no debe ignorarse que existen ciertos regadíos tradicionales que producen un impacto favorable. ¿En qué sentido? Referencia: Apartado 1.4. Aspectos sociales, económicos y medioambientales del riego.

q Ejercicio nº 4 La Agricultura de regadío es actualmente la actividad que mayor cantidad de agua consume tanto en Andalucía como a escala nacional. ¿Podría indicar aproximadamente qué porcentaje de agua, con respecto a las demandas totales, consume la Agricultura de regadío en España? Referencia: Apartado 1.3. El agua como recurso limitado.

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Ejercicios

q Ejercicio nº 5 Parte del agua consumida por los regadíos procede de bolsas de agua subterráneas que se localizan en capas de suelo con mayor o menor capacidad de almacenamiento. En Andalucía el uso de este agua es predominante en zonas costeras donde, por una excesiva explotación, se degrada tanto la calidad del agua como la disponibilidad. ¿Cómo se denominan tales bolsas de agua subterránea? Referencia: Apartado 1.2. Ciclos y usos del agua.

q Ejercicio nº 6 Aunque en Andalucía la superficie de regadío representa menos del 20% de la superficie total agraria, ¿cuánto supone la producción de la agricultura de regadío frente al total de la producción final agraria? Referencia: Apartado 1.4. Aspectos sociales, económicos y medioambientales del riego.

UNIDAD DIDÁCTICA 2. MÉTODOS DE RIEGO

q Ejercicio nº 1 Los métodos de riego engloban las diferentes formas de aplicar el agua al suelo. ¿Cuáles son los tres métodos utilizados actualmente en todo el mundo? Referencia: Apartado 2.1. Introducción.

q Ejercicio nº 2 Se pretende poner en riego un olivar implantado en una parcela con suelo franco y pendiente moderada, donde la cantidad de agua disponible es bastante escasa. Sin tener en cuenta otros factores, indicar cuál podría ser el método de riego más apropiado sabiendo que se dispone de un capital suficiente para su instalación y mantenimiento. Justifique brevemente la respuesta. Referencia: Apartado 2.1. Introducción. Apartado 2.4. Riego localizado.

q Ejercicio nº 3 ¿Cuál sería el orden de mayor a menor superficie regada en Andalucía correspondiente a cada método de riego, localizado, aspersión y superficie? Referencia: Apartado 2.1. Introducción.

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Módulo 1. Fundamentos del riego

q Ejercicio nº 4 ¿Cuál es el método de riego que no precisa sistemas de bombeo para dotar al agua de presión y distribuirla en la parcela, sino que ésta se aplica por gravedad sobre el suelo? Referencia: Apartado 2.2. Riego por superficie.

q Ejercicio nº 5 En una zona regable la topografía del terreno es de pendientes muy suaves, existiendo ciertas zonas que están a nivel. Los cultivos son muy variados, desde maíz, algodón, alfalfa hasta leñosos como olivar y frutales. En general no existen problemas de disponibilidad de agua y se cuenta con mano de obra suficiente. ¿Qué método de riego podría ser más adecuado utilizar en esta zona? Referencia: Apartado 2.2. Riego por superficie.

q Ejercicio nº 6 En una zona con topografía ligeramente accidentada, se ha adoptado la implantación del riego por aspersión. Los aspersores aplican el agua al suelo en forma de lluvia pero, ¿es preciso que el agua aportada por los aspersores cubra toda la superficie del suelo, o simplemente se necesita aplicar agua cerca del cultivo? Referencia: Apartado 2.3. Riego por aspersión.

q Ejercicio nº 7 Se tiene un cultivo de remolacha y se pretende aportar humedad al suelo en el período de nascencia de las plantas mediante riegos ligeros. ¿Qué método de riego sería más adecuado para aplicar dichos riegos? Referencia: Apartado 2.3. Riego por aspersión.

q Ejercicio nº 8 Uno de los tres métodos de riego requiere una alta inversión en equipos y mantenimiento, aunque es el que menor cantidad de agua consume y el que la aplica de manera más eficiente. ¿De cuál de ellos se está hablando? Referencia: Apartado 2.4. Riego localizado.

q Ejercicio nº 9 ¿Qué característica presenta el método de riego localizado que lo diferencia del resto de métodos, en lo que concierne a la aplicación del agua en el suelo? Referencia: Apartado 2.4. Riego localizado.

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Ejercicios

UNIDAD DIDÁCTICA 3. IMPLICACIONES AMBIENTALES DE LOS REGADÍOS

q Ejercicio nº 1 Citar al menos dos impactos ambientales positivos o beneficiosos en el medio ambiente originados por los sistemas agrícolas de regadío. Referencia: Apartado 3.2. Efectos ambientales positivos relacionados con los regadíos.

q Ejercicio nº 2 Indicar algunas de las obras de infraestructura que suelen ser necesarias para la implantación de un sistema de regadío, y en consecuencia pueden ocasionar impacto negativo en el medio que lo rodea. Referencia: Apartado 3.3. Efectos ambientales negativos relacionados con los regadíos.

q Ejercicio nº 3 ¿Qué dos procesos, que suponen una pérdida de agua durante el desarrollo normal de los riegos, son responsables en gran parte de la contaminación de las aguas subterráneas y superficiales? Referencia: Apartado 3.3. Efectos ambientales negativos relacionados con los regadíos.

q Ejercicio nº 4 ¿En cual de los tres métodos de riego, superficie, aspersión o localizado, es mucho más alto el riesgo de erosionar el suelo? Justifique brevemente su respuesta. Referencia: Apartado 3.3. Efectos ambientales negativos relacionados con los regadíos.

q Ejercicio nº 5 Un agricultor riega por surcos y aplica un caudal relativamente elevado para conseguir un avance rápido y una buena uniformidad. Sin embargo, con esta práctica puede estar ocasionando serios efectos relacionados con la erosión en cabecera y en cola de su parcela. ¿Dónde se producirá el arranque de las partículas del suelo degradando las capas superficiales, y dónde se sedimentarán dichas partículas sellando poros y reduciendo la infiltración? Referencia: Apartado 3.3. Efectos ambientales negativos relacionados con los regadíos.

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Módulo 1. Fundamentos del riego

q Ejercicio nº 6 El nitrato es un nutriente esencial para las plantas, pero arrastrado por el agua con el manejo del riego, puede pasar a reservas que posteriormente podrán ser utilizadas para el consumo humano. Un exceso de nitrato en este agua puede ser perjudicial para la salud, por lo que la Organización Mundial de la Salud ha impuesto los llamados límite recomendado y máximo de nitrato en esas aguas. ¿Cuáles son ambos límites? Referencia: Apartado 3.3. Efectos ambientales negativos relacionados con los regadíos.

q Ejercicio nº 7 El vertido de agua de escorrentía que arrastre cantidades importantes de nitrato a cauces naturales, puede provocar un crecimiento desmesurado de la vegetación ribereña que tiene importantes consecuencias medioambientales, como la muerte de fauna acuática, entre otras. ¿Cómo se denomina este fenómeno? Cite otros efectos que también puede ocasionar dicho fenómeno. Referencia: Apartado 3.3. Efectos ambientales negativos relacionados con los regadíos.

UNIDAD DIDÁCTICA 4 EL AGUA EN EL SUELO Y LA PLANTA. PÉRDIDAS DE AGUA

q Ejercicio nº 1 Un agricultor tiene implantado un cultivo de remolacha sobre un suelo arcilloso. Se recogió una muestra de suelo y se determinó una densidad aparente de 1.22 g/cm3 y una humedad gravimétrica del 29%. a) ¿Cuál será la humedad volumétrica del suelo teniendo en cuenta los resultados obtenidos con la muestra? b) Calcular la altura de la lámina de agua (que estaría en 1 metro de profundidad del suelo) correspondiente a la humedad volumétrica calculada en el apartado anterior. Referencia: Apartado 4.3. El agua en el suelo.

q Ejercicio nº 2 En una parcela de riego se aplican 1.780 m3/ha (metros cúbicos por hectárea) de agua. Tras el riego se han medido 353 m3/ha de agua perdidas por escorrentía y 18 m3/ha perdidas por filtración profunda. Calcule la relación de escorrentía y la relación de filtración de ese riego. Referencia: Apartado 4.5. Pérdidas de agua en el suelo: escorrentía, filtración profunda y evaporación.

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Ejercicios

q Ejercicio nº 3 Un agricultor dispone de una parcela muy extensa en la que existen dos tipos de suelos diferentes: uno francoarenoso y otro franco. La humedad volumétrica que corresponde al límite superior y al inferior de cada tipo de suelo es la siguiente: Suelo

Límite superior (Hum. Vol.)

Límite inferior (Hum. Vol.)

Franco-arenoso

32 %

22 %

Franco

39 %

23 %

Indicar cuál es la diferencia entre el Intervalo de Humedad Disponible (IHD) de ambos suelos e indicar si sería adecuado (teniendo en cuenta el diferente contenido de agua que pueden almacenar los dos suelos) implantar un solo cultivo en toda la parcela. Referencia: Apartado 4.3. El agua en el suelo.

q Ejercicio nº 4 Un técnico se encuentra evaluando la eficiencia de aplicación de los riegos de una comunidad de regantes. Durante el riego de una parcela realiza las siguientes medidas: • Cantidad de agua aplicada con el riego: 1.856 m3/ha • Cantidad de agua de escorrentía: 122 m3/ha • Cantidad de agua de filtración profunda: 83 m3/ha Indicar cuál sería el procedimiento para calcular la eficiencia de aplicación (Ea) del riego y su valor. Referencia: Apartado 4.6. Calidad del riego: eficiencia, uniformidad y déficit.

q Ejercicio nº 5 Se desea saber si con el agua de riego se consigue llenar toda la zona ocupada por las raíces del cultivo. Tras diversas mediciones durante uno de los riegos se determinó que la cantidad aplicada a dicha zona fue de 1.736 m3/ha mientras la cantidad agua necesaria para llenarla era de 2.140 m3/ha. Indique qué índice evalúa la falta de agua en la zona de raíces y calcularlo en este caso. Referencia: Apartado 4.6. Calidad del riego: eficiencia, uniformidad y déficit.

q Ejercicio nº 6 Un parte meteorológico indica que en la zona han caído 32 litros por metro cuadrado de lluvia en las últimas 24 horas. Expresar esa cantidad en altura de la lámina de agua que se habrá infiltrado en el suelo y calcular la cantidad de metros cúbicos que se habrán aportado a una hectárea. Referencia: Apartado 4.3. El agua en el suelo.

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Módulo 1. Fundamentos del riego

q Ejercicio nº 7 Las plantas absorben el agua del suelo a través de las raíces y es empleada fundamentalmente en tres procesos: fotosíntesis, crecimiento y transpiración. Indicar cuál de los tres procesos es el que consume, con mucha diferencia, la mayor parte del agua absorbida. Referencia: Apartado 4.4. El agua en la planta. Uso del agua por la planta.

q Ejercicio nº 8 Indique cuál de los siguientes aparatos de medida indirecta de la humedad del suelo consiste en un emisor y receptor de impulsos electromagnéticos: Sonda de neutrones; TDR; Tensiómetro. Referencia: Apartado 4.3. El agua en el suelo.

q Ejercicio nº 9 Existe un nivel de humedad en cada suelo por debajo del cual las raíces de las plantas no pueden extraer el agua, denominado límite inferior. Indique qué otro nombre recibe ese mismo nivel de humedad del suelo. ¿Qué otro nombre recibe el límite superior? Referencia: Apartado 4.3. El agua en el suelo.

UNIDAD DIDÁCTICA 5. CALIDAD DE AGUA DE RIEGO

q Ejercicio nº 1 Utilizando un conductivímetro portátil, un agricultor ha medido la conductividad eléctrica de su agua de riego, resultando ser de 1.26 dS/m (deciSiemens por metro). Indique cuál será el Contenido Total de Sales de dicha agua, expresado en g/L (gramos por litro). Referencia: Apartado 5.2. El agua de riego y las sales.

q Ejercicio nº 2 Una agricultora desea conocer con precisión la calidad de su agua de riego, por lo que envía una muestra al laboratorio para ser analizada. El laboratorio da los resultados y las cantidades de sales medidas son las siguientes:

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Ejercicios

Contenido (mg/L) Carbonatos:

1.8

Magnesio:

Bicarbonatos:

452

Potasio:

Cloruros:

430

Sodio:

Sulfatos:

46

Calcio:

123

32 2.3 520

Boro:

0.68

Hierro:

0.48

Calcule cuál sería el Contenido Total de Sales e indique si en función de ese indicador el agua puede provocar riesgo de salinización del suelo. Referencia: Apartado 5.2. El agua de riego y las sales.

q Ejercicio nº 3 Con un riego por aspersión se van a aplicar 1.650 m3/ha a una parcela, de los cuales se pretende que 132 sirvan para lavado de las sales. ¿Qué porcentaje representan, por tanto, las necesidades de lavado en ese riego? Referencia: Apartado 5.6. Lavado de sales.

q Ejercicio nº 4 Ordene los siguientes cultivos extensivos de mayor a menor tolerancia a salinidad: Remolacha; Maíz; Cebada; Algodón; Soja; Trigo. Referencia: Apartado 5.2. El agua de riego y las sales.

q Ejercicio nº 5 Determinados suelos presentan problemas de infiltración de agua al producirse un sellado o taponamiento de los poros tras el deterioro de la estructura de dichos suelos. Indique qué elemento es generalmente el responsable de este efecto y qué índice suele usarse para evaluar la posibilidad de problemas de infiltración. Referencia: Apartado 5.4. Problemas de infiltración.

q Ejercicio nº 6 Un problema asociado generalmente a una mala calidad del agua de riego es la obturación de emisores de riego localizado. Existen ciertos valores de pH y dureza a partir de los cuales, cuando se dan a la vez, los problemas de obturación pueden ser frecuentes y muy importantes. ¿Cuáles son dichos valores? Referencia: Apartado 5.5. Otros criterios de calidad.

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Módulo 1. Fundamentos del riego

q Ejercicio nº 7 Para recoger una muestra de agua de riego para su análisis es conveniente tener en cuenta si proviene de pozo o de una fuente superficial (embalse, río, etc.). Un agricultor que tiene experiencia en la toma de muestras de agua ha tomado 5 muestras diferentes, las ha mezclado y finalmente a llenado una botella con agua de la mezcla. Indique si cree que habrá tomado la muestra de agua superficial o de pozo. Referencia: Apartado 5.2. El agua de riego y las sales.

UNIDAD DIDÁCTICA 6. PROGRAMACIÓN DE RIEGOS

q Ejercicio nº 1 La cantidad de agua que las plantas extraen del suelo varía según la fase de desarrollo en que éstas se encuentren, inicial, desarrollo, media o maduración. ¿Cuál es el coeficiente con que se evalúan dichas variaciones en la evapotranspiración (ET)? Referencia: Apartado 6.2. Necesidades de agua de los cultivos.

q Ejercicio nº 2 Se desea saber, haciendo uso de valores típicos de ETr en el valle medio del Guadalquivir, cuál es la evapotranspiración (ET) diaria durante el mes de junio de un cultivo de algodón que se encuentra en la fase media y está situado en las proximidades de Córdoba. NOTA: Para obtener valores tanto de ETr en el valle medio del Guadalquivir como de coeficientes de cultivo en algodón, ver las tablas incluidas en la Unidad Didáctica 6 “Programación de Riegos” del Módulo 1 “Fundamentos del Riego”.

Referencia: Apartado 6.2. Necesidades de agua de los cultivos.

q Ejercicio nº 3 Un agricultor tiene una explotación de melocotoneros de 7 años en la vega baja del Guadalquivir en la provincia de Jaén, y quiere saber la cantidad de agua que teóricamente está disponible para la planta, en milímetros de altura de agua. Sabe que el suelo es franco-arcilloso con un Intervalo de Humedad Disponible de 195 mm de agua por metro de profundidad de suelo, y las raíces del melocotonero tienen una profundidad de 0.8 metros. Una vez calculado el apartado anterior, ¿cuál sería la humedad correspondiente a un Nivel de Agotamiento Permisible de 0.65, también en milímetros? Referencia: Apartado 6.3. El agua en el suelo en relación con el riego.

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Ejercicios

q Ejercicio nº 4 Calcular la lámina de agua aplicada en un riego (necesidades brutas), expresada en mm de agua y en m3/ha, a un cultivo de remolacha situado en la provincia de Córdoba. El método de riego utilizado es aspersión. Los datos que a continuación se detallan corresponden al mes de mayo. Lámina de agua requerida = 120 mm. Eficiencia de aplicación del sistema = 75%. Necesidades de lavado = 10%. NOTA: Para calcular la lámina aplicada en un riego se necesita saber la lámina de agua requerida, la eficiencia de aplicación y la fracción de lavado. La fracción de lavado es el tanto por uno de las necesidades de lavado y se calcula dividiendo las necesidades de lavado entre 100.

Referencia: Apartado 6.4. Estimación de las necesidades de riego usando el método del balance de agua.

q Ejercicio nº 5 Se desea elaborar un calendario medio de riegos durante los 20 primeros días del mes de junio, para una plantación de melocotoneros en una finca situada en el término Municipal de Córdoba con los siguientes datos: Localización: Córdoba. Cultivo: melocotoneros. Método de riego: riego por aspersión. Eficiencia de aplicación: 85%. Suelo: franco con un Intervalo de Humedad Disponible de 165 milímetros por metro de profundidad de suelo. Nivel de Agotamiento Permisible (NAP): 0.5 En este ejemplo práctico se va a suponer que el día 7 de Junio caen 10 L/m2 de lluvia. Se establece el criterio de regar cuando el Déficit de Agua en el Suelo (DAS) alcance el Nivel de Agotamiento Permisible y aplicar las necesidades brutas de riego. Si el día 7 de Junio cayeron 10 mm de lluvia, se regaría el día determinado por el calendario pero aplicando la diferencia entre el agua a aplicar en el riego y el agua de lluvia caída. Pasos a seguir para resolver este ejercicio: Para calcular los valores de Evapotranspiración diaria (ET) hay que saber la Evapotranspiración de referencia (ETr) y el coeficiente de cultivo (Kc), valores que se encuentran en tablas en la Unidad Didáctica 6 “Programación de Riegos” del Módulo 1 “Fundamentos del Riego”. Los valores de Déficit de Agua en el Suelo (DAS) se calculan sumando la evapotranspiración de ese día a la que hay acumulada del día anterior. Para los valores de profundidad radicular, habrá que remitirse a las tabla de la Unidad Didáctica 6 del Módulo 1. Para cada profundidad radicular se calcula la cantidad de agua en el suelo (en milímetros de altura) que supone el Nivel de Agotamiento Permisible (NAP) para lo cual se necesita saber: profundidad de raíces, Intervalo de Humedad Disponible (IHD) y el Nivel de Agotamiento Permisible (NAP). Cuando en la tabla que se elabore exista una fila donde el Déficit de Agua en el Suelo (DAS) sea mayor que el Nivel de Agotamiento Permisible (NAP) será necesario regar ese día. La cantidad de agua a aplicar se determinará calculando las necesidades brutas de riego a partir de los datos de Necesidades Netas (Nn), que en este caso coinciden con el Nivel de Agotamiento Permisible (NAP), y de la Eficiencia de aplicación (Ea). A partir del día que se riega, dado que el déficit de agua en el suelo vuelve a ser cero, se comienza a calcular

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Módulo 1. Fundamentos del riego

el nuevo Déficit de Agua en el Suelo según la ET que se produzca cada día. El proceso continúa igual hasta el final de la campaña. Como en este caso se han producido lluvias, se mantiene la fecha de riego y se resta el agua de lluvia que ha caído a la cantidad de agua a aplicar en el riego. Resumiendo, los pasos a seguir serán: • Cálculo de la Evapotranspiración. • Cálculo del Déficit de agua en el Suelo. • Nivel de Agotamiento Permisible (en este caso). • Comparar el Déficit de Agua en el suelo con el Nivel de Agotamiento Permisible. • Necesidades brutas. Nota: Utilice la tabla adjunta para completar el calendario de riegos.

Fecha

ETr (mm/día)

Kc

ET (mm/día)

DAS (mm)

Pr (metros)

NAP (mm)

Nb (mm)

01–junio 02–junio 03–junio 04–junio 05–junio 06–junio 07–junio 08–junio 09–junio 10–junio 11–junio 12–junio 13–junio 14–junio 15–junio 16–junio 17–junio 18–junio 19–junio 20–junio

Referencia: Apartado 6.6. Calendarios medios de riego.

q Ejercicio nº 6 Una plantación de ciruelos de alto valor comercial se encuentra en fase próxima a la recolección, y se desea que los árboles no sufran falta de agua en ningún instante. Aunque se ha adoptado para la programación de los riegos un Nivel de Agotamiento Permisible suficientemente bajo, ¿qué estrategia de riego sugeriría para asegurar que las raíces de los ciruelos no van a tener ningún problema para extraer el agua del suelo? Referencia: Apartado 6.5. Estrategias de riego.

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Ejercicios

q Ejercicio nº 7 Para una correcta programación de riegos sería preciso contar con valores de ETr y precipitación reales, obtenidos en la zona y recientes, con los que se podría realizar una programación en tiempo real. Sin embargo esto es muy poco frecuente, aunque existen organismos que ofrecen este tipo de datos así como orientación y recomendaciones en materia de riegos. ¿De que tipo de entidades u organismos se está hablando? Referencia: Apartado 6.5. Estrategias de riego.

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 1: Fundamentos del riego

SOLUCIONES

UNIDAD DIDÁCTICA 1. EL AGUA Y EL RIEGO

q Ejercicio nº 1 La cuenca hidrográfica del Guadalquivir, que ocupa cerca de un 60% de la superficie total andaluza. Referencia: Apartado 1.3. El agua como recurso limitado.

q Ejercicio nº 2 De origen superficial, ya que unas 547.000 has de las 800.000 regadas en Andalucía, es decir en torno a un 70%, se riegan con aguas superficiales. Referencia: Apartado 1.3. El agua como recurso limitado.

q Ejercicio nº 3 En general se considera que incrementan la calidad del paisaje, mejoran el impacto visual del entorno e incrementan el valor del medio rural. Referencia: Apartado 1.4. Aspectos sociales, económicos y medioambientales del riego.

q Ejercicio nº 4 En torno al 80%. El resto se divide en el uso doméstico (14%) y en el industrial (6%). Referencia: Apartado 1.3. El agua como recurso limitado.

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Soluciones

q Ejercicio nº 5 Acuíferos. Referencia: Apartado 1.2. Ciclos y usos del agua.

q Ejercicio nº 6 Más del 50%, en torno al 53%. De igual forma, genera más del 50% de empleo total agrario. Referencia: Apartado 1.4. Aspectos sociales, económicos y medioambientales del riego.

UNIDAD DIDÁCTICA 2. MÉTODOS DE RIEGO

q Ejercicio nº 1 Riego por superficie, riego por aspersión y riego localizado. Referencia: Apartado 2.1. Introducción.

q Ejercicio nº 2 Riego localizado, ya que es el método más eficiente en el uso del agua. Además, permite implantar instalaciones en terrenos con topografías onduladas y con pendientes moderadas. De igual forma, cuando se pueda asumir una inversión importante en equipos, es el método más indicado. Referencia: Apartado 2.1. Introducción. Apartado 2.4. Riego localizado.

q Ejercicio nº 3 Riego por superficie con unas 330.000 hectáreas, riego localizado con algo menos de 300.000 hectáreas y finalmente riego por aspersión con unas 175.000 hectáreas. Referencia: Apartado 2.1. Introducción.

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Módulo 1. Fundamentos del riego

q Ejercicio nº 4 Riego por superficie. Incluye gran variedad de tipos de sistemas diferentes en los que el agua se aplica sobre el suelo y escurre sobre él. Referencia: Apartado 2.2. Riego por superficie.

q Ejercicio nº 5 Riego por superficie, donde se requieren terrenos con escasa o nula pendiente, gran disponibilidad de agua y mano de obra que maneje los riegos adecuadamente. Referencia: Apartado 2.2. Riego por superficie.

q Ejercicio nº 6 En riego por aspersión los aspersores deben estar situados sobre el campo de manera que la lluvia que aplican cubra toda la superficie de cultivo. Si sólo se trata de aplicar agua en una zona del suelo próxima a la planta se emplea el riego localizado. Referencia: Apartado 2.3. Riego por aspersión.

q Ejercicio nº 7 Riego por aspersión, con el que se pueden aplicar riegos ligeros con facilidad independientemente del tipo de suelo. Referencia: Apartado 2.3. Riego por aspersión.

q Ejercicio nº 8 Riego localizado. Referencia: Apartado 2.4. Riego localizado.

q Ejercicio nº 9 Con él se aplica el agua sólo en una zona determinada del suelo, mientras que con el riego por superficie o aspersión se aplica agua a la totalidad de la superficie cultivada. Referencia: Apartado 2.4. Riego localizado.

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Soluciones

UNIDAD DIDÁCTICA 3. IMPLICACIONES AMBIENTALES DE LOS REGADÍOS

q Ejercicio nº 1 En general aumentan el valor paisajístico del entorno, principalmente aquellos regadíos tradicionales de riego por superficie. Otro impacto positivo supone el aumento de la biodiversidad, y como consecuencia de ello el desarrollo de actividades turísticas, cinegéticas o deportivas en el medio rural. Referencia: Apartado 3.2. Efectos ambientales positivos relacionados con los regadíos.

q Ejercicio nº 2 Obras para el almacenamiento de agua como balsas, presas, embalses, depósitos, etc.; obras para el transporte y distribución del agua, canales, estructuras de distribución, control y protección, etc.; obras complementarias para facilitar accesos, como caminos, para albergar maquinaria como edificaciones, redes de desagüe, etc. Referencia: Apartado 3.3. Efectos ambientales negativos relacionados con los regadíos.

q Ejercicio nº 3 La filtración profunda, con la que el agua arrastra elementos y compuestos químicos hacia capas de suelo profundas, y la escorrentía, que contamina las aguas superficiales donde se vierte, pudiendo acarrear sedimentos y otros elementos. Referencia: Apartado 3.3. Efectos ambientales negativos relacionados con los regadíos.

q Ejercicio nº 4 En el riego por superficie, ya que el agua se aplica en forma de chorros o avenidas que pueden tener gran energía y romper la estructura del suelo, erosionando las partículas sólidas y arrastrándolas con la corriente. Referencia: Apartado 3.3. Efectos ambientales negativos relacionados con los regadíos.

q Ejercicio nº 5 En cabecera de parcela, donde la velocidad del agua y su energía es mayor, el suelo se descarna y puede quedar muy deteriorado. En cola de parcela, por el contrario, los caudales que fluyen son menores y el sedimento que lleva el agua se deposita, sella la superficie y puede provocar problemas de infiltración en riegos posteriores. Referencia: Apartado 3.3. Efectos ambientales negativos relacionados con los regadíos.

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Módulo 1. Fundamentos del riego

q Ejercicio nº 6 El límite recomendado es de 50 miligramos de nitrato por litro de agua y el máximo de 100 miligramos por litro. Referencia: Apartado 3.3. Efectos ambientales negativos relacionados con los regadíos.

q Ejercicio nº 7 Eutrofización. Suele ocasionar dificultad para que el agua del cauce circule adecuadamente, provoca efectos visuales muy antiestéticos y limita el uso del cauce para fines recreativos. Referencia: Apartado 3.3. Efectos ambientales negativos relacionados con los regadíos.

UNIDAD DIDÁCTICA 4. EL AGUA EN EL SUELO Y LA PLANTA. PÉRDIDAS DE AGUA

q Ejercicio nº 1 a) La humedad volumétrica de una muestra de suelo se puede calcular de forma muy simple sabiendo la humedad gravimétrica (en %) y multiplicándola por la densidad aparente. Así,

Humedad volumétrica = Humedad gravimétrica x densidad aparente = 29 x 1.22 = 35.4%

b) Si el agua contenida en 1 metro de profundidad de suelo se coloca en forma de lámina, una humedad volumétrica del 35.4% ó 0.345 representa una altura de

35.4% => 0.354 metros = 354 milímetros

Referencia: Apartado 4.3. El agua en el suelo.

q Ejercicio nº 2 Ambos índices, relación de escorrentía y relación de filtración, proporcionan información sobre la cantidad de agua perdida por cada uno de los dos procesos con respecto al total de agua aplicada. Se calculan utilizando expresiones muy sencillas:

cantidad perdida por escorrentía 353 Relación de escorrentía = ———————————————— = ———— = 0.198 = 19.8% cantidad de agua aplicada 1.780

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Soluciones

cantidad perdida por filtración profunda 18 Relación de filtración = —————————————————— = ———— = 0.010 = 1% cantidad de agua aplicada 1.780

Referencia: Apartado 4.5. Pérdidas de agua en el suelo: escorrentía, filtración profunda y evaporación.

q Ejercicio nº 3 El Intervalo de Humedad Disponible indica el contenido de agua en el suelo que teóricamente está a disposición para las plantas y se calcula como la diferencia entre la humedad correspondiente al límite superior y la del límite inferior. Se calculará, por tanto, el IHD para cada uno de los dos suelos: • Franco-arenoso: IHD = 32 – 22 = 10% • Franco: IHD = 39 – 23 = 16% Por lo tanto, existe una diferencia de 16 – 10 = 6% de humedad, que en 1 metro de profundidad del suelo sería una lámina de agua de 0.06 metros o 60 milímetros de altura. Es de suponer que los aportes de agua a la parcela (bien sea por lluvia o mediante el riego) son iguales para los dos tipos de suelo. Por ello, en caso de implantar un mismo cultivo, la cantidad disponible será muy distinta y las plantas que se encuentren en el suelo franco-arenoso agotarán las reservas del suelo antes que las del suelo franco. La diferencia en la producción podría ser importante, por lo que no sería aconsejable. Referencia: Apartado 4.3. El agua en el suelo.

q Ejercicio nº 4 La eficiencia de aplicación indica la relación entre el agua que pasa a la zona de raíces y puede ser absorbida por las plantas, por lo tanto agua aprovechada, y el agua total aplicada con el riego. Cuanto mayor es la eficiencia de aplicación, mejor habrá sido el uso del agua durante el riego. Se calcula restando a la máxima eficiencia posible (100%) la relación de escorrentía y la relación de filtración, ya que estas son las pérdidas de agua en el suelo. Por lo tanto lo primero será calcular ambas relaciones:

cantidad perdida por escorrentía 122 Relación de escorrentía = —————————————————— = ———— = 0.065 = 6.5% cantidad de agua aplicada 1.856

cantidad perdida por filtración profunda 83 Relación de filtración = ——————————————————— = ———— = 0.045 = 4.5% cantidad de agua aplicada 1.856

Eficiencia de aplicación = 100 – relación de escorrentía – relación de filtración

|| V Ea = 100 – 6.5 – 4.5 = 89%

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Módulo 1. Fundamentos del riego

Referencia: Apartado 4.6. Calidad del riego: eficiencia, uniformidad y déficit.

q Ejercicio nº 5 El índice que muestra la relación entre el agua que ha faltado para llenar la zona de raíces y la que se ha aplicado en realidad es el cociente de déficit. Si se denomina a la primera cantidad como agua no aportada y a la segunda como agua necesaria, se calcula con la expresión:

2.140 – 1.736 404 cantidad no aportada Cociente de déficit = ——————————— x 100 = —–—————— x 100 = ———— x 100 = 18.9% cantidad necesaria 2.140 2.140

Es decir, el 18.9% de la zona ocupada por las raíces no recibe el agua necesaria, por lo que las plantas que se encuentren afectadas por una falta de agua pueden tener problemas en su desarrollo y crecimiento normales. Referencia: Apartado 4.6. Calidad del riego: eficiencia, uniformidad y déficit.

q Ejercicio nº 6 Existen dos cantidades equivalentes en lo que se refiere a cantidad de agua por metro cuadrado: litros y altura de agua en milímetros. Eso significa que si han caído 32 L/m2 (litros por metro cuadrado) la lámina de agua sería de 32 milímetros de altura. Una hectárea tiene 10.000 m2 (metros cuadrados). Si han caído 32 litros en cada metro cuadrado, en 10.000 se habrán recogido

10.000 x 32 = 320.000 litros = 320 m3 (metros cúbicos)

Referencia: Apartado 4.3. El agua en el suelo.

q Ejercicio nº 7 La transpiración, o paso del agua desde las hojas (por las células denominadas estomas) hasta la atmósfera en forma de vapor. Referencia: Apartado 4.4. El agua en la planta. Uso del agua por la planta.

q Ejercicio nº 8 TDR. El contenido de humedad del suelo condiciona el tiempo que tarda un impulso electromagnético en recorrer la longitud de las varillas. Midiendo ese tiempo se establece una relación que indica la humedad del suelo. Referencia: Apartado 4.3. El agua en el suelo.

98

Soluciones

q Ejercicio nº 9 Punto de marchitamiento permanente. El límite superior también es conocido como capacidad de campo. Referencia: Apartado 4.3. El agua en el suelo.

UNIDAD DIDÁCTICA 5. CALIDAD DE AGUA DE RIEGO q Ejercicio nº 1 El Contenido Total de Sales (CTS) en el agua de riego se calcula fácilmente sabiendo su conductividad eléctrica. La relación es:

CTS = Conductividad eléctrica x 0.64

por lo tanto, en este caso

CTS = 1.26 x 0.64 = 0.806 g/L (gramos/litro)

Referencia: Apartado 5.2. El agua de riego y las sales.

q Ejercicio nº 2 El Contenido Total de Sales (CTS) se calcula sumando la cantidad medida de todas las sales que contenga el agua. Por lo tanto,

CTS = 1.8 + 452 + 430 + 46 + 123 + 32 + 2.3 + 520 + 0.68 + 0.48 = 1608.26 mg/L ≈ 1.61 g/L

Teniendo en cuenta el criterio que establece la FAO para la aptitud del agua de riego en función del Contenido Total de Sales, el agua podría provocar un riesgo ligero a moderado de salinización del suelo. Referencia: Apartado 5.2. El agua de riego y las sales.

99

Módulo 1. Fundamentos del riego

q Ejercicio nº 3 Las necesidades de lavado constituyen la cantidad de agua que se destina a lavar las sales. Como 132 de los 1.650 m3/ha son para lavado, esa cantidad representa

132 ———— = 0.08 = 8% 1.650

Por lo tanto, el 8% del agua aplicada será para lavado de sales y el resto, 92% de riego propiamente dicho. Referencia: Apartado 5.6. Lavado de sales.

q Ejercicio nº 4 Cebada (8.0); Algodón (7.7); Remolacha (7.0); Trigo (6.0); Soja (5.0); Maíz (1.7). (Entre paréntesis se indican los valores de tolerancia en dS/m). Referencia: Apartado 5.2. El agua de riego y las sales.

q Ejercicio nº 5 El sodio, que dispersa las partículas del suelo que obturan los poros. El índice es la Relación de Adsorción de Sodio. Referencia: Apartado 5.4. Problemas de infiltración.

q Ejercicio nº 6 Se considera que esos problemas pueden ocurrir con aguas cuyo pH sea superior a 7 y cuya dureza sea superior a 40–50 grados franceses. Referencia: Apartado 5.5. Otros criterios de calidad.

q Ejercicio nº 7 Probablemente de origen superficial, porque en estos casos conviene tomar varias muestras de diferentes sitios, mezclarlas y coger una que sea representativa para enviarla a analizar. Referencia: Apartado 5.2. El agua de riego y las sales.

100

Soluciones

UNIDAD DIDÁCTICA 6. PROGRAMACIÓN DE RIEGOS

q Ejercicio nº 1 Coeficiente de cultivo (Kc). Referencia: Apartado 6.2. Necesidades de agua de los cultivos.

q Ejercicio nº 2 Para el valle medio y bajo del Guadalquivir se puede estimar una evapotranspiración de referencia (ETr) para junio de 6 mm/día. De la tabla de coeficientes de cultivo (Kc) para el algodón se obtiene un valor de 1.15 en la fase media. Así pues, la evapotranspiración diaria (ET) será:

ET = ETr x Kc = 6 x 1.15 = 6.9 mm/día

Referencia: Apartado 6.2. Necesidades de agua de los cultivos.

q Ejercicio nº 3 La cantidad disponible se calculará teniendo en cuenta la profundidad de la zona de raíces y el Intervalo de Humedad Disponible (que está expresado por metro de profundidad del suelo).

IHD x Profundidad de raíces = 195 x 0.8 = 156 milímetros

Para calcular la humedad correspondiente a un Nivel de Agotamiento Permisible determinado, sólo hay que multiplicar la cantidad teóricamente disponible por el porcentaje que representa el NAP, en este caso:

IHD x Profundidad de raíces x NAP = 195 x 0.8 x 0.65 = 101.4 milímetros.

Referencia: Apartado 6.3. El agua en el suelo en relación con el riego.

q Ejercicio nº 4 En el cálculo de las necesidades brutas de riego intervienen las necesidades netas de riego, la eficiencia de aplicación y la fracción de lavado. La fracción de lavado es el tanto por uno de las necesidades de lavado y se calculará dividiendo estas últimas por 100:

101

Módulo 1. Fundamentos del riego

10 necesidades de lavado Fracción de lavado = ———————————— = ——— = 0.1 100 100

120 Nn Necesidades brutas de riego = —————————————— x 100 = —————— x 100 = 177.8 mm Ea x (1 – fracción de lavado) 75 (1 – 0.1)

Una vez calculada la lámina de agua a aplicar en milímetros, para determinar el agua a aplicar en metros cúbicos por hectárea hay que hacer una serie de operaciones que se describen a continuación:

177.8 L/ m2 x 10.000 m3/ ha 177.8 mm = ——————————————— = 1.778 m3/ ha 1.000 L/ m3

Referencia: Apartado 6.4. Estimación de las necesidades de riego usando el método del balance de agua.

q Ejercicio nº 5 a) El primer paso es calcular la evapotranspiración diaria (en milímetros por día), a partir de datos estimados del valle medio y bajo del Guadalquivir por no disponer en este caso de datos reales, y del coeficiente de cultivo (Kc). Ejemplo: La evapotranspiración de referencia (ETr) para el mes de junio en dicha zona es de 6 mm/día. El valor del coeficiente de cultivo para el melocotonero durante junio es de 0.75.

Día 1 de junio, ET = 6 x 0.75 = 4.5 mm/día.

b) El Déficit de Agua en el Suelo se calcula acumulando la evapotranspiración que se produce cada día. Ejemplo: para el día 3 de junio se han acumulado los 9 milímetros/día que había el día 2 de junio más los 4.5 milímetros que se produjeron el día 3, es decir 9 + 4.5 = 13.5 milímetros. c) Para cada profundidad radicular se calcula la cantidad de agua en el suelo (en milímetros de altura) que supone el Nivel de Agotamiento Permisible. Ejemplo: para una profundidad radicular de 0.8 metros, el nivel de agotamiento permisible será: 0.8 (profundidad de raíces) x 0.165 (IHD) x 0.5 (NAP) = 0.066 metros = 66 milímetros. d) Para cada día se comprueba si el Déficit de Agua en el Suelo es mayor o menor que el Nivel de agotamiento permisible. Si es mayor será el momento de regar. Ejemplo: para el día 15 de junio DAS = 67.5 milímetros, mientras que NAP = 66 milímetros, es decir, es necesario regar ese día. Las necesidades de riego brutas serían las siguientes:

Nn 66 Nb = ——— x 100 = ——— x 100 = 77.64 milímetros ≈ 78 milímetros Ea 85

102

Soluciones

A partir del 15 de junio, dado que el déficit de agua en el suelo vuelve a ser cero, se comienza a calcular el nuevo déficit según la ET que se produzca cada día. El proceso continúa igual hasta el final de la campaña. e) En caso que se produzcan lluvias, se mantienen las fechas de riego obtenidas en el calendario medio de riegos y se resta el agua de lluvia que ha caído desde el último riego a la cantidad de agua a aplicar en el riego siguiente. Ejemplo: si el 7 de junio cayeron 10 mm de lluvia, se regará el día prefijado pero aplicando 78 – 10 = 68 mm en lugar de los 78 mm calculados sin tener en cuenta la lluvia.

Fecha

ETr (mm/día)

Kc

ET (mm/día)

DAS (mm)

Pr (metros)

NAP (mm)

Nb (mm)

01–junio

6

0.75

4.5

4.5

0.8

66

0

02–junio

6

0.75

4.5

9

0.8

66

0

03–junio

6

0.75

4.5

13.5

0.8

66

0

04–junio

6

0.75

4.5

18

0.8

66

0

05–junio

6

0.75

4.5

22.5

0.8

66

0

06–junio

6

0.75

4.5

27

0.8

66

0

07–junio

6

0.75

4.5

31.5

0.8

66

0

08–junio

6

0.75

4.5

36

0.8

66

0

09–junio

6

0.75

4.5

40.5

0.8

66

0

10–junio

6

0.75

4.5

45

0.8

66

0

11–junio

6

0.75

4.5

49.5

0.8

66

0

12–junio

6

0.75

4.5

54

0.8

66

0

13–junio

6

0.75

4.5

58.5

0.8

66

0

14–junio

6

0.75

4.5

63

0.8

66

0

15–junio

6

0.75

4.5

67.5

0.8

66

68 (Riego)

16–junio

6

0.75

4.5

4.5

0.8

66

0

17–junio

6

0.75

4.5

9

0.8

66

0

18–junio

6

0.75

4.5

13.5

0.8

66

0

19–junio

6

0.75

4.5

18

0.8

66

0

20–junio

6

0.75

4.5

22.5

0.8

66

0

Referencia: Apartado 6.6. Calendarios medios de riego.

103

Módulo 1. Fundamentos del riego

q Ejercicio nº 6 Aplicar las necesidades brutas de riego antes de que el Déficit de Agua en el Suelo alcance el Nivel de Agotamiento Permisible. Referencia: Apartado 6.5. Estrategias de riego.

q Ejercicio nº 7 De los Servicios de Asesoramiento al Regante. Referencia: Apartado 6.5. Estrategias de riego.

104

Manual de Riego para Agricultores Módulo 2

AGRICULTURA

Riego por Superficie

PESCA Y ACUICULTURA

Manual de Riego para Agricultores. Módulo 2. Riego por Superficie

GANADERÍA

Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera CONSEJERÍA DE AGRICULTURA Y PESCA

MANUAL DE RIEGO PARA AGRICULTORES MÓDULO 2

RIEGO POR SUPERFICIE

Sevilla, 2010

Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera CONSEJERÍA DE AGRICULTURA Y PESCA

Manual de riego para Agricultores: módulo 2. Riego por superficie / Autores: Rafael Fernández Gómez... [et. al.]. — Sevilla : Consejería de Agricultura y Pesca, Servicio de Publicaciones y Divulgación, D.L. 2010. 103 p. : il., graf. ; 30 cm. — (Agricultura. Formación). D.L. SE-2595-2010 ISBN 84-8474-025-0 Riego de superficie. Fernández Gómez, Rafael. Andalucía. Consejería de Agricultura y Pesca. Riego por superficie. Agricultura (Andalucía. Consejería de Agricultura y Pesca). Formación. 631.674.1(035)

MANUAL DE RIEGO PARA AGRICULTORES

© JUNTA DE ANDALUCÍA. Consejería de Agricultura y Pesca Publica: Secretaría General Técnica. Servicio de Publicaciones y Divulgación. Autores: Rafael Fernández Gómez Mercedes Milla Milla Ricardo Ávila Alabarces Joaquín Berengena Herrera Pedro Gavilán Zafra Nicolás A. Oyonarte Gutiérrez Serie: Agricultura. Formación Depósito Legal: SE-2595-2010 l.S.B.N: 84-8474-025-0 Diseño y Maquetación: Lumen Gráfica, S.L.

PRESENTACIÓN La adecuada práctica del riego incide grandemente en una mayor disponibilidad de agua para los regantes y en la mejora las producciones de sus cultivos, pero también, y no menos importante, en la disminución de la contaminación de los sistemas hidrológicos de los que se nutren el conjunto de la población y espacios de alto interés ambiental. Por tanto, la mejora del riego redundará en un mayor nivel y calidad de vida en los agricultores y del conjunto de la población. La importancia de un manejo adecuado del agua de riego está en el ánimo de las administraciones públicas, gestores del agua y regantes, pero son frecuentes las situaciones en las que las pérdidas de agua de riego son importantes. Este “Manual de Riego para Agricultores” intenta contribuir a mejorar esta situación desde la formación del regante. Con él se pretende poner al alcance del regante conocimientos sobre los fundamentos del riego y el manejo de diferentes sistemas de riego. En la elaboración de este manual se ha perseguido la simplicidad y claridad, sin renunciar a la calidad y el rigor. Abarca un gran número de cuestiones en torno al manejo del riego, desde la decisión sobre cuándo y cuánto regar hasta la evaluación básica de instalaciones de riego, de forma que se puedan detectar sus deficiencias y buscar soluciones factibles. Se han eludido aspectos complejos relacionados con el diseño de instalaciones, cuestión reservada para personal cualificado, si bien se abordan criterios que debe conocer el agricultor para participar en el diseño de su instalación. Componen el manual cuatro módulos, en los que se abordan los fundamentos del riego (módulo 1) y cada uno de los tipos de riegos: riego por superficie (módulo 2), riego por aspersión (módulo 3) y riego localizado (móduIo 4). Al final de cada capítulo se incluyen unas preguntas con las que el usuario podrá evaluar sus progresos. Se acompaña de un libro de ejercicios y de materiales de ayuda para el profesorado. Además, se ha elaborado una versión en disco compacto, susceptible de ser utilizada en cualquier ordenador personal. De esta forma , el conjunto es también utilizable en la enseñanza a distancia. El “Manual de Riego para Agricultores” es un material didáctico que se ha elaborado dentro de un programa de actuaciones para la optimización del uso y gestión del agua de riego. Este programa está siendo desarrollado por la Dirección General de Investigación y Formación Agraria de la Consejería de Agricultura (Junta de Andalucía) a través de la Empresa Pública para el Desarrollo Agrario y Pesquero de Andalucía SA (D.a.p). Incluye, además de la elaboración de material didáctico, el establecimiento de Servicios de Asesoramiento al Regante, la caracterización de Comunidades de Regantes y un extenso plan de formación. En la elaboración del “Manual de Riego para Agricultores”, todo lo aprendido en el desarrollo de estas actuaciones ha sido utilizado. Por tanto, además de los autores y las personas que lo han producido y coordinado, queremos mencionar a otras personas de D.a.p. que han contribuido a su realización: José Bellido González, Isabel González de Quevedo, Ana Salas Méndez, Juan Carlos Martín-Loeches Sánchez, Fátima Moreno Pérez, Javier Mósig Pérez, Benito Salvatierra Bellido, Darío Reina Gímenez, Antonio Romero López, Paula Triviño Tarradas y Salvador López Gracia. Equipo de Trabajo

5

AGRADECIMIENTOS Cuando se abordó la elaboración de este material didáctico para la formación del regante, buscamos reunir la claridad y sencillez con el necesario rigor, de forma que el resultado fuera mucho más que un recetario de aplicación dudosa en circunstancias variables. Con este fin, se hacía precisa la colaboración con universidades y centros públicos de investigación con amplia experiencia en la ciencia y técnica del riego, además de los propios de la Consejería de Agricultura y Pesca. En este ámbito se enmarcan los acuerdos con la Unidad Docente de Hidráulica y Riegos de la Universidad de Córdoba y el Instituto de Agricultura Sostenible de Córdoba (C.S.I.C). También ha realizado aportaciones Luciano Mateas Iñiguez (C.S.I.C). Estos acuerdos son continuación de la colaboración permanente entre la Empresa Pública para el Desarrollo Agrario y Pesquero de Andalucía y los centros de producción científica. A las personas y entidades mencionadas queremos agradecer su aportación.

ÍNDICE

UNIDAD DIDÁCTICA 1. INTRODUCCIÓN AL RIEGO POR SUPERFICIE . . . .

9

1.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Desarrollo del Riego por Superficie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Infiltración del agua. Lámina de agua infiltrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Autoevaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9 11 15 17 18

UNIDAD DIDÁCTICA 2. TIPOS DE SISTEMAS DE RIEGO POR SUPERFICIE

19

2.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Riego por tablares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Riego por fajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Riego por surcos con pendiente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Riego por surcos a nivel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 Otros tipos de riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Autoevaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19 20 21 22 26 27 28 29

UNIDAD DIDÁCTICA 3. DISEÑO Y MANEJO DEL RIEGO POR SUPERFICIE . . . .

31

3.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Factores a considerar en el diseño de las unidades de riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Características de las unidades de riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4 Otros factores a considerar en el manejo y diseño del riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Autoevaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31 31 35 40 41 42

7

UNIDAD DIDÁCTICA 4. ESTRUCTURAS DE CONTROL Y DISTRIBUCIÓN. MEDICIÓN DE CAUDALES (AFORO) . . . . . . . . . . 4.1 4.2 4.3 4.4

43

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Organización y control de la distribución del agua de riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Estructuras de control y protección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medida del caudal. Aforadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.1 Tipos de aforadores y vertederos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.2 Otros métodos para medir el caudal del agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Autoevaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43 44 48 50 51 53 55 56

UNIDAD DIDÁCTICA 5. EVALUACIÓN DEL RIEGO POR SUPERFICIE . . . . .

57

5.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Índices para medir el resultado del riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Estimación de la uniformidad del agua infiltrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4 Estimación de la eficiencia de aplicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Autoevaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

57 58 60 64 71 72

UNIDAD DIDÁCTICA 6.

MEJORA DEL MANEJO DEL RIEGO POR SUPERFICIE

73

6.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Mejora de las unidades de riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3 Manejo de tiempos y caudales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Autoevaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

73 73 79 83 84

RESPUESTAS A LAS AUTOEVALUACIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

85

GLOSARIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

87

BIBLIOGRAFÍA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

91

8

unidad didáctica INTRODUCCIÓN AL RIEGO POR SUPERFICIE

1

1.1. INTRODUCCIÓN El riego por superficie es un método de riego que consiste en aplicar el agua al suelo por gravedad. Engloba una gran cantidad de sistemas diferentes en los que el agua se aporta a la parcela y el suelo la distribuye a lo largo y ancho cubriendo la totalidad o sólo parte de su superficie. Una vez que el agua llega al punto de la parcela donde será aplicada, no es preciso suministrarle presión ya que se vierte y discurre libremente. Es el método que se ha venido empleando desde hace más tiempo en todo el mundo y aplicado en mayor superficie, incluso en la actualidad. Gracias a ello han surgido numerosas técnicas de aplicación del agua por gravedad, lo que ha originado una gran cantidad de tipos de sistemas de riego por superficie. Se estima que el 95% de las tierras regadas en el mundo se realiza por superficie, mientras que en España tal cantidad baja al 59% y en Andalucía al 42%, en ambos casos debido principalmente al auge del riego localizado. El riego por superficie se fundamenta en el avance del agua desde cabecera de la parcela (o zona de la parcela donde se aplica el agua) hasta el lugar donde normalmente llega más tarde, denominado cola, por lo que puntos diferentes dentro de la misma parcela estarán cubiertos de agua tiempos distintos. A medida que el agua avanza se infiltra en el suelo y pasa a disposición de las plantas, pero la cantidad de agua infiltrada dependerá tanto de las características del suelo como del tiempo que el agua esté sobre él.

9

Módulo 2. Riego por Superficie

Para mejorar la distribución y favorecer el avance del agua sobre la superficie del suelo suelen realizarse surcos y caballones, empleados también para delimitar la parcela, evitar que el agua se pierda y se pueda mejorar la eficiencia de aplicación. A todo ello, y también a una mejor distribución del agua, contribuye la pendiente en la dirección de escurrimiento del agua, sin embargo existen algunos sistemas que no requieren parcelas con pendiente, es decir, pueden estar a nivel. El riego por superficie es un método que puede aplicarse prácticamente a todo tipo de cultivos, bien sean anuales o leñosos, y con distintos sistemas de siembra o plantación como cultivos en línea, plantaciones arbóreas de diferentes marcos, cultivos que cubren todo el suelo, etc. Ello se debe al gran número de tipos de sistemas diferentes y a su vez a las distintas prácticas de manejo que se realizan de forma tradicional en cada zona. Es recomendable utilizar estos sistemas en terrenos con topografías o relieves llanos o con escasa pendiente. Es un método de riego poco costoso en instalaciones y mantenimiento pero generalmente no se consiguen altas eficiencias, si bien cuando el diseño es adecuado y el riego se maneja de forma adecuada las eficiencias pueden ser iguales a las de los sistemas de riego más tecnificados.

VENTAJAS DEL RIEGO POR SUPERFICIE Las ventajas del riego por superficie frente al resto de métodos de riego son principalmente las siguientes: • Bajo coste de inversión, si no se precisa una explanación previa, y de mantenimiento de las instalaciones. • Son riegos que no están afectados por las condiciones climáticas como viento, humedad ambiental, etc. como ocurre con el riego por aspersión. • La calidad del agua no influye (a excepción de las sales) y es posible regar con aguas de baja calidad, no aptas para otros métodos de riego como localizado. • No requieren consumo de energía, al menos desde que el agua llega a parcela. Se consume energía cuando es preciso elevarla desde el lugar de origen a menor nivel que la parcela. • Por el movimiento del agua esencialmente vertical cuando se infiltra, son muy aptos para lavar sales. • Las estructuras usadas para controlar el agua y distribuirla suelen estar fabricadas con materiales de bajo coste e incluso realizadas con el propio suelo.

No se requiere energía para aplicar el agua

Variabilidad en la infiltración de agua

Bajo coste de inversión y mantenimiento

Precisa una pendiente reducida y uniforme

Son aptos para lavado de sales

Menor eficiencia si el manejo es incorrecto

Estructuras de control, facilidad y economía

No es bueno para riegos someros en suelos ligeros

Se pueden usar aguas de mala calidad aunque no salinas

Requieren una explanación precisa

No afectados por las condiciones del clima

Los riegos han de programarse teniendo en cuenta otras prácticas

Figura 1. Ventajas e inconvenientes del riego por superficie.

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Unidad Didáctica 1. INTRODUCCIÓN AL RIEGO POR SUPERFICIE

INCONVENIENTES DEL RIEGO POR SUPERFICIE Se pueden destacar los siguientes: • Los sistemas de riego por superficie suelen tener menor eficiencia en el uso del agua que los de otros métodos, si bien con adecuados diseño y manejo se puede conseguir valores muy aceptables. • Dado que el suelo distribuye e infiltra el agua, la cantidad de agua infiltrada depende mucho de las características del mismo que pueden variar considerablemente incluso dentro de la misma parcela. • Se requieren terrenos con nula o escasa pendiente y exigen una explanación precisa. • No es muy adecuado para dar riegos ligeros, sobre todo en suelos arenosos, donde el agua infiltra rápidamente. • Se moja toda o gran parte de la superficie del suelo, por lo que habrán de programarse otra serie de prácticas culturales (aclarado, abonado, aplicación de herbicida o fitosanitario, recolección, etc.) para que no interfieran con el riego. • Puede producir alteraciones en la estructura del suelo y perjudicar el desarrollo de las raíces. En cualquier caso pueden existir otras ventajas o inconvenientes atendiendo a la zona donde se desarrollen los riegos, pero sea cual sea la situación, se puede admitir que los riegos por superficie son los más flexibles (admiten cambios de cultivo, de sistema, de caudales aplicados, etc.) y económicos.

1.2. DESARROLLO DEL RIEGO POR SUPERFICIE FASES DEL RIEGO En cualquier sistema de riego por superficie, la aplicación del agua a la parcela implica una serie de etapas o fases en referencia al movimiento del agua, su almacenamiento sobre la superficie del suelo y su infiltración. En cualquier sistema de riego se pueden producir todas estas etapas o fases, pero en determinados casos alguna de ellas puede no existir. Un desarrollo habitual o normal de un riego por superficie consiste en lo siguiente: Avance del agua sobre la superficie a partir del momento en que comienza a ser aplicada. Se origina el avance de ésta por la superficie del suelo hasta alcanzar el punto más lejano considerando que ha finalizado el avance cuando todos los lugares a los que debe llegar el agua se han mojado.

Figura 2. Avance del agua en un surco de riego.

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Módulo 2. Riego por Superficie

El avance del agua sobre el suelo puede tener una duración muy diversa dependiendo del tipo de sistema de riego por superficie, pero básicamente depende de: el caudal aplicado, la pendiente, la longitud del camino que debe recorrer el agua y de la capacidad de infiltración del suelo. A mayor caudal, mayor pendiente y menor longitud de parcela, menor será el tiempo necesario para que el agua cubra todos los puntos de la parcela y se complete el avance. Como se verá a continuación, a efectos de cantidad de agua infiltrada con el riego lo ideal es que el avance sea rápido para que todos los puntos de la parcela permanezcan mojados el tiempo más parecido posible, pero esto supone un riesgo de erosionar el suelo. Una vez que se completa el avance, si aún continúa la aplicación de agua a la parcela, ésta comienza a almacenarse sobre el suelo a la vez que continúa infiltrándose. En esta etapa del riego, todos los puntos de la parcela que deben recibir agua y ya se han mojado, comienzan a almacenarla. Se puede admitir que el almacenamiento comienza cuando se completa el avance y continúa hasta que se corta el suministro de agua, es decir, hasta que se alcanza el tiempo de aplicación del riego, denominado tiempo de riego. Si el suministro de agua se corta justo cuando se ha completado el avance, no se producirá el almacenamiento de agua sobre el suelo.

Figura 3. Parcela de riego en receso.

Cuando se ha cortado el suministro de agua en cabecera, la infiltración del agua en el suelo, unida al escurrimiento si hay pendiente, hace que el agua almacenada sobre la superficie vaya desapareciendo poco a poco, tiempo durante el cual se produce el agotamiento paulatino del agua que existe sobre el suelo. En un momento determinado algún lugar de la parcela queda humedecido pero sin agua en superficie, terminando con ello la fase de agotamiento y comenzando la etapa o fase de receso, que se prolonga hasta que el agua desaparece totalmente de la superficie del suelo. Si la parcela no tiene pendiente y está perfectamente nivelada, el receso se produce simultáneamente en todos los puntos. De lo contrario, lo habitual será que el receso comience en cabecera y termine en cola.

Figura 4. Representación esquemática de las etapas o fases de un riego por superficie.

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TIEMPOS CARACTERÍSTICOS DEL RIEGO Durante el desarrollo normal de un riego por superficie, delimitado aproximadamente por las fases descritas anteriormente, se pueden establecer unos tiempos característicos. En concreto se diferencian los siguientes: • TIEMPO DE AVANCE: es el tiempo, medido desde que comienza el riego, que el agua tarda en llegar a todos y cada uno de los puntos de la parcela. Es muy variable dependiendo del manejo que se haga del riego. • TIEMPO DE RECESO: medido desde el inicio del riego, es el tiempo en que todo el agua desaparece de la superficie del suelo.

Figura 5. Tiempos de avance y de receso en un riego por superficie.

Ambos tiempos característicos, de avance y de receso, se determinan tomando como referencia toda la longitud de la parcela. Sin embargo, el agua alcanzará cada punto de ella y posteriormente desaparecerá en tiempos de avance y receso diferentes (Figura 6). De esta manera, en cada punto “p”, el agua habrá llegado en un tiempo de avance hasta ese punto y habrá desaparecido en un tiempo de receso determinado. • TIEMPO DE INFILTRACIÓN: es el tiempo que el agua está en contacto con el suelo durante el riego y por lo tanto se estará infiltrando en él. Para cada punto, es la diferencia entre el tiempo en que se haya producido el receso y en el que haya llegado el agua en ese lugar. Normalmente es mayor en zonas de cabecera y menor en zonas de cola de la parcela. • TIEMPO DE RIEGO: es el tiempo que dura la aplicación de agua a la parcela de riego. Lo habitual es que en riego por superficie todos estos tiempos se midan en minutos.

Figura 6. Diagrama de avance-receso de un riego por superficie con representación del tiempo de infiltración.

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Módulo 2. Riego por Superficie

Utilizando el tiempo que el agua tarda en avanzar o llegar hasta cada punto, además del tiempo que tarda en desaparecer de cada uno de ellos, un riego se puede representar fácilmente mediante el denominado diagrama de avance-receso (Figura 6), de donde se deducen también los tiempos de infiltración en cada punto de la parcela. El conocimiento de los tiempos de infiltración es clave para analizar la bondad o calidad del riego por superficie y conocer su eficiencia y uniformidad. Un riego será más uniforme cuanto más parecidos sean los tiempos de infiltración en todos los puntos de la parcela, aunque la cantidad de agua infiltrada en cada punto dependerá también de la variación de las características del suelo.

Figura 7. En el caso a) los tiempos de infiltración son más parecidos en toda la parcela que en el caso b) Lo que, si el suelo es más o menos homogéneo, originará mayor uniformidad de distribución.

ejemplo En una parcela de riego por superficie el agua llega hasta la mitad de la longitud a los 75 minutos y a cola a los 210 minutos. Se corta la aplicación de agua a los 400 minutos y el agua desaparece del suelo en la mitad de la parcela a los 408 minutos y en cola a los 421 minutos. El tiempo de riego corresponde con el de corte del suministro, es decir, 400 minutos. Los tiempos que el agua tarda en llegar a cada lugar así como aquellos en que se produce el receso son los siguientes:

Lugar

Avance (minutos)

Receso (minutos)

Cabecera

0

400

Mitad

75

408

Cola

210

421

En consecuencia, los tiempos de infiltración serán la diferencia entre el receso y el avance para cada lugar a lo largo de la parcela. Lugar

Tiempo de infiltración (minutos)

Cabecera

400-0=400

Mitad

408-75=333

Cola

421-210=211

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Unidad Didáctica 1. INTRODUCCIÓN AL RIEGO POR SUPERFICIE

1.3. INFILTRACIÓN DEL AGUA. LÁMINA DE AGUA INFILTRADA

Figura 8. Desplazamiento del agua de unos poros a otros y en todas las direcciones durante su infiltración en el suelo.

El suelo es un medio poroso formado por partículas sólidas y por poros (que pueden contener agua, aire o ambos a la vez) de forma que cuando el agua está en contacto con él se desplaza de unos poros a otros en todas las direcciones. En el riego por superficie el agua discurre sobre el suelo cubriéndolo por completo o en parte, por lo que una mayor o menor infiltración depende de las características físicas del suelo y del tiempo que el agua está en contacto con él (tiempo de infiltración). Dicho de otra forma, el agua se infiltra en el suelo al ritmo que éste admita a diferencia del riego localizado o aspersión en que la infiltración también depende de la cantidad de agua que se esté aplicando. El riego se realiza normalmente cuando el suelo está bastante seco y la planta necesita agua. En estas condiciones, la infiltración es bastante rápida ya que los poros tienen poca cantidad de agua en su interior y el suelo es capaz de infiltrarla con facilidad. A medida que los poros se van llenando de agua, ésta se hace más lenta y si la infiltración prosigue durante un tiempo prolongado, el agua termina por infiltrarse a un ritmo muy lento que prácticamente no cambia, representado por la llamada infiltración básica.

Figura 9. Curva que refleja la variación de la infiltración del agua en un suelo a medida que pasa el tiempo.

Atendiendo a la textura de los suelos, los arenosos infiltran el agua rapidamente (Poros y partículas minerales más grandes) y tienen una mayor infiltración básica. Análogamente, los arcillosos (con poros y partículas extremadamente pequeños) infiltran muy lentamente incluso al comienzo y tienen una infiltración básica muy reducida, de ahí que suelan generar problemas de encharcamiento. También es diferente la forma en que el agua se infiltra según sea la textura del suelo, de manera que en un suelo arenoso el agua se mueve esencialmente hacia capas profundas, es decir, se produce un movimiento del agua vertical, motivo por el cual los suelos arenosos suelen generar filtración profunda cuando hay un exceso de agua. Por su parte, en los suelos arcillosos el agua se mueve también lateralmente mientras que el movimiento hacia capas más profundas está más limitado, lo que supone que en sistemas de riego por superficie con suelos arcillosos sean necesarios tiempos de infiltración relativamente elevados para conseguir aportar al suelo la altura de agua correspondiente a la lámina requerida, esto es, la lámina de agua que es necesario aplicar con el riego.

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Módulo 2. Riego por Superficie

Figura 10. Patrones de infiltración típicos de suelos arenosos y arcillosos.

En una parcela de riego por superficie el agua se aplica normalmente en uno de sus extremos, por lo que unas zonas estarán cubiertas de agua más tiempo que otras y así la cantidad de agua infiltrada será distinta. Generalmente en cabecera se infiltra más agua que en cola, y el tiempo que debe durar el riego está en función de la cantidad de agua que requiera el cultivo y de la velocidad con que el suelo infiltra el agua. Si durante la ejecución de un riego se diera un corte al suelo, se podría observar la cantidad de agua infiltrada en cada punto de la parcela y cómo evoluciona el frente de humedecimiento. De la misma manera, si se mirara el perfil del suelo una vez concluido el riego se podría observar la “altura” de agua que se ha infiltrado a lo largo de la parcela, lo que se denomina como lámina de agua infiltrada.

Figura 11. Perfil del agua infiltrada durante el avance y durante el humedecimiento del suelo.

Figura 12. Lámina de agua infiltrada tras un riego.

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Sin embargo, en condiciones normales el suelo no es homogéneo en toda la parcela sino que existirán zonas donde la textura sea diferente a otras, esté más compactado, más húmedo o seco, haya grietas o caminos preferenciales del agua, etc. Esto supone que la infiltración será distinta incluso dentro de la misma parcela, y aunque se pueda pensar que el frente de humedecimiento es más o menos homogéneo, lo cierto es que la cantidad de agua infiltrada puede ser muy irregular. En realidad en numerosas ocasiones existen zonas de la parcela de riego en las que el cultivo sufre problemas de suministro de agua y la producción final se ve afectada.

Figura 13. La infiltración se ve afectada por la heterogeneidad del suelo.

resumen El método de riego por superficie consiste en la aplicación del agua por gravedad. Ha sido muy utilizado desde la antigüedad en todo el mundo y existen numerosas técnicas o formas de aplicarlo así como prácticas de manejo que se adaptan a cada situación particular. Es un método barato, que se ve muy poco afectado por condiciones climáticas ni calidad del agua, pero en general son los menos eficientes y suelen estar limitados por la topografía de las parcelas y el tipo de suelo. Durante el desarrollo de un riego por superficie suelen ocurrir de forma consecutiva el avance del agua desde cabecera hasta cola, el almacenamiento del agua en superficie, el agotamiento mientras que el agua se infiltra y el receso, hasta que toda el agua desaparece totalmente de la parcela. Dependiendo del tipo de riego puede que alguna de estas etapas o fases no exista. Conocer el tiempo que tarda el agua en avanzar hasta cada punto, el tiempo en que se produce el receso en ellos, el de infiltración y el de riego es importante para controlar el desarrollo del riego y poder obtener el máximo aprovechamiento del agua. La capacidad del suelo para infiltrar el agua es decisiva, junto con el tiempo de infiltración, para realizar el riego de forma correcta. La cantidad de agua infiltrada en un punto depende de las características del suelo (textura, presencia de grietas, etc.) y el tiempo de infiltración, por lo que es importante que el suelo sea homogéneo en toda la parcela y que los tiempos de infiltración sean lo más parecidos posible a lo largo de ésta.

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Módulo 2. Riego por Superficie

autoevaluación 1. Indicar cuál de las siguientes es una ventaja del riego por superficie: a) La cantidad de agua infiltrada se ve afectada por la heterogeneidad del suelo. b) Si la pendiente es excesiva es preciso explanar el suelo. c) Hay que hacer una programación del resto de labores del suelo al mojarse toda la superficie. d) Pueden usar aguas de baja calidad sin que influya en el riego. 2. Por lo general, en una parcela de riego por superficie la zona donde mayor es la cantidad de agua infiltrada corresponde a a) La zona intermedia. b) Cola de parcela. c) Cabecera de parcela. d) Es la misma en todos los puntos de la parcela. 3. El tiempo que transcurre desde el inicio del riego (cuando comienza a aplicarse agua a la parcela) hasta que agua llega a todos los puntos de la parcela se denomina a) Tiempo de riego. b) Tiempo de receso. c) Tiempo de avance. d) Tiempo de infiltración. 4. Un agricultor desea conocer los tiempos de infiltración que se producen durante un riego en varios puntos a lo largo de su parcela. En un punto seleccionado a lo largo de la parcela el agua tardó 52 minutos en llegar, mientras que hubo receso en ese punto a los 425 minutos. ¿Cuál será el tiempo de infiltración en ese lugar? a) 425 minutos. b) 425-52 = 373 minutos. c) 52 minutos. d) 425+52= 477 minutos. 5. ¿En cuál de las siguientes etapas o fases estará un riego si ya se ha completado totalmente el avance del agua y todavía continúa el suministro de agua a la parcela? a) Avance. b) Receso. c) Almacenamiento. d) Agotamiento. 6. En un suelo arcilloso, tanto las partículas minerales como los poros son muy pequeños, lo que hace que el agua tienda a infiltrarse lateralmente además de moverse hacia capas más profundas. Verdadero / Falso. 7. Cuando un suelo bastante seco comienza a infiltrar agua lo hace relativamente rápido al comienzo, sin embargo a medida que pasa el tiempo la velocidad de infiltración se hace menor hasta alcanzar un valor casi constante. Tal valor suele denominarse: a) Infiltración lenta. b) Infiltración básica. c) Velocidad de infiltración. d) Tiempo de infiltración. 8. Si en un riego los tiempos de infiltración en todos los puntos de la parcela son muy similares, la uniformidad de aplicación será muy buena aunque las características del suelo no sean homogéneas. Verdadero / Falso.

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unidad didáctica TIPOS DE SISTEMAS DE RIEGO POR SUPERFICIE

2

2.1. INTRODUCCIÓN El riego por superficie es un método que ha ido sufriendo variaciones en función de las necesidades surgidas en cada zona o región y según los recursos específicos de cada una de ellas. Se puede realizar en múltiples condiciones de topografía y distintas disponibilidades de agua gracias a los diferentes tipos de riego por superficie y sus variantes. El riego por superficie admite numerosas modalidades. De todas ellas se estudiarán con mayor detalle los tres tipos que son más representativos tanto en el ámbito general como en Andalucía.

TIPOS DE RIEGO POR SUPERFICIE

TABLARES

FAJAS

SURCOS

en pendiente

OTROS

a nivel

Figura 1.

• Riego por tablares • Riego por fajas • Riego por surcos Debido a la antigüedad de muchos sistemas de riego por superficie, a las necesidades tan diversas de muchos cultivos y a la variabilidad en la disponibilidad de agua, se han desarrollado tipos de riego por superficie que responden a necesidades muy concretas. Aunque no son masivamente útil izados suelen ser característicos en zonas muy determinadas y es conveniente conocerlos para ampliar y mejorar la aplicación del riego por superficie.

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Módulo 2. Riego por Superficie

2.2. RIEGO POR TABLARES En este sistema de riego el terreno se divide en compartimentos cerrados separados por medio de diques ó caballones de unos 50 cm de altura. Estas zonas, de forma rectangular o cuadrada, son los denominados tablares o canteros; dentro de ellos se vierte un volumen de agua que queda estancada y va infiltrando en el suelo. En general es conveniente que el caudal de agua sea elevado aunque su magnitud dependerá de las dimensiones de los tablares y el riesgo de erosión. El agua puede aplicarse bien por una sola entrada o por varias.

Figura 2. Riego de un olivar por medio de tablares.

La situación ideal es que el terreno esté completamente nivelado tanto longitudinal como transversalmente. El tamaño de los compartimentos depende sobre todo del caudal de agua disponible y de la textura del suelo, pero normalmente oscilan entre 0.3 y 3 hectáreas, debiendo corresponder los tamaños menores a los suelos arenosos. Explanando el suelo con tecnología láser y utilizando grandes caudales, también se riegan tablares de hasta 10 ó 15 has con los que se puede conseguir tanto una alta eficiencia de aplicación como un menor coste asociado al riego en mano de obra y preparación del terreno. Cuando se emplean grandes caudales en riego por tablares, es conveniente que existan estructuras especiales en cabecera para evitar la erosión.

Figura 3. Estructura para evitar la erosión en cabecera consistente en dados de hormigón situados en la entrada de agua.

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Unidad Didáctica 2. TIPOS DE SISTEMAS DE RIEGO POR SUPERFICIE

La topografía del terreno determinará la forma de los tablares. Cuando la topografía y la profundidad del suelo permitan una explanación adecuada, se pueden formar compartimentos de gran superficie; pero cuando la topografía es muy ondulante los compartimentos se adaptarán a las curvas de nivel dando lugar a una gran variedad en formas y tamaños de los mismos. Este tipo de riego se podrá utilizar con cultivos que toleren encharcamientos sólo temporales, tales como: forrajeras, algodón, maíz, frutales, chopos, etc.

Figura 4. Riego por tablares en frutales.

Al estar cerrados, en los tablares no se dispone desagüe superficial por lo que la principal causa de disminución de eficiencia es la filtración profunda. Para evitar este problema el aporte de agua suele cerrarse cuando se completa la fase de avance, o incluso antes, de forma que se aplique la cantidad mínima de agua que permite cubrir toda la superficie del tablar. Una vez completado el avance, el agua se infiltra durante un periodo de tiempo más o menos largo dependiendo de la textura del suelo. Si la pendiente es realmente nula, el agua desaparece al mismo tiempo de todos los puntos del tablar.

2.3. RIEGO POR FAJAS En este tipo de riego, el terreno se divide en franjas rectangulares estrechas, llamadas fajas o melgas, separadas unas de otras mediante caballones dispuestos longitudinalmente. Suelen realizarse acequias de abastecimiento en el extremo superior de las fajas y canales de desagüe en el extremo inferior. El agua discurre a lo largo de las fajas formando una lámina delgada que se va infiltrando poco a poco al tiempo que avanza.

Figura 5. Riego por fajas, con acequia de abastecimiento en la cabecera y desagüe en cola.

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Módulo 2. Riego por Superficie

Las fajas deberán tener una pendiente longitudinal muy uniforme con el fin de conseguir una buena distribución del agua. Las pendientes más recomendadas son las que están comprendidas entre el 0,2 y 0,5%. En los suelos arcillosos se puede llegar a disponer las fajas casi a nivel (sin pendiente), y en suelos arenosos la pendiente no deberá ser mayor de un 2%. Las fajas no deberán tener pendiente transversal.

Figura 6. Parcela preparada para aplicar un riego mediante fajas.

La anchura de las fajas suele oscilar entre 10 y 20 metros dependiendo fundamentalmente del caudal disponible (que deberá ser suficiente para permitir que toda la anchura de la faja se cubra homogéneamente), mientras que su longitud depende básicamente del tipo de suelo, variando entre los 50-80 metros en suelos arenosos hasta los 500 metros en caso de suelos arcillosos. Por tanto, las dimensiones de las fajas estarán condicionadas por el tipo de suelo y la disponibilidad de caudal, con el fin de que el avance del agua no dure demasiado y evitar pérdidas excesivas por filtración profunda en cabecera. Este tipo de riego suele utilizarse en cultivos extensivos tales como alfalfa, pastos y cereales, así como en los cultivos arbóreos.

2.4. RIEGO POR SURCOS CON PENDIENTE Constituye un tipo de riego donde el agua se distribuye por surcos paralelos, de forma que se infiltra por el fondo y costados de los mismos. Agronómicamente, es muy aconsejable para algunos cultivos que son muy sensibles al encharcamiento, ya que al sembrarse sobre los caballones (parte superior de los surcos) se evita mojar el cuello de la planta y que se produzcan ciertas enfermedades. También lo es en los casos en que no se desee que la zona en que se desarrollan las raíces se compacte en exceso (patatas, ajos, zanahorias, etc.).

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Unidad Didáctica 2. TIPOS DE SISTEMAS DE RIEGO POR SUPERFICIE

Figura 7. Parcela de maíz en riego por surcos.

La separación entre los surcos debe ser tal que quede asegurado el mojado de todo el suelo ocupado por las raíces. El movimiento del agua en el suelo depende, sobre todo, de la textura: en suelos arcillosos el agua se expande lateralmente con mayor facilidad que en los arenosos, en los que el agua tiende a desplazarse en profundidad, por lo que los surcos pueden estar más separados en el primer caso. Las pérdidas de agua que se producen en suelos arenosos pueden condicionar la utilización de surcos en este tipo de suelos. En ocasiones puede haber dificultades a la hora de acomodar la separación de los surcos a la textura del suelo, ya que es necesario tener en cuenta el marco requerido por el cultivo y la maquinaria a utilizar en otras operaciones.

Figura 8. Separación entre surcos. a) Poca separación. b) Mucha separación. c) Separación adecuada.

Los surcos deben tener la misma pendiente en toda su longitud. En caso contrario se originan zonas con falta de agua y otras con exceso, pudiendo dar lugar a encharcamientos o desbordamientos del agua de un surco a otro. La pendiente más adecuada está comprendida entre el 0.2 y 1%. Se puede aumentar ligeramente la pendiente en surcos más cortos, con caudales pequeños y siempre que se cuente con mano de obra experimentada.

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Módulo 2. Riego por Superficie

Para determinar la longitud de los surcos hay que tener en cuenta dos factores: la eficiencia de aplicación del riego y la economía o coste de realización de dichos surcos. Cuanto más largos sean, más fácil y barato resulta asurcar el suelo y realizar otras prácticas de cultivo, pero la eficiencia en el uso del agua tenderá a ser menor. Como regla general se aconseja hacer los surcos tan largos como sea posible con la condición de que no se produzca erosión del suelo y se consiga una eficiencia razonable. El riego por surcos en pendiente es muy utilizado para regar cultivos en línea, y es especialmente apropiado para los cultivos muy sensibles al encharcamiento. El agua se aplica a cada surco independientemente en la zona de cabecera utilizando diferentes métodos: • Derivación directa: el agua va directamente desde la acequia de abastecimiento hasta los surcos.

Figura 9. Alimentación directa desde una acequia de abastecimiento hasta los surcos.

• Derivación mediante una acequia auxiliar: es una acequia paralela a la de alimentación que se utiliza para evitar la apertura de varias salidas en esta acequia. Hay ocasiones en que la acequia de alimentación es de obra de fábrica, por lo que las salidas están limitadas y es necesario realizar una acequia auxiliar para poder tener una salida para cada unidad de riego.

Figura 10. Alimentación de los surcos mediante una acequia auxiliar paralela a la de abastecimiento.

• Derivación mediante sifones: los sifones son básicamente tubos rígidos o flexibles que pueden estar fabricados en diversos materiales, aluminio, plástico, goma, etc. Con ellos se traspasa el agua desde la acequia hasta cada surco individualmente, para lo cual es preciso que la acequia esté más elevada que el surco.

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Unidad Didáctica 2. TIPOS DE SISTEMAS DE RIEGO POR SUPERFICIE

Figura 11. Derivación del agua a los surcos mediante sifones.

El caudal que descarga cada sifón depende de su diámetro y de la diferencia de altura entre acequia y surco, denominada carga del sifón. El diámetro de los sifones puede ser muy variable dependiendo de la práctica habitual de cada zona pero suelen estar comprendidos entre los 20 y los 60 milímetros. En la siguiente tabla se indican el caudal que puede suministrar un sifón según su diámetro y la carga:

Caudal aproximado del sifón (litros por segundo) Carga (centímetros) Diámetro (milímetros)

5

10

15

30

20

0.2

0.26

0.32

0.37

30

0.42

0.6

0.73

0.84

40

0.75

1.1

1.3

1.5

50

1.2

1.43

2.0

2.33

60

1.7

2.4

2.9

3.4

• Derivación mediante tuberías portátiles: Suelen ser de aluminio, PVC o polietileno. Van provistas de salidas espaciadas que coinciden con la separación de los surcos. Estas salidas pueden ser simples orificios de un determinado diámetro, de acuerdo con el caudal que se desea obtener, o compuertillas regulables. Las tuberías más recomendadas, por su bajo coste y fácil manejo, son las de polietileno.

Figura 12. Alimentación de los surcos mediante una tuberia rigida portátil. Obsérvese las protecciones de plástico colocadas en cabecera de los surcos para evitar erosión del suelo en la zona de impacto de los chorros.

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Módulo 2. Riego por Superficie

Figura 13. Tubería flexible de polietileno con compuertas regulables.

2.5.

RIEGOS POR SURCOS A NIVEL

En este tipo de sistema de riego, el trazado de los surcos se realiza dentro de un tablar. Por ello el riego por surcos a nivel presenta las ventajas tanto del riego por tablares como el de surcos en pendiente, además de las específicas de este tipo de riego: • Se elimina la escorrentía característica del riego por surcos en pendiente. • Al estar el agua canalizada por los surcos se puede aplicar una dosis de riego inferior a la necesaria para el riego de un tablar, importante para los terrenos con poca capacidad de retención de agua. El caudal que entra en cada surco es diferente. El agua excedente de los surcos que han completado su avance rápidamente retornará por los surcos contiguos desde cola a cabecera. Con esta práctica se evitan encharcamientos localizados y se puede conseguir una buena uniformidad en la distribución del agua infiltrada, siempre que la parcela haya sido nivelada adecuadamente.

Figura 14. Riego por surcos a nivel.

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Unidad Didáctica 2. TIPOS DE SISTEMAS DE RIEGO POR SUPERFICIE

2.6.

OTROS TIPOS DE RIEGO

Además de los tipos de sistemas anteriores, existen otros utilizados en el riego por superficie aunque no de forma frecuente, por lo que sólo se describirán de forma muy breve. • RIEGO POR ALCORQUES: consiste en el trazado de acequias de tierra que conectan unas pozas u hoyos realizadas en torno a los troncos (alcorques), que se van llenando de agua a medida que esta avanza por la acequia. Es un tipo de riego utilizado con cierta frecuencia para el riego de árboles.

Figura 15. Sistema de riego por alcorques.

• RIEGOS “DE CAREO” DE ZONAS DE MONTAÑA: se trata de una acequia que corre casi a nivel sobre una ladera y tiene pequeñas salidas por las que el agua fluye escurriendo ladera abajo. Es un riego poco eficiente y uniforme, pero no requiere ninguna sistematización del terreno y permite incrementar considerablemente el rendimiento de las praderas con muy poca inversión. Se utiliza donde se dispone de agua abundante. Si no se controlan bien los caudales se pueden producir serios problemas de erosión. • RIEGOS POR BOQUERAS: consiste en aprovechar las avenidas que se producen en los cauces (ramblas) de zonas áridas cuando llueve. Suelen emplearse para dar riegos de apoyo así como para el lavado de sales en lugares donde no existan otros métodos más apropiados para ello. • POZAS: se utilizan en zonas con pendientes acusadas y para cultivos arbóreos como es el caso del olivar. Las pozas tienen como función almacenar el agua de lluvia y quedar a disposición de la planta durante un periodo de tiempo, que varía dependiendo de las condiciones climáticas. En años con escasa lluvia, estas pozas pueden llenarse mediante mangueras siempre y cuando se disponga de agua en los alrededores. Normalmente las pozas están cerradas pero hay ocasiones en que están comunicadas entre sí, disponiendo entonces de una especie de canal de desagüe.

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Módulo 2. Riego por Superficie

Figura 16. Riego de olivar mediante pozas comunicadas entre sí.

resumen El riego por superficie es un método que engloba gran número de variantes o sistemas diferentes. Los más usados en la actualidad son el riego por tablares, el riego por fajas y el riego por surcos. Los tablares son compartimentos cerrados de forma rectangular o cuadrada separados por medio de diques o caballones, en los que se vierte un gran caudal de agua que se almacena mientras se infiltra. Los tablares deben estar bien nivelados y su tamaño depende fundamentalmente de la textura del suelo. Las fajas son franjas rectangulares estrechas separadas unas de otras mediante caballones con una pendiente longitudinal uniforme con el fin de conseguir una buena distribución del agua. En este tipo de riego se hacen acequias de abastecimiento en el extremo superior y canales de desagüe en el extremo inferior. El tamaño de las fajas depende, sobre todo, del tipo de suelo y del caudal disponible. En el riego por surcos el agua se distribuye por surcos paralelos. Pueden utilizarse surcos en pendiente o a nivel en los que el agua se aplica utilizando una gran variedad de métodos. La longitud de los surcos estará determinada tanto por el tipo de suelo y la disponibilidad de caudal como de la relación entre la eficiencia que se pretende conseguir y el coste de realización de los surcos. Además de estos tipos de sistemas existen otros muchos, si bien están poco difundidos y suelen emplearse en zonas concretas.

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Unidad Didáctica 2. TIPOS DE SISTEMAS DE RIEGO POR SUPERFICIE

autoevaluación 1. El método de riego por tablares se caracteriza porque: a) El agua permanece almacenada en superficie mientras infiltra. b) Al existir grandes pendientes se produce escorrentía. c) Los tablares tienen una longitud muy superior a la anchura. d) Los tablares sólo se utilizan para regar cultivos leñosos. 2. En el riego por tablares, el terreno debe estar completamente nivelado para que el agua se vaya infiltrando al mismo tiempo en todos los puntos. Verdadero / Falso. 3. El riego por fajas se caracteriza por: a) Ser las fajas de forma circulares. b) Que el terreno no puede tener pendiente. c) Poseer canales de desagüe en cola para recoger el agua de escorrentía. d) No se necesita explanar el suelo. 4. El método de riego por fajas es característico del cultivo de la remolacha, en zonas con excesiva pendiente. Verdadero / Falso. 5. En la separación entre dos surcos consecutivos hay que tener en cuenta las siguientes premisas: a) Los surcos deben estar muy separados para aumentar la eficiencia del riego. b) Debe tener una separación tal que el agua moje la totalidad del suelo ocupado por las raíces. c) Los surcos deben estar muy juntos para aprovechar mejor el agua. d) La separación entre surcos no debe ser igual en la misma parcela. 6. Es conveniente que la pendiente de los surcos varíe a lo largo de toda la longitud. Verdadero / Falso. 7. El riego por surcos en pendiente se emplea para regar cultivos en línea y es un sistema de riego muy apropiado para los cultivos que son sensibles al encharcamiento. Verdadero / Falso. 8. El riego mediante pozas en un tipo de sistema de riego empleado sobre todo en: a) Cultivos extensivos en terrenos llanos. b) Cultivos en línea cuando la pendiente es elevada. c) Cultivos arbóreos en terrenos con pendiente acusada. d) Cultivos intensivos en invernaderos.

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unidad didáctica DISEÑO Y MANEJO DEL RIEGO POR SUPERFICIE

3.1.

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INTRODUCCIÓN

Un sistema de riego debe ser diseñado de forma que su uso permita cubrir las necesidades del cultivo para un crecimiento óptimo y producción máxima realizando los riegos de forma eficiente y uniforme. Los valores de los factores de diseño y de manejo dependen de una serie de condicionantes que constituyen los “criterios” o “normas” básicas recomendables para cada situación. Con la programación de los riegos, descrita en la Unidad Didáctica 6 del módulo 1 “Fundamentos del Riego”, se determinará el momento óptimo para regar y la cantidad de agua a aplicar, tras lo cual se podrán definir los criterios o normas de manejo del riego: cómo aplicar el agua teniendo en cuenta el método y tipo de riego así como restricciones referentes tanto a la utilización eficiente del agua (uniformidad y eficiencia) como a evitar el impacto ambiental (caudales no erosivos, contaminación por lixiviación, etc.). El diseño del sistema de riego está condicionado a criterios o normas relacionadas con el cultivo, el tipo de riego, clima, tipo de suelo y sus características de infiltración, pendiente, longitud o dimensión, caudal aplicado y tiempo de riego, principalmente. Determinar tales criterios o normas de diseño y manejo debe ser una labor destinada a personal técnico cualificado. Sin embargo es preciso que el agricultor conozca los efectos que se derivan de cada uno de los criterios analizados, la repercusión que el cambio de alguno de ellos puede suponer en los demás y por tanto en el desarrollo del riego (por ejemplo cómo afecta el caudal en el avance y en la cantidad de agua infiltrada, o la pendiente en la cantidad de escorrentía generada). Así puede ser capaz de realizar o participar en una toma de decisiones en aquellas ocasiones en que sea preciso modificar alguno de dichos criterios.

3.2. FACTORES A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DE LAS UNIDADES DE RIEGO CULTIVO Y TIPO DE RIEGO La elección del tipo de riego depende de numerosos factores relacionados con la geometría y topografía del terreno, disponibilidad de agua, etc., sin embargo debe tenerse muy en cuenta el tipo de cultivo que se va a regar. En ocasiones, cuando ya se ha implantado un determinado tipo de riego, el cultivo debe condicionarse a aquél en función del tipo de siembra o marco de plantación que se adapte mejor al tipo de riego a usar. El riego por surcos está especialmente indicado para aplicar riegos a los cultivos sembrados en línea. Por ejemplo se adapta perfectamente a maíz, algodón, remolacha, tomate, lechuga, girasol e incluso a otros de alto valor económico como fresa o melón tempranos que se siembran en línea usando plásticos. También está indicado en cultivos arbóreos conduciendo el agua a las proximidades de la zona de raíces. Dado que normalmente los cultivos leñosos están plantados en un marco amplio, a veces se disponen dos surcos por fila de árboles para aplicar agua solamente donde es estrictamente necesaria e incluso regar en uno de ellos cuando el cultivo es todavía joven y las necesidades de agua son menores.

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Módulo 2. Riego por Superficie

Figura 1. Representación esquemática de un riego de cultivos leñosos aplicando el agua mediante dos surcos por árbol.

Se aconseja usar el riego por surcos en pendiente, abiertos en cola y con escorrentía, cuando el cultivo sea sensible al encharcamiento ya que el agua no se almacena sobre el suelo un periodo de tiempo largo sino que fluye durante el tiempo necesario para infiltrar la lámina requerida. Sin embargo no se aconseja implantar un cultivo altamente sensible a la salinidad en un sistema de riego por surcos cuando el agua es salina porque las sales tienden a acumularse en la zona de raíces, lo que puede provocar problemas de germinación de semillas y afectar posteriormente a la producción del cultivo. Una alternativa consiste en ensanchar los surcos y sembrar una línea de cultivo a cada lado del surco de manera que la zona de acumulación de sales quede fuera del alcance de las raíces.

Figura 2. La salinización de la zona radicular se puede evitar sembrando en dos líneas por surco de riego.

Los riegos por tablares y por fajas se utilizan eficazmente para regar cultivos hortícolas, arbóreos y especialmente cultivos forrajeros densos que ocupan la totalidad de la superficie del suelo como alfalfa o praderas. Sin embargo, al ser los tablares un tipo de riego en que el suelo permanece inundado durante un cierto periodo de tiempo, debe evitarse su uso en suelos con baja capacidad de infiltración cuando las raíces del cultivo necesiten una buena aireación, es decir, sean sensibles a encharcamientos. En estos casos es preferible regar por fajas y si es posible, por surcos.

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Unidad Didáctica 3. DISEÑO Y MANEJO DEL RIEGO POR SUPERFICIE

Cuando se pretende regar cultivos arbóreos mediante un riego por superficie, puede emplearse cualquier tipo si el cultivo en cuestión no es sensible al encharcamiento. Pero con marcos de plantación muy amplios puede no estar aconsejado el riego por tablares o fajas en los que toda la superficie del suelo queda cubierta por el agua, y al ser sólo una parte del suelo la que está ocupada por las raíces, la eficiencia puede ser muy baja; igualmente, los problemas de malas hierbas pueden llegar a ser muy importantes. Es común en muchos cultivos leñosos aplicar el riego mediante alcorques e incluso pozas que suponen una ventaja importante cuando la disponibilidad del agua es reducida ya que se consigue un importante ahorro.

NECESIDADES DE RIEGO Un aspecto fundamental en el diseño del sistema de riego radica en su capacidad para suministrar al cultivo la cantidad de agua que necesita cuando sus requerimientos son máximos. Como es lógico, el sistema deberá ser capaz de satisfacer esa demanda. Según se expuso en la Unidad Didáctica 6 del módulo 1 “Fundamentos del Riego”, las necesidades de agua del cultivo están definidas por la evapotranspiración (En, en la que se cuantifican de forma conjunta la influencia de las condiciones climáticas (evapotranspiración de referencia, ETr) y las características del cultivo (coeficiente de cultivo, Kc). La evapotranspiración es variable a lo largo del año, pero para diseñar la instalación de riego es necesario conocer su valor máximo con objeto de que pueda suministrar el agua necesaria en ese periodo. Para el cálculo de la evapotranspiración suelen usarse valores de evapotranspiración de referencia medios (normalmente mensuales), así como valores de coeficiente de cultivo aproximados para cada cultivo y fase de desarrollo. Para tener en cuenta las variaciones que pueden producirse de un año a otro en los valores de evapotranspiración de referencia, la ET máxima calculada debe multiplicarse por 1.1. El valor resultante será la ET que se considerará en el diseño de la instalación y suele denominarse evapotranspiración de diseño (ETd).

ejemplo El valor máximo de ET para un cultivo de remolacha en Córdoba, calculado a partir de valores medios mensuales de evapotranspiración de referencia, es de 8.3 milímetros/día. La evapotranspiración de diseño (ETd) será: ETD = ET X 1.1 = 8.3 X 1.1 = 9.13 ⯝ 9.1 milímetros/día

UNIFORMIDAD EN LA DISTRIBUCIÓN DEL AGUA INFILTRADA Cuando se aplica el agua al suelo con cualquiera de los métodos y tipos de riego existentes, es imposible que la uniformidad en la distribución del agua infiltrada sea del 100%, es decir, que todos los puntos reciban la misma cantidad de agua. Esto se debe básicamente a la diferencia en tiempos de infiltración a lo largo de la parcela y a la heterogeneidad de los suelos, que provocan infiltraciones diferentes aunque la cantidad de agua aportada sea igual. En el riego por superficie en particular, al aplicarse el agua en un extremo, diferentes puntos de la parcela estarán cubiertos por agua distintos tiempos, lo que supone que la cantidad de agua infiltrada es variable a lo largo del campo. Por ello, la lámina de agua infiltrada no es homogénea a lo largo de la parcela sino que las zonas próximas a cabecera infiltrarán, por lo general, una mayor cantidad de agua que las próximas a cola.

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Módulo 2. Riego por Superficie

Figura 3. Uniformidad en la distribución del agua infiltrada a) situación ideal; b) alta uniformidad; e) baja uniformidad.

Por este y otros motivos, suelen existir zonas dentro de la parcela que reciben exceso de agua con respecto a la lámina requerida y se genera filtración profunda, mientras que otras tienen déficit o falta de agua. A efectos de diseño del sistema, suelen establecerse dos criterios para satisfacer la lámina requerida consistentes en: uno, permitir que se produzca déficit sólo en la cuarta parte de la longitud de la parcela, la más próxima a cola; y dos, satisfacer la lámina requerida en toda la longitud de la parcela, es decir, no permitir déficit.

Figura 4. Criterio de diseño en riego por superficie relativo a la uniformidad: permitir déficit sólo en el último cuarto de la parcela.

Figura 5. Criterio de diseño en el riego por superficie relativo a la uniformidad: no permitir déficit en toda la parcela.

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Unidad Didáctica 3. DISEÑO Y MANEJO DEL RIEGO POR SUPERFICIE

Aunque se tengan en cuenta estos criterios, siempre debe procurarse que la uniformidad sea la mayor posible ya que un mismo criterio o grado de satisfacción de las necesidades del cultivo se puede conseguir con uniformidades muy diferentes. Lograr una elevada uniformidad en la distribución del agua implica que las plantas reciban cantidades similares y se evite al máximo la existencia de zonas con menor producción.

Figura 6. Respetando el mismo criterio de diseño se pueden conseguir diferentes uniformidades de aplicación.

3.3.

CARACTERÍSTICAS DE LAS UNIDADES DE RIEGO

TIPO DE SUELO En el riego por superficie, el tipo de suelo y sus características físicas son elementos determinantes de la calidad o resultado del riego, ya que para tiempos de infiltración iguales la cantidad de agua que se infiltrará en cada punto será mayor o menor según la capacidad de aquél para infiltrarla. Además, en este método de riego las características del suelo (principalmente físicas) influyen mucho en la distribución del agua por la totalidad de los puntos de la parcela. Por ambos motivos es preciso considerar el tipo de suelo a la hora de realizar el diseño del sistema de riego. La textura del suelo puede variar desde arcillosa (suelos llamados “pesados”), con partículas minerales y poros muy pequeños y baja velocidad de infiltración, hasta arenosa (también llamados “ligeros”) con poros y partículas grandes y alta infiltración, pasando por casos intermedios en que los porcentajes de distintos tamaños de partícula varían y también lo hace la velocidad de infiltración. Por ejemplo, suelos de textura franca a arenosa en que el agua infiltra con relativa rapidez. Suelos con textura arcillosa suelen provocar mayor escorrentía (al estar la infiltración del agua bastante limitada) mientras que los arenosos pueden llegar a infiltrar el agua tan rápidamente que se origine una excesiva filtración profunda.

Figura 7. Relación entre la textura del suelo y su velocidad de infiltración de agua.

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Módulo 2. Riego por Superficie

Pero incluso en suelos aparentemente homogéneos, la variación en la infiltración puede ser muy importante, por lo que es preciso tener en cuenta la variabilidad en la cantidad de agua infiltrada a igualdad del resto de factores. Tal variación se debe, entre otros motivos, a la presencia de poros de distinto tamaño, grietas en suelos expansibles, canales realizados por animales o provocados por raíces muertas o caminos preferenciales debido a la estructura del suelo. Los suelos con velocidad de infiltración baja o muy baja pueden ser recomendables para regar tablares porque en ellos no se genera escorrentía, aunque el tiempo de riego en estos casos deba ser muy alto para permitir que el suelo infiltre el agua necesaria para satisfacer la lámina requerida. Ha de tenerse en cuenta, sin embargo, que no debe realizarse esta práctica cuando el cultivo es sensible al encharcamiento prolongado del terreno. Si un suelo arenoso o con velocidad de infiltración alta se riega mediante tablares, será preciso aplicar caudales muy grandes para permitir completar el avance del agua desde cabecera hasta cola en un tiempo prudencial; en cualquier caso es muy probable que en zonas próximas a cabecera la cantidad de agua perdida por filtración profunda sea elevada, disminuyendo así la eficiencia de aplicación del riego.

Figura 8. Pérdidas de agua por filtración profunda o percolación y por escorrentía según la velocidad de infiltración del suelo.

Regar por surcos en pendiente o por fajas en suelos con baja velocidad de infiltración implicará con bastante probabilidad generar gran cantidad de escorrentía, por lo que es recomendable su empleo en suelos más ligeros aunque sea preciso aplicar caudales más elevados. Es preciso considerar otros dos aspectos relacionados con las características físicas del suelo al manejar el riego, es decir, al decidir las operaciones a realizar durante éste: por un lado, suelos con alto contenido en partículas de limo suelen producir un sellado o taponamiento de los poros del suelo debido al movimiento del agua durante el avance, por lo que la velocidad de infiltración del suelo disminuye y es preciso alargar el riego después de completarse el avance para satisfacer la cantidad de agua requerida. Por otro debe tenerse en cuenta que suelos arcillosos con características expansivas, muy comunes en muchas zonas de Andalucía, presentan grietas de gran tamaño cuando están secos antes del riego. Las grietas infiltran el agua aplicada rápidamente y en muchos casos las necesidades de agua se satisfacen en un tiempo de infiltración muy corto, por lo que prácticamente no es preciso un almacenamiento prolongado de agua sobre el suelo y la aplicación de agua puede suspenderse una vez que se ha completado el avance.

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Figura 9. Sellado del suelo y taponamiento de los poros en un suelo limoso tras un riego.

PENDIENTE La pendiente de una parcela de riego es la inclinación que tiene la superficie del suelo con respecto a la horizontal. En riego por superficie, las parcelas o no tienen pendiente (están a nivel) o tienen pendiente muy reducida, la suficiente para permitir el discurrir del agua desde la zona de aplicación hasta todos los puntos. En cualquiera de los dos casos, es fundamental que la totalidad de la parcela tenga la misma pendiente y no existan cambios, o lo que es igual, que esté bien explanada, ya que de lo contrario el almacenamiento y la infiltración del agua se ven alteradas.

Figura 10. Efecto de una mala explanación en el avance en un sistema de riego por fajas.

La pendiente de la parcela está muy determinada, en la mayor parte de los casos, por la topografía del terreno, por lo que los sistemas de riego por superficie suelen implantarse en zonas de vega o valle que permiten una rápida, fácil y poco costosa explanación del terreno. En casos de topografía ondulada el terreno puede explanarse cuando no es posible implantar otro método de riego o el cultivo es de alto valor y puede amortizarse rápidamente, aunque siempre dentro de un intervalo de pendientes razonable. Si la topografía es escarpada o con grandes pendientes suelen obligar a realizar parcelas muy pequeñas e irregulares (bancales) lo que dificulta las operaciones mecanizadas. La pendiente es uno de los factores responsables de la velocidad del agua cuando avanza y circula a lo largo de la parcela. A mayor pendiente, más rápido será el avance y antes se completará esta fase o etapa, por lo que los tiempos de infiltración serán más parecidos en toda la parcela y se incrementará la

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Módulo 2. Riego por Superficie

uniformidad del agua infiltrada. Sin embargo influye directamente en la capacidad erosiva del agua; si se aplican dos caudales iguales, a más pendiente mayor será el arranque de suelo. Se recomienda que las parcelas de riego por superficie no superen el 2% de pendiente para disminuir al máximo el riesgo de erosión aunque dependiendo también del tipo de riego y el tipo de suelo incluso con pendientes menores la erosión puede ser muy importante. En ocasiones en que la pendiente es excesiva para realizar un riego por surcos y el terreno no pueda explanarse a menor pendiente, es posible orientar los surcos en otra dirección que no sea la de la máxima pendiente o la del paso óptimo de maquinaria (en la que tengan que dar menos vueltas, por ejemplo) y disminuir así su pendiente. Esta práctica supone, en cambio, contar con surcos de diferente longitud lo que dificulta el manejo del riego y puede complicar el proceso de distribución del agua desde la acequia o canal hasta los surcos.

Figura 11. Disminución de la pendiente de los surcos de riego mediante un cambio de orientación.

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Unidad Didáctica 3. DISEÑO Y MANEJO DEL RIEGO POR SUPERFICIE

LONGITUD O DIMENSIONES La longitud de la parcela en el riego por surcos o las dimensiones de los tablares y de las fajas, son factores que pueden modificarse con cierta facilidad para realizar los riegos de la forma más eficiente posible. En cualquier caso, la geometría de las parcelas suele estar delimitada por barreras físicas como caminos, canales, arroyos, etc. que reducen las posibilidades de adaptación a las dimensiones óptimas. Para un uso eficiente del agua es preciso tener en cuenta que las dimensiones deberán de ser menores cuanto más ligero o arenoso sea el suelo (y mayor su velocidad de infiltración), con objeto de conseguir completar la fase de avance del agua rápidamente. A medida que la infiltración es menor (suelos más arcillosos) los surcos pueden tener mayor longitud y los tablares y fajas mayor superficie. En estos casos será necesario aplicar caudales elevados lo que puede provocar un serio riesgo de erosión del suelo. Dependiendo del valor de la infiltración básica del suelo (infiltración tras un tiempo prolongado), se pueden recomendar las siguientes longitudes para surcos de riego:

Velocidad de infiltración básica (milímetros / hora) Menor de 4 (suelo arcilloso)

De 4 a 12 (suelo franco)

Pendiente (%)

Mayor de 12 (suelo arenoso)

Longitud (metros)

0.1

350-500

200-450

80-150

0.3

400-800

300-600

150-400

0.5

400-750

300-500

120-300

1.0

250-600

220-450

80-250

2.0

200-400

150-350

50-150

De forma análoga, para fajas con una pendiente del 0.3%, muy usual y recomendada , y en función del tipo de suelo (características de infiltración), pueden ser bastante adecuadas las dimensiones que se presentan a continuación:

Tipo de suelo

Anchura (metros)

Longitud (metros)

Arenoso

10-12

50-80

Franco

10-15

100-200

Arcilloso

10-15

150-300

Siempre que el resto de factores de diseño lo permitan, debe considerarse la posibilidad de diseñar las parcelas de riego lo más grandes posible, con objeto de favorecer la mecanización del resto de operaciones y disminuir la mano de obra para realizar el riego.

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Módulo 2. Riego por Superficie

3.4. OTROS FACTORES A CONSIDERAR EN EL MANEJO Y EL DISEÑO DEL RIEGO CAUDAL El desarrollo del riego, y principalmente lo que se refiere a los tiempos de avance, de receso y de infiltración, está muy condicionado al caudal de agua que se aplique durante el riego. Es una variable de manejo muy importante que ha de ser estudiada antes de regar para conseguir un resultado aceptable del riego; la experiencia del agricultor suele ser un factor clave al decidir el caudal a aplicar. Para determinar el caudal de riego ha de tenerse en cuenta la cantidad de agua que llega a la parcela por el canal o acequia ya que ésta será la máxima cantidad que se podrá aplicar a una unidad de riego; posteriormente deberán considerarse las dimensiones de la parcela y la pendiente. Es importante tener presente que a mayor caudal aplicado el avance del agua será más rápido y por lo tanto los tiempos de infiltración a lo largo de la parcela más parecidos, lo que repercutirá en la uniformidad del agua infiltrada. Considerando de forma conjunta la pendiente de la parcela, sus dimensiones y las características de infiltración del suelo se podrá determinar el caudal a aplicar. Pero en ocasiones es desaconsejado aplicar el caudal elegido, por ejemplo porque no se satisfagan las necesidades del cultivo, en cuyo caso será preciso replantear el diseño de las parcelas y adecuarlas modificando sus dimensiones, orientación y en ciertos casos la pendiente. Aunque los caudales pueden ser muy diversos en función de los valores del resto de variables de diseño, para fajas con pendiente de 0.3% y tablares según sean sus dimensiones, se podrían recomendar los siguientes:

Caudales recomendados para fajas con 0.3% de pendiente Tipo de suelo

Anchura (metros)

Longitud (metros)

Caudal (litros/segundo)

Arenoso

10-12

50-80

150-300

Franco

10-15

100-200

100-300

Arcilloso

10-15

150-300

50-150

Caudales recomendados para tablares Tipo de suelo

Superficie (metros cuadrados)

Caudal (litros/segundo)

Arenoso

600-2500

30-450

Franco

500-7500

15-200

4000-12000

25-120

Arcilloso

El caudal aplicado a los surcos de riego puede ser muy variable dependiendo de su longitud y pendiente, pero por lo general no suelen ni deben ser mayores de 3 litros por segundo. Para controlar la erosión del suelo en riego por surcos se recomiendan los denominados caudales máximos no erosivos, cuyos valores dependen de la facilidad del suelo a ser erosionado y de la pendiente de los surcos. Un suelo será fácilmente erosionable si está poco estructurado, muy suelto, como después de realizar la labor de asurcado, o si está muy seco. Por el contrario, será poco erosionable si, por ejemplo, está húmedo, bien estructurado o tiene restos de cultivo como raíces u hojas.

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Unidad Didáctica 3. DISEÑO Y MANEJO DEL RIEGO POR SUPERFICIE

Caudal máximo no erosivo para riego por surcos (litros/segundo) Pendiente (%) Tipo de suelo

0.1

0.2

0.3

0.5

Suelo muy erosionable

1.1

0.45

0.25

0.12

Suelo poco erosionable

2.15

0.85

0.50

0.25

TIEMPO DE RIEGO El tiempo de riego es una variable de diseño y manejo del riego con la que se determina la duración de la aplicación de agua. Es muy flexible y fácilmente modificable por el agricultor, que podrá decidir si regar más o menos tiempo dependiendo de sus necesidades. Existe sin embargo la posibilidad de que por motivos de organización de la red de distribución de agua se le imponga un tiempo máximo de disposición de agua para riego, por lo que puede ocurrir que sea preciso modificar la configuración de la parcela o el caudal para adaptarse a la dotación de agua. En general el tiempo de riego será mayor cuanto mayores sean las necesidades de agua del cultivo y más agua deba de aportarse al suelo; igualmente, a medida que las dimensiones de las parcelas o longitud de los surcos aumente, el tiempo de riego se deberá incrementar para completar la fase de avance y, en su caso, prolongar el almacenamiento del agua sobre el suelo y permitir que se infiltre la lámina de agua requerida en cada punto de la parcela. El tipo de suelo también puede ser un factor a tener en cuenta a la hora de decidir el tiempo de riego, ya que suelos pesados o arcillosos infiltran el agua muy lentamente y es preciso prolongar el tiempo de infiltración para conseguir el mismo objetivo.

resumen Como cualquier método de riego, el riego por superficie tiene como objetivo cubrir las necesidades de agua del cultivo de manera uniforme y eficiente, para lo cual debe ser diseñado correctamente antes de realizar los riegos y debe ser manejado de forma adecuada durante su ejecución. En los procesos de diseño y manejo han de tenerse en cuenta tanto criterios de tipo agronómico como hidráulico. Criterios o elementos de carácter agronómico son el tipo de cultivo a regar, el sistema de riego, las necesidades de riego, la uniformidad en la distribución del agua infiltrada que se pretenda conseguir y el suelo sobre el que se riega. Con esas premisas, las características geométricas de las parcelas, longitud o dimensiones, el tipo de suelo sobre el que se desarrolla el riego y la pendiente, son características que deberán tenerse en cuenta para definir el manejo del riego. En muchas ocasiones será preciso modificar alguna de ellas para optimizar el riego. Finalmente se podrán determinar las variables de manejo como el caudal a aplicar y el tiempo de riego, si bien puede ser preciso replantear determinadas características del sistema para regar de forma correcta.

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Módulo 2. Riego por Superficie

autoevaluación 1. ¿Qué tipo de riego por superficie es el menos indicado para regar cultivos en línea? a) El de tablares. b) El riego por surcos en pendiente o a nivel. c) El riego mediante pozas o alcorques. d) El riego por fajas. 2. En una parcela con suelo bastante pesado se pretende regar melocotoneros (muy sensibles al encharcamiento), para lo cual el mejor tipo de riego por superficie será el de tablares. Verdadero / Falso. 3. A efectos de diseño del sistema de riego, el valor de evapotranspiración que se utiliza es el máximo de evapotranspiración multiplicado por 1.1 para tener en cuenta las variaciones que puedan producirse respecto de los valores medios. Tal evaporación se denomina a) Evapotranspiración media máxima. b) Evapotranspiración de referencia. c) Evapotranspiración de diseño. d) Ninguna de las anteriores es correcta. 4. Uno de los criterios mas utilizados en riego por superficie para satisfacer la lámina de agua requerida por el cultivo, es que con el riego se aporte la cantidad de agua requerida al menos a) en la cuarta parte de la longitud de la parcela. b) en la zona más próxima a cola de parcela. c) en la mitad de la longitud de la parcela. d) en las tres cuartas partes de la longitud de la parcela. 5. Una parcela de riego por surcos se encuentra situada en la Vega de Sevilla sobre un suelo muy arcilloso y expansible con gran cantidad de grietas de tamaño considerable. Como el agua se infiltra en ellas muy rápidamente, la mejor recomendación para el agricultor sería: a) aplicar un caudal muy pequeño para que las grietas se llenen lentamente. b) prolongar la fase de avance todo lo posible. c) cortar el suministro de agua poco después de que se complete el avance. d) alargar el riego después de completar el avance. 6. En riego por superficie, la pendiente de las parcelas suele ser un factor fácilmente modificable que permite un uso variable según las necesidades de cada sistema. Verdadero / Falso. 7. Se pretende regar por surcos un cultivo de maíz, pero la pendiente natural del terreno es superior al 2%. ¿Qué podría hacer el agricultor para poder regar por surcos con menor pendiente que la del terreno? a) Alargar los surcos hasta el máximo posible. b) Disponer los surcos más espaciados y con el fondo más ancho. c) Sembrar el cultivo en dos líneas por surco. d) Orientar los surcos en otra dirección distinta a la de máxima pendiente. 8. De forma general se puede afirmar que cuando el suelo es arenoso o ligero las dimensiones o longitud de las parcelas de riego por superficie deben ser menores que si el suelo es más pesado o arcilloso. Verdadero / Falso. 9. Para controlar el riesgo de erosión en riego por surcos es recomendable no aplicar un caudal mayor que a) El caudal recomendado para un tablar de la misma superficie. b) El máximo caudal no erosivo. c) El que origina una fase de avance de 2 horas. d) El que permite infiltrar el agua requerida en cabecera de parcela.

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unidad didáctica ESTRUCTURAS DE CONTROL Y DISTRIBUCIÓN. MEDICIÓN DE CAUDALES (AFORO)

4.1. INTRODUCCIÓN El agua destinada a riego puede proceder de lugares muy diversos, como de un cauce natural, .embalse, depósito o cualquier otra fuente de abastecimiento. En ocasiones es preciso transportarla o conducirla hasta el sistema que finalmente se encarga de distribuirla hasta las parcelas y unidades de riego donde va a ser utilizada. Se debe diferenciar, por tanto, entre el sistema de captación de agua desde el lugar de origen, el de transporte o conducción y el sistema de distribución que la reparte desde el ámbito de zona regable hasta parcela. La estructura de la red de distribución del agua dependerá de la complejidad del sistema y no siempre tiene porque existir un sistema formado por un mismo número de redes diferenciadas o definidas como tal, como ocurre en multitud de pequeños regadíos tradicionales. Sin embargo, lo más frecuente es encontrar tres redes a distinto nivel dentro del sistema de distribución.

Figura 1. Vista aérea de una zona de riego por superficie.

El agua captada se conduce hasta una red de distribución o transporte primaria, que está formada normalmente por canales en obra de formas muy variadas cuyo mantenimiento compete a la comunidad de regantes y, en su caso, a la Confederación Hidrográfica a la que pertenezca dicha comunidad de regantes. Esta red primaria abastece un sistema de canales (que suelen ser de menor tamaño) o acequias que constituyen la red secundaria. A partir de entonces el agua es transportada hasta cada unidad de riego a través de una red, normalmente abierta, formada por una serie de canales o acequias que se irán ramificando y que forma la red terciaria. A lo largo de esta red existirán estructuras para la distribución, el control y la protección del sistema.

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Módulo 2. Riego por Superficie

DISTRIBUCIÓN DEL AGUA TIPOS DE ESTRUCTURAS DISTRIBUCIÓN

CONTROL

PROTECCIÓN

TOMAS PARA ACEQUIAS

COMPUERTAS

ALIVIADEROS

TOMAS PARA CANTEROS

TORNAS

SALTOS Y RÁPIDOS

ARQUETAS DE DISTRIBUCIÓN

BARRERAS

PARTIDORES

En el riego por superficie es fundamental conocer el caudal que circula por la acequia o canal de distribución, en las entradas a las parcelas, así como el que se está utilizando en los puntos de suministro de agua a las unidades de riego, con objeto de regar uniforme y eficientemente. Por tanto, el aforo en las unidades de riego servirá de control de la cantidad de agua aplicada para una correcta ejecución de los riegos.

4.2. ORGANIZACIÓN Y CONTROL DE LA DISTRIBUCIÓN DEL AGUA DE RIEGO El agua circula dentro del sistema de distribución por conducciones principales que suelen estar controladas por las comunidades de regantes. De esta red de distribución principal derivan otra red de conducciones secundarias y, en su caso terciarias, que reparten el agua a .las distintas parcelas mediante tomas a través de las cuales se podrá abrir o cortar el paso del agua, permitiendo así el control y reparto de agua. En estas tomas se regula el caudal en función de las necesidades de riego y la capacidad de la red de distribución.

Figura 2. Esquema de una red de distribución típica en un riego por superficie.

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Unidad Didáctica 4. ESTRUCTURAS DE CONTROL Y DISTRIBUCIÓN. MEDICIÓN DE CAUDALES (AFORO)

Pueden existir diferentes formas o niveles de derivación del agua de riego mediante tomas: • Tomas para acequias o canales: el agua pasa de unos canales a otros mediante tomas que tienen por objeto desviar el agua a zonas donde se encuentran las unidades de riego. Normalmente el agua pasa a otro canal o acequia de menor tamaño, en obra o de tierra. El cierre y la apertura de estas tomas suele corresponder a la comunidad de regantes y debe estar controlado por el guarda de dicha comunidad. • Tomas directas para parcela: el agua pasa a la parcela desde una acequia o canal. El cierre y apertura de estas tomas estará controlado por el propio agricultor, aunque con la supervisión del guarda, para llevar un control de caudal y realizar una buena distribución del agua de riego.

Figura 3. Toma de agua desde una acequia a parcela.

Figura 4. Toma de agua desde una acequia de tierra a parcela.

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Módulo 2. Riego por Superficie

Tanto en una red de distribución con canales abiertos como en caso de que parte de la red de distribución del riego sea subterránea, es necesario utilizar las arquetas de distribución para repartir el agua desde un canal o acequia a otras acequias o directamente a parcela. Tendrán tantas salidas como parcelas o sectores se quieran regar, y deben permitir controlar el caudal de salida en función de las necesidades que haya en cada momento.

Figura 5. Arqueta de distribución dotada de varias salidas de agua a parcela.

Otra estructura muy usual en las redes de distribución son los partidores, que permiten dividir el caudal de una acequia o canal en un número de partes iguales o diferentes. El objeto de estas estructuras es tener un mayor control del caudal de agua y poder distribuirla de la manera más apropiada en cada instante.

Figura 6. División y distribución del agua de una acequia mediante un partidor.

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Unidad Didáctica 4. ESTRUCTURAS DE CONTROL Y DISTRIBUCIÓN. MEDICIÓN DE CAUDALES (AFORO)

Así como la red de distribución del agua de riego es imprescindible, debería fomentarse el uso de las redes de desagüe dentro de la comunidad de regantes, con el fin de recoger el agua de escorrentía y conducirla de forma adecuada hasta ser vertida en los cauces naturales o ser reutilizada para el riego de parcelas situadas aguas abajo. Se evitan así pérdidas de agua, problemas de encharcamientos en cola de las parcelas, colmatación de dichas zonas con sedimentos, se favorece el paso de maquinaria y la realización de otras operaciones de cultivo, etc. La cantidad de agua de escorrentía generada durante un riego dependerá del diseño de las parcelas y del manejo que se haga del riego. En cualquier caso, siempre es deseable reconducirla a lugares apropiados; de una forma controlada, a ríos, arroyos etc., para que pueda ser aprovechada por otras comunidades que riegan con aguas de retorno (“sobrantes”); conduciéndola a balsas de almacenamiento y sedimentación para que el agua sobrante de las unidades de riego sea almacenada y reutilizada posteriormente. El agricultor debería contar con escorrederas tanto a escala de parcela como de unidad de riego para conducir el agua de escorrentía a la red de desagüe.

Figura 7. Esquema de escorrederas y red de desagüe.

ORGANIZACIÓN DEL CONTROL DEL AGUA DE RIEGO En toda zona regable debe existir un control en la distribución del agua de riego de forma que los agricultores que pertenecen a dicha zona no tengan problemas de abastecimiento. Normalmente, la aplicación de un riego está sujeta a una serie de limitaciones que vendrán impuestas por el caudal del que se dispone, capacidad de la red de distribución, cultivos existentes en la zona, época de máximas necesidades, etc. Por todo ello, debe existir una organización en la administración del agua de riego para que nadie resulte perjudicado. Los riegos se suelen organizar por dos métodos diferentes:

• Riegos por turnos: normalmente los turnos de riego se establecen según orden de acceso de las acequias dentro de una comunidad. Si además existen otras comunidades de regantes en el mismo curso de agua, también deben establecerse turnos entre comunidades. En el riego por turnos, si el reparto es por tiempos, los regantes situados en cola no suelen mostrarse satisfechos debido a la disminución de caudal que suele ocurrir tanto por pérdidas de agua en la red de distribución como por falta de respeto del turno por parte de los demás regantes. En este sentido, el uso de balsas de regulación situadas en diferentes puntos de la red principal permite flexibilizar el sistema de turnos y mejorar las condiciones de los regantes situados en cola de la red o efectuar el reparto de agua dentro del turno por volúmenes en lugar de por tiempos.

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Módulo 2. Riego por Superficie

• Riegos a la demanda: es un método mucho más flexible que el anterior, en el que el agricultor no tiene que esperar turno para regar sino que tiene libertad para adoptar un programa de riegos. Sin embargo, es el sistema de organización del control más sofisticado y que requiere una mayor inversión en infraestructuras y equipamiento. En cualquiera de los sistemas de organización de la distribución, siempre es aconsejable que exista una persona cualificada en la comunidad para que el agua se utilice cuando sea realmente necesario y a las dosis requeridas por el cultivo en cada momento. Con ello se pretende hacer un uso efectivo del agua y evitar derroches innecesarios.

4.3. ESTRUCTURAS DE CONTROL Y PROTECCIÓN En una red de distribución deben existir elementos que controlen la distribución del agua de manera que pueda derivarse a las parcelas que hayan de regarse. El uso de estas estructuras es necesario en toda zona regable, comunidad de regantes, y con frecuencia en la propia parcela. Existen varios elementos de control en la red de distribución, entre los que se destacarán las compuertas, las barreras y las tornas.

Figura 8. Compuerta para regular el caudal desde una acequia hasta la parcela.

Las tomas se regularán con compuertas, que son estructuras con las que se controla el caudal. Además, se utilizan para derivar el agua de un canal o acequia a la parcela que se pretende regar. En el caso de acequias de tierra, el agua pasa de unas acequias a otras o bien a parcela mediante unas barreras de tierra llamadas tornas.

Figura 9. Cambio de torna en una parcela de riego por surcos.

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Unidad Didáctica 4. ESTRUCTURAS DE CONTROL Y DISTRIBUCIÓN. MEDICIÓN DE CAUDALES (AFORO)

En ocasiones es necesario mantener una determinada altura de agua en una acequia para que el agua pueda pasar a las tomas. Esto se consigue mediante el uso de barreras, que pueden ser simples compuertas o estar construidas con materiales muy diversos. En el campo es frecuente ver estas barreras construidas a partir de sacos rellenos de algún material, normalmente de tierra de la misma parcela o de arena. Una vez que ha concluido el riego aguas arriba de la barrera, ésta se levanta y se instala aguas abajo para regar otras unidades de riego.

Figura 10. Barrera en una acequia con objeto de mantener un nivel de agua adecuado.

Además de los elementos de control existen otros de protección con el fin de evitar situaciones peligrosas en la red de distribución. Para prevenir estas situaciones se construyen estructuras con las que se intenta disminuir el efecto negativo que puede ocasionar, por ejemplo, que el caudal sea superior a la capacidad de las acequias o la erosión que puede producirse en la cabecera de los canteros cuando el terreno tiene pendientes acusadas o bien presenta desniveles abruptos. Entre todas las posibles estructuras de protección que pueden disponerse en una red de distribución, se destacan aquí los aliviaderos y los saltos y rápidos.

Figura 11. Aliviadero.

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Módulo 2. Riego por Superficie

Cuando exista el riesgo de que el caudal sea superior a la capacidad del canal o acequia, es necesario disponer aliviaderos, que suelen construirse paralelamente a la acequia para que desagüe el caudal sobrante. En el caso de pendientes acusadas o desniveles abruptos, se construyen saltos y rápidos para disipar la energía del agua y así evitar que se dañe la red de distribución.

Figura 12. Salto construido para salvar una pendiente excesiva en un canal.

4.4. MEDIDA DEL CAUDAL. AFORADORES El aforo es la medida del caudal de agua que pasa por un determinado punto de la red de riego. Su conocimiento es muy importante para poder realizar el riego de forma uniforme y eficiente. La medida del caudal puede hacerse tanto en la acequia o canal de distribución en la entrada de la finca, como en los puntos de suministro de agua a las parcelas.

MEDIDA DEL CAUDAL AFORADORES

VERTEDEROS

OTROS MÉTODOS

PARSHALL

RECTANGULAR

FLOTADOR

RBC

EN “V”

VOLUMÉTRICO

DE ESTRECHAMIENTO

Figura 13. Estructuras y métodos para la medida del caudal.

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Unidad Didáctica 4. ESTRUCTURAS DE CONTROL Y DISTRIBUCIÓN. MEDICIÓN DE CAUDALES (AFORO)

Para realizar el aforo o medida del caudal existen muchos métodos, aunque en esta unidad sólo se van a estudiar los más utilizados en el ámbito de comunidad de regantes o de parcela, y que además son diseñadas específicamente para ello; otras estructuras como compuertas o saltos pueden usarse, a falta de otras, para aforar. Los aforadores y vertederos son estructuras o dispositivos para medir el caudal, que se instalan de forma permanente o provisional en un canal, acequia o surco. Son bastante precisos y permiten determinar el caudal de forma indirecta, a partir de la medida de la altura del nivel del agua en un punto del dispositivo. Cada aforador o vertedero tiene una curva de descarga (relación entre altura de agua y caudal), que determina el caudal que circula en función de la altura medida. Para obtener una precisión razonable en la medida del caudal, debe realizarse una calibración de cada dispositivo una vez construido y colocado en su lugar de destino, debido a que las curvas de descarga se determinan para dispositivos con unas dimensiones exactas que normalmente no se reproducen durante la construcción de una manera fiable.

Figura 14. Curva de descarga típica de un aforador o vertedero.

4.4.1. Tipos de aforadores y vertederos • AFORADOR PARSHALL: se utiliza con frecuencia para medir caudales elevados en el principio de los canales y acequias, justo después de su toma. Se construyen en obra de fábrica y constituyen un estrechamiento en el canal. Existen también aforadores Parshall portátiles, de menor tamaño y fabricados normalmente en plástico, metal o fibra de vidrio. Sirven para medir caudales reducidos a la entrada de surcos de riego o pequeños tablares. El caudal se determina según la altura del agua en el estrechamiento, utilizando su curva de descarga.

Figura 15. Aforador Parshall instalado para medir el caudal a la entrada de un tablar.

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Módulo 2. Riego por Superficie

• AFORADOR RBC O DE “CRESTA ANCHA”: diseñados fundamentalmente para medir caudal en surcos de riego o en medianas y pequeñas acequias de riego, pueden ser portátiles y fabricarse de metal, plástico o fibra de vidrio. Se instalan fácilmente interponiéndolos a la corriente de agua. También pueden construirse en obra de fábrica en las acequias, incluso más fácilmente que los Parshall. Constan de una zona central dotada de un resalte o elevación precedida de una rampa. El nivel del agua medido aguas arriba de este resalte permite determinar el caudal según una relación de descarga, que en los portátiles será proporcionada por el fabricante.

Figura 16. Medida de caudal de escorrentía en cola de surcos de riego mediante aforadores RBC o de “cresta ancha” .

• AFORADORES DE ESTRECHAMIENTO: miden pequeños caudales de forma rápida y sencilla, frecuentemente en surcos de riego. Tienen la solera horizontal sin ningún resalte y el caudal se determina a partir de la altura de agua sobre la solera del aforador medida en la sección de estrechamiento.

Los vertederos son estructuras en las que el agua vierte por encima de una pared. Constan de una abertura de geometría diversa por la que pasa el agua. Existen varios tipos de vertederos aunque sólo se van a citar los vertederos rectangulares y los vertederos en “V” por ser los más utilizados. • VERTEDERO RECTANGULAR: está constituido por una estructura plana que se interpone transversalmente en la corriente y consta de una abertura rectangular por la que pasa el agua. El caudal se determina conociendo la altura del agua sobre el borde inferior del vertedero y aplicando la curva o relación de descarga.

Figura 17. Aforadores de estrechamiento usados para medir el caudal a la entrada de surcos de riego.

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Unidad Didáctica 4. ESTRUCTURAS DE CONTROL Y DISTRIBUCIÓN. MEDICIÓN DE CAUDALES (AFORO)

Figura 18. Vertedero rectangular.

• VERTEDERO EN “V”: también formado por una estructura plana en la que hay una abertura en forma de “V”, por la que vierte el agua. Es un vertedero muy preciso por lo que suelen utilizarse en surcos de riego, en las entradas de agua a la parcela y en pequeñas acequias de distribución. Tras la construcción o colocación de todo vertedero, es preciso realizar una calibración para determinar la correcta relación entre altura de agua y caudal. En los vertederos, la altura de agua no se mide directamente sobre la zona de vertido sino a un par de metros aguas arriba con el fin de tomar una medida más fiable.

4.4.2. OTROS MÉTODOS PARA MEDIR EL CAUDAL DE AGUA Además de usar los aforadores y vertederos, existen otras formas de medir el caudal de forma directa y muy simple, requiriendo muy poco material para realizar la medida. Los métodos más conocidos y usados por su simplicidad y fiabilidad son los siguientes: • FLOTADOR: se basa en la determinación de la velocidad del agua en un canal o acequia midiendo el tiempo que tarda un objeto flotante en recorrer una distancia determinada. En ese tramo, el agua debe discurrir uniformemente, sin alteraciones, turbulencias o irregularidades, por lo que es preciso evitar zonas con elementos singulares como compuertas, saltos, salidas o entradas de agua, etc. El caudal se calcula multiplicando la velocidad calculada por la sección transversal ocupada por el agua en el canal y por un coeficiente corrector. Cuando el objeto flotante es pequeño y muy ligero, suele emplearse un coeficiente de 0.68. A partir de datos tomados en multitud de redes de distribución en Andalucía, se ha determinado un coeficiente corrector de 0.8 cuando el objeto flotante empleado es una botella de plástico de un volumen aproximado de 1.5 litros, llena de agua hasta la mitad. De utilizar otro objeto flotante, debería realizarse una calibración del coeficiente corrector antes de calcular los caudales.

Figura 19. Medida del caudal mediante la utilización del método del flotador.

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Módulo 2. Riego por Superficie

El procedimiento empleado se basa en lo siguiente: se señalan dos puntos separados unos 10 a 20 metros a lo largo del canal y se mide el tiempo que tarda el flotador en recorrer tal distancia. Es preciso tomar la medida varias veces para evitar errores. La velocidad se calcula dividiendo la distancia entre el tiempo que tarda en recorrerla.

ejemplo Utilizando un objeto pequeño de plástico se pretende determinar el caudal en un canal rectangular de 0.5 metros de anchura y 1.0 metro de altura. La altura de agua en el punto medio del tramo elegido es de 0.60 metros. El flotador tardó 20 segundos en recorrer una distancia de 10 metros. La velocidad se calcula dividiendo el espacio recorrido por el objeto entre el tiempo que ha tardado en hacerlo. 10

espacio =

Velocidad = tiempo

= 0.2 metros/segundo 20

La sección del agua en el canal es: Sección = Base del canal x Altura del agua = 0.5 x 0.60 = 0.3 metros cuadrados

El caudal será por lo tanto Q = 0.3 x 0.2 x 0.68 = 0.041 metros cúbicos/segundo o 41 litros/segundo

• VOLUMÉTRICO: es un método fácil de realizar con pequeños caudales y se emplea principalmente para medir el caudal en pequeños canales o acequias como pueden ser los surcos de riego. Consiste en medir el tiempo que tarda en llenarse un recipiente de volumen conocido cuando se interpone en la corriente de agua. El caudal se calcula dividiendo el volumen del recipiente entre el tiempo que tarda en llenarse, para lo cual también deben realizarse varias medidas de forma que el resultado sea más fiable.

Figura 20. Medida del caudal de entrada a un surco utilizando un recipiente de volumen conocido y un cronómetro.

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Unidad Didáctica 4. ESTRUCTURAS DE CONTROL Y DISTRIBUCIÓN. MEDICIÓN DE CAUDALES (AFORO)

ejemplo Se desea conocer el caudal que se está aplicando a un surco de riego. Se dispone de un recipiente de 18 litros de capacidad. Se realizan 3 medidas de tiempo de 25.2, 24.9 Y 25.4 segundos. 25.2 + 24.9 + 25.4 El tiempo medio es =

= 25.16 segundos 3

por lo que el caudal será Volumen Q=

18 litros =

Tiempo

= 0.71 litros por segundo 25.16 segundos

es decir, unos 0.7 litros por segundo.

resumen En riego por superficie el agua pasa desde su lugar de origen hasta la parcela de riego por un sistema de distribución, formado por varias redes de diferente orden. De la red de distribución principal el agua pasa a otra red de canales o acequias secundarias mediante tomas. Para distribuir el agua desde un canal o acequia a diferentes acequias o directamente a parcela se utilizan las arquetas de distribución. Otra estructura de distribución son los partidores que permiten dividir el caudal de una acequia o canal. Los riegos se podrán organizar por dos métodos diferentes, bien por turnos o a la demanda. Las estructuras de control más utilizadas son las compuertas y las barreras. Como elementos de protección, que se instalan en la red de distribución para protegerla frente a riesgos diversos, cabe destacar los aliviaderos y los saltos o rápidos. El conocimiento del caudal de agua que pasa por un determinado punto de la red de riego, o aforo, es muy importante para poder realizar el riego de forma uniforme y eficiente. Para realizar esta medida se usan los aforadores y vertederos, permanentes o portátiles, existiendo varios tipos de cada uno de ellos. Para determinar el caudal se mide la altura de agua en un punto de la estructura y se relaciona con las curvas de descarga que suministra el fabricante. Otros métodos de aforo simples y prácticos son el método del flotador y el volumétrico.

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Módulo 2. Riego por Superficie

autoevaluación 1. Un agricultor se dispone a regar su parcela para lo cual solicita al guarda de la comunidad que le conceda agua un día determinado, Por lo general, ¿qué estructura de la red de distribución tendrá que abrir el guarda para derivar el agua del canal principal al canal secundario que distribuye el agua a las acequias de tierra donde se encuentra la parcela del agricultor?, a) Partidores. b) Saltos de agua. c) Aliviaderos. d) Tomas. 2. Los partidores son estructuras de distribución que permiten dividir el caudal de una acequia o canal en un número de partes iguales o diferentes, con objeto distribuir el agua en otros canales y tener un mayor control de ésta. Verdadero/Falso. 3. En una comunidad de regantes la concesión de agua es de 5.000 m3/ha. para repartir a lo largo del año y sin establecerse turnos de riego. Si no existen otras comunidades que tomen el agua del mismo curso, ¿qué método de distribución del agua cree que sería el más adecuado? a) Método de riegos por turnos. b) Método de riegos a la demanda. c) Cualquiera de los dos anteriores. d) Ninguno de los anteriores. 4. Los aliviaderos son estructuras de protección que se construyen para evitar pendientes excesivas en canales de distribución. Verdadero / Falso. 5. El aforo es la medida del caudal que pasa por un determinado punto de la red de riego y suele realizarse con aforadores o vertederos. El caudal se determina a partir de la medida de la altura de agua usando las curvas de descarga, iguales para todós los tipos de aforadores y vertederos. Verdadero/Falso. 6. ¿En qué tipo de aforadores la altura de agua se mide en la sección de estrechamiento y sirven para medir caudales de forma rápida y sencilla en surcos de riego? a) Aforadores Parshall. b) Aforador RBC o de cresta ancha. c) Aforadores de estrechamiento. d) Ninguno de los anteriores. 7. El método del flotador es un método muy simple y fácil de realizar para medir el caudal, aunque de forma aproximada. Se basa en medir la velocidad del agua, pero ¿cómo se calcula el caudal a partir de la velocidad? a) Multiplicándola por el tiempo. b) Dividiéndola por la sección del canal ocupada por el agua. c) Multiplicándola otra vez por la velocidad del flujo. d) Multiplicándola por la sección del canal ocupada por el agua y por un coeficiente corrector.

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unidad didáctica EVALUACIÓN DEL RIEGO POR SUPERFICIE

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5.1. INTRODUCCIÓN La evaluación es una práctica imprescindible para conocer la calidad de los riegos y comprobar si se cumplen o no los objetivos que se pretenden conseguir, es decir, si la cantidad de agua aplicada con el riego es la que necesita el cultivo, si el agua se ha aplicado de manera eficiente, evitando que se pierda y no sea aprovechada por las plantas. Finalmente si la aplicación del agua ha sido uniforme y todo el cultivo ha recibido cantidades de agua similares.

OBJETIVOS DEL RIEGO Añadir el agua que el cultivo necesita para su correcto desarrollo Realizar un uso del agua eficiente, evitando las pérdidas Conseguir una uniformidad adecuada en el agua infiltrada

EVALUACIÓN DEL RIEGO Determinar en qué medida se han cumplido los objetivos

Aunque la evaluación del riego trata de determinar si se han cumplido estos objetivos, con ella también se pueden cuantificar las pérdidas de agua durante el riego, básicamente filtración profunda y escorrentía, a la vista de las cuales se podrán decidir las posibles prácticas o técnicas de mejora para que los riegos sean mejor aplicados, y conseguir así un mejor aprovechamiento del agua y producciones rentables. Un sistema de riego por superficie puede evaluarse utilizando conocimientos muy básicos y medidas simples como los que se expondrán a continuación. Sin embargo es muy conveniente que el regante tenga alguna experiencia previa antes de llevar a cabo la evaluación de pequeñas superficies de riego. Las unidades de riego de mayor entidad deberán ser evaluadas preferiblemente por personal técnico cualificado, para lo cual es preciso destacar la ayuda que puede prestar el personal técnico de los Servicios de Asesoramiento en Riegos en la evaluación de los riegos por superficie. También hay que recalcar el papel que juegan estos Servicios en la valoración real del riego y la asistencia que pueden ofrecer a los agricultores sugiriendo posibles prácticas de mejora. Es muy importante incidir en que las unidades de riego han de evaluarse de forma periódica, de manera que se pueda saber si el riego mejora o empeora tanto durante la campaña de riego como de año en año. Asimismo, las evaluaciones son imprescindibles cuando se realiza algún cambio en el sistema como cuando se

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Módulo 2. Riego por Superficie

sustituye un tipo de sistema de riego por otro (por ejemplo de fajas a surcos), cambios en la forma de las unidades de riego, en la forma de aplicar el agua (como de acequia auxiliar a tubería flexible con orificios de salida), etc. De esta manera se podrá saber si el cambio ha influido realmente en mejorar los riegos y conseguir los objetivos mencionados: aplicar al cultivo el agua que necesita y regar uniformemente usando el agua realmente necesaria.

5.2. ÍNDICES PARA MEDIR EL RESULTADO DEL RIEGO Cuando se realiza un riego se pretende aportar al cultivo el agua necesaria para que se desarrolle correctamente y permita obtener buenas producciones. Pero el agua es un bien escaso y limitado que hay que conservar, evitando que se produzcan pérdidas o procurando que sean mínimas para lo cual es preciso saber si el resultado del riego ha sido bueno o no. Para describir el comportamiento de un riego por superficie se utilizan los tres índices siguientes:

ÍNDICES PARA MEDIR EL RESULTADO DEL RIEGO

Cociente de déficit

Eficencia de Aplicación

Coeficiente de Uniformidad

1) Cociente de déficit: es la relación entre el agua que ha faltado para llenar totalmente la zona donde se encuentran las raíces del cultivo y el agua que realmente hubiera sido necesaria para llenar toda esa zona. Indica qué tanto por ciento del volumen de suelo que debería haber recibido agua no la ha recibido.

Figura 1. Representación esquemática de los elementos que intervienen en el cálculo del cociente de déficit.

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Unidad Didáctica 5. EVALUACIÓN DEL RIEGO POR SUPERFICIE

2) Eficiencia de aplicación (Ea): es la relación entre la cantidad de agua que es realmente aprovechada por el cultivo (almacenada en la zona de raíces) y la cantidad total que se ha aplicado con el riego. Cuanta más agua se aplique y menos se almacene en la zona de raíces, menor será la eficiencia de aplicación; por el contrario la eficiencia será mayor (y el riego será más eficiente) si gran parte del agua aplicada es realmente aprovechada por las raíces de las plantas.

Figura 2. Representación esquemática de la eficiencia de aplicación.

De todas las pérdidas de agua que pueden generarse durante un riego, las que más pueden afectar reduciendo la eficiencia de aplicación son la filtración profunda o percolación (el agua drena por debajo de la zona de las raíces) y a la escorrentía (el agua que escurre sobre la superficie del suelo hasta salir fuera de la parcela). De ambas se pueden obtener la relación de filtración y la relación de escorrentía, ya comentadas en el módulo 1 “Fundamentos del Riego”, que serán útiles para realizar la evaluación del riego por superficie. 3) La forma en que el agua se infiltra en el suelo se estima mediante el coeficiente de uniformidad (CU). Cuanto más parecida sea la cantidad de agua que ha infiltrado en todos los puntos de la parcela, mayor será la uniformidad en la distribución del agua infiltrada. Siempre deberá tratarse que la uniformidad sea lo mayor posible, de forma que la totalidad del cultivo reciba una cantidad de agua similar y la producción sea más homogénea.

Figura 3. Representación esquemática del coeficiente de uniformidad y su efecto en el desarrollo del cultivo.

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Módulo 2. Riego por Superficie

5.3. ESTIMACIÓN DE LA UNIFORMIDAD DEL AGUA INFILTRADA La uniformidad en la distribución del agua es un índice útil para conocer si el cultivo recibe cantidades de agua parecidas en toda la parcela, y si el rendimiento puede verse afectado por un riego poco uniforme. Cuanto mayor es la uniformidad, más homogénea será la lámina de agua infiltrada a lo largo de la parcela, que si corresponde aproximadamente a las necesidades de agua del cultivo, es de esperar que la producción sea próxima a la máxima posible. Sin embargo, en el riego por superficie la cantidad de agua infiltrada en toda la parcela nunca podrá ser igual por muy perfecto y cuidadoso que haya sido el riego, es decir el coeficiente de uniformidad nunca será del 100%. Las características físicas del suelo son muy variables y además el tiempo de infiltración varía a lo largo de la parcela de riego. La cantidad de agua infiltrada también varía dependiendo del estado de la explanación del suelo, si la pendiente es homogénea o no, etc. En este método de riego, la uniformidad se obtiene de forma aproximada usando como ayuda la llamada relación de avance, que es un índice que indica cuántas veces mayor ha sido el tiempo durante el que se aplica el agua con respecto al tiempo que ha tardado en completarse el avance. Se obtiene dividiendo el tiempo de riego o tiempo de aplicación de agua, entre el tiempo de avance:

Tiempo de riego Relación de avance = Tiempo de avance

ejemplo Un agricultor posee una parcela de riego por surcos. Durante uno de los riegos, el tiempo de avance fue de 125 minutos, mientras que el tiempo de riego fue de 390 minutos. La relación de avance en ese habrá sido

390 Relación de avance =

= 3.12 125

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Unidad Didáctica 5. EVALUACIÓN DEL RIEGO POR SUPERFICIE

ejemplo Un agricultor tiene una parcela de riego por surcos. Durante un riego mide un tiempo de avance de 120 minutos y aplica agua a los surcos durante 480 minutos (tiempo de riego). En otro riego de la campaña realizado en la misma unidad de riego, el tiempo de avance fue de 240 minutos y el tiempo de riego de 480 minutos. Como se observa, ambos riegos duraron prácticamente igual ya que el tiempo de riego fue el mismo, 480 minutos. Sin embargo, el agua tardó en avanzar hasta cola de parcela el doble durante el segundo riego que durante el primero. Durante el primer riego, el tiempo que el agua está cubriendo las zonas de cabecera corresponde prácticamente al total del tiempo de riego, mientras que en cola será aproximadamente el tiempo de riego menos el tiempo que tarda en llegar a cola.

Tiempo de infiltración aproximado

Primer Riego

Cabecera Cola

480 - 0 = 480 minutos Tiempo de riego - Tiempo que tarda el agua en alcanzar cola (T. avance) 480-120 = 360 minutos

De la misma manera, durante el segundo riego los tiempos que el agua cubre el suelo de las zonas de cabecera y de cola serán:

Tiempo de infiltración aproximado

Segundo Riego

Cabecera

480 - 0 = 480 minutos

Cola

Tiempo de riego - Tiempo que tarda el agua en alcanzar cola (T. avance) 480 - 240 = 240 minutos

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Módulo 2. Riego por Superficie

ejemplo Como la cantidad de agua infiltrada normalmente es mayor cuanto mayor es el tiempo de infiltración (tiempo que el agua está en contacto con el suelo), en el primer riego se habrán infiltrado cantidades de agua parecidas en toda la parcela (uniformidad aceptable). Por el contrario, en el segundo riego las cantidades infiltradas serán más dispares (uniformidad menor). Esta misma idea se puede deducir de la relación de avance de cada uno de los dos riegos. Estas son: 480 minutos

Tiempo de riego Relación de avance (Riego 1) =

=

480 minutos

Tiempo de riego Relación de avance (Riego 2) =

=4 120 minutos

Tiempo de avance

= Tiempo de avance

=2 240 minutos

Y se deduce que: • Cuando el avance del agua es rápido (riego 1), se riega durante un tiempo suficiente para hacer que los tiempos de infiltración en toda la parcela se parezcan. Así, la uniformidad del agua infiltrada podrá ser bastante aceptable. • Por el contrario, en el segundo riego el avance ha sido muy lento. Como no se ha regado durante mucho tiempo, no ha habido tiempo suficiente para que en cola se infiltre cantidad de agua parecida a la que ha infiltrado en cabecera. En consecuencia, la uniformidad no será demasiado buena. Así pues, la relación de avance puede dar una idea de la uniformidad que se conseguirá con un riego por superficie, aunque no podrá proporcionar datos muy exactos. En realidad es más útil para comparar o plantear situaciones diferentes.

Como se observa, para conseguir una buena uniformidad en un riego por superficie es conveniente que la relación de avance sea alta, pero es preciso tener en cuenta dos aspectos: • El tiempo de riego deberá ser elevado para que el cultivo reciba el agua que necesita, pero sin que se generen pérdidas excesivas por filtración profunda o por escorrentía. • El tiempo de avance deberá ser pequeño para que la relación de avance sea mayor, pero evitando caudales o pendientes excesivas que supongan un riesgo de erosión del suelo. Como es prácticamente imposible medir uniformidades de forma simple y contando con pocos medios, se ofrecen algunos valores de uniformidad habituales en riego por surcos según sean la homogeneidad y características de infiltración del suelo, la uniformidad en la pendiente y la relación de avance:

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Unidad Didáctica 5. EVALUACIÓN DEL RIEGO POR SUPERFICIE

Coeficiente de Uniformidad en Riego por Surcos (%) Relación de avance mayor de 2 Pendiente uniforme

Pendiente no uniforme

Relación de avance menor de 2 Pendiente uniforme

Pendiente no uniforme

SUELOS CON VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN MEDIA O BAJA Suelo homogéneo

80

70

70

65

Suelo algo heterogéneo

65

60

60

55

Suelo muy heterogéneo

45

45

45

45

SUELOS CON VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN ALTA Suelo homogéneo

80

70

60

60

Suelo algo heterogéneo

65

60

55

50

Suelo muy heterogéneo

45

45

45

45

Suelo homogéneo

80

70

80

70

Suelo algo heterogéneo

65

60

65

60

Suelo muy heterogéneo

45

45

45

45

SUELOS EXPANSIBLES

Es importante señalar que en los casos de pendiente no uniforme se hace referencia a ligeros cambios de pendiente que hacen que la explanación no sea perfecta. En circunstancias en que una pendiente no uniforme suponga zonas de la parcela con encharcamientos y otras en las que prácticamente no se almacene agua, se aconseja una explanación del terreno antes de continuar regando en esas condiciones.

Figura 4. En aquellos casos en que se produzcan encharcamientos o zonas de suelo sin cubrir durante el riego, es imprescindible explanar el campo.

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Módulo 2. Riego por Superficie

Se han incluido en la tabla los valores de uniformidad para suelos expansibles dado que esta es una característica común en gran parte de los suelos de nuestra región. Se caracterizan por ser bastante arcillosos y pesados cuando están húmedos y presentar grandes grietas cuando están secos. Las grietas se llenan rápidamente de agua de forma que la infiltración inicial es muy elevada; sin embargo, al ser suelos arcillosos, la infiltración básica es muy pequeña y no son frecuentes grandes pérdidas por filtración profunda. Ambas circunstancias contribuyen a conseguir uniformidades aceptables con relaciones de avance pequeñas. En el caso de riegos por tablares o por fajas existe muy poca información referente a uniformidad en la distribución del agua infiltrada. Algunos valores generales que pueden orientar son:

Coeficiente de Uniformidad (%) Suelo homogéneo

Suelo heterogéneo

Riego por tablares

80-90

65-75

Riego por fajas

65-80

55-70

En general deben considerarse los valores más altos cuanto mayor sea la relación de avance.

5.4. ESTIMACIÓN DE LA EFICIENCIA DE APLICACIÓN La eficiencia de aplicación de un riego por superficie no puede ser medida directamente, sino que podrá ser calculada de forma aproximada tras haber medido la escorrentía y haber estimado la filtración profunda o percolación como se indica a continuación:

MEDIDA DE LA ESCORRENTÍA En los riegos por superficie en los que se puede producir escorrentía, tanto surcos en pendiente como fajas, es posible y bastante recomendable medirla con un aforador o vertedero. En el caso de surcos, es preciso colocar un aforador en dos o tres surcos y medir el caudal de escorrentía en ellos. En riego por fajas se puede medir el caudal de escorrentía colocando un vertedero o un aforador de dimensiones adecuadas en la escorredera. Es importante realizar la medida cuando el nivel del agua en el aforador se mantenga más o menos constante, cierto tiempo después de que haya comenzado a pasar agua por él, y no medir cuando la escorrentía está subiendo y el nivel del agua también. Una vez medida la escorrentía se debe calcular la relación de escorrentía, que será utilizada posteriormente para estimar la eficiencia de aplicación. Para el cálculo de la relación de escorrentía es preciso conocer tanto el caudal de escorrentía como el volumen total de agua aplicado. a) El volumen de agua de escorrentía se calcula multiplicando el caudal de escorrentía medido con el aforador por el tiempo que se está produciendo tal escorrentía.

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Unidad Didáctica 5. EVALUACIÓN DEL RIEGO POR SUPERFICIE

Figura 5. Aforador de estrechamiento colocado en cola de un surco de riego para medir el caudal de escorrentía.

ejemplo En un aforador colocado en cola de un surco se mide un caudal de escorrentía de 0.35 litros/segundo. La escorrentía dura 160 minutos. El volumen de agua de escorrentía será: Volumen de escorrentía (litros) = caudal de escorrentía (litros/ segundo) x x tiempo de escorrentía (minutos) x 60 = 0.35 x 160 x 60 = 3.360 litros

b) El volumen de agua aplicado con el riego, por su parte, se calcula multiplicando el caudal aplicado a cada surco por el tiempo que se está aplicando el agua.

ejemplo A un surco de riego se aplican 1.2 litros/ segundo durante 260 minutos. El volumen de agua aplicado a ese surco durante todo el riego será: Volumen aplicado (litros) = caudal aplicado (litros/ segundo) x x tiempo de aplicación (minutos) x 60 = 1.2 x 260 x 60 = 18.720 litros

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Módulo 2. Riego por Superficie

c) La relación de escorrentía se calcula como la relación entre el volumen de escorrentía y el volumen aplicado en el riego, y es necesaria para estimar posteriormente la eficiencia de aplicación.

Volumen de escorrentía Relación de escorrentía = Volumen aplicado

Figura 6. Representación esquemática de los elementos que intervienen en el cálculo de la relación de escorrentia.

ejemplo Un agricultor aplica a cada surco durante un riego 18.720 litros, y ha calculado un volumen de escorrentía de 3.360 litros. La relación de escorrentía es, por tanto:

Volumen de escorrentía Relación de escorrentía =

3.360 =

Volumen aplicado

= 0.179 = 17.9 % 18.720

En riego por tablares y riego por surcos a nivel, al realizarse en parcelas cerradas, no existe escorrentía y por lo tanto la relación de escorrentía es nula.

ESTIMACIÓN DE LA FILTRACIÓN PROFUNDA O PERCOLACIÓN El agua de riego que se infiltra en el suelo hasta zonas más profundas que la de actividad de las raíces es agua que se pierde por filtración profunda o percolación. Esta cantidad de aguapuede ser medida por personal cualificado utilizando dispositivos de medida de humedad en el suelo. Sin embargo, se puede hacer un cálculo aproximado suponiendo que con el riego se ha aplicado al menos la cantidad que el cultivo necesita, es decir, no existe ninguna zona en la parcela que tenga déficit de agua, y en todos los puntos del campo se ha infiltrado al menos la lámina de agua requerida . Esta suposición se puede admitir cuando no se observen síntomas de falta de agua en ningún lugar del campo regado, especialmente en cola.

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Unidad Didáctica 5. EVALUACIÓN DEL RIEGO POR SUPERFICIE

Aunque este supuesto no se cumple en muchos campos regados, es muy importante tomar concienciación de que un objetivo del riego es aportar el agua necesaria al cultivo para conseguir un desarrollo correcto y máximos rendimientos. El volumen que corresponde a filtración profunda será la diferencia entre el volumen infiltrado y el volumen de agua necesario para satisfacer las necesidades de agua del cultivo:

Volumen de filtración profunda = Volumen infiltrado - Volumen de agua requerido

a) El volumen infiltrado durante el riego se calcula como la diferencia entre el volumen de agua aplicado con el riego y el volumen de agua de escorrentía:

Volumen infiltrado = Volumen aplicado - Volumen de escorrentía

El volumen de agua aplicado con el riego y el volumen de escorrentía se determinan como se ha descrito en el apartado anterior: “Medida de la escorrentía”.

ejemplo Un agricultor ha aplicado durante un riego 30.240 litros y ha calculado un volumen de escorrentía de 6.655 litros. El volumen infiltrado será: Volumen infiltrado = Volumen aplicado - Volumen de escorrentía = 30.240 - 6.655 = 23.585 litros

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Módulo 2. Riego por Superficie

b) El volumen de agua requerido será el producto de la superficie regada por la altura de agua requerida. Para el caso de surcos de riego, la superficie que riega cada surco es la longitud de los surcos por el espaciamiento entre ellos: Volumen requerido = Altura requerida x longitud de los surcos x espaciamiento

ejemplo Se trata de aplicar una lámina de agua con una altura de 120 milímetros (120 litros/metro cuadrado) a surcos de 200 metros de longitud separados entre sí 0.75 metros. La superficie que riega cada surco es: 200 metros x 0.75 metros y el volumen de agua requerido con el riego: Volumen requerido (litros) = Altura requerida (milímetros) x longitud de los surcos (metros) x x espaciamiento (metros) = 120 x 200 x 0.75 = 18.000

c) El volumen de filtración profunda es la diferencia entre los dos calculados anteriormente.

ejemplo Si durante un riego se han infiltrado 23.585 litros de agua por cada surco y el agua requerida para satisfacer las necesidades del cultivo son de 18.000, el volumen de filtración profunda o percolación que se ha originado con dicho riego será de: Volumen de filtración profunda = Volumen infiltrado - Volumen requerido = 23.585 - 18.000 = 5.585 litros

d) Las pérdidas por filtración profunda o percolación con respecto a la cantidad de agua aplicada se reflejan en la relación de filtración.

Volumen de filtración profunda Relación de filtración = Volumen aplicado

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Unidad Didáctica 5. EVALUACIÓN DEL RIEGO POR SUPERFICIE

Figura 7. Representación esquemática de los elementos que intervienen en el cálculo de la relación de filtración.

ejemplo El volumen de filtración profunda originado en un surco de riego ha sido de 5.585 litros, mientras que el volumen aplicado fue de 30.240. La relación de filtración en ese caso habrá sido de:

Volumen de filtración profunda Relación de filtración =

5.585 =

Volumen aplicado

= 0.184 = 18.4 % 30.240

La relación de filtración, junto con la relación de escorrentía ya calculada, permitirá estimar la eficiencia de aplicación.

MEDIDA DE LA INFILTRACIÓN BÁSICA La velocidad de infiltración básica es aquella a la que el agua se infiltra en el suelo cuando el tiempo de infiltración es muy alto. Es una propiedad característica de cada tipo de suelo, siendo en general mayor para suelos arenosos o ligeros y menor para arcillosos o pesados. Aunque para realizar la evaluación del riego no es imprescindible conocer el valor de la infiltración básica, es un dato importante que el agricultor deberá conocer a efectos de manejo de sus riegos, como dato necesario cuando reciba un asesoramiento en riegos, para establecer diferencias entre distintos tipos de suelos dentro de una misma parcela de riego, etc. Es muy fácil medirla cuando se cuenta ,con un riego por surcos en pendiente o por fajas, conociendo el caudal aplicado, el caudal de escorrentía y la superficie regada por cada surco o cada faja.

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Módulo 2. Riego por Superficie

Figura 8. Aforador de estrechamiento colocado en cabecera de un surco de riego para medir el caudal aplicado.

Normalmente se da en milímetros de agua infiltrada por hora, y para riego por surcos se utiliza la siguiente expresión:

caudal aplicado (litros/segundo) - caudal de escorrentía (litros/segundo) x 3600

Infiltración básica (mm/hora) = longitud (metros) x espaciamiento (metros)

En el caso de usarla para riego por fajas simplemente habría que sustituir el espaciamiento entre los surcos por la anchura de la faja en cuestión.

ejemplo Durante un riego por surcos se aplica a cada surco un caudal de 1 litro/segundo, mientras que se ha medido un caudal de escorrentía de 0.22 litros/segundo. Los surcos tienen 180 metros de longitud y están separados entre sí 0.96 metros. La infiltración básica del suelo se calcula: Infiltración básica (mm/hora) = caudal aplicado (litros/segundo) - caudal de escorrentía (litros/segundo) =

x 3600 = longitud (metros) x espaciamiento (metros) caudal aplicado (litros/segundo) - caudal de escorrentía (litros/segundo)

=

x 3600 = longitud (metros) x espaciamiento (metros) 0.78

1 - 0.22 =

x 3600 = 180 x 0.96

x 3600 = 16.2 mm/hora 172.8

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Unidad Didáctica 5. EVALUACIÓN DEL RIEGO POR SUPERFICIE

ESTIMACIÓN DE LA EFICIENCIA DE APLICACIÓN Para estimar finalmente la eficiencia de aplicación, se utilizan las dos relaciones calculadas previamente: la relación de escorrentía y la relación de filtración, utilizando un expresión muy sencilla: Eficiencia de aplicación (%) = 100 - relación de escorrentía (%) - relación de filtración (%)

En riegos con escurrimiento, normalmente surcos en pendiente y fajas, podrá existir tanto escorrentía como filtración profunda. En riego por tablares o surcos a nivel no habrá escorrentía pero puede generarse filtración profunda. Estas pérdidas serán las que afecten a la eficiencia de aplicación de un riego, de forma que cuanto mayores sean las pérdidas menor será la eficiencia y peor habrá sido el aprovechamiento del agua de riego.

ejemplo Tras realizar un riego por surcos, un agricultor ha calculado una relación de escorrentía del 17.9% Y ha estimado una relación de filtración del 18.4%. De esta forma, la eficiencia de aplicación de ese riego habrá sido: Eficiencia de aplicación (%) = 100 - relación de escorrentía (%) - relación de filtración (%) = 100 - 17.9 - 18.4 = 63.7

resumen La evaluación es una operación que debe realizarse en todo sistema de riego con objeto de conocer el resultado o calidad de los riegos, determinar el uso real que se está haciendo del agua y estudiar las distintas propuestas de mejora del sistema. El cociente de déficit, la eficiencia de aplicación del agua y la uniformidad en la distribución del agua infiltrada, son índices con los que se evalúa un riego y deben ser determinados, en caso de ser posible, por personal cualificado. En cualquier caso, existe un procedimiento muy práctico y simple que puede ser realizado por el propio agricultor. En riego por superficie la uniformidad suele ser estimada en función de otros factores como el tipo de suelo, sistema de riego, calidad de la explanación o relación de avance. En general, una mayor relación de avance supondrá mejorar la uniformidad. La eficiencia de aplicación del agua podrá ser estimada conociendo la relación de escorrentía y la relación de filtración, las cuales darán una idea de las pérdidas de agua originadas en el riego. La infiltración básica del suelo puede calcularse a partir de datos medidos durante la evaluación y es un dato importante a conocer por el agricultor y cualquier técnico que vaya a realizar algún tipo de actuación en el sistema de riego.

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Módulo 2. Riego por Superficie

autoevaluación 1. En un riego por superficie, cuanta más agua se aplique pero menos quede en la zona de actividad de las raíces del cultivo: a) El coeficiente de uniformidad será mayor. b) La eficiencia de aplicación será menor. c) La eficiencia de aplicación será mayor. d) La relación de avance disminuirá. 2. Indicar cuál de los siguientes no es un índice con el que se puede valorar el resultado de un riego: a) Cociente de déficit. b) Eficiencia de aplicación. c) Coeficiente de uniformidad. d) Volumen de agua aplicado. 3. Los elementos característicos de un riego con los que se calcula la relación de avance son: a) El tiempo de avance y la relación de escorrentía. b) La relación de escorrentía y la relación de filtración. c) El tiempo de riego y el tiempo de avance. d) El tiempo de riego y la relación de filtración. 4. Se puede admitir que en un riego por superficie, lo más normal es obtener una mayor uniformidad en la distribución del agua infiltrada cuando la relación de avance sea mínima. Verdadero / Falso. 5. Un agricultor obtiene una relación de avance en su riego por surcos de 6. En otro riego en la misma parcela, decide aplicar un caudal bastante mayor con lo que obtiene una relación de avance de 3. ¿En cuál de los dos riegos presumiblemente habrá conseguido una mayor uniformidad? a) La uniformidad no depende en absoluto de esta relación. b) En el segundo. c) En el primero. d) En ambos igual. 6. La estimación de la eficiencia de aplicación de forma simple se puede realizar con la expresión: a) Ea= 100 - Coeficiente de uniformidad. b) Ea= 100 - Cociente de déficit - Relación de escorrentía. c) Ea= 100 + Coeficiente de Uniformidad. d) Ea= 100 - Relación de escorrentía - Relación de filtración. 7. La relación de escorrentía es el cociente entre el volumen de escorrentía y el volumen total aplicado Verdadero / Falso. 8. Para calcular la relación de escorrentía es preciso conocer el volumen de escorrentía. En riego por surcos, ¿cómo se puede determinar esta última cantidad? a) Midiendo el caudal en cabecera con un aforador. b) No es posible calcularla, sino que deberá ser estimada. c) Midiendo el caudal en cola de los surcos con un aforador. d) Midiendo el caudal en cola de los surcos con un aforador y el tiempo que el agua escurre.

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unidad didáctica MEJORA DEL MANEJO DEL RIEGO POR SUPERFICIE

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6.1. INTRODUCCIÓN La mayor parte del agua consumida tanto en Andalucía como en el resto de España se utiliza en la agricultura de regadío. De los tres métodos de riego, superficie, aspersión y localizado, el primero de ellos es el más difundido, pero en general consume más cantidad de agua y origina mayores pérdidas, aunque si el diseño y manejo son adecuados puede competir con el riego por aspersión y localizado. En muchos de los campos regados por superficie no se realiza un manejo adecuado, lo que supone que no se alcance el objetivo principal del riego, aplicar el agua que necesita el cultivo para obtener una producción máxima. Además, en esos casos el uso del agua no será eficiente, a lo que se añade regar con baja uniformidad. El mal uso del agua puede deberse a diferentes causas: pérdidas en la misma red de distribución, mala preparación y explanación del terreno, inadecuado diseño de las unidades de riego o del manejo propiamente dicho del riego. El agricultor suele tener muy pocas posibilidades de mejorar algunos de los aspectos mencionados, como por ejemplo el relacionado con el estado de la red de distribución, pero sí tiene la posibilidad de realizar mejoras en aquellos aspectos relacionados principalmente con sus parcelas y el desarrollo de sus riegos. Todo ello supondrá un ahorro considerable del agua de riego, conservar la calidad del agua y el suelo y finalmente conseguir con los riegos una buena uniformidad del agua infiltrada, lo que repercute incrementando el rendimiento de sus cultivos. Es necesario conocer y estudiar las posibles mejoras que se puedan llevar a cabo para conseguir aplicar el agua necesaria para el cultivo con uniformidades y eficiencias razonables, así como ahorrar agua y permitir la conservación medioambiental evitando la contaminación. Además, ha de tenerse en cuenta que un diseño inadecuado de las parcelas y un manejo incorrecto del riego puede suponer el aumento de la mano de obra, un mayor coste del riego consecuencia de mayores cantidades de agua aplicada y una disminución de la producción de los cultivos, entre otros efectos.

6.2. MEJORA DE LAS UNIDADES DE RIEGO En riego por superficie, la parcela debe estar en unas óptimas condiciones de explanación para conseguir un movimiento del agua lo más uniforme posible y que la cantidad de agua infiltrada sea parecida en todos los puntos. Además de la explanación adecuada, es posible adoptar una serie de medidas sencillas en el diseño de las parcelas para mejorar la uniformidad del riego cuando el suelo es muy heterogéneo, y evitar su deterioro con simples estructuras de control de la erosión. Sin embargo, antes de aplicar cualquiera de las técnicas de mejora sería preciso realizar una evaluación del riego, conocer el estado actual del sistema y valorar la mejora que podría producirse con dichas técnicas. En muchos casos, las mejoras no requerirán grandes inversiones económicas y su efecto justificará la inversión realizada. No obstante, es frecuente encontrar situaciones en que las inversiones necesarias podrían ser elevadas debido a importantes fallos en el diseño del sistema; en estos casos, las posibles mejoras consistirían en actuaciones de gran envergadura y cuantía económica.

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Módulo 2. Riego por Superficie

LA EXPLANACIÓN DEL CAMPO Es preciso destacar la gran importancia que tiene una buena explanación del campo en un sistema de riego por superficie, ya que el estado del terreno influye mucho en el movimiento correcto del agua sobre el suelo. Si la parcela de riego presenta desniveles u ondulaciones en superficie, el funcionamiento del riego se verá alterado haciendo que la cantidad de agua infiltrada en la parcela sea muy desigual. Aunque la explanación absoluta del suelo es imposible de conseguir, siempre es recomendable explanar cada cierto tiempo para mantener una pendiente uniforme. En el caso de riego por tablares, que se realizan con el suelo a nivel (sin pendiente), se habla de nivelación del campo.

Figura 1. La correcta explanación en las fajas de riego permite una buena distribución del agua sobre la superficie del suelo.

Figura 2. El avance irregular, como consecuencia de una explanación defectuosa, influye reduciendo la uniformidad de la lámina de agua infiltrada.

En aquellas parcelas de riego por superficie cuya pendiente es constante y uniforme, el uso del agua de riego es más eficiente ya que se reduce la cantidad de agua necesaria, la mano de obra y, en general, se consume menos energía. Es una práctica más que recomendable, imprescindible. Sin embargo, en terrenos muy accidentados u ondulados que necesiten un cambio importante de la topografía, la explanación produce a veces alteraciones de la capa superior del suelo, la más fértil y rica en nutrientes, que será eliminada cuando haya que eliminar suelo (desmontar) para depositarlo en zonas de vaguada o depresión del terreno (terraplenar). Este problema será mayor cuanto menos profundo sea el suelo. Normalmente ha de moverse un mayor volumen de suelo cuando se trata de preparar las parcelas para riego por tablares, ya que el terreno debe de quedar con pendiente completamente nula. Cuanto más pequeños sean los tablares, menos movimiento de tierras será necesario realizar, pero hay que tener en cuenta que tablares de pequeñas dimensiones complican otras tareas como laboreo, cosecha o aplicación de abonos o fitosanitarios.

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Unidad Didáctica 6. MEJORA DEL MANEJO DEL RIEGO POR SUPERFICIE

Existen dos formas de realizar la explanación del terreno: la denominada explanación tradicional, o las más modernas guiadas por láser: a) La explanación tradicional se realiza con maquinaria convencional, normalmente tractor con traílla, con la que se elimina el suelo sobrante en zonas elevadas y se aporta en las partes que requieren relleno. Se pueden plantear dos alternativas: primera, explanar con una alta precisión para conseguir una uniformidad y eficiencia muy elevadas; y segunda, más utilizada, explanar el campo con el mínimo movimiento de tierras que suponga regar con uniformidad y eficiencia aceptables. Se suele escoger esta última ya que supone un menor coste, y además se aprovecha toda la tierra eliminada en el desmonte para rellenar. Antes de comenzar la explanación, es necesario que personal técnico cualificado realice los cálculos que permitan conocer la altura del suelo a rebajar o rellenar en cada uno de los puntos del campo. b) La explanación guiada por láser, desarrollada en los años setenta, utiliza niveladoras tiradas normalmente por tractores, pero en ellas la altura de trabajo está controlada por láser. Los elementos de que consta un sistema de nivelación por láser son básicamente: • Emisor • Sistema de control • Receptor

Figura 3. Esquema de funcionamiento de la técnica de nivelación guiada por láser.

Figura 4. Emisor de láser colocado sobre su trípode, listo para

Figura 5. Conjunto formado por niveladora y sistema receptor de

comenzar el trabajo de explanación del campo.

láser, tirado del tractor.

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Módulo 2. Riego por Superficie

El emisor genera un rayo láser sobre la zona que se va a nivelar. La altura de tierra a quitar o añadir en cada punto de la parcela estará determinada por la diferencia entre el rayo láser emitido y la superficie del suelo. El receptor indica cuál debe ser la posición de la cuchilla de la niveladora, mientras que el sistema de control organiza el funcionamiento del sistema transmitiendo las correcciones que deberá de hacer la cuchilla. Este tipo de nivelación presenta la ventaja de no requerir un trabajo de campo previo, ni hacer cálculos como en la tradicional. A su vez, está muy recomendada como mejora del riego por superficie, especialmente en tablares, ya que permite alcanzar una mayor precisión debido a su mayor sensibilidad.

TERRENOS CON DIFERENTES SUELOS El tipo de suelo, y particularmente las características que determinan su capacidad de infiltración, son un factor clave en la cantidad de agua que se infiltra con un riego. Cuando la parcela tiene más de un tipo de suelo, el desarrollo normal del riego puede verse alterado y el cultivo puede no desarrollarse adecuadamente. El efecto más importante es la diferente cantidad de agua infiltrada en cada uno de los suelos existentes. En aquellas zonas donde el suelo sea más arenoso o ligero, la velocidad de infiltración será relativamente elevada y la lámina de agua infiltrada mayor que en zonas donde el suelo sea más arcilloso o pesado. En este último caso, si la velocidad de infiltración es muy pequeña puede ocurrir incluso que no se lleguen a suplir las necesidades de agua del cultivo y la producción disminuya.

Figura 6. Efecto de la diferente cantidad de agua infiltrada como consecuencia de distintos tipos de suelo en una misma parcela.

El hecho de que se infiltre diferente cantidad de agua en toda la parcela, como consecuencia de contar con tipos de suelo diferentes, hace disminuir la uniformidad del riego. Modificar la capacidad o velocidad de infiltración de un suelo no es fácil ni fiable, por lo que una práctica de diseño muy recomendada es dividir la superficie a regar en unidades de riego cuya forma coincida aproximadamente con la que adopta la zona de cada tipo de suelo. Así, en cada una de las subdivisiones que se establezcan, se podrá regar de acuerdo a las necesidades del cultivo.

Figura 7. División de la parcela en unidades de riego diferentes para cada tipo de suelo.

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Esta práctica de mejora de las unidades de riego puede suponer una mayor complejidad en la organización y distribución de las unidades a regar, así como en red de distribución del agua y en la red de desagüe si existe. Además, se requerirá una mayor mano de obra para regar toda la parcela, pero todo ello se justifica con la mejora en la productividad del cultivo.

DIMENSIONES DE LAS UNIDADES DE RIEGO Cuando la geometría del campo no condiciona la forma de las unidades de riego, las dimensiones que tengan éstas (longitud en caso de surcos o fajas y la longitud y anchura en tablares) dependerán del tipo de suelo. En una parcela de riego por surcos o fajas de mucha longitud, si el suelo es ligero con alta velocidad de infiltración, el tiempo de avance será alto. Lo normal será originar filtración profunda principalmente en cabecera de la parcela, que hará que la eficiencia del uso del agua disminuya aunque se haya suministrado al cultivo el agua que necesita. Una práctica de mejora muy recomendada en estos casos consiste simplemente en acortar los surcos o fajas en la medida de lo posible, siempre y cuando el propio manejo de las labores de la finca lo permita. De esta forma, la parcela se dividirá en dos o más parcelas o bloques que se regarán simultáneamente o de forma consecutiva. Esta mejora también es aplicable en el caso de tablares de gran longitud.

Suelos arenosos, ligeros o con alta capacidad de infiltración

mejora

Acortar la longitud de surcos o fajas

Requieren menor caudal aplicado Generan menor filtración profunda

Figura 8. Efectos de la reducción de la longitud de las unidades de riego en suelos ligeros con alta capacidad de infiltración de agua.

En los riegos por escurrimiento, como surcos en pendiente, es preciso tener mucha precaución al acortar la longitud de la parcela, ya que se pueden originar enormes cantidades de agua de escorrentía. Por ello es necesario ajustar bien el caudal y el tiempo de riego. Al acortar los surcos o las fajas, se pueden regar las parcelas o bloques a la vez o consecutivamente, para lo cual deberá instalarse un sistema de distribución del agua hasta la cabecera del bloque o parcela situada en la zona inferior. En estos casos es imprescindible colocar una escorredera al final de los surcos del bloque superior para recoger y canalizar el agua de escorrentía que se unirá a la escorredera del bloque inferior. Las limitaciones que pueden existir en esta práctica de mejora dependerán de la forma de la propia finca o por el trazado de la red de distribución o de desagüe.

Figura 9. Diseño de la parcela de riego en bloques independientes cuando se decide acortar la longitud de los surcos o las fajas.

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Módulo 2. Riego por Superficie

PROTECCIÓN DEL SUELO CONTRA LA EROSIÓN En riego por superficie, el agua aplicada a la parcela en forma de chorros o avenidas puede provocar erosión del suelo en los lugares donde se aplica, al producirse el impacto del agua, turbulencias y rozamiento con el suelo. De no tomar ninguna medida preventiva, las zonas de cabecera donde se aplique el agua pueden sufrir un importante deterioro, que reduce la capacidad productiva del suelo y ocasiona problemas de manejo en riegos posteriores como la aparición de piedras, necesidad de rellenar con tierra las cárcavas o canales erosionados por el agua, dificultades en paso de maquinaria, etc. Pero estos efectos pueden ser reducidos considerablemente colocando unos simples plásticos o bien láminas de caucho, que serán los que sufrirán el impacto del chorro y las turbulencias del agua a la entrada a la parcela.

Figura 10. El suelo queda protegido del impacto de los chorros colocando unos simples plásticos.

Figura 11. En fajas, las protecciones deberán ser de dimensiones tales que permitan la entrada suave del agua a la unidad de riego.

En riego por surcos o fajas en que el agua se aplica en forma de chorro, es preciso colocar protecciones en los lugares de impacto. En éstos, en los que el agua se distribuye mediante una acequia, las protecciones deberán tener una longitud determinada para que el agua entre en la parcela de forma suave. En tablares que requieren un caudal muy elevado, es muy usual disponer estructuras formadas por dados de hormigón o simplemente piedras colocadas en forma de abanico, para que el agua entre en todas las direcciones suavemente y se remanse antes entrar en contacto con el suelo de la parcela.

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6.3. MANEJO DE TIEMPOS Y CAUDALES TIEMPOS DE RIEGO El tiempo de riego es un factor clave para el desarrollo correcto de los riegos, ya que de él dependerá el tiempo en que el agua cubre el suelo y se infiltra, estando a disposición del cultivo. Definir el tiempo de riego adecuado no es fácil y en muchas ocasiones la mejor práctica es la propia experiencia del agricultor. En cualquier caso, existen una serie de recomendaciones o propuestas de mejora del manejo del tiempo de riego que es conveniente señalar. En riegos por escurrimiento, surcos en pendiente y fajas, es recomendable cortar el suministro de agua cuando se completa el avance. De esta manera, se igualan el tiempo de riego y el tiempo de avance, con lo que se evita generar demasiada escorrentía. Pero si el caudal aplicado es pequeño o el suelo tiene alta capacidad de infiltración, el avance del agua sobre el suelo puede ser muy lento. En caso de no poder aplicar un caudal mayor, si se prolonga el tiempo de riego hasta que se complete el avance, puede que en cabecera se infiltre gran cantidad de agua y se genere demasiada filtración profunda. Una práctica consiste en cortar el suministro de agua algo antes de que se haya completado el avance, permitiendo entonces que el agua avance hasta cola por el efecto de la pendiente de la parcela. Es una técnica que requiere bastante práctica por parte del regante, quién deberá determinar el momento de cortar el suministro basándose en su propia experiencia.

RIEGO POR PULSACIONES Una de las características de los riegos por superficie es que el tiempo que el agua está sobre el suelo en cada punto a lo largo de la parcela es distinto, por lo que la lámina infiltrada no es uniforme. El riego por pulsaciones es una práctica de manejo que consiste en la aplicación intermitente de agua a los surcos, fajas o tablares. La secuencia del desarrollo de un riego de este tipo puede resumirse como sigue:

Figura 12. Representación esquemática de la secuencia de un riego por pulsaciones.

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Módulo 2. Riego por Superficie

• Se realiza la primera pulsación, es decir se aplica agua por primera vez durante un tiempo determinado. • Se suspende la aplicación y se espera hasta que todo el agua haya desaparecido de la superficie. • Comienza una nueva aplicación de agua, es decir, una nueva pulsación. El agua avanza en principio sobre el suelo mojado, continúa avanzando sobre el suelo seco y cierto tiempo después se vuelve a cortar el suministro. • Se repiten las pulsaciones hasta que se completa el avance hasta cola de parcela, pudiendo continuar o no la aplicación de agua según el criterio del agricultor. En la primera aplicación o pulsación el agua avanza de la misma forma que en un riego convencional, mientras que en las pulsaciones siguientes el agua se infiltrará más lentamente sobre el suelo previamente humedecido por la pulsación anterior, y avanzará más rápidamente. Por esto, los tiempos de infiltración en los puntos de la parcela pueden ser más parecidos, y en consecuencia se puede lograr un desarrollo del cultivo más homogéneo y una mejora en la uniformidad de la lámina de agua infiltrada. El riego por pulsaciones puede ser aplicado a cualquier tipo de sistema de riego, surcos, fajas o tablares. En surcos y fajas, lo habitual es utilizar tuberías, preferentemente rígidas, acopladas a una válvula de mariposa que cuenta con un dispositivo electrónico (programador) que abre o cierra el paso de agua a la tubería a unos tiempos determinados. En tablares lo más normal es realizar la aplicación y corte del agua mediante la apertura o cierre manual de las llaves o compuertas. Existen dos alternativas para establecer la secuencia de las pulsaciones. Una, por tiempos fijos que determinan la apertura o cierre del paso de agua a la unidad de riego. Otra, por distancias fijas, es decir, según distancias de avance del agua con cada pulsación, determinadas antes de realizar el riego como por ejemplo a la cuarta parte, la mitad, tres cuartas partes y toda la longitud de la parcela. Sin embargo, en la práctica suelen programarse las pulsaciones con tiempos fijos usando el programador de la válvula, con lo que la operación de apertura y cierre de aquélla es completamente automática.

RECORTE DE CAUDAL En riego por surcos con escurrimiento, una causa importante de la disminución de la eficiencia es el agua de escorrentía originada. Para evitar en cierta medida un volumen de escorrentía excesivo, es muy conveniente poner en práctica la técnica del recorte del caudal, que consiste en reducir el caudal aplicado a cada surco una vez que se completa la fase de avance y en consecuencia evitar grandes pérdidas por escorrentía. En este tipo de riegos, se recomienda aplicar caudales suficientemente elevados (pero no erosivos) para conseguir un avance rápido del agua hasta el final del surco, momento en el cual se reduce el caudal aplicado en los surcos. Para llevar a cabo el recorte es importante tener en cuenta la experiencia del agricultor, de forma que se garantice que, tras éste, el agua siga llegando a cola, continúe cubriendo todo el surco y se produzca una infiltración adecuada. Existen varias formas de reducir el caudal según el método de aplicación de agua. Por ejemplo, cuando se utilicen tuberías rígidas o de polietileno con compuertillas regulables, se reducirá el caudal cerrando convenientemente las compuertillas. Si el agua se aplica al surco mediante sifones, es muy común usar dos sifones durante el avance y retirar uno de ellos una vez completada esta etapa del riego. Cuando se emplee una tubería de polietileno perforada, se cerrará uno o varios de los orificios realizados para aplicar agua durante el avance, para lo cual se pueden utilizar tapones de corcho, espuma o cualquier otro material disponible.

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Figura 13. Recorte de caudal en surcos, taponando una de las dos salidas de agua practicadas en la tubería de polietileno.

RECUPERACIÓN DEL AGUA DE ESCORRENTÍA En un gran porcentaje de sistemas de riego por superficie, particularmente los regados por surcos en pendiente, la cantidad de agua que se pierde por escorrentía es muy elevada. En la mayoría de los casos, ese agua acaba vertiéndose a cauces naturales, lo que supone tanto un despilfarro como un riesgo de contaminación por sedimentos y compuestos químicos arrastrados por el agua. A esto se une que en determinados sistemas de riego es imposible reconducir el agua de escorrentía para verterla a cauces naturales, bien por su localización o simplemente porque no existen en las proximidades. Por todo ello, cada día se impone más la recuperación del agua de escorrentía para ser posteriormente reutilizada, consiguiendo con ello un ahorro de agua, mejorando la eficiencia a escala de parcela, comunidad de regantes e incluso zona regable. Asimismo, constituye una práctica muy recomendable para minimizar el impacto ambiental ocasionado en las aguas superficiales.

Figura 14. El agua de escorrentía debe ser adecuadamente recuperada, evitando su vertido incontrolado y la posibilidad de contaminación ambiental.

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Módulo 2. Riego por Superficie

Para poder llevar a cabo la recuperación del agua de escorrentía en cada finca, es preciso disponer de una red de desagüe adecuada y dependiendo de cada caso, también un sistema de bombeo para transportar el agua hasta el lugar de almacenamiento de donde será utilizada de nuevo. Para evitar atascos o deterioros en las bombas, es frecuente recogerla en pequeños embalses o depósitos donde los elementos en suspensión podrán sedimentarse antes de bombear el agua. Si se trata de recuperar y reutilizar el agua de es correntía en la propia finca, regando diferentes unidades de riego con el agua sobrante de otros riegos, debe tenerse en cuenta que tanto el diseño de las unidades de riego como el manejo de los riegos puede complicarse, por lo que ha de evaluarse económicamente la recuperación. En cualquier caso, siempre es deseable y aconsejable la reutilización del agua de escorrentía a escala de zona regable, que deberá contar con una adecuada red de desagüe, sistemas de bombeo, balsas de regulación para controlar los caudales de escorrentía que proporciona cada finca, depósitos de almacenamiento, etc.

TABLARES CON DESAGÜE En los sistemas de riego por tablares, es muy normal regar con caudales elevados para alcanzar un avance rápido y tratar de conseguir una aceptable uniformidad en la distribución del agua. Pero con suelos arcillosos o pesados con capacidad de infiltración relativamente baja, existe la posibilidad de que se almacene una cantidad de agua que tras infiltrarse será mayor que la necesaria en la zona de las raíces. Esto provocaría una excesiva filtración profunda que repercutiría reduciendo la eficiencia de aplicación. Ese problema puede evitarse reduciendo el tiempo de riego, sin permitir que se almacene más agua de la necesaria para el cultivo. Sin embargo, se puede mantener un tiempo de riego elevado y almacenar agua en exceso cuando se utiliza la técnica de tablares con desagüe, ya que en ellos el agua sobrante del primero pasa al segundo y así consecutivamente. Además se facilita el riego de los tablares, que puede realizarse de una sola vez y utilizando una sola toma. Esta práctica consiste por tanto en abrir un punto de desagüe en la zona de cola del caballón que separa dos tablares contiguos, una vez que se ha completado la fase o etapa de avance en el primer tablar. Así, parte del agua almacenada en el primer tablar entrará al segundo por su zona de cola, consiguiendo reducir el tiempo necesario para cubrir totalmente este tablar, con lo que se podrá conseguir buena uniformidad y eficiencia de aplicación del agua.

Figura 15. Representación esquemática del desarrollo del riego de tablares con desagüe en cola: a) riego del segundo tablar con agua sobrante del primero; b) riego del tercer tablar con sobrante del segundo.

Para poder aplicar esta práctica es imprescindible que los tablares contiguos tengan diferente cota, es decir tengan de mayor a menor altura de forma consecutiva para que el agua pase de unos a otros por gravedad.

82

Unidad Didáctica 6. MEJORA DEL MANEJO DEL RIEGO POR SUPERFICIE

resumen El riego por superficie es el método que normalmente consume más cantidad de agua y donde mayores pérdidas se originan. Por lo tanto, es necesario conocer y estudiar las posibles prácticas de mejora que pueden ser llevadas a cabo en estos sistemas para conseguir los objetivos del riego, aportar al cultivo el agua que necesita aprovechando el agua al máximo. Existen posibles mejoras que inciden en las características de las unidades de riego como la explanación del suelo, imprescindible para riegos de calidad; configuración o disposición de las unidades cuando existe más de un tipo de suelo en la parcela; modificar la longitud de surcos y fajas o dimensiones de los tablares dependiendo de las características de infiltración del suelo; y recomendaciones relativas a la protección del suelo frente a la erosión. Otra serie de medidas de mejora se refieren al manejo de los caudales y al tiempo de riego, como factores importantes del desarrollo correcto de los riegos. Son destacables el manejo del tiempo de riego según el tipo de sistema; el riego por pulsaciones para mejorar la uniformidad de la distribución de agua infiltrada; la técnica de recorte de caudal para evitar grandes caudales de escorrentía; la recuperación del agua de escorrentía y finalmente la técnica de tablares con desagüe.

83

Módulo 2. Riego por Superficie

autoevaluación 1. Si a una parcela de riego por superficie se quiere conseguir una pendiente uniforme, se tendrá que llevar a cabo:. a) Una protección de suelo. b) Una reducción del canal. c) Una explanación del suelo. d) Ninguna de las anteriores. 2. Nivelar el suelo significa explanar a nivel, es decir, sin pendiente. Verdadero / Falso. 3. ¿Qué método o tipo de explanación ofrece una precisión muy alta? a) La explanación tradicional. b) La explanación guiada por láser. c) Ambas igual, porque las dos son explanaciones. d) Ninguna, puesto que las dos llevan consigo un movimiento de tierra. 4. En una parcela se distinguen dos tipos de suelo, uno arcilloso aproximadamente en la cuarta parte de la superficie y otro arcilloso-franco en el resto. Para evitar que la cantidad de agua infiltrada en ambos suelos sea diferente, la práctica de mejora recomendada sería: a) Acortar los surcos, fajas o en su caso la dimensión de los tablares. b) Dividir esta superficie en tantas parcelas como tipos de suelo se tengan. c) Proteger el suelo de la erosión. d) Colocar una red de desagüe muy densa. 5. El lugar más indicado para colocar las protecciones con el fin de evitar erosionar y degradar el suelo en riego por surcos es en cabecera, donde impactan los chorros de agua. Verdadero / Falso. 6. Una práctica de manejo muy recomendable en el riego por fajas consiste en cortar el suministro de agua a) Cuando el caudal de escorrentía se estabilice. b) Una vez que haya comenzado la infiltración del agua. c) Cuando se haya completado el avance. d) Cuanto más tarde sea posible. 7. En un sistema de riego por superficie cuando la cantidad de agua infiltrada es demasiado grande se puede optar por aplicaciones de agua intermitentes. Verdadero / Falso. 8. Una agricultora riega por tablares dispuestos sobre un suelo pesado con baja capacidad de infiltración. Para evitar que la cantidad de agua infiltrada sea excesiva, ¿qué práctica de mejora puede llevar a cabo? a) Abrir un punto de desagüe en cola del dique que separa dos tablares contiguos. b) Colocar dados de hormigón en cabecera. c) Cortar el suministro una vez que el frente de avance halla alcanzado la mitad del tablar. d) Ninguna de las anteriores.

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RESPUESTAS A LAS AUTOEVALUACIONES

UNIDAD DIDÁCTICA 1

UNIDAD DIDÁCTICA

1.

D

1.

D

2.

C

2.

VERDADERO

3.

C

3.

B

4.

B

4.

FALSO

5.

C

5.

FALSO

6.

VERDADERO

6.

C

7.

B

7.

D

8.

FALSO

UNIDAD DIDÁCTICA

2

UNIDAD DIDÁCTICA

1.

A

1.

B

2.

VERDADERO

2.

D

3.

C

3.

C

4.

FALSO

4.

FALSO

5.

B

5.

C

6.

FALSO

6.

D

7.

VERDADERO

7.

VERDADERO

8.

C

8.

D

UNIDAD DIDÁCTICA

3

UNIDAD DIDÁCTICA

1.

C

1.

C

2.

FALSO

2.

VERDADERO

3.

C

3.

B

4.

D

4.

B

5.

C

5.

VERDADERO

6.

FALSO

6.

C

7.

D

7.

VERDADERO

8.

VERDADERO

8.

A

9.

B

85

4

5

6

GLOSARIO

Acequia

Canal de transporte y/o distribución del agua de riego, construido en obra de fábrica o de tierra.

Aforador

Dispositivo para la medida del caudal.

Aforo

Cálculo o medida del caudal.

Aliviadero

Estructura de protección que suele construirse paralelamente a una acequia o canal para que el caudal sobrante desagüe cuando exista riesgo de que el agua pueda desbordarlo.

Arquetas de distribución

Elementos de distribución que tienen como función repartir el agua desde un canal o acequia a otras acequias o directamente a parcela. Tendrán tantas salidas como parcelas, unidades de riego o sectores se quieran regar.

Asurcado

Operación con la cual se realizan los surcos de riego.

Barrera

Elemento de control usada en riego por superficie cuya función es mantener una determinada altura de agua en una acequia o canal.

Cabecera

Zona de la parcela donde se aplica el agua de riego.

Canal de desagüe

Canal destinado a recoger el agua de escorrentía y conducirla adecuadamente a cauces naturales, balsas de almacenamiento y sedimentación o bien permitir su reutilización.

Capacidad de almacenamiento

Es la cantidad de agua que es capaz de retener un suelo sin que se produzcan pérdidas por percolación.

Caudal máximo no erosivo

Caudal máximo a aplicar en un riego por superficie sin que exista riesgo de erosión.

Cociente de déficit

Es la relación entre el agua que ha faltado para llenar totalmente la zona donde se encuentran las raíces del cultivo y el agua que realmente hubiera sido necesaria para llenar toda esa zona. Indica qué tanto por ciento del volumen de suelo que debería haber recibido agua no la ha recibido.

Coeficiente de cultivo Coeficiente que describe las variaciones en la cantidad de agua que las plantas extraen del suelo a medida que estas se van desarrollando, desde la siembra hasta la recolección. Se utiliza en el cálculo de la evapotranspiración del cultivo. Coeficiente de uniformidad

Indice que permite estimar la forma en que el agua se infiltra en el suelo. Cuanto más parecida sea la cantidad de agua que se ha infiltrado en todos los puntos de la parcela, mayor será la uniformidad en la distribución del agua infiltrada.

Cola

En el riego por superficie, zona de la parcela donde el agua llega más tarde.

Compuerta

Elemento de control en la distribución del agua de riego que permite derivar el agua de un canal o acequia.

Curva de descarga

Relación entre la altura de agua y el caudal que pasa por un aforador o vertedero. Permite determinar el caudal que circula en función de la altura de agua medida.

87

Módulo 2. Riego por Superficie

Dosis de riego

Cantidad de agua a aplicar con el riego de forma que se satisfagan las necesidades brutas.

Eficiencia de aplicación del riego

Es la relación entre la cantidad de agua que queda en la zona ocupada por las raíces y la cantidad de agua que se aplica con el riego.

Erosión

Arranque, transporte y depósito de partículas del suelo, provocada por factores externos como el agua y el viento.

Escorredera

Canal cuya función es conducir el agua de escorrentía a la red de desagüe.

Escorrentía

Agua aplicada con el riego que no se infiltra en el suelo, escurriendo sobre su superficie y por lo tanto perdiéndose.

Evapotranspiración de diseño

Evapotranspiración usada a la hora de diseñar el sistema de riego. Es la máxima evapotranspiración calculada para la campaña de riegos multiplicada por 1.1.

Evapotranspiración de referencia

Es la evapotranspiración que produce una superficie extensa de hierba que cubre totalmente el suelo, con una altura de unos 10-15 centímetros, sin falta de agua y en pleno crecimiento. Con ella se evalúan las condiciones climáticas de la zona a la hora de calcular la evapotranspiración de un cultivo.

Evapotranspiración

Es el término con el que se cuantifican, de forma conjunta, los procesos de evaporación directa de agua desde la superficie del suelo y la transpiración del vapor de agua desde la superficie de las hojas.

Explanación

Operación con la cual se consigue que el suelo quede con una pendiente uniforme en toda su superficie o bien perfectamente horizontal, con fines de riego.

Fase de almacenamiento

Etapa de un riego por superficie que comienza cuando se completa el avance del agua hasta cola y continúa hasta que se corta el suministro de agua.

Fase de avance

Etapa que comienza a partir del momento en que se aplica el agua de riego hasta que ésta alcance el punto más lejano, considerando que ha finalizado el avance cuando todos los lugares a los que debe llegar el agua se han mojado.

Filtración profunda

Cantidad de agua que, después de haberse infiltrado en el suelo, no puede ser retenida por éste y pasa hasta zonas situadas bajo la zona de raíces. Es, por tanto, agua perdida.

Frente de humedecimiento

En un hipotético corte a una parcela de riego por superficie, es el límite entre el suelo seco y el suelo que se está humedeciendo.

Infiltración

Proceso por el cual el agua aplicada sobre la superficie del suelo penetra en él pasando de unos poros a otros en muchas direcciones.

Infiltración básica

Es la velocidad de infiltración de un suelo cuando ha pasado un tiempo prolongado.

Lámina de agua aplicada

Cantidad de agua correspondiente a las necesidades brutas de riego, expresada en altura de la lámina de agua por metro cuadrado de superficie.

Lámina de agua infiltrada

Una vez concluido el riego, es la altura de agua que ha infiltrado a lo largo de la parcela si se observara un perfil del suelo.

Lavado de sales

Operación con la cual se aporta con el riego una cantidad de agua extra para disolver las sales en exceso. Se genera con ello filtración profunda que permite que las sales pasen a capas más profundas del suelo, evitando que afecten negativamente al cultivo.

Limo

Partícula mineral del suelo con un tamaño intermedio entre la arena y la arcilla.

Partidor

Elemento de distribución del agua de riego que permite dividir el caudal de una acequia o canal en un número de partes iguales o diferentes con el fin de tener un mayor control del agua.

Pendiente

Desnivel de una parcela.

Poro

Espacio que forma el medio poroso del suelo (Junto con la partículas sólidas) y que pueden contener agua, aire o ambos a la vez.

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Unidad Didáctica 6. MEJORA DEL MANEJO DEL RIEGO POR SUPERFICIE

Rápidos y saltos

Estructuras de protección construidas en la red de riego con el fin de disipar la energía del agua cuando existen pendientes acusadas o desniveles abruptos, evitando así dañar la red.

Red de desagüe

Red de canales y acequias a la que se vierte el agua de escorrentía para conducirla a cauces naturales.

Relación de avance

Índice que indica cuántas veces mayor ha sido el tiempo de riego con respecto al tiempo de avance.

Relación de escorrentía

Es la relación entre el volumen de escorrentía y el volumen aplicado al riego.

Relación de filtración Determina las pérdidas por filtración profunda o percolación con respecto a la cantidad de agua aplicada. Riego a la demanda

Método de organización del control del agua de riego muy flexible, en el que el agricultor no tiene que esperar turno para regar sino que tienen libertad para adoptar un programa de riegos.

Riego por turnos

Método de organización del control del agua de riego en el que se establecen turnos según orden de acceso de las acequias dentro de una comunidad o turnos entre comunidades de regantes.

Sifón

Tubo rígido o flexible fabricado en materiales diversos con los que el agua de riego se trasvasa desde la acequia a cada surco.

Textura

Propiedad física del suelo con la que se refleja la proporción de partículas minerales de arena, limo y arcilla que existen en su fracción sólida.

Tiempo de avance

Es el tiempo, medido desde que comienza el riego, que el agua tarda en llegar a todos y cada uno de los puntos de la parcela.

Tiempo de infiltración Es el tiempo que el agua está en contacto con el suelo durante el riego y por lo tanto se estará infiltrando en él. Para cada punto, es la diferencia entre el tiempo en que se haya producido el receso y en el que haya llegado el agua a ese lugar. Tiempo de receso

Medido desde el inicio del riego, es el tiempo en que todo el agua desaparece de la superficie del suelo.

Tiempo de riego

Es el tiempo que dura la aplicación de agua a la parcela de riego.

Tomas

Elementos de distribución del agua de riego a través de los cuales se podrá abrir o cortar el paso del agua, permitiendo así el control y reparto de agua.

Topografía

Relieve del terreno.

Torna

Estructura de control mediante la cual el agua pasa de unas acequias a otras, o directamente a parcela cuando se trata de acequias de tierra.

Unidad de riego

Superficie de la parcela de cultivo que se riega de una sola vez.

Uniformidad

Índice que permite estimar la forma en que el agua se infiltra en el suelo. Cuanto más parecida sea la cantidad de agua que se ha infiltrado en todos los puntos de la parcela, mayor será la uniformidad en la distribución del agua infiltrada.

Velocidad de infiltración

Mayor o menor rapidez del agua en infiltrarse en el suelo.

Vertedero

Estructura que se instala de forma permanente o provisional para medir el caudal de agua que pasa por un determinado punto de la red de riego.

89

BIBLIOGRAFÍA

Ávila, R.; Cabello, A.; Ortíz, F.; Lirola, J.; Martín, A. (1996). Agua, Riego y Fertirrigación. Dirección General de Investigación y Formación Agraria. Consejería de Agricultura y Pesca. Sevilla. Booher, L.J. (1974). El Riego Superficial. FAO n° 95. Roma. Faci González, J.M.; Playan Jubillar, E. (1994). Principios Básicos del Riego por Superficie. Hoja Divulgadora 10-11/94 HD. Secretaría General Técnica. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación . Madrid. Fernández R.; Oyonarte N.; Mateos L. (1998). (CD-Rom). Curso de Riego por Superficie. Federación de Comunidades de Regantes de la Cuenca del Guadalquivir. Sevilla. Fuentes Yagüe, J.L. (1996). Teoría y Práctica del Riego. Servicio de Extensión Agraria. Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación. Madrid. Fuentes Yagüe, J.L.; Cruz Roche, J. (1990). Curso Elemental de Riego. Servicio de Extensión Agraria. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Madrid. Garrido Valero, M.S. (1996). Prácticas agrarias compatibles con el medio natural: el agua. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Melvyn, K. (1986). Surface Irrigation. Systems and Practice. Cranfield Press. England. Oyonarte N.; Fernández R.; Mateos L. (1998). (CD-Rom). Curso de Riego por Aspersión. Federación de Comunidades de Regantes de la Cuenca del Guadalquivir. Sevilla. Oyonarte N.; Fernández R.; Mateos L. (1998). (CD-Rom). Curso de Riego Localizado. Federación de Comunidades de Regantes de la Cuenca del Guadalquivir. Sevilla.

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Manual de Riego para Agricultores Módulo 2

AGRICULTURA

Riego por Superficie

PESCA Y ACUICULTURA

Manual de Riego para Agricultores. Módulo 2. Riego por Superficie

GANADERÍA

Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera CONSEJERÍA DE AGRICULTURA Y PESCA

ManualdeRi egopar aAgr i cul t or es Módul o3

FORMACI ÓN

AGRI CUL TURA

Ri ego porasper si ón

PESCAYACUI CUL TURA

Ri ego porasper si ón

GANADERÍ A

Manual de Riego para Agricultores Módulo 3: Riego por Aspersión Manual y Ejercicios

Sevilla, 2010

Manual de riego para agricultores: módulo 3. Riego por aspersión / Autores: Rafael Fernández Gómez...[et al.]. -- [Sevilla] : Consejería de Agricultura y Pesca, Servicio de Publicaciones y Divulgación, 2010. 113 p. : il., graf. ; 30 cm. -- (Agricultura. Formación) D.L. SE-1946-2010 ISBN 978-84-8474-134-3 Riego por aspersión. Fernández Gómez, Rafael. Andalucía. Consejería de Agricultura y Pesca. Riego por aspersión. Agricultura (Andalucía. Consejería de Agricultura y Pesca). Formación. 631.674.5(035)

Agradecimientos Cuando se abordó la elaboración de este material didáctico para la formación del regante, buscamos reunir la claridad y sencillez con el necesario rigor, de forma que el resultado fuera mucho más que un recetario de aplicación dudosa en circunstancias variables. Con este fin, se hacía precisa la colaboración con universidades y centros públicos de investigación con amplia experiencia en la ciencia y técnica del riego, además de los propios de la Consejería de Agricultura y Pesca. En este ámbito se enmarcan los acuerdos con la Unidad Docente de Hidráulica y Riegos de la Universidad de Córdoba y el Instituto de Agricultura Sostenible de Córdoba (C.S.I.C). También ha realizado aportaciones Luciano Mateos Iñiguez (C.S.I.C.). Estos acuerdos son continuación de la colaboración permanente entre la Empresa Pública para el Desarrollo Agrario y Pesquero de Andalucía y los centros de producción científica. A las personas y entidades mencionadas queremos agradecer su aportación. Además, se ha contado también con la colaboración de empresas fuertemente implantadas en la agricultura de riego. AZUD, S.A.; HIDRÁULICAS H.M.T., S.A.; IRRIMÓN-MONDRAGÓN, S.A.; MANUFACTURAS ARANZÁBAL, S.A.; PIVA MOTOR, S.A.; RAIN BIRD; RIEGOS DEL DUERO, S.A.; TECNIRRIEGOS, S.A.; VALMONT, S.A.; VYRSA MANUAL DE RIEGO PARA AGRICULTORES Módulo 3. Riego por Aspersión © Edita:  Junta de Andalucía Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera Consejería de Agricultura y Pesca Publica: Secretaría General Técnica Servicio de Publicaciones y Divulgación Autores: Rafael Fernández Gómez, Nicolás A. Oyonarte Gutiérrez, Juan P. García Bernal, Mª del Carmen Yruela Morillo, Mercedes Milla Milla, Ricardo Ávila Alabarces, Pedro Gavilán Zafra Serie (Agricultura: formación) Depósito Legal: SE-1946-2010 I.S.B.N: 978-84-8474-134-3 Producción editorial: Signatura Ediciones de Andalucía, S.L.

ÍNDICE

Unidad Didáctica 1. CONCEPTOS BÁSICOS DEL RIEGO A PRESIÓN (ASPERSIÓN Y LOCALIZADO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1 Introducción

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2 Conceptos generales: caudal, presión y pérdidas de carga 1.3 Elevación del agua 1.4 Tipos de bombas

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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8

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1.5 Prestaciones de las bombas

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.6 Potencia del motor que acciona una bomba

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10 12 14

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15

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17

1.7 Criterios básicos de selección de un grupo de bombeo Resumen

5

Autoevaluación

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18

Unidad Didáctica 2. FUNDAMENTOS BÁSICOS DEL RIEGO POR ASPERSIÓN. TIPOS DE SISTEMAS Y COMPONENTES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.1 Introducción. Descripción del método

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2 Ventajas e inconvenientes del riego por aspersión

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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26

2.3 Red de distribución. Piezas especiales 2.4 Aspersores y distribución del agua

2.5 Clasificación de los sistemas de aspersión. Criterios para su elección Resumen

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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34

Autoevaluación

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3.1 Introducción

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37

Unidad Didáctica 3. CRITERIOS DE DISEÑO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN

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3.2 Diseño agronómico 3.3 Diseño hidráulico Resumen

19

Autoevaluación

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3

Unidad Didáctica 4. EVALUACIÓN DE INSTALACIONES DE RIEGO POR ASPERSIÓN 4.1 Introducción

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4.2 Evaluación de los componentes de la instalación 4.3 Evaluación de la uniformidad del riego

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4.4 Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre del viento

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4.5. Eficiencia de Aplicación Óptima del sistema de riego 4.6. Evaluación del manejo del riego Resumen

Autoevaluación

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Unidad Didáctica 5. MEJORA DEL MANEJO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN 5.1 Introducción

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63

5.2 Mantenimiento y reposición de componentes del sistema

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

64

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

66

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

70

5.3 Manejo durante el riego Resumen

62

Autoevaluación

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

71

Unidad Didáctica 6. REDES COLECTIVAS DE RIEGO A PRESIÓN (ASPERSIÓN Y LOCALIZADO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 6.1 Introducción

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.2 Descripción de las redes colectivas

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.3 Elementos de medida y control en las redes colectivas a presión Resumen

73 74

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

77

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Autoevaluación

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Respuestas a las Autoevaluaciones

80

81 Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Soluciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

4

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

1

Módulo 3: Riego por aspersión

CONCEPTOS BÁSICOS DEL RIEGO A PRESIÓN (ASPERSIÓN Y LOCALIZADO)

1.1 Introducción

En la actualidad son tres los métodos de riego utilizados en agricultura: superficie, localizado y aspersión. En el riego por superficie el agua discurre sobre el suelo aprovechando la fuerza de gravedad y la pendiente de la parcela en su caso, sin necesidad de dotar al agua de presión. En el caso del riego localizado y del riego por aspersión, es necesario suministrar al agua una energía determinada para que ésta circule por las tuberías a presión. Cuando el agua de riego circula o se encuentra almacenada en balsas, embalses, canales, ríos, etc., y estos se encuentran situados a un nivel suficientemente alto con respecto a la parcela de riego, el agua, conducida por una red de distribución cerrada, adquiere una determinada presión. Ésta se debe a la energía que tiene por la propia diferencia de altura con respecto a la parcela. En caso de que el agua no se encuentre en estas condiciones, por ejemplo si la parcela de riego está a mayor altura que el lugar donde se encuentra almacenada e incluso al mismo nivel, será necesario suministrarle una energía para que alcance la presión necesaria para circular por toda la red de riego y salir por los emisores con una presión tal que garantice su buen funcionamiento.

Figura 1. a) La de b) La un

presión del agua es consecuencia de la diferencia altura entre el lugar de origen y el de uso; presión necesaria en la red es suministrada por sistema de bombeo.

Lo más habitual es que ocurra este segundo caso, siendo los equipos o sistemas de bombeo aquellos elementos de la instalación que aportan la energía necesaria para suministrar el caudal de agua requerido a la presión necesaria para hacer funcionar los emisores correctamente.

5

Módulo 3: Riego por aspersión

1.2 Conceptos generales: caudal, presión y pérdidas de carga Caudal Se define el caudal como la cantidad de agua que pasa por una conducción o tubería en un tiempo determinado. Los caudales se miden principalmente en las siguientes unidades: • litros/segundos (L/s) • litros/hora (L/h) • metros cúbicos/hora (m3/h) Para pasar de una unidad a otra, basta multiplicar o dividir por las cantidades que se indican a continuación: Para pasar de

a

litros/segundo

litros/hora

multiplicar por

3.600

litros/segundo

metros3/hora

multiplicar por

3.6

litros/hora

litros/segundo

dividir por

3.600

litros/hora

metros3/hora

dividir por

1.000

metros3/hora

litros/segundo

multiplicar por y dividir por

1.000 3.600

metros3/hora

litros/hora

multiplicar por

1.000

Ejemplo

Por un ramal de aspersión circula un caudal de 0.85 litros/segundo. ¿A cuántos metros3/hora equivale dicho caudal? Según la tabla anterior, para pasar de litros/segundo a metros3/hora basta multiplicar por 3.6:

litros metros cúbicos 0.85 ————––— x 3.6 = 3.06 —————––———— segundo hora

No es habitual que el agricultor mida el caudal instantáneo de agua que circula por sus conducciones. En general, el caudal sólo se mide en grandes instalaciones o puestos de control de zonas regables para llevar un control del funcionamiento de la red. Para realizar estas medidas, suelen emplearse caudalímetros electromagnéticos y de ultrasonidos, muy precisos pero caros, cuyo uso sólo se justifica en los casos mencionados. Sin embargo, es preciso y muy útil que el agricultor mida el volumen de agua que ha pasado por ciertos lugares de la red y tener así control del agua aplicada con el riego. Para ello, lo más habitual es instalar contadores volumétricos.

Presión Los sistemas de riego localizado y aspersión están basados en la conducción del agua desde un punto de almacenamiento hasta los emisores, discurriendo durante todo el trazado o red de distribución dentro de unas tuberías cerradas. Para que el agua llegue a todos los puntos de emisión, es preciso que circule con una deter-

6

Conceptos básicos del riego a presión (aspersión y localizado)

minada presión. De esta forma, se podrá superar la diferencia de altura a la que esté situada la parcela, vencer el rozamiento con las paredes de las tuberías y los distintos elementos que componen el sistema (uniones, codos, tes, válvulas, reguladores, etc.) y hacer funcionar correctamente los emisores (en riego por aspersión los aspersores). La presión se puede definir como la fuerza ejercida sobre una superficie determinada. En referencia al agua que circula en una tubería, la presión es la fuerza que ejerce el agua sobre las paredes de ésta y los distintos elementos que componen el sistema. Las principales unidades en que se mide la presión del agua en una conducción o tubería son las siguientes: • Atmósferas (atm) • Kilogramos/centímetro cuadrado (kg/cm2), usualmente conocida por el término “kilos” • Metros de columna de agua (m.c.a.) • Megapascales (MPa)

En sistemas de riego a presión, localizado y aspersión, las presiones suelen indicarse en “kilos” aunque es frecuente que las casas comerciales indiquen las características de funcionamiento de sus equipos en otras unidades. La relación existente entre las más frecuentes es:

1 atm = 1 kg/cm 2 = 10 m.c.a. = 0.1 MPa

La presión suele medirse utilizando manómetros, bien instalados permanentemente en el punto de medida o bien colocándolos puntualmente en los lugares deseados mediante las denominadas tomas manométricas. Una forma muy práctica de medir la presión con la que el agua sale por los aspersores es colocando un manómetro en la boquilla o boquillas. La lectura del manómetro indicará si el aspersor está funcionando a la presión adecuada y, en consecuencia, está aplicando el agua según lo deseado. Figura 2. Medida de la presión en la boquilla de un aspersor utilizando un manómetro.

Ejemplo

Un manómetro aplicado a la boquilla de un aspersor indica un valor de 2.7 kg/cm2. ¿A cuántos m.c.a. equivale dicha presión? Teniendo en cuenta que 1kg/cm2 equivale a 10 m.c.a., para saber cuantos m.c.a. son 2.7 kg/cm2 basta multiplicar ese valor por 10. Kg 2.7 —–—— x 10 = 27 m.c.a. cm 2

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Módulo 3: Riego por aspersión

Pérdidas de carga A medida que el agua dotada de presión circula por las tuberías y atraviesa los distintos elementos del sistema va perdiendo parte de dicha presión debido al rozamiento. A esta pérdida de presión se le denomina pérdida de carga, y se expresa en las mismas unidades que la presión, normalmente en metros de columna de agua (m.c.a.). Las pérdidas de carga en el sistema dependen principalmente de los siguientes condicionantes: n

n

n

n

Diámetro interior de la tubería, teniendo en cuenta que a menor diámetro la pérdida de carga es mayor para el mismo caudal circulante. Longitud de la tubería, sabiendo que a mayor longitud de la tubería también es mayor la pérdida de carga para el mismo diámetro y caudal circulante. Caudal, siendo mayor la pérdida de carga a mayor caudal para el mismo diámetro. Tipo de material de la tubería y rugosidad de sus paredes interiores (aluminio, polietileno, fibrocemento, etc.).

El valor de las pérdidas de carga que originan los diferentes elementos del sistema como uniones, codos, válvulas, medidores, etc. debe ser suministrado por el fabricante. Igualmente, la pérdida de carga en las tuberías debe ser solicitada al fabricante, aunque para ciertos tipos de materiales y diámetros más usuales pueden encontrarse valores en publicaciones referidas a sistemas de riego a presión. A la hora de realizar el diseño hidráulico de la red de riego es imprescindible tener en cuenta todas las pérdidas de carga que puedan ocasionarse, con objeto de que en el punto más desfavorable de la instalación exista suficiente presión para que el emisor suministre el agua de forma adecuada.

1.3 Elevación del agua En determinados sistemas de riego el agua fluye por su propio peso, alcanzando así de forma natural una presión determinada, desde el lugar de origen hasta la parcela de riego cuando la diferencia de altura entre ambos es suficiente. De no ser así, será preciso elevar el agua hasta un lugar de almacenamiento de forma que obtenga presión por diferencia de altura, o bien dotarla de una presión determinada. Actualmente suele ser habitual que el agua se encuentre a una altura insuficiente, a nivel o subterránea, por lo que es necesario elevarla (suministrarle presión) usando un sistema de bombeo. Las bombas son los elementos de la instalación que suministran el caudal de agua necesario a la presión adecuada. Normalmente se utilizan bombas hidráulicas accionadas por motores eléctricos o motores de combustión interna. En la mayoría de los casos las bombas hidráulicas actúan en dos fases: aspiración e impulsión. Figura 3. Aspiración e impulsión del agua por medio de una bomba hidráulica.

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Conceptos básicos del riego a presión (aspersión y localizado)

n

En la fase de aspiración el agua se eleva desde su nivel hasta el eje de la bomba, siendo conducida por la tubería de aspiración en la que la bomba realiza el vacío con el fin de que el agua suba por ella. Se recomienda que la altura existente entre el nivel del agua aspirada y el centro o eje de la bomba, denominada altura geométrica de aspiración (Ha), no sea superior a 7 metros.

n

En la fase de impulsión el agua es conducida desde la bomba hasta su destino final, mediante la tubería de impulsión. La bomba debe elevar el agua hasta el punto más alto de la instalación y además darle la presión necesaria para que salga por los emisores.

Figura 4. Representación esquemática de las alturas de aspiración e impulsión en la elevación del agua.

A la altura existente entre el centro o eje de la bomba y el punto más alto de la tubería de impulsión se denomina altura geométrica de impulsión. Sumando a ésta la altura de presión necesaria en el lugar más lejano al sistema de bombeo (presión de trabajo del emisor), la resultante se denomina altura manométrica de impulsión (Hi).

Ejemplo

Un agricultor tiene instalado un lateral de aspersión en su cultivo de maíz. La longitud de los tubos portaaspersores es de 1.5 metros, mientras que la diferencia de nivel existente entre la bomba y el punto más alto del terreno es de 17 metros (dato que se ha obtenido mediante consulta de un plano de curvas de nivel). Sabe que la presión de funcionamiento de los aspersores es de 2 “kilos”, es decir, 20 m.c.a. ó 20 metros de elevación. ¿Cuál es la altura manométrica de impulsión (Hi)? La altura geométrica de impulsión es la altura vertical que hay entre el centro (eje) de la bomba y el punto más alto de la instalación. Por tanto, a los 17 metros que hay de desnivel entre la bomba y el punto más alto del terreno hay que sumarle la longitud del tubo portaaspersor: Altura geométrica de impulsión = 17 + 1.5 = 18.5 metros (m.c.a.)

La altura manométrica de impulsión es la suma de la geométrica más la presión necesaria en los aspersores. Por tanto, Hi es: 18.5 + 2 = 20.5 metros (m.c.a.)

Debido a las pérdidas de carga que se producen en las tuberías y elementos singulares y especiales, es necesario sumar la altura por pérdidas de carga (Hp) a la suma de la altura geométrica de aspiración y a la manométrica de impulsión. En la práctica y por razones de seguridad, el valor Hp suele incrementarse en un 20% (simplemente multiplicando las pérdidas de carga por 1.2).

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Módulo 3: Riego por aspersión

Ejemplo

Se ha determinado que la pérdida de carga en la red de distribución de un sistema de riego por aspersión, desde el sistema de bombeo hasta el aspersor más lejano es de 3 m.c.a. De esta forma, la altura por pérdidas de carga a considerar para determinar la elevación del agua sería: 3 x 1.2 = 3.6 m.c.a.

Finalmente, la altura total de elevación denominada altura manométrica total (Ht), es la suma de las alturas anteriores, Ha (geométrica de aspiración), Hi (manométrica de impulsión) y Hp (pérdidas de carga). La altura manométrica total es un dato imprescindible para calcular la potencia necesaria del motor.

Ht = Ha + Hi + Hp

Figura 5. Representación esquemática de la altura manométrica total.

1.4 Tipos de bombas Actualmente existe gran variedad de bombas utilizadas para dotar al agua de la energía necesaria para ser impulsada y llegar hasta su destino. Las que se utilizan más comúnmente en agricultura son las denominadas turbomáquinas, en las que se produce un aumento de la velocidad del agua provocada por el movimiento giratorio de un elemento denominado rodete o impulsor, formado por palas.

Figura 6. Esquema del funcionamiento de una bomba: a) centrífuga; b) axial.

Si el agua entra en el rodete por el centro y es impulsada en la dirección radial debido a la fuerza centrífuga, la bomba se denomina centrífuga, mientras que si entra por el centro del rodete y la impulsa en la misma dirección que trae en la aspiración, se denomina axial.

En cualquiera de los dos casos, el rodete de la bomba es accionado por un motor eléctrico o un motor de combustión acoplado a ella, que es el encargado de proporcionar la energía necesaria para el giro. Al conjunto formado por una bomba y un motor acoplado a ella se le denomina grupo motobomba, y en caso de utilizar motor eléctrico se le denomina grupo electrobomba. En estas últimas bombas, la velocidad de giro puede ser de 1.450 ó 2.900 r.p.m. (revoluciones por minuto). La elección de la primera velocidad asegura una mayor duración del grupo motobomba aunque supone una inversión ligeramente mayor, pero que con el tiempo supone un ahorro.

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Conceptos básicos del riego a presión (aspersión y localizado)

Figura 7. Grupo motobomba. Pueden observarse la tubería de aspiración, la tubería de impulsión y en la parte derecha, el enganche a la toma de fuerza de un tractor.

Figura 8. Bomba de eje horizontal.

En función de la disposición del eje de la bomba, se diferencian bombas de eje horizontal y bombas de eje vertical.

Bombas de eje horizontal Se utilizan generalmente para elevar aguas superficiales (embalses, canales, etc.) o de pozos poco profundos (preferentemente de 5 a 10 metros). Se sitúan por encima del nivel de la superficie del agua, debiéndose mantener constantemente llena la tubería de aspiración. La operación de llenado de la tubería de aspiración hasta el eje de la bomba se denomina cebado. Para evitar que la tubería se vacíe durante el funcionamiento e incluso después de la parada de las bombas, se coloca en la parte final de dicha tubería una válvula de pie. A veces, cuando la válvula de pie cierra mal o la tubería de aspiración tiene alguna rotura, se produce entrada de aire y se descarga dicha tubería. En cualquier caso el grupo sigue funcionando pero no aspira agua, pudiéndose llegar a quemar la bobina del motor por falta de refrigeración e incluso a gripar la bomba. En cualquier caso, si se pretende conseguir un correcto funcionamiento y el máximo rendimiento de la bomba, es muy importante reducir al máximo la altura geométrica de aspiración, no debiendo ser superior a 7 metros. A la salida de la bomba es conveniente disponer una válvula de control del flujo de agua, de mariposa o de compuerta, una válvula de retención para evitar que el agua retroceda y provoque que la bomba gire en sentido contrario, y a continuación una ventosa.

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Módulo 3: Riego por aspersión

Bombas de eje vertical Se utilizan generalmente para bombear agua de pozos que normalmente son estrechos y profundos, por lo que tienen una forma estrecha y alargada de manera que puedan trabajar en perforaciones de diámetros reducidos. Debido a su forma, es necesario colocar rodetes de pequeño tamaño, lo que en ocasiones obliga a disponer varios acoplados en serie para conseguir la altura manométrica total deseada.

Figura 9. Grupo electrobomba de eje vertical. Puede observarse el motor situado fuera del agua y el eje de impulsión.

Figura 10. Distintos tipos de bombas sumergidas o bombas buzo.

En los grupos verticales propiamente dichos, la bomba se encuentra sumergida en el agua mientras que el motor se sitúa en la superficie, realizándose la transmisión mediante un eje que a veces tiene una gran longitud y que se instala dentro de la tubería de impulsión. La longitud de este eje está limitada debido al gran número de cojinetes necesarios para la sujeción del eje de la transmisión. Cuando los pozos son profundos (incluso más de 200 metros), es necesario recurrir a los grupos motobombas sumergibles o grupos buzo, los cuales se caracterizan por tener tanto la bomba como el motor bajo agua. Constan de un motor eléctrico aislado por una coraza y colocado en la base del cuerpo de la bomba, sostenidos ambos por la tubería de impulsión.

Figura 11. Esquema de agrupamiento de bombas: a) en paralelo; b) en serie

1.5 Prestaciones de las bombas En una instalación de riego se pueden utilizar una o varias bombas dependiendo de la altura manométrica total necesaria y de las características tanto de las bombas como de la instalación.

A)

12

B)

Cada tipo de bomba individualmente puede ofrecer distintas prestaciones dependiendo de la relación entre la altura manométrica total (Ht) que pueda ofrecer y el caudal (Q) que suministra para cada altura. Sin embargo, cuando en una instalación se utilizan varias bombas, las prestaciones que pueden suministrar conjuntamente son distintas dependiendo del tipo de agrupamiento

Conceptos básicos del riego a presión (aspersión y localizado)

que se utilice, en paralelo o en serie, que a su vez estará condicionado por las necesidades de la instalación.

Figura 13 a. Prestaciones de bombas en paralelo, funcionando sólo la bomba 1

Bombas en paralelo Se suelen colocar las bombas en paralelo cuando se necesita un caudal muy variable o bien se pretende disminuir el riesgo por falta de servicio por avería de una bomba. Cada una de las bombas puede funcionar por separado, suministrando cada una de ellas el caudal que le corresponda, pero todas las bombas deben dar la misma altura manométrica total. Cuando cada una de las bombas funciona en solitario, proporciona el caudal deseado a una altura determinada. Sin embargo, cuando funcionan varias a la vez se está elevando un caudal igual a la suma de los caudales que cada una de ellas suministra por separado, pero a la misma altura manométrica que de forma independiente.

Figura 13 b. Prestaciones de bombas en paralelo, funcionando sólo la bomba 2

Por ejemplo se justificaría instalar un grupo de bombeo en paralelo en una parcela donde se van a regar dos cultivos diferentes, cuyas fases de desarrollo no coinciden en el tiempo. Será preciso disponer de mayor o menor caudal según la época del año y la fase de desarrollo de cada cultivo.

Figura 13 c. Prestaciones de bombas en paralelo, funcionando ambas bombas a la vez

Figura 12. Electrobombas instaladas en paralelo.

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Módulo 3: Riego por aspersión

Figura 14 a. Prestaciones de bombas en serie, funcionando sólo la bomba 1

Bombas en serie Su instalación está justificada cuando es necesario dotar al sistema de riego de una presión mayor (por ejemplo al cambiar de un sistema de riego localizado a aspersión) o bien se requiere una gran altura manométrica total. En el grupo de bombeo, la impulsión de una bomba es la aspiración de la siguiente y así sucesivamente dependiendo del número de bombas que constituya el grupo. Mediante este sistema se consigue obtener una altura manométrica total que es la suma de las alturas que proporciona cada bomba por separado, mientras que el caudal que suministran trabajando conjuntamente es el mismo que suministraría cada una de ellas independientemente.

Figura 14 b. Prestaciones de bombas en serie, funcionando ambas bombas a la vez

Cuando hay una o más bombas trabajando en serie no tienen porqué estar trabajando constantemente, ya que puede ocurrir que sólo se necesite una reelevación del agua en momentos determinados. En estos casos se disponen en un circuito que pueda ser aislado de la red principal cuando se desee.

1.6 Potencia del motor que acciona una bomba El motor es el encargado de suministrar la energía necesaria a la bomba para poder elevar el caudal a una altura manométrica determinada. Para poder suministrar la energía necesaria a la bomba, el motor requiere una determinada potencia que se puede calcular fácilmente (en caballos de vapor, CV) aplicando la siguiente expresión:

Caudal (L/s) x Alt. manométrica total (Ht) (metros) Potencia (caballos de vapor, CV) = ———––––––––—————–––––––––——————————— 75 x Rendimiento bomba x Rendimiento motor

Tanto el rendimiento de la bomba como el del motor son datos suministrados por el fabricante y sus valores están en torno a 0.7– 0.9. Además de en caballos de vapor (CV) es muy frecuente expresar la potencia necesaria del motor en Kilovatios (kW). Para calcular la potencia en Kilovatios se utiliza la expresión:

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Conceptos básicos del riego a presión (aspersión y localizado)

Caudal (L/s) x Alt. manométrica total (Ht) (metros) Potencia (Kilovatios, kW) = 0.0098 ———––––––––––––––––––———————————————— Rendimiento bomba x Rendimiento motor

Ejemplo

Se desea suministrar a un equipo de riego por aspersión un caudal de 6 litros/segundo. La altura manométrica total requerida en la bomba es de 45.9 m.c.a, es decir, 45.9 metros. Suponiendo que el rendimiento de la bomba es 0.78 y el del motor 0.89, ¿cuál es la potencia del motor en Caballos de Vapor (CV) y en Kilovatios (kW) necesaria para que la instalación funcione correctamente? Para calcular la potencia expresada en CV, se utiliza la siguiente expresión: Caudal (L/s) x Alt. manométrica total (Ht) (metros) 6 x 45.9 P = —————–––––––––––––––––––—————————————— = —–––––––——————— = 5.28 CV 75 x Rendimiento bomba x Rendimiento motor 75 x 0.78 x 0.89

Para calcular la potencia expresada en kW, se usa la expresión:

Caudal (L/s) x Alt. manométrica total (Ht) (metros) 6 x 45.9 P = 0.0098 x ——––––———–––––––––––––––––––————————— = 0.0098 x ——–––———— = 3.88 kW Rendimiento bomba x Rendimiento motor 0.78 x 0.89

1.7 Criterios básicos de selección de un grupo de bombeo A la hora de realizar la selección de una bomba para una instalación de riego se plantean numerosas posibilidades tanto de tipo técnico como de tipo económico. Es preciso tener en cuenta ciertas recomendaciones, entre las que se pueden destacar las siguientes:

n

La procedencia del agua de riego puede ayudar a decidir que tipo de bomba se ha de instalar, de tal manera que: • Si el agua procede de embalses o canales, la bomba que se suele instalar generalmente es de tipo centrífuga de eje horizontal. • En caso de que el agua provenga de pozos poco profundos (5–7 metros) también se aconseja instalar bombas centrífugas de eje horizontal, aunque también es factible instalar una bomba de eje vertical. • Cuando la toma de agua se realiza de pozos de profundidades medias, se justifica la elección de una bomba vertical. Para pozos de profundidades mayores la elección iría dirigida hacia bombas sumergidas o bombas buzo (incluso para más de 200 metros).

n

En cualquier caso, la bomba irá accionada por un motor eléctrico o bien de combustión según se disponga o no de corriente eléctrica en la finca.

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Módulo 3: Riego por aspersión

n

Una vez decidido el tipo de bomba o grupo de bombeo que se vaya a instalar, se han de determinar las prestaciones que éstas deben suministrar al sistema. Para ello se ha calculado previamente el caudal (Q) necesario y la altura manométrica total (Ht), y en función de estos dos datos se elige la bomba en cuestión. Es habitual sobredimensionar las bombas un 20% para prever disminuciones del rendimiento como consecuencia de su uso. Como será difícil encontrar en el mercado una bomba con las características requeridas, se debe elegir aquella que suministre por exceso.

n

El motor que acciona la bomba debe de ser el adecuado, para lo cual se calculará la potencia requerida por la bomba para elevar el agua y se elegirá el motor en función de esa potencia, siendo adecuado aquel que la suministre por exceso.

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

Unidad Didáctica 1. CONCEPTOS BÁSICOS DEL RIEGO A PRESIÓN (ASPERSIÓN Y LOCALIZADO)

RESUMEN

En sistemas de riego por tuberías cerradas a presión es necesario dotar al agua de una energía para que circule por las mismas hasta salir por los emisores. Caudal, presión y pérdidas de carga son tres conceptos básicos para entender el funcionamiento de un sistema de riego a presión. Por lo general es necesario suministrar al agua una energía de forma artificial, usando para ello los equipos de bombeo con los que se aporta la energía necesaria para suministrar el caudal de agua requerido a la presión necesaria, permitiendo el correcto funcionamiento de los emisores. La presión que ha de suministrarse a un sistema de riego está representada por la altura manométrica total (Ht), que es la suma de la altura de geométrica de aspiración (Ha), la altura manométrica de impulsión (Hi) y la altura por pérdidas de carga (Hp) incrementada en un 20%. Las bombas más utilizadas en agricultura son las hidráulicas accionadas por un motor eléctrico o uno de combustión. Según la disposición del eje de rotación se diferencian las bombas de eje horizontal (usadas preferentemente si la captación se realiza desde canal o embalse) y las de eje vertical y sumergidas (si se toma el agua de pozo). El grupo de bombeo puede estar formado por varias bombas que podrán instalarse en paralelo cuando el caudal necesario es muy variable, o en serie cuando es necesario dotar a la instalación de una mayor presión n

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

Unidad Didáctica 1. CONCEPTOS BÁSICOS DEL RIEGO A PRESIÓN (ASPERSIÓN Y LOCALIZADO)

AUTOEVALUACIÓN 1. Una de las unidades en que se expresa habitualmente el caudal es en: a) Atmósferas (atm) b) Metros de columna de agua (m.c.a.) c) Litros/segundo (L/s) d) Metros cúbicos (m3) 2. En referencia a las bombas hidráulicas utilizadas normalmente en agricultura, suelen actuar en dos fases: a) Succión y expulsión b) Aspiración y expulsión c) Succión y expiración d) Aspiración e impulsión 3. La pérdida de presión que se produce a medida que el agua a presión circula por las tuberías y atraviesa los distintos elementos del sistema debido al rozamiento se denomina: a) Presión de rozamiento b) Rozamiento de carga c) Pérdidas de presión d) Pérdidas de carga 4. Los grupos motobombas sumergibles o grupos buzo se caracterizan por tener: a) El motor situado en la superficie y la bomba sumergida en el agua b) El motor y la bomba sumergidos en el agua c) La bomba en la superficie y el motor sumergido en el agua d) El motor y la bomba ambos en superficie 5. ¿Cuáles son las principales unidades en que se expresa la potencia de un motor? a) Kilovatios y Caballos de Vapor b) Kilovatios y centímetros cúbicos c) Voltios y Watios d) Watios y Caballos

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6. La altura de elevación o altura manométrica total es suma de las siguiente alturas: a) Altura de succión, impulsión y aspiración b) Altura de aspiración, intrusión y pérdidas de carga c) Altura de aspiración, impulsión y pérdidas de carga d) Altura de succión, expulsión y pérdidas de carga 7. Si las necesidades de caudal de una instalación de riego son muy variables, lo más recomendable es instalar varias bombas agrupadas: a) En serie b) En paralelo c) En oblicuo d) En superposición 8. Para evitar que la tubería de aspiración se vacíe durante el funcionamiento o después de la parada de las bombas, ¿qué tipo de válvula se debe instalar en el extremo de dicha tubería? a) Válvula de pie b) Válvula volumétrica c) Válvula de ventosa d) Válvula de retención 9. En un conjunto de bombas colocadas en serie y trabajando a la vez, la altura manométrica total que suministra el conjunto es: a) La diferencia entre cada una de las que suministran las bombas por separado b) La de la bomba que proporciona menor altura manométrica total c) La suma de cada una de las que suministran las bombas por separado d) La de la bomba que proporciona mayor altura manométrica total

Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

2

Módulo 3: Riego por aspersión

FUNDAMENTOS BÁSICOS DEL RIEGO POR ASPERSIÓN. TIPOS DE SISTEMAS Y COMPONENTES

2.1 Introducción. Descripción del método

El riego por aspersión es un método mediante el cual el agua se aplica sobre la totalidad de la superficie del suelo en forma de lluvia, utilizando para ello una red de riego que permite conducir el agua con la presión adecuada hasta los elementos encargados de aplicarla, los aspersores. La red de distribución del agua está formada por conducciones cerradas que llevan el agua a presión hasta los aspersores; el agua sale de ellos a gran velocidad y cae en forma de lluvia sobre el terreno, donde se infiltrará pasando desde la superficie del suelo hasta capas cada vez más profundas, quedando así a disposición del cultivo. La cantidad de agua que se infiltra, será más o menos homogénea según sean las características físicas del suelo y las propias características de funcionamiento de los aspersores. En un sistema de riego por aspersión bien diseñado no debe producirse escorrentía, es decir, cada gota de agua debe infiltrarse en el mismo punto donde cae. Además, el tamaño de las gotas producidas por los aspersores debe ser tal que no provoque erosión al caer al suelo. Cuanto mayor sea el tamaño de la gota, con mayor energía llegará al suelo y en consecuencia la erosión podrá ser mayor.

Figura 1. Riego por aspersión.

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Módulo 3: Riego por aspersión

Una vez que el agua ha salido por el aspersor queda fuera de control y a merced de las condiciones climáticas. El viento es el elemento que tiene mayor influencia en la distorsión del chorro de agua pulverizada haciendo que el agua se distribuya irregularmente sobre el suelo, lo que repercute disminuyendo la uniformidad de aplicación del agua y por tanto el desarrollo homogéneo del cultivo. También influye en la cantidad de agua que llega al suelo la evaporación directa en situaciones de ambiente muy cálido y seco, ya que las gotas de agua pueden evaporarse antes de llegar a caer al suelo. Aunque estas pérdidas de agua no suelen ser muy importantes, es conveniente tener en cuenta el tamaño de la gota puesto que cuando son muy pequeñas se evaporan fácilmente. Las pérdidas por evaporación afectan más a la uniformidad de aplicación que al rendimiento del sistema de riego.

2.2 Ventajas e inconvenientes del riego por aspersión Ventajas del método Las ventajas del riego por aspersión se fundamentan principalmente en dos aspectos: uno, el control del riego sólo está limitado por las condiciones climáticas; y dos, la uniformidad de aplicación del agua es independiente de las características del suelo. n Permite regar terrenos ondulados o poco uniformes sin necesidad de una nivelación o preparación previa del mismo, al contrario de lo que ocurre en riego por superficie.

Se aprovecha más la superficie de cultivo ya que no hay que destinar parte del suelo a canales y acequias. Además, el riego por aspersión puede ser utilizado en una gran variedad de suelos, incluso en aquellos muy ligeros o de textura arenosa que exigen riegos cortos y frecuentes. n

Figura 2. Con el riego por aspersión se puede regar en terrenos ondulados con cierta pendiente.

n Es un método de riego que se adapta muy bien a las primeras fases de desarrollo de los cultivos, sobre todo durante la germinación de las semillas, donde son necesarios riegos ligeros pero frecuentes. Esto ocurre en algunos cultivos tales como zanahoria, remolacha, etc. También es un método muy útil para dar riegos de socorro y especialmente eficaz en la lucha contra heladas.

n

Es el método de riego ideal para realizar un lavado de sales, ya que tienden a desplazarse junto con el agua hasta capas profundas del suelo quedando fuera del alcance de las raíces.

n

Hay una mayor posibilidad de mecanización de los cultivos, ya que se eliminan los obstáculos propios del riego por superficie. Unicamente en el caso de sistemas con tuberías en superficie durante la campaña de riegos dificultaría esta mecanización.

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Fundamentos básicos del riego por aspersión. Tipos de sistemas y componentes

n

Posibilita la aplicación junto con el agua de riego de sustancias fertilizantes y algunos tratamientos químicos y permite cierto grado de automatización.

n

Se adapta a la rotación de los cultivos, siempre y cuando el diseño de la red de distribución se realice para el cultivo que tenga mayores necesidades de agua.

Inconvenientes del sistema n

El principal inconveniente del riego por aspersión es de carácter económico. Dependiendo del tipo de sistema que se implante podrá hacer falta una gran inversión inicial y/o de mantenimiento. A esto hay que añadirle el alto coste energético que supone el funcionamiento de la instalación, al necesitar importantes sistemas de bombeo para dotar a la red de la presión adecuada.

n

El aporte de agua en forma de lluvia puede tener efectos negativos sobre algunos cultivos, ya que al humedecerse la parte aérea del cultivo aumenta el riesgo de desarrollo de enfermedades.

n

El viento dificulta el reparto uniforme del agua haciendo disminuir la uniformidad de aplicación y la eficiencia del sistema de riego.

n

Algunos cultivos pueden sufrir quemaduras en las hojas en mayor o menor grado dependiendo de la sensibilidad del cultivo y de la calidad del agua de riego, puesto que al evaporarse las sales pueden quedar concentradas en exceso.

Figura 3. El riego por aspersión es especialmente útil durante las primeras fases de desarrollo del cultivo, por ejemplo en la germinación.

Figura 4. El viento afecta a la aplicación del agua sobre el suelo y es uno de los máximos responsables del mal reparto del agua.

2.3 Red de distribución. Piezas especiales Red de distribución Las parcelas de riego suelen dividirse, según su forma y tamaño, en una o varias unidades de riego, denominándose así aquellas zonas que se riegan de una sola vez. A su vez, las unidades de riego se pueden dividir en varias subunidades de forma que se faciliten las operaciones de riego y el control del sistema. La red de distribución es el conjunto de tuberías que llevan el agua desde la toma de agua en la parcela hasta los aspersores situados las distintas unidades y subunidades de riego. Está formada por la red principal o de alimentación, que distribuye el agua por la parcela y los ramales de aspersión, que derivan de los anteriores y conducen el agua hasta los aspersores.

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Módulo 3: Riego por aspersión

En riego por aspersión es muy frecuente que los ramales de aspersión sean móviles y tomen agua desde diversos puntos distribuidos a lo largo de la tubería de alimentación, trasladándolos de un sitio a otro. Así, se van regando franjas de suelo de forma consecutiva hasta que se completa la totalidad de la parcela. En estos casos, la unidad de riego corresponde a la superficie asociada a cada ramal de aspersión y la operación de riego se denomina postura. Igualmente, al cambio del ramal de un sitio a otro se llama cambio de postura, y lo habitual es que se rieguen varias posturas simultáneamente para que el tiempo empleado en completar la parcela no sea demasiado largo. Figura 5. Posturas de riego en sistemas de aspersión.

Dependiendo de la movilidad de las tuberías, la red de distribución se puede clasificar en: n

Red de distribución en riego por aspersión

Móvil

Fija

Temporal

Mixta

Permanente

Fija: Las tuberías abarcan la totalidad de la superficie que se vaya a regar. A su vez puede ser temporal (las tuberías se colocan sobre la superficie del suelo después de la siembra o plantación y se suelen quitar algo antes de la recolección. En muchas ocasiones la red puede ser un obstáculo para la mecanización y organización de los trabajos en la parcela) o permanente (las tuberías están permanentemente enterradas y sólo están sobre el suelo los tubos portaaspersores). Este tipo de red de distribución se justifica cuando por las características del suelo y/o del cultivo los riegos deben ser frecuentes.

Figura 6. Sistema de aspersión fijo temporal.

22

n

Móvil: Todas las tuberías de la red de distribución, tanto las correspondientes a la red principal como a los ramales de aspersión, se van trasladando a medida que se va regando. Este sistema está especialmente indicado cuando el suministro del agua es por medio de canales o acequias.

n

Mixta: La red principal suele ser fija, estando las tuberías enterradas o sobre el suelo, mientras que los ramales de aspersión se van trasladando de una postura de riego a otra.

Fundamentos básicos del riego por aspersión. Tipos de sistemas y componentes

Como es lógico, cuanto más fija sea la red de distribución más se encarecerá la inversión inicial pero menores serán los costes de explotación del sistema.

Características de las tuberías Tuberías para sistemas móviles Han de ser de materiales ligeros, siendo los más frecuentes el aluminio y acero galvanizado, aunque también se utilizan de PVC y polietileno. Cuando se utilizan tuberías metálicas, éstas suelen tener una longitud de 3. 6 (lo más usual), 9 ó 12 metros, y se unen entre sí mediante distintos dispositivos teniendo en cuenta que las uniones deben cumplir las siguientes condiciones: n

Deben poder realizarse con rapidez.

n

Deben ser estancas, es decir deben evitar cualquier fuga de agua.

n

Deben permitir una cierta holgura para que los elementos consecutivos puedan formar un pequeño ángulo y se adapten a la superficie del terreno.

Los diámetros de las tuberías de los ramales de aspersión suelen oscilar entre 2 y 6 pulgadas (50 – 150 milímetros) y pueden soportar presiones en torno a los 10 kilogramos/centímetro cuadrado (kg/cm2, término conocido usualmente como “kilos”). Normalmente son de aluminio, material ligero y resistente a la corrosión aunque menos resistente a los choques y golpes que el acero galvanizado. La unión de los tubos que integran un ramal se realiza mediante un sistema de acoplamiento rápido por medio de uniones mecánicas o hidráulicas. Uniones mecánicas: La estanqueidad se consigue comprimiendo un aro de goma situado entre los extremos de los dos tubos contiguos a través de un cierre de palancas que los une fuertemente.

n

n Uniones hidráulicas: La estanqueidad se consigue mediante una junta de doble labio (en forma de U). La presión del agua actúa sobre los dos labios de la U apretando uno de ellos contra el extremo macho y el otro contra el extremo hembra, siendo suficientemente estanca cuando dicha presión supera los 0.5 “kilos”. Dispone de un cierre o pestillo que evita que la presión separe los tubos permitiéndoles además una cierta holgura.

Figura 7. Unión hidráulica entre dos ramales de aspersión. Su acople ha resultado defectuoso ya que se aprecian importantes fugas de agua.

Las tuberías de PVC son muy ligeras, tienen baja rugosidad y permiten un fácil montaje y reparación. Sin embargo son muy frágiles, por lo que unido a su deterioro por la acción de la luz solar suelen instalarse enterradas. Los diámetros más normales de uso están comprendidos entre 25 y 300 milímetros y suelen estar constituidas por tubos de 5 a 9 metros de longitud unidos con un pegamento especial.

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Módulo 3: Riego por aspersión

Las tuberías de polietileno son flexibles lo que permite su manejo en rollos con grandes longitudes de tuberías (50 – 200 metros). Están indicadas para pequeños diámetros (16 – 200 mm), siendo las uniones más usadas las de tipo manguito. Las principales características de las tuberías de polietileno son poseer una gran flexibilidad, facilidad de montaje, bajo número de juntas y gran resistencia a las cargas. Debido a su alto precio, se suelen utilizar sólo en diámetros pequeños y para riegos donde no sea frecuente el movimiento de los ramales de aspersión.

Tuberías para sistemas fijos Se emplea principalmente PVC, fibrocemento, acero, fundición, hormigón y plástico, siendo en la actualidad los materiales más utilizados el fibrocemento y PVC. Las tuberías de fibrocemento presentan ventajas tales como su menor coste para diámetros intermedios (200 – 400 mm), gran resistencia a agentes físicos y algunos químicos, baja rugosidad, no se suelen formar incrustaciones, cierta flexibilidad en las uniones y fácil reparación. Como inconvenientes destacan su gran fragilidad, por lo que se debe de extremar el cuidado en el transporte y la puesta en obra; además, desde el punto de vista económico, resultan competitivas para diámetros muy grandes.

Piezas especiales Para el montaje de la red de distribución y el adecuado funcionamiento de los ramales de aspersión y de los aspersores se utilizan una serie de accesorios denominados en general piezas especiales. Los más usuales son los siguientes:

Portaaspersores Son los elementos de unión entre el aspersor y el ramal de aspersión. Generalmente constan del tubo portaaspersor, el acoplamiento o enlaces rápido y un estabilizador para mantener el tubo y el aspersor en posición vertical. n

El tubo portaaspersor se fabrica en acero galvanizado, aluminio y cada vez más en material plástico rígido. Su longitud es variable y depende de la altura del cultivo que se vaya a regar; así, los tubos más utilizados son de 0.25–0.5–1–1.5 y 2 metros de longitud. Los diámetros comerciales de estos tubos están comprendidos entre 0.5 y 1 pulgadas (19–25 mm). En instalaciones con terrenos muy ondulados es conveniente utilizar reguladores de presión que garanticen presiones uniformes en los aspersores; estos reguladores van instalados en el interior del tubo portaaspersor.

n

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Los acoplamientos o enlaces rápidos se utilizan con objeto de facilitar la conexión y desconexión del tubo portaaspersor al ramal de aspersión y hacer posibles dichas operaciones sin detener el funcionamiento de la instalación, lo cual permite también revisar los aspersores o bien trasladarlos a otro ramal.

Figura 8. Tubo portaaspersor dotado de un acople rápido al ramal de aspersión.

Fundamentos básicos del riego por aspersión. Tipos de sistemas y componentes

Figura 9. Tubo portaaspersor en el que se observa el estabilizador.

n

Figura 10. Toma o boca de riego, también denominada “hidrante”.

Para evitar las oscilaciones del tubo durante el riego se emplean unas placas o soportes estabilizadores que evitan o reducen su movimiento. Además, en caso de que el tubo portaaspersor sea de gran longitud es necesario recurrir al empleo de los llamados “trípodes” o “cohetes” con objeto de mantener el tubo en posición vertical.

Tes, cruces, codos, reducciones y tapones finales de tuberías Son piezas que se utilizan en las derivaciones, cambios de dirección, cambios de diámetros y extremos de las tuberías. Se fabrican de los mismos materiales y diámetros que los tubos de los ramales de aspersión.

Tomas o bocas de riego Estas piezas son conocidas también como hidrantes, y constituyen el elemento de conexión entre el ramal de aspersión y la tubería que lo abastece.

Elementos de medida y control En toda instalación deben existir diferentes elementos para medir fundamentalmente el caudal de agua que pasa por un lugar determinado, el volumen de agua que ha circulado y la presión. Para ello se emplean respectivamente los caudalímetros, los contadores volumétricos y los manómetros, existiendo en el mercado gran variedad en función del intervalo de medida, material de fabricación, etc. Asimismo, son muy recomendables determinados elementos de control tanto del caudal como de la presión. Es aconsejable, cuando la topografía lo requiera, instalar reguladores de presión a la entrada de las uni-

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Módulo 3: Riego por aspersión

dades o subunidades de riego para conseguir presiones homogéneas en toda la instalación, especialmente si el terreno es ondulado y existen diferencias de altura considerables entre distintos puntos de la parcela.

2.4 Aspersores y distribución del agua Los aspersores son los elementos de la instalación de riego por aspersión encargados de distribuir el agua en forma de lluvia sobre la superficie del suelo. Son elementos provistos de una o más boquillas montadas sobre un cuerpo central, por las que sale el agua a presión. El movimiento gira torio del aspersor es provocado por la presión del agua que, al salir, se dispersa en forma de gotas mojando una superficie más o menos circular, cuyo alcance depende de la presión del agua y del tipo de aspersor. La distribución del agua sobre la superficie regada por un aspersor no es uniforme, por lo que para conseguir la mayor uniformidad posible han de disponerse los aspersores lo suficientemente próximos entre sí de tal forma que se produzca un solape entre ellos.

Tipos de aspersores En general, los diferentes tipos de aspersores pueden agruparse atendiendo a distintos aspectos: Según el mecanismo de giro se clasifican en: Aspersores de impacto: Son los más utilizados en agricultura. El giro se consigue mediante el impulso del chorro del agua sobre un brazo oscilante que se desplaza y vuelve a su posición inicial gracias a un muelle recuperador. Cuando el brazo vuelve a su posición original, golpea el cuerpo del aspersor provocando un ligero giro del mismo. La velocidad de giro es relativamente pequeña, por lo que se les considera aspersores de giro lento.

n

Figura 11. Aspersor circular de impacto en cultivo de zanahorias.

Los aspersores de impacto pueden disponer de una o varias boquillas, una de las cuales, denominada boquilla motriz, produce el chorro que impacta sobre el brazo móvil. El material utilizado en su construcción es latón o bronce, aunque también se fabrican de plástico de alta resistencia al desgaste por rozamiento. Aspersores de turbina o engranaje: Su giro es continuo empleando la presión del agua a su paso por un mecanismo de engranajes que va unido al cuerpo del aspersor. En general son aspersores de gran tamaño que trabajan con altas presiones y suministran caudales elevados. Su uso está bastante limitado en agricultura, estando más difundidos en jardinería.

n

Figura 12. Componentes de un aspersor de impacto típico.

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Fundamentos básicos del riego por aspersión. Tipos de sistemas y componentes

Figura 13. Aspersor emergente de turbina o engranajes.

n

Figura 14. Esquema de un aspersor de impacto con dispositivo emergente. Este tipo de aspersores son muy utilizados en jardinería para no ser vistos mientras no riegan.

Figura 15. Aspersor tipo sectorial situado en un vértice de la parcela.

Aspersores rotativos o de reacción: Poseen una o varias boquillas orientadas de forma que la reacción al cambio de dirección del movimiento del agua produce la rotación del aspersor. Su uso es muy frecuente en jardinería, horticultura, viveros, etc. pero no son utilizados en agricultura extensiva.

Según el área mojada se clasifican en: n

Aspersores circulares: Son aquellos que mojan una superficie de terreno de forma circular. Son de este tipo los que se colocan en el interior de la parcela a regar.

n

Aspersores sectoriales: Son aquellos que tienen la opción de girar sólo en un sector circular en lugar de realizar el círculo completo. Están indicados especialmente en los bordes de las parcelas donde es preciso regar esquinas y laterales.

Figura 16. Disposición típica de los aspersores sectoriales en una parcela de forma irregular.

Están dotados de un tope que se gradúa dependiendo de la zona a regar, el cual provoca el retorno del aspersor y su giro en sentido contrario. Actualmente existen en el mercado aspersores sectoriales con un ángulo de trabajo ya preestablecido (90º, 180º, 270º, etc.) y otros en los que el giro se regula de 0º a 360º. Según la presión de trabajo se clasifican en: n

De baja presión: Los más usuales son los de impacto, que suelen trabajar a presiones menores de 2.5 kg/cm2 (“kilos”). Por lo general tienen una sola boquilla de un diámetro de salida inferior a 4 milímetros, y generan un caudal inferior a 1.000 litros/hora.

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Módulo 3: Riego por aspersión

Suelen utilizarse en jardinería y para riegos de hortalizas, siendo también eficaces para riego de frutales donde se usan aspersores con un reducido ángulo de salida para no mojar la copa de los árboles. Son muy adecuados para marcos de riego rectangulares o en cuadrado con una separación de 12 metros; para marcos triangulares la separación más utilizada es de 15 metros. n

De media presión: Son aspersores que trabajan a una presión comprendida entre 2.5 y 4 kg/cm2. Suelen llevar una o dos boquillas con un diámetro comprendido entre 4 y 7 milímetros, pudiendo suministrar caudales entre 1.000 y 6.000 litros/hora. Suelen utilizarse en marcos desde 12x12 metros a 24x24 metros, lo que indica que el alcance del aspersor puede variar de 12 a 24 metros.

n

De alta presión: Son aspersores cuya presión de funcionamiento es superior a los 4 kg/cm2. Suelen ser de gran tamaño, más conocidos como “cañones”, y pueden tener una, dos o tres boquillas. El caudal del aspersor puede variar entre 6.000 y 40.000 litros/hora, aunque los grandes cañones pueden llegar a los 200.000 litros/hora (200 metros cúbicos/hora).

Figura 17. Efecto de la presión del agua en el aspersor en la distribución de la lluvia generada

Distribución del agua sobre el suelo El proceso de distribución del agua aplicada por cada aspersor no es uniforme en toda la superficie regada por él, sino que la cantidad de agua que cae en cada sitio varía en función de la distancia al aspersor. En general, la zona más próxima al aspersor recibe más cantidad de agua, disminuyendo a medida que aumenta la distancia. Cada tipo de aspersor origina una distribución del agua que depende principalmente del tamaño de la boquilla, de la dispersión del chorro del agua, de la presión de trabajo y de las condiciones de viento. La presión afecta de tal manera que cuando es demasiado baja, las gotas son demasiados grandes y la distribución es muy poco uniforme. Cuando la presión es demasiado

Figura 18. a) Marco cuadrado o real; b) Marco rectangular; c) Marco triangular o al tresbolillo

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Fundamentos básicos del riego por aspersión. Tipos de sistemas y componentes

El viento es uno de los principales elementos que distorsiona el perfil de distribución del aspersor, de tal forma que a mayor velocidad del viento mayor distorsión del chorro de agua. Por ello es muy útil conocer los vientos dominantes de la zona a la hora de seleccionar el marco de riego (distancia que existe entre dos aspersores contiguos del mismo ramal de aspersión y entre dos ramales).

Figura 19 a. Separación recomendada entre aspersores y ramales de aspersión en marco cuadrado

D

0,6 D

alta, el agua se pulveriza en gotas muy finas y caen muy cerca del aspersor.

Para lograr una mayor uniformidad de aplicación de la lluvia provocada por los aspersores es necesario que exista un solape de las superficies regadas por los aspersores cercanos entre sí. Por esta razón, la elección del marco de riego es fundamental.

Los siguientes valores de separación entre aspersores y ramales de aspersión son los más recomendados para cada tipo de marco de riego: n

En disposiciones o marcos en cuadrado y triangular (tresbolillo), la separación entre los aspersores y ramales de aspersión debe ser el 60% del diámetro mojado.

n

En disposiciones o marcos rectangulares la separación entre ramales debe ser el 75% del diámetro mojado y el 40% del diámetro entre aspersores de un ramal.

Figura 19 b. Separación recomendada entre aspersores y ramales de aspersión en marco triangular

D

0,6 D

Los marcos de riego más habituales son: marco cuadrado o real, en rectángulo y en triángulo o tresbolillo.

0,6 D

0,6 D

Figura 19 c. Separación recomendada entre aspersores y ramales de aspersión en marco rectangular

2.5 Clasificación de los sistemas de aspersión. Criterios para su elección

D

Los sistemas de aspersión suelen clasificarse según el grado de movilidad de los diversos componentes que integran el sistema. De esta manera se facilita la comprensión de su funcionamiento y además se ofrece una mejor idea acerca de los costos necesarios e inversiones a realizar. De forma general los

0,75 D

Tipos de sistemas de riego por aspersión

0,4 D

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Módulo 3: Riego por aspersión

Sistemas Estacionarios

Sistemas de Desplazamiento Continuo

Móviles

Pivotes ("pivots")

Semifijos

Laterales de avance frontal ("rangers")

Fijos

Cañones enrolladores

Figura 20. Esquema de un sistema móvil de aspersión

costes de inversión se incrementan y los requerimientos de mano de obra disminuyen a medida que aumenta el número de elementos fijos del sistema. Los sistemas de aspersión se clasifican en dos grupos: sistemas estacionarios y sistemas de desplazamiento continuo.

Sistemas estacionarios Son aquellos que permanecen fijos mientras riegan. A su vez se pueden clasificar en móviles, semifijos y fijos. Móviles: Son aquellos en los que todos los elementos de la instalación son móviles: tuberías primarias, secundarias y terciarias, si las hubiera, ramales de aspersión, portaaspersores y aspersores. También el equipo de bombeo puede ser móvil, normalmente accionado por un motor de combustión conectado a la toma de fuerza de un tractor, que se va desplazando.

n

Normalmente estos equipos suelen usarse en parcelas pequeñas o para dar riegos complementarios. También se usan en parcelas de mayor tamaño por requerir una inversión inicial reducida, aunque su uso tiende a ser cada vez menor debido al problema que suponen las fugas de agua en las conexiones de las tuberías. Se estima que en parcelas de gran tamaño tales fugas pueden suponer entre un 10 y un 15% del agua aplicada con el riego. Los inconvenientes más destacables son que tienen un elevado coste de explotación (mano de obra para realizar los cambios de posturas, transporte de tuberías, etc.), problemas en el cambio de postura (ya que es preciso programar bien el resto de tareas que requiere el cultivo) y problemas en el manejo de los elementos que componen el sistema (aspersores torcidos, ramales mal alineados, etc.). Semifijos: Son aquellos que normalmente tienen fijos el equipo de bombeo y la red de tuberías principales, las cuales suelen ir enterradas. También en caso de existir tuberías secundarias y terciarias, irían enterradas. Pueden ser a su vez: n

Figura 21. Sistema de aspersión semifijo con mangueras desplazables.

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Fundamentos básicos del riego por aspersión. Tipos de sistemas y componentes

n

n

de tubería móvil, cuando el ramal de aspersión se cambia de toma o boca de riego con los cambios de posturas de riego. Es frecuente que los ramales lleven directamente acoplados los aspersores o bien ir dotados de mangueras que desplazan a los aspersores una determinada distancia (30 a 45 metros) pudiéndose realizar varias posturas de riego sin necesidad de cambiar el ramal de aspersión.

n

de tubería fija, cuando el ramal está enterrado en el suelo y al cambiar de postura se mueven los portaaspersores y aspersores

Fijos: Son aquellos sistemas que mantienen inmóviles todos los elementos que componen la instalación. Son sistemas de cobertura total, en los que los aspersores mojan toda la superficie que compone una unidad de riego. Se pueden diferenciar: n

sistemas fijos permanentes, que son los que mantienen fijos todos sus elementos durante la vida útil de la instalación, por lo que todas las tuberías deben estar enterradas. Requieren mucho cuidado y vigilancia en las operaciones de preparación de suelo y durante la campaña de cultivo con objeto de no dañar las tuberías y los tubos portaaspersores. Son muy usuales en jardinería.

n

sistemas fijos temporales, los cuales se instalan al principio de la campaña de riego y se retiran al final de la misma, lo que implica que los ramales y sus tuberías de alimentación se encuentran sobre la superficie del terreno.

Es preciso tener precaución al instalar aspersores de bajo caudal cuando se emplean sistemas de cobertura total. Con frecuencia, la presión de trabajo de dichos aspersores pulveriza demasiado el agua y se originan uniformidades muy bajas.

Sistemas de desplazamiento continuo

Figura 22. Sistema de riego pivote o “pívot”.

Son aquellos sistemas que se encuentran en movimiento mientras aplican el agua. Los más usuales son los pivotes, los laterales de avance frontal y los cañones enrolladores. n

Pivotes o “pívot”: Son equipos de riegos autopropulsados que están constituidos fundamentalmente por una estructura metálica (ala de riego) que soporta la tubería con los emisores. La máquina gira alrededor de un extremo fijo (punto pivote), por donde recibe el agua y la corriente eléctrica y en donde se sitúan los elementos de control. El ala describe un círculo o sector circular girando alrededor del extremo fijo, y sobre ella se sitúan los aspersores, mientras que en el extremo libre se suele instalar un aspersor de gran caudal para cubrir una distancia comprendida entre 15 ó 20 metros.

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Módulo 3: Riego por aspersión

El ala de riego está sostenida por unas torres metálicas con ruedas que están accionadas por motores eléctricos. Todos los tramos que forman el ala están alineados mediante unos sensores que actúan sobre el sistema motor. Dependiendo del número de tramos instalados se logra una longitud del equipo de riego comprendida entre 50 y 800 metros, lo que permite adaptar el modelo al tamaño de la finca. Los factores que limitan este sistema de riego son la topografía, el tipo de suelo a regar y el tamaño de la parcela, de tal manera que no se recomienda que la pendiente sea superior al 15 – 20%, ni que el suelo sea muy arcilloso, lo que puede ocasionar fallos de tracción en las ruedas y que el sistema se detenga. El “pívot” se adapta a todos los cultivos excepto aquellos donde la altura de las plantas o características del cultivo impida el paso de la máquina. Las características idóneas para este sistema de riego son terrenos llanos y suelos ligeros (de textura arenosa), llegándose a obtener una eficiencia de aplicación en torno al 80 – 85%. n

Laterales de avance frontal: Este sistema es más conocido como “ranger” y su estructura es semejante a la del sistema “pívot”. Consiste en un ala de riego que se desplaza frontalmente regando superficies de forma rectangular. Uno de los extremos del ala sirve de captación de agua y energía eléctrica, es autopropulsado y provoca el avance del ala de riego. Las tomas de agua y electricidad han de ser móviles lo cual ocasiona mayor dificultad de instalación y funcionamiento, y además requieren una mayor inversión que el “pívot”, siendo su manejo algo más complicado. Cañones de riego: Utiliza aspersores de impacto de gran tamaño, denominados “cañones”, que trabajan a altas presiones y mojan grandes superficies de terreno. Van instalados sobre un carro o patín adaptable a distintas anchuras y alturas, según lo requiera el cultivo, y conectado al suministro de agua mediante una manguera. El equipo siempre riega hacia atrás con respecto al sentido de avance, consiguiéndose de esta manera que se desplace sobre suelo seco. n

Figura 23. Sistema de riego lateral de avance frontal o “ranger”.

La modalidad más usada es la de cañones enrolladores, constituidos por un cañón instalado sobre un carro o patín con ruedas arrastrado por la propia manguera, que se enrolla en un tambor accionado por la propia presión del agua. Los cañones pueden regar bandas de más de 100 metros de anchura y hasta 500 metros de largo. Estos sistemas están indicados para climas y cultivos en donde la lluvia permite espaciar los riegos, o bien donde se necesitan riegos de apoyo. Los cultivos que mejor se adaptan a este sistema de riego son aquellos que cubren una gran proporción de superficie de suelo. Figura 24. Cañón de riego tipo enrollador.

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Fundamentos básicos del riego por aspersión. Tipos de sistemas y componentes

El riego con cañones ofrece la ventaja de que se requiere una inversión inicial baja con relación a la superficie regada, sin embargo necesitan una elevada presión de trabajo (normalmente entre 4 y 10 kg/cm2). Además, el impacto de grandes gotas sobre el cultivo y el suelo puede ser perjudicial para el cultivo, sobre todo cuando éste se encuentra en germinación, fase inicial de desarrollo o floración. Por último, son sistemas muy afectados por el viento, debido a la gran altura y longitud que alcanza el chorro de agua, lo que supone uniformidad de aplicación más baja que otros sistemas de aspersión.

Criterios para su elección Para elegir un tipo de sistema de riego u otro, se recomienda tener en cuenta las siguientes consideraciones: n

Actualmente se tiende a utilizar sistemas de baja presión que permitan el riego nocturno (por menor evaporación, velocidad del viento y coste energético) y sean de fácil manejo y automatización. En caso de grandes superficies, el “pívot” es el sistema que mejor se adapta.

n

Cuando el tamaño de la parcela es pequeño o bien de forma irregular, los mejores sistemas que se adaptan son los fijos.

n

La tendencia a utilizar los sistemas semifijos cada vez es menor debido a que, aunque la inversión inicial es inferior que en los sistemas fijos, las necesidades en mano de obra son elevadas.

n

Los laterales de avance frontal (“rangers”) son muy adecuados para parcelas rectangulares de gran longitud, consiguiéndose una alta uniformidad de riego con baja presión, pero requieren mayor inversión que los “pívots” y un manejo más complicado.

n

El sistema “pívot”, debido a su movilidad, adaptabilidad a diferentes condiciones de parcelas y cultivos y a la utilización de bajas presiones, está sustituyendo en gran medida a los cañones de riego. Sin embargo, éstos requieren menor inversión que los “pívots” y son de más fácil manejo y mantenimiento.

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

Unidad Didáctica 2. FUNDAMENTOS BÁSICOS DEL RIEGO POR ASPERSIÓN. TIPOS DE SISTEMAS Y COMPONENTES

RESUMEN

El método de riego por aspersión es aquel en el que el agua se distribuye en forma de lluvia sobre la superficie del terreno tras circular a través de conducciones cerradas a presión y salir por los aspersores, elementos encargados de distribuirla sobre el terreno. La red de distribución está constituida por tuberías y elementos o piezas especiales que pueden ser de distintos materiales, diámetros, etc. Puede tener un mayor o menor grado de movilidad, clasificándose en fija, móvil y mixta. En general el sistema se encarece cuanto más fija sea la red de distribución. Los aspersores son aquellos elementos de la instalación encargados de distribuir el agua sobre el terreno en forma de lluvia. Estos se clasifican atendiendo al mecanismo de giro (de impacto, turbina y rotativos), según el área mojada (circulares y sectoriales) y según la presión de trabajo (de baja, media y alta presión). Cada tipo se adapta mejor a unas condiciones determinadas de tamaño de la parcela y tipo de cultivo. Los sistemas de aspersión se clasifican atendiendo al grado de movilidad de los diversos componentes que integran el sistema. Normalmente se distinguen los sistemas estacionarios (móviles, semifijos y fijos) y los sistemas de desplazamiento continuo (pivotes o “pívots”, laterales de avance frontal o “rangers” y cañones enrolladores) n

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

Unidad Didáctica 2. FUNDAMENTOS BÁSICOS DEL RIEGO POR ASPERSIÓN. TIPOS DE SISTEMAS Y COMPONENTES

AUTOEVALUACIÓN 1. En referencia al método de riego por aspersión, indicar cuál de las siguientes afirmaciones es cierta: a) En general, el riesgo de provocar enfermedades es muy bajo b) Es un método que se adapta muy bien a las condiciones extremas de viento c) Permite regar superficies de terrenos muy ondulados o poco uniformes d) Sólo permite regar suelos de textura arcillosa 2. En la red de distribución, cuando las tuberías que forman la red principal son fijas, lo más habitual es que se empleen los siguientes materiales: a) Fibrocemento y PVC b) Polietileno c) Aluminio d) PVC y aluminio 3. En un ramal de aspersión de aluminio formado por tubos de 6 metros de longitud, la unión de las tuberías se consigue mediante uniones: a) Estancas y neumáticas b) De rosca y embutidas c) Mecánicas y neumáticas d) Mecánicas e hidráulicas 4.Cuando el agua circula por el tubo portaaspersor y sale por el aspersor, provoca un movimiento que hace oscilar el tubo; para evitar este movimiento se debe tomar la siguiente medida: a) Utilizar soportes estabilizadores (picas, trípodes) b) Se reduce la altura del tubo portaaspersor c) Se reduce la presión del agua para evitar el movimiento d) Se utilizan aspersores de menor caudal 5. En una parcela, uno de los ramales de aspersión se encuentra ubicado en la linde de una carretera. ¿Qué tipo de aspersor instalaría? a) Circular b) De engranajes c) Sectorial d) Pívot

6. Los aspersores de alta presión conocidos como “cañones”, se utilizan principalmente en las siguientes condiciones: a) En suelos arcillosos de baja velocidad de infiltración b) Cuando el cultivo es muy pequeño o se encuentra en germinación c) Cuando se dispone al menos de una presión de trabajo de 1.5 kg/cm2 d) En climas y cultivos donde la lluvia permite espaciar los riegos, o bien donde se necesitan riegos de apoyo 7. Los sistemas de aspersión de desplazamiento continuo integran principalmente a) Sistemas “pívots”, “rangers” y cañones enrolladores b) Sistemas fijos y desplazables c) Sistemas permanentes y “rotator” d) Sistemas estacionarios y de desplazamiento lateral 8. El tamaño de la gota emitida por un aspersor puede influir en: a) La evaporación directa que se produce en la pulverización del chorro del agua a la salida del aspersor b) Erosión sobre el terreno c) Daños en el cultivo d) a, b y c son correctas 9. En general se puede afirmar de un sistema de riego por aspersión que: a) Se aprovecha peor el terreno que en el riego por superficie b) En caso de tener que dar riegos de lavado de sales, este método no es tan eficaz como el riego por superficie c) Se utiliza de un modo eficaz en la lucha contra heladas d) Es muy adecuado para evitar problemas de salinidad en la parte aérea de las plantas

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Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

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Módulo 3: Riego por aspersión

CRITERIOS DE DISEÑO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN

3.1 Introducción

El diseño de una instalación de riego por aspersión es de gran importancia porque permitirá conocer la capacidad del sistema y su adaptación para el riego de determinados cultivos. El proceso de diseño de una instalación de riego por aspersión comienza reuniendo información de tipo agronómico acerca del tipo de suelo, cantidad y calidad de agua, clima y cultivos, así como sobre la topografía y dimensiones de la zona a regar. También habrá que considerar la capacidad del agricultor para soportar el coste de la instalación y su explotación, la viabilidad para realizar las técnicas de cultivo, y la posibilidad de formación para el manejo de la instalación. Con toda esta información se definirán las características generales del sistema y se procederá a la planificación y el cálculo hidráulico (diámetros de tuberías, caudales, presiones, características del sistema de bombeo, etc.), de acuerdo con las limitaciones de tipo económico, de mano de obra y del entorno. Aunque sea una división muy artificial y demasiado esquemática, se pueden considerar dos fases en el proceso de diseño: el diseño agronómico, con el que se determina la cantidad de agua que requiere el cultivo en las épocas de máximas necesidades, el tiempo de riego, etc.; y el diseño hidráulico que permitirá determinar las dimensiones de los componentes de la instalación, de forma que se pueda suministrar el agua necesaria en épocas de máxima necesidad.

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Módulo 3: Riego por aspersión

DIS EÑO A GRONÓMICO Cantidad y calidad del agua de riego Cultivos a regar Suelo y clima

Necesidades de agua de riego Eficiencia y uniformidad Frecuencia y tiempo de riego Marco de los aspersores

CONSIDERACIONES ECONÓMICAS

DIS EÑO H IDRÁ ULICO Dimensión de los componentes Figura 2. El diseño es una labor destinada a personal técnico cualificado, pero es preciso que el agricultor participe en la toma de decisiones.

de la instalación

Es, por tanto, una tarea compleja que habrá de ser bien realizada, por lo que siempre será conveniente que intervengan técnicos con la cualificación necesaria. Igualmente, será preciso que el agricultor conozca unos criterios generales y tenga una idea global del proceso de diseño, de manera que facilite información al proyectista eficazmente y pueda participar con mayor conocimiento y mayor exigencia en la toma conjunta de decisiones.

3.2 Diseño Agronómico Necesidades de riego En la Unidad Didáctica 6 del Módulo 1 “Fundamentos del Riego” se describe el proceso para la estimación de las necesidades de riego. A continuación sólo se tratarán ciertas consideraciones a tener en cuenta cuando se estime la cantidad de agua que requieren los cultivos con fines de diseño.

Evaporación desde el suelo

Transpiración de la planta

(E)

(T)

Evapotranspiración (ET)

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El cultivo consume agua para poder desarrollarse adecuadamente, lo que permitirá obtener altas producciones y calidades. Las necesidades de agua de los cultivos se consideran representadas por la evapotranspiracion (ET), que incluye por una parte el agua que los cultivos extraen del suelo a través de las raíces y pasa a la atmósfera a través de las hojas, y por otra la evaporación directa desde el suelo.

Criterios de diseño del riego por aspersión

El cálculo de la evapotranspiración se realiza a partir de la denominada evapotranspiración de referencia (ETr), que recoge principalmente la influencia del clima, y del coeficiente de cultivo (Kc) que depende de cada cultivo y su estado de desarrollo.

Figura 4. Representación esquemática del cálculo de la Evapotranspiración (ET)

ET= Evapotranspiración de referencia

X

Coeficiente de cultivo

ETr

Kc

Los valores de evapotranspiración de referencia (ETr) se dan en milímetros al día (mm/día) y normalmente proceden de valores medios mensuales. Sin embargo, habrá días o grupos de días en los que los valores de ETr serán mayores que estas medias mensuales, y por tanto serán mayores las necesidades de riego. CLIMA

CULTIVO

La instalación de riego deberá suministrar a los cultivos el agua correspondiente a las necesidades de riego en los periodos en que dichas necesidades son máximas. Por esto, para el diseño de las instalaciones de riego por aspersión, los valores de ETr procedentes de medias mensuales deben multiplicarse por 1.15 cuando se piense regar cada seis o diez días en plena campaña de riego, que será en general una buena práctica. Si se dispone de valores de ETr procedentes de medias de 10 días, podrán utilizarse directamente con fines de diseño.

Ejemplo

Los valores medios mensuales de ETr son, en milímetros/día:

ETr

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

1

2

3

4

5

6

7

6

5

4

3

2

Los valores de la ETr que habrá que considerar a efectos de diseño se calculan multiplicando por 1.15, es decir:

ETr

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

1.2

2.3

3.5

4.6

5.8

6.9

8.1

6.9

5.8

4.6

3.5

2.3

Como se observa, es suficiente utilizar un solo decimal en los valores de ETr.

Con la instalación de riego tendrán que regarse los diferentes cultivos que en el mismo año o en años diferentes se quieran implantar. Por tanto, para el cálculo de la instalación debe considerarse la ETr en cada mes multiplicada por 1.15, y los coeficientes de cultivo (Kc) para cada cultivo y fase de desarrollo. Se calcularán así numerosos valores de ET y se elegirá el mayor de los obtenidos para el diseño de la instalación de riego. Este valor máximo de ET se denomina evapotranspiración de diseño (ETd).

Ejemplo

Con un sistema de riego por aspersión se van a regar dos cultivos: maíz y zanahoria (siempre habrá que considerar más posibilidades, pero a efectos el ejemplo se limitará a estos dos cultivos). Las fechas de siembra serán: zanahoria 15 de octubre; maíz: 1 de marzo. Teniendo en cuenta los valores de la ETr calculados en el ejemplo anterior y los coeficientes de cultivo respectivos, la ET de cada cultivo en cada mes será:

‘ 39

Módulo 3: Riego por aspersión

‘

Maíz Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

ETr

1.2

2.3

3.5

4.6

5.8

6.9

8.1

6.9

5.8

4.6

3.5

2.3

Kc

–

–

0.25

0.5

0.75

1.0

1.2

1.2

0.6

–

–

–

ET

0

0

1.0

2.3

4.4

6.9

9.7

8.3

3.5

0

0

0

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

ETr

1.2

2.3

3.5

4.6

5.8

6.9

8.1

6.9

5.8

4.6

3.5

2.3

Kc

0.5

0.75

1.0

1.1

1.2

0

–

–

–

0.25

0.35

0.45

ET

0.6

1.7

3.5

5.1

7.0

0

0

0

0

1.15

1.2

1.0

Zanahoria

Cada valor de ET se ha calculado multiplicando la evapotranspiración de referencia (ETr) por el coeficiente de cultivo (Kc): ET = ETr x Kc

Así, por ejemplo, para el cultivo del maíz en el mes de Mayo, la ET obtenida es 5.8 x 0.75 = 4.4 milímetros/día; para el cultivo de zanahoria, durante el mes de Noviembre ET es 3.5 x 0.35 = 1.2 milímetros/día. La evapotranspiración de diseño (ETd) será el mayor valor de todos los calculados, es decir, ETd = 9.7, la correspondiente al mes de Julio en maíz. Si para el diseño de la instalación se eligiera un valor menor, por ejemplo, ETd = 7, se podrían cubrir las necesidades de la zanahoria en todo su ciclo y gran parte del ciclo del maíz. Sin embargo se correría el grave riesgo de que el maíz sufriera falta de agua en los meses de Julio y Agosto, con lo cual se reduciría sin duda la producción de forma importante.

La ET de diseño representa las necesidades netas de riego máximas, esto es, la cantidad de agua que necesita el cultivo para no disminuir su desarrollo en periodos de máxima necesidad. Es fundamental que el cultivo esté bien suministrado de agua en estos periodos para obtener la máxima producción. Una vez obtenidas las necesidades netas de riego, será preciso obtener las necesidades brutas de riego, es decir, la cantidad de agua que hay que aplicar para que, restando las pérdidas que se ocasionan durante el riego (principalmente la escorrentía y la filtración profunda, ver Unidad Didáctica 4 del Módulo 1 “Fundamentos del Riego”) el cultivo disponga de la que necesita. Para calcular las necesidades brutas basta dividir las necesidades netas de riego entre la eficiencia de aplicación del riego:

Necesidades netas de riego Necesidades brutas de riego = —–––––––———————————— x 100 Eficiencia de aplicación

40

Criterios de diseño del riego por aspersión

Ejemplo

En el proceso de diseño de una instalación de riego por aspersión se sabe que la evapotranspiración de diseño (ETd) es 9.7. Si se estima que la eficiencia de aplicación del sistema es 85%, las necesidades brutas de riego durante la época de máxima demanda serán:

9.7 Necesidades brutas de riego (máximas) = —–––—— x 100 = 11.4 milímetros/día 85

Marco de los aspersores El marco es la separación entre los aspersores del mismo ramal de aspersión y entre dos ramales consecutivos, y determina el solape entre las zonas regadas por aspersores contiguos. Con el objetivo de conseguir una lluvia uniforme se elegirá conjuntamente el tipo de aspersor y el marco, tratando de evitar que las zonas más alejadas de los aspersores reciban menos agua. Los marcos más frecuentes son el cuadrado, el rectangular y el triangular o al tresbolillo. La superficie del suelo que riega cada aspersor según cada uno de estos marcos está determinada por la distancia entre aspersores y ramales, de forma que:

n

Marco cuadrado:

Superficie = Distancia entre aspersores x Distancia entre ramales = Da x Da Las distancias entre aspersores y ramales más utilizadas son: 12 x 12, 15 x 15 y 18 x 18.

n

Marco rectangular:

Superficie = Distancia entre aspersores x Distancia entre ramales = Da x Dr Las distancias más frecuentes entre aspersores y ramales son respectivamente: 12 x 15, 12 x 18 y 15 x 18.

n

Figura 5. Representación esquemática de la superficie que riega cada aspersor para a) marco cuadrado; b) marco rectangular; c) marco triangular o al tresbolillo

Marco triangular:

Superficie = Distancia entre aspersores x Distancia entre ramales = Da x Dr Las distancias más utilizadas son: 18 x 15 y 21 x 18 respectivamente. Con cualquiera de los marcos, las distancia mayores pueden presentar mayores problemas de aplicación del agua cuando hay viento, pues aunque el alcance de los aspersores sea suficiente el chorro se verá más alterado.

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Módulo 3: Riego por aspersión

Ejemplo

En el diseño de una instalación de riego por aspersión se establece un marco cuadrado con separación entre aspersores de 12 metros. Como el marco es cuadrado, la separación entre ramales también será de 12 metros, por lo que la superficie de suelo que riega cada aspersor será: Superficie = 12 x 12 = 144 metros cuadrados

Lluvia media del sistema Es la intensidad de lluvia que se aplica con una instalación de riego por aspersión, suponiendo que el agua se reparte de manera completamente uniforme. Se suele expresar en milímetros por hora (mm/h). Para calcularla es preciso saber el caudal que suministran los aspersores y la superficie que riega cada uno de ellos:

Caudal (litros/hora) Lluvia media (mm/h) = —————–––––––––––————————— Superficie (metros cuadrados)

Ejemplo

Si el caudal de un aspersor es de 1.000 litros/hora y la superficie de suelo que moja cada aspersor de la instalación es de 144 metros cuadrados, la lluvia media del sistema es: Caudal (litros/hora) 1.000 Lluvia media = —————————————–––––—— = —––——— = 6.95 mm/h Superficie (metros cuadrados) 144

Cuando se diseña un sistema de riego por aspersión es muy importante tener en cuenta que la lluvia media del sistema debe ser menor que la velocidad de infiltración del suelo, pues de lo contrario éste no podrá infiltrar el agua que aplican los aspersores y se producirán pérdidas por escorrentía. A su vez, si el terreno tiene pendiente, el agua de escorrentía puede provocar la erosión y pérdida tanto de suelo como de los nutrientes que se encuentran en las capas más superficiales.

Frecuencia y tiempo de riego Figura 6. Escorrentía y erosión del suelo originadas en un sistema de aspersión sobre un terreno con cierta pendiente.

42

El intervalo entre riegos es el tiempo transcurrido entre la aplicación de un riego y el siguiente. Cuanto menor sea dicho intervalo, mayor será la frecuencia de riegos.

Criterios de diseño del riego por aspersión

Una alta frecuencia de riegos encarecerá el coste del riego tanto más cuanto más mano de obra requiera. Además, en las primeras fases del cultivo, cuando éste no cubre totalmente el suelo, pueden incrementarse las necesidades de agua al ser mayor la evaporación si el suelo se humedece con frecuencia. Por otro lado, una frecuencia de riegos baja puede dar lugar a disminuciones en la producción al aumentar el riesgo de que el cultivo sufra falta de agua. Para un cultivo dado se puede afirmar que el riego deberá ser más frecuente: n

cuanto menos profundo sea el suelo

n

cuanto menor sea la profundidad que alcanzan sus raíces

n

cuanto menor la capacidad del suelo para retener agua (más arenoso)

n

cuanto mayor sea la evapotranspiración (ET)

n

cuanto peor sea la calidad del agua de riego

En general, no es conveniente que el intervalo entre riegos sea mayor de una semana en plena campaña de riego cuando las necesidades son máximas, pudiendo llegar a las dos semanas al inicio y final del cultivo. El tiempo de riego es el tiempo que debe estar funcionando la instalación para aplicar las necesidades brutas de riego. Se calcula simplemente dividiendo las necesidades brutas de riego por la lluvia media. El tiempo de riego utilizado para el diseño será el necesario para el periodo en el que las necesidades de agua son máximas, por lo que habitualmente el tiempo real de riego será menor.

Necesidades brutas de riego (milímetros) Tiempo de riego (horas) = —————————–————–—————–––––––– Lluvia media (milímetros/hora)

Ejemplo

Con una instalación de riego por aspersión se quiere regar cada cinco días en periodo de máxima demanda. Las necesidades brutas en dicho periodo son de 11.4 milímetros/día. Por tanto, las necesidades brutas a aplicar con cada riego se calcularán multiplicando las necesidades de cada día por el número de días que se está sin regar: Necesidades brutas = 11.4 x 5 = 57 milímetros

Si la lluvia media del sistema es de 7 milímetros por hora, el tiempo de riego será: Necesidades brutas de riego (milímetros) 57 Tiempo de riego (horas) = —–––———————————————————— = ——— = 8.14 horas Lluvia media (milímetros/hora) 7

es decir, unas 8 horas y cuarto.

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Módulo 3: Riego por aspersión

Cuando un sistema de riego por aspersión está compuesto por más de una unidad de riego, lo que suele ser muy frecuente, es preciso diferenciar entre el tiempo de riego de cada una de tales unidades y el tiempo total de riego, que será la suma del tiempo de riego de cada una de ellas. Cuando se trate de sistemas de riego móviles habrá que tener en cuenta el tiempo invertido en su desplazamiento.

Ejemplo

Si un sistema de riego por aspersión consta de 10 unidades de riego y cada una de ellas riega durante 8 horas y cuarto, el tiempo total que se invierte en un riego es: Tiempo total de riego = 8.25 x 10 = 82 horas y media

Suponiendo que la instalación se quiera regar cada 5 días, se puede observar como en el riego se invierten unas 83 horas de las 120 que tienen los 5 días. Se podría haber elegido una combinación de marco más amplio y aspersor de menor caudal que diera lugar a una lluvia media menor, y con ello la instalación probablemente tendría menos coste. Pero tampoco es conveniente incrementar mucho el tiempo de riego, ya que es preciso reservar tiempo para resolver posibles averías, dejar tiempo para realizar las labores de cultivo, mover los ramales si son móviles, etc.

Figura 7. La uniformidad de distribución afecta al desarrollo homogéneo del cultivo y a su producción final

3.3 Diseño Hidráulico Con el diseño hidráulico se determinarán las dimensiones de todos los componentes de la instalación de riego, de forma que se pueda aplicar el agua suficiente para los cultivos durante cualquiera de sus fases de desarrollo; otro objetivo es conseguir que la aplicación del agua en forma de lluvia sobre el suelo sea suficientemente uniforme. Con todo ello se podrán obtener buenas producciones con el menor gasto de agua. Es preciso, sin embargo, hacer una importante anotación: el valor de uniformidad de aplicación que se utilizará en el proceso de diseño hay que elegirlo previamente. Hay que tener en cuenta que optando por una uniformidad alta, se estará eligiendo una instalación de riego que ahorrará agua e incrementará la producción de los cultivos, lo que siempre es necesario. Pero también será mayor el coste de la instalación ya que las presiones deberán ser más uniformes, mayores los diámetros de tuberías, se necesitará mayor longitud de tuberías, serán necesarios reguladores de presión, etc.

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Criterios de diseño del riego por aspersión

Así pues, habrá que llegar a un equilibrio, eligiendo una uniformidad lo suficientemente elevada que permita aprovechar el agua al tiempo que se obtienen buenas producciones, sin que el coste sea excesivo. En cualquier caso, el coeficiente de uniformidad (CU) elegido deberá ser mayor o igual que 75%.

Figura 8. A lo largo de un ramal de aspersión se produce pérdida de presión que se traduce en menores caudales suministrados

Para lograr una buena uniformidad de aplicación del agua será necesario que la presión en todos los aspersores a lo largo del ramal de aspersión sea similar. Como ya se ha comentado anteriormente, el agua perderá presión a su paso por las tuberías, en las conexiones, piezas especiales, etc., lo que se conoce como pérdida de carga. También se perderá presión si la tubería es ascendente, mientras la ganará si es descendente. Debido a las pérdidas de carga y a las pendientes, se producirá una diferencia de presión entre los diferentes ramales portaaspersores colocados a lo largo de una tubería secundaria y entre distintos aspersores de un mismo ramal. Para que las diferencias de presión dentro del mismo ramal sean lo menores posible, se intentará colocar los ramales siguiendo aproximadamente las curvas de nivel o bien ligeramente descendentes; en cualquier caso, los ramales de aspersión deben instalarse paralelos a las líneas de cultivo. Otra recomendación consiste en colocar los ramales paralelos a las lindes o caminos más largos, con lo que la instalación quedará mejor distribuida, siempre que se cumplan las recomendaciones anteriores. Para conseguir una buena uniformidad, es conveniente que la diferencia de caudal entre el aspersor que suministra menor cantidad de agua y el que más suministra no sea mayor que el 10% del caudal medio de todos los aspersores de ese ramal (ver Figura 10).

Figura 9. Siempre que sea posible, los ramales de aspersión se colocarán paralelos a las líneas de cultivo.

Figura 10.

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Módulo 3: Riego por aspersión

Ejemplo

En un ramal de aspersión se mide el caudal de todos sus aspersores. Los caudales máximos y mínimos obtenidos son 1.100 y 990 litros/hora respectivamente. La diferencia de caudales entre ambos extremos es: caudal máximo – caudal mínimo = 1.100–990 = 110 litros/hora

Se sabe que el caudal medio en todos los aspersores de ese ramal es de 1.050 litros/hora. Por lo tanto, la diferencia máxima que se admitirá es: 10 10 Caudal medio x ———— = 1.050 x ———— = 105 litros/hora 100 100

Como la diferencia de caudales entre el aspersor que más agua suministra y el que menos (110 litros/hora) es menor que el máximo admisible (105 litros/hora), con esta situación se puede admitir que la uniformidad es buena.

Para que el caudal que suministran los aspersores sea suficientemente homogéneo, es conveniente que las diferencias de presión a lo largo de un ramal no sean mayores del 20%. Para mantener las presiones y teniendo también en cuenta criterios económicos, en sistemas móviles se aconseja limitar la longitud de los ramales de aspersión a 200 metros. En sistemas de cobertura total la longitud recomendable de los ramales suele oscilar entre 120 y 150 metros. La presión necesaria en el inicio de la instalación será tal que el aspersor más desfavorable (por ser el más lejano, o más elevado, etc.) tenga una presión suficiente. Teniendo en cuenta esto y las pérdidas de carga, se determina la presión necesaria en el sistema de bombeo.

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

Unidad Didáctica 3. CRITERIOS DE DISEÑO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN

RESUMEN

El

diseño de la instalación de riego por aspersión está encaminado a determinar la capacidad del sistema y su aptitud para ser usado en diferentes cultivos. Puede dividirse en el diseño agronómico, donde se analizan aspectos relacionados con el clima, los cultivos, el suelo y costes de explotación, entre otros; y el diseño hidráulico, con el que se llegarán a determinar las dimensiones y características de los componentes de la instalación. Es una labor destinada a personal técnico cualificado, aunque es deseable que el agricultor conozca el proceso de diseño y colabore tomando decisiones según sus criterios. El diseño agronómico permitirá determinar las necesidades de agua del cultivo en la época en que éste necesita mayor cantidad. Para ello es preciso tener en cuenta la influencia del clima (evapotranspiración de referencia) y del cultivo (coeficiente de cultivo), lo que proporcionará valores de evapotranspiración. Junto a otras características como marco de aspersión, lluvia media del sistema, intervalo entre riegos y eficiencia de aplicación del sistema de riego, se podrá calcular el tiempo de riego necesario para aplicar el agua requerida por el cultivo. Para aplicar las necesidades de riego brutas eficientemente es preciso contar con un sistema de riego bien diseñado. Se debe elegir una uniformidad de aplicación suficientemente alta para conseguir que el cultivo se desarrolle lo más homogéneamente posible, lo que implica que las presiones se mantengan dentro de unos límites determinados y en consecuencia también lo sean los caudales aplicados. Asimismo, existen otra serie de recomendaciones que serán aplicables en mayor o menor medida según las características de cada sistema n

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

Unidad Didáctica 3. CRITERIOS DE DISEÑO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN

AUTOEVALUACIÓN

1. El factor que refleja la influencia del clima en las necesidades de agua de cada cultivo se denomina: a) Evapotranspiración (ET) b) Evapotranspiración de referencia (ETr) c) Coeficiente de cultivo (Kc) d) Necesidades netas de riego 2. Para el diseño de una instalación de riego por aspersión, cuando se disponen de valores medios mensuales de la evapotranspiración de referencia (ETr), será necesario: a) Multiplicarlos por 1.15 b) Dividirlos por 1.15 c) Restarles 1.15 d) Multiplicarlos por 1, es decir, no modificarlos 3. La evapotranspiración de diseño (ETd) es equivalente a las necesidades netas máximas. Verdadero / Falso 4. Las necesidades brutas de riego son el agua que necesita el cultivo para alcanzar buenas producciones.

6. Al diseñar una instalación de riego por aspersión, el coeficiente de uniformidad elegido no deberá ser inferior al: a) 95% b) 90% c) 80% d) 75% 7. Las diferencias de caudal entre el aspersor que suministra mayor cantidad y el que suministra menos no deberán ser mayores que: a) Un 20% del caudal medio de todos los aspersores. b) Un 10% del caudal medio de todos los aspersores. c) Un 20% del caudal máximo. d) Un 10% del caudal máximo. 8. En la medida de lo posible, los ramales portaaspersores se colocarán: a) Siguiendo la máxima pendiente b) Paralelos a las líneas del cultivo c) Todo lo largos que sea posible d) Subiendo la pendiente que tenga la parcela a regar

Verdadero / Falso 5. El tiempo de riego se calcula: a) Sumando la lluvia media del sistema a la superficie que corresponde a cada aspersor. b) Restando la lluvia media del sistema a la superficie que corresponde a cada aspersor. c) Multiplicando la lluvia media del sistema por la superficie que corresponde a cada aspersor. d) Dividiendo la lluvia media del sistema por la superficie que corresponde a cada aspersor.

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9. El tiempo transcurrido entre la aplicación de un riego y el siguiente se denomina: a) Tiempo total de riego b) Tiempo de riego de una unidad c) Frecuencia de riego d) Intervalo entre riegos

Unidad Didáctica

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Módulo 3: Riego por aspersión

EVALUACIÓN DE INSTALACIONES DE RIEGO POR ASPERSIÓN

4.1 Introducción

La evaluación de un sistema de riego por aspersión es un proceso por el que se puede saber si la instalación y el manejo que se hace de ella reúnen las condiciones necesarias para aplicar los riegos adecuadamente, esto es, cubriendo las necesidades del cultivo para la obtención de máximas producciones y al mismo tiempo minimizando las pérdidas de agua. Con los resultados obtenidos se pueden proponer cambios, con frecuencia sencillos de realizar, que repercutirán en la mejora del riego. Así, el funcionamiento de un sistema de riego por aspersión puede mejorar sustancialmente variando la presión de trabajo, tamaño de boquillas, altura de aspersores, tiempo de las posturas de riego, cambiando el material desgastado, etc. Las evaluaciones deberán realizarse, en general, en las condiciones normales de funcionamiento de forma que lo observado coincida con la situación usual durante la aplicación de los riegos. Los principales aspectos a tener en cuenta al realizar una evaluación son los siguientes: n

Comprobar el estado de los diferentes componentes de la instalación y si el mantenimiento es adecuado.

n

Determinar los caudales reales aplicados por los aspersores a la presión de trabajo y la lámina de agua aplicada al campo por unidad de tiempo.

n

Determinar la uniformidad de aplicación del agua.

n

Determinar la eficiencia de aplicación del riego.

n

Analizar los criterios seguidos por el usuario del riego para decidir la lámina de agua a aplicar (generalmente reservado a personal técnico cualificado).

n

Detectar y analizar los problemas de funcionamiento de la instalación y plantear las soluciones más sencillas y económicas (generalmente reservado a personal técnico cualificado).

49

Módulo 3: Riego por aspersión

Es muy importante realizar una evaluación recién finalizada la instalación; se comprobará así que las prestaciones en cuanto a la capacidad de aportar una cantidad de agua con una determinada uniformidad coinciden con lo proyectado. También es conveniente conocer al principio de cada campaña de riegos la cantidad de agua que aplica el sistema por unidad de tiempo y su uniformidad, con lo que se podrá decidir el tiempo de riego. Asimismo, deberá realizarse una evaluación del sistema de riego cuando existan motivos para sospechar la existencia de cambios en la uniformidad o en la lámina de agua aplicada.

4.2 Evaluación de los componentes de la instalación Básicamente consistirá en realizar una inspección a simple vista de los componentes del sistema, desde tuberías, juntas, elementos de control, piezas especiales, etc. En primer lugar se comprobará si los aspersores son idénticos en marca, modelo, tipo y diámetro de boquillas y altura. Es fundamental que, al menos, los aspersores instalados en un mismo ramal de aspersión sean idénticos. Se comprobará la existencia de fugas en las juntas entre tubos de aspersión y cualquier elemento de la instalación, principalmente en las conexiones a las tomas o bocas de riego. Finalmente deberá anotarse la existencia o no elementos de medida y control de agua, la cantidad que existe de cada uno, su ubicación y estado general: manómetros o tomas manométricas, reguladores de presión, contadores, etc.

4.3 Evaluación de la uniformidad del riego En un sistema de riego es muy importante conocer si el agua se está aplicando de manera uniforme. Una baja uniformidad implica la existencia de zonas del suelo con exceso de agua y otras con escasez, o bien la necesidad de aplicar agua en exceso para que las zonas que reciben menos cantidad estén suficientemente abastecidas. Lo anterior supondrá que en determinadas zonas del campo no se conseguirán producciones satisfactorias. La evaluación tendrá como objetivo determinar el coeficiente de uniformidad de la unidad de riego (CU), para lo cual se calculará primero el de una zona de dicha unidad seleccionada previamente (CUzona). Es habitual considerar que el coeficiente de uniformidad de la unidad es similar al de la zona, aunque existe un procedimiento en el que es preciso medir presiones además de caudales para calcular CU con precisión.

Figura 1. Una baja uniformidad de aplicación supone que puedan existir importantes diferencias en el desarrollo del cultivo y en la producción final.

50

Para evaluar la uniformidad de un sistema de riego por aspersión el primer paso es elegir la zona a evaluar. Deberá ser representativa del sistema en cuanto a características de los aspersores, marco de riego, número de boquillas y diámetro. También debe tener una presión cercana a la media (lo que ocurre a un tercio del inicio de los ramales de aspersión si no existe pendiente o es reducida) o a la mínima (lo que se produce al final de los ramales si la pendiente es nula o ascendente).

Evaluación de instalaciones de riego por aspersión

Figura 2. Esquema de una zona representativa para realizar la evaluación del sistema de aspersión en un terreno sin pendiente o poca pendiente

Figura 3. Esquema de la disposición de los vasos pluviométricos para la evaluación de un sistema de riego por aspersión con cobertura total

12 metros

A

2

3

4

5

6

12 metros

B

1

Ramales de aspersión Aspersores A

Zona representativa en cuanto a presiones medias

B

Zona representativa en cuanto a presiones mínimas

Vasos pluviométricos

Ramal de aspersión Aspersores

Antes de comenzar el riego, se colocará una red de vasos pluviométricos formando una malla de 3x3 metros entre dos ramales, que recogerán agua de seis aspersores según se indica en la Figura 3. Como vaso podrá utilizarse cualquier recipiente que tenga al menos 12 centímetros de diámetro y bordes agudos y sin deformaciones. Los vasos se instalarán sobre el suelo cuando el cultivo no altere la lluvia de los aspersores, y justo sobre el cultivo en caso contrario. Si no se dispone de suficientes vasos se podrán colocar entre cuatro aspersores.

Figura 4. Vasos pluviométricos colocados sobre el suelo cada 3 metros para la evaluación de un sistema de aspersión fijo.

Figura 5. La cantidad de agua que se recoge en cada vaso pluviométrico se mide vertiéndola en una probeta o vaso graduado.

51

Módulo 3: Riego por aspersión

Se comenzará a regar y los vasos recogerán la lluvia de los aspersores. Cuanto mayor sea el tiempo durante el cual los vasos recojan agua, más fiables serán los resultados; el tiempo que debe durar la recogida de agua será como mínimo de 90 minutos. Cuando finalice la evaluación, se dejará de regar y se medirá el volumen recogido en cada vaso con ayuda de una probeta. Los volúmenes se medirán en centímetros cúbicos (cm3).

Con los volúmenes recogidos se calculará: n

Primero: La media de todos los volúmenes medidos en cada uno de los vasos (Vm).

n

Segundo: La media de los volúmenes medidos en la cuarta parte de los vasos que han recogido menos agua (V25%).

n

Tercero: El coeficiente de uniformidad de la zona evaluada (CUzona) se obtendrá utilizando la siguiente fórmula:

V 25% volumen medio de la cuarta parte de los vasos con menos agua CUzona = 100 x ————–—————––––––––––––––––––––––––––————————————— = 100 x —–––—— Vm volumen medio de todos los vasos

Ejemplo

Un agricultor, colocando vasos pluviométricos según se muestra en la Figura 3, ha medido los volúmenes que se indican en la siguiente tabla. Con ellos quiere calcular el coeficiente de uniformidad en la zona evaluada. Volúmenes recogidos en los vasos (centímetros cúbicos, cm 3) 198

175

145

186

185

158

165

210

150

156

127

178

176

156

154

182

146

138

121

135

161

162

143

189

154

148

210

195

166

131

132

185

Deberá seguir los siguientes pasos: 1. Se calcula la media de los volúmenes medidos en todos los vasos (Vm). Volumen medio = V m = 163 centímetros cúbicos

2. Se calcula la media de los volúmenes medidos en la cuarta parte de los vasos que han recogido menos agua, los 8 que se destacan en la tabla anterior (V25%). Volumen de la cuarta parte de los vasos con menos agua = V 25% = 134 centímetros cúbicos

3. Se calcula el coeficiente de uniformidad de la zona evaluada. V 25% 134 CUzona = 100 x ——––––—— = 100 x ——––––—— = 82% Vm 163

52

Evaluación de instalaciones de riego por aspersión

Figura 6. Cuando se riega con un solo ramal de aspersión, se sumarán los volúmenes recogidos en los vasos colocados simétricamente a ambos lados del ramal

12 metros

A

A 12 metros

Ramal de aspersión Vasos pluviométricos

La uniformidad depende también del viento y de condiciones atmosféricas, por lo que será necesario anotar la temperatura y, aunque sea sólo aproximadamente, la dirección y velocidad del viento. También es importante anotar del día y hora en que se realiza la evaluación, lo que permitirá obtener información sobre temperatura y viento de alguna estación meteorológica cercana. Si la parcela se riega con un único ramal portaaspersores, los vasos se colocarán a ambos lados del ramal y se sumarán los volúmenes recogidos en los colocados a cada lado, según se muestra en la Figura 6. El procedimiento de cálculo de CUzona será idéntico en todo lo demás. El caudal de cada aspersor cambiará con la presión. La diferencia de presiones en toda la unidad de riego será mayor que la existente entre los aspersores de los que se ha recogido el agua. Por esto, la uniformidad en el conjunto de la unidad (CU) será por regla general menor que la medida en la zona evaluada (CUzona). Para calcular con precisión CU de la instalación, hay que tener en cuenta el cambio de presiones. Este procedimiento presenta cierta complejidad ya que es preciso medir presiones en un cierto número de aspersores; además, los cálculos son algo más complejos. Si el agricultor tiene dificultad para realizar la evaluación de presiones, será aconsejable que obtenga el coeficiente de uniformidad en un par de zonas diferentes, correspondientes a dos unidades de riego donde pueda sospechar la existencia de diferencias importantes de presión. Es el caso, por ejemplo, de una zona muy alta y otra muy baja dentro de la parcela, o en la más cercana y lejana del inicio del sistema de riego. Si se observan diferencias importantes en el volumen medio recogido en los vasos o entre los CUzona obtenidos, será necesario acudir a personal cualificado para que realice una evaluación más completa. También será conveniente hacerlo si alguno de los CUzona es menor del 75%. Puede continuar la lectura de esta Unidad Didáctica por el apartado 4.4.

53

Módulo 3: Riego por aspersión

Si por el contrario el agricultor cree que puede realizar la medida de presiones correctamente o cuenta con el apoyo de personal técnico competente, se procedería de la forma que se expone a continuación. Para estimar la uniformidad de la unidad se medirá la presión en unos cuantos aspersores distribuidos por ella en zonas con diferentes presiones. Como mínimo se medirán las presiones en los aspersores que mojan la zona evaluada y en el primer y último aspersor de los ramales en los que se encuentran situados. Figura 7. Ejemplo de los aspersores en los que se medirá la presión en una evaluación

Zona a evaluar

Aspersores

Ramal de aspersión

Aspersores en los que es preciso medir la presión

Figura 8. Medida de la presión en un aspersor utilizando un manómetro.

Con estos valores de presión se podrá determinar: n n n

Primero: La presión mínima de las que se han medido en los aspersores (Pmin), en Kg/cm2. Segundo: La media de las presiones medidas en todos ellos (Pm), en Kg/cm2. Tercero: El coeficiente de uniformidad de la unidad de riego (CU), se calcula usando la expresión:

Si se miden presiones en diferentes aspersores de diferentes unidades de riego y con ellas se sigue el mismo procedimiento anterior, se tendrá una buena estimación del coeficiente de uniformidad de la instalación. A continuación se indican, para diferentes tipos de sistemas de riego, valores de CU y la bondad o calidad del sistema. CU

54

Bondad o calidad del sistema

Sistema semifijo

Sistema fijo

Sistemas de desplazamiento continuo

Mínima exigible

70%

75%

80%

Calidad media

80%

85%

85%

Alta calidad

Más de 85%

Más de 90%

Más de 90%

Evaluación de instalaciones de riego por aspersión

4.4 Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre del viento En riego por aspersión existen dos factores que afectan negativamente a la aplicación del agua sobre el suelo: la evaporación de las gotas de agua que producen los aspersores y el arrastre de dichas gotas por efecto del viento. En las pérdidas por evaporación y arrastre del viento tiene gran importancia el tamaño de las gotas que dan los aspersores. Las pérdidas serán mayores cuanto mayor sea el viento y la temperatura y menor sea el tamaño de la gota que origina el aspersor. Existe un procedimiento para calcular con cierta precisión la cantidad de agua que se pierde por evaporación o viento, si bien es algo tedioso. Si el agricultor no se ve capacitado para realizar tal procedimiento o no cuenta con apoyo técnico, puede utilizar unos valores generales para cuantificar estas pérdidas según la velocidad del viento y la humedad del ambiente y una sencillas recomendaciones: n

En situaciones de poco viento, menor de 2 metros/segundo, las pérdidas estarán en torno al 5%.

n

En situaciones de viento moderado, entre 2 y 4 metros/segundo, las pérdidas estarán próximas al 10%.

Estos valores deberán incrementarse si se observa que las gotas se pulverizan demasiado (probablemente el aspersor trabaja a mayor presión de la adecuada) y el ambiente es muy cálido y seco. Ocurre igual en cobertura total y con aspersores de bajo caudal donde se originan gotas muy pequeñas y fácilmente desplazables. En todos estos casos, las pérdidas pueden alcanzar valores de hasta el 20% del total de agua aplicada por los aspersores. Es conveniente trabajar siempre con la presión recomendada por el fabricante del aspersor, reduciéndola moderadamente sólo en caso de existencia de viento. Si se observara que con la presión recomendada por el fabricante se produce una gota muy fina y pérdidas importantes, o bien una uniformidad baja (menor de 75%), será conveniente consultar con personal técnico para que, si se estima conveniente, realice una evaluación más completa. Puede continuar la lectura de esta Unidad Didáctica por el apartado 4.5.

Si cree estar capacitado o cuenta con ayuda competente, puede realizar la evaluación detallada de las pérdidas por evaporación o viento de la siguiente forma: La diferencia entre la lámina de agua que aplican los aspersores (La) sobre la superficie en la que se han colocado los vasos y la lámina media de agua recogida en éstos (Lp) son pérdidas debidas a la evaporación y arrastre por el viento.

Cálculo de la lámina aplicada por los aspersores: Se medirá el caudal de cada aspersor de los que mojan la zona evaluada con ayuda de una manguera, un cronómetro y un bidón de plástico en el que se habrá marcado un volumen conocido (10 – 12 litros es suficiente). Se anotará el tiempo (en segundos) que el bidón tarda en llenarse hasta la marca realizada y se seguirán los siguientes pasos:

n

Primero: El caudal de cada aspersor, en litros por minuto, se calculará mediante la fórmula:

Figura 9. Medida del caudal que suministra un aspersor. Se llena el bidón hasta la marca (véase la goma colocada en la boquilla del aspersor) y se mide el tiempo que tarda en llenarse.

‘ 55

Módulo 3: Riego por aspersión

‘ Volumen de llenado del bidón (litros) x 60 Caudal del aspersor (litros/minuto) = ———––––––——————————————————— Tiempo en llenar el bidón (segundos)

Ejemplo

Durante una evaluación, la zona en la que se han situado los vasos ha sido mojada por 6 aspersores. Se ha medido el tiempo que cada uno de ellos tarda en llenar un bidón de 10 litros. Si el aspersor 1 ha tardado 31.1 segundos, el caudal de ese aspersor (litros/minuto) ha sido: Volumen de llenado del bidón x 60 10 x 60 Caudal del aspersor 1 = —––––––––––—––––––––———————— = ———––— = 19.3 litros/minuto Tiempo en llenar el bidón 31.1

n

Segundo: El caudal aplicado en la zona evaluada (litros/minuto), se calculará teniendo en cuenta que si se toman seis aspersores, la cuarta parte del agua de los aspersores de las esquinas y la mitad de los otros dos cae en la zona evaluada.

Ejemplo

En la Figura adjunta se muestra la situación de los seis aspersores del ejemplo anterior. El caudal aplicado por todos ellos en conjunto a la zona donde estaban los vasos ha sido:

Figura 10.

Aspersor 1 Q(1) = 19.3 L/min

Aspersor 2 Q(2) = 22.5 L/min

Aspersor 3 Q(3) = 18.6 L/min

1

2

3

4

5

6

Aspersor 4 Q(4) = 20.7 L/min

Aspersor 5 Q(5) = 20.1 L/min

Aspersor 6 Q(6) = 21.3 L/min

19.3 22.5 18.6 20.7 20.1 21.3 Caudal aplicado = —––— + —––— + —––— + —––— + —––— + —––— = 41.3 litros/minuto 4 2 4 4 2 4

n

Tercero: La lámina de agua aplicada por los aspersores en la zona evaluada (La), en milímetros, se obtiene según la siguiente fórmula: Caudal aplicado Lámina de agua aplicada (La) = ——————————––––––––––––—— x Tiempo de evaluación Superficie de la zona evaluada

‘ 56

Evaluación de instalaciones de riego por aspersión

En esta expresión, el tiempo de evaluación es el tiempo durante el cual ha estado cayendo agua en los vasos pluviométricos (minutos), el caudal aplicado se calcula según acaba de verse en el ejemplo anterior (litros/minuto) y la superficie de la zona evaluada es la que delimitan los aspersores que mojan los vasos (metros cuadrados).

Ejemplo

En una evaluación se utilizan 6 aspersores situados en dos ramales de aspersión (ver Figura 11). El marco de los aspersores es 12x12 metros, el caudal aplicado por ellos en la zona donde se situaron los vasos fue 41.3 litros/minuto y el tiempo durante el que se estuvieron llenando los vasos la lámina aplicada fue de 90 minutos:

Figura 11.

12 metros 1

2

3

4

5

6

12 metros

‘

Superficie evaluada

Superficie evaluada = 12 x 12 x 2 = 288 metros cuadrados

Caudal aplicado Lámina de agua aplicada (La) = ———————––––––——— x Tiempo de evaluación = Superficie evaluada

41.3 = ———–––––— x 90 = 12.9 litros/m 2 = 12.9 milímetros 288

Cálculo de la lámina recogida en los vasos: Para obtener la lámina de agua recogida en los vasos (Lp) se seguirán los siguientes pasos:

n

Diámetro (centímetros)

Primero: Se calcula el área de la embocadura de los vasos en centímetros cuadrados, tal y como aparece en la Figura siguiente:

Figura 12.

‘ 57

Módulo 3: Riego por aspersión

‘ n

Segundo: La lámina de agua recogida en los vasos se calculará mediante la expresión:

Volumen medio recogido (cm 3) Lámina de agua recogida en los vasos (milímetros) = —————————————————————— x 10 Área de la embocadura de los vasos (cm 2)

Ejemplo

El diámetro de los vasos pluviométricos utilizados en una evaluación de riego por aspersión es 13.5 centímetros y la media del volumen de agua medido en todos ellos fue 163 centímetros cúbicos (cm3). El área de la embocadura de los vasos es: Área (cm 2) = 0.785 x (13.5) 2 = 143 centímetros cuadrados (cm 2)

y la lámina de agua recogida en ellos fue: Volumen medio recogido (cm3) 163 Lámina de agua recogida en los vasos = ———––––––––––––––––––——— x 10 = ——— x 10 = 11.4 mm Área de los vasos (cm 2) 143

Una vez calculadas la lámina aplicada por los aspersores (La) y la lámina recogida en los vasos (Lp), ambas en milímetros (mm), las pérdidas por evaporación y arrastre del viento se calcularán de la siguiente forma: Lámina aplicada (mm) – Lámina recogida (mm) Pérdidas por evaporación y arrastre (%) = ——––––————————————————————— x 100 Lámina aplicada (mm)

Ejemplo

Tras realizar una evaluación de riego se ha obtenido una lámina de agua aplicada por los aspersores La = 12.9 mm y una lámina de agua recogida por los vasos Lp = 11.4 mm. Las pérdidas por evaporación y arrastre del viento durante la evaluación fueron por lo tanto:

Lámina aplicada – Lámina recogida 12.9 – 11.4 Pérdidas por evaporación y arrastre = —––––––––––––––––––––––––——–——— x 100 = ——–––—— x 100 = 11.6% Lámina aplicada 12.9

58

Evaluación de instalaciones de riego por aspersión

4.5 Eficiencia de Aplicación Óptima del sistema de riego Con el coeficiente de uniformidad calculado con una sencilla evaluación del sistema de riego, se puede obtener información necesaria para la programación de los riegos. Especialmente, se puede estimar la eficiencia de aplicación que el sistema de riego puede proporcionar sin que el cultivo sufra una caída de la producción y sin aplicar más agua de la necesaria. La eficiencia de aplicación máxima que se puede conseguir con el sistema de riego sin introducir modificaciones que afecten a su diseño, se denomina eficiencia de aplicación óptima del sistema y será la que se utilizará para programar riegos. Como se indica en Unidad Didáctica 6 del Módulo 1 “Fundamentos del Riego”, la eficiencia de aplicación se utiliza para obtener las necesidades brutas de riego a partir de las necesidades netas. La eficiencia de aplicación es el tanto por ciento del agua de riego que es realmente utilizada por el cultivo con respecto al total de agua aplicada, para lo cual hay que considerar las pérdidas de agua originadas por filtración profunda y las pérdidas por escorrentía. En caso de riego por aspersión, la escorrentía suele ser nula cuando el sistema está bien diseñado y no se producen fugas, pero en cambio es preciso incluir las pérdidas por evaporación y arrastre del viento. Por tanto, la eficiencia de aplicación será:

Eficiencia de aplicación = 100 – filtración profunda – evaporación y arrastre

A la vista de la Figura 13, la relación que existe entre la filtración profunda, el déficit de agua del cultivo y la uniformidad de distribución (CU) es clara. Si se aplican las necesidades brutas de riego, cuanto menor sea el CU (menor la uniformidad del riego), mayor será la cantidad de agua perdida por filtración a capas profundas y mayor la parte de la parcela que no recibe agua suficiente. Esta relación entre CU, filtración profunda y déficit se puede recoger en valores, de forma que conociendo el coeficiente de uniformidad del sistema de riego (obtenido en la evaluación), y aceptando que se produzca un determinado déficit, se podrá determinar la filtración profunda: Como se observa, admitiendo un déficit mayor, para un mismo valor del coeficiente de uniformidad el porcentaje de filtración profunda con respecto al agua aplicada se reducirá. Una vez admitido un déficit y obtenida la filtración profunda, junto con las pérdidas por evaporación y arrastre del viento, se calculará la eficiencia de aplicación que habrá que utilizar en la programación del riego.

Figura 13. Efecto del déficit y exceso de agua en el desarrollo uniforme del cultivo y en la producción.

Filtración profunda (%) Déficit (%)

CU (%) 75

80

85

90

95

0

32

25

19

13

6

5

13

9

5

2

–

10

6

2

1

–

–

15

3

1

–

–

–

20

1

–

–

–

–

59

Módulo 3: Riego por aspersión

Ejemplo

Con la evaluación de una instalación de riego por aspersión se ha obtenido un coeficiente de uniformidad de 82% y unas pérdidas por evaporación y arrastre de 12%. Admitiendo un déficit de agua del 5%, ¿qué eficiencia de aplicación se usará para obtener las necesidades brutas de riego a partir de las necesidades netas? Filtración profunda (%) Déficit (%)

CU (%) 75

80

85

90

95

0

32

25

19

13

6

5

13

9

5

2

–

10

6

2

1

–

–

15

3

1

–

–

–

20

1

–

–

–

–

Según se desprende de la tabla, para un déficit del 5% y CU del 82% el valor de filtración profunda estará entre el 9 y el 5% (datos resaltados en la tabla), pero más próximo a 9 que a 5, es decir, un 7%. Si las pérdidas por filtración profunda son del 7% y las originadas por evaporación y arrastre del 12%, la eficiencia de aplicación a usar en programación será: Eficiencia de aplicación = 100 – filtración profunda – evaporación y arrastre = 100 – 7 – 12 = 81%

4.6 Evaluación del manejo del riego Para completar la evaluación de una instalación de riego por aspersión, será necesario comprobar si el manejo que se está haciendo del riego es correcto una vez analizados los componentes de la instalación y la uniformidad del riego. Para ello será necesario conocer la frecuencia y la duración de los riegos. La persona encargada de hacer la evaluación estimará las necesidades netas y brutas de riego en los días anteriores a la evaluación y comprobará si la cantidad de agua aplicada coincide o no con las necesidades brutas.

60

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

Unidad Didáctica 4. EVALUACIÓN DE INSTALACIONES DE RIEGO POR ASPERSIÓN

RESUMEN

La evaluación de una instalación de riego por aspersión tiene por objeto verificar que su funcionamiento es adecuado y que se aplica la cantidad de agua que el cultivo requiere, garantizando así un desarrollo adecuado y alta producción. Con ella también se valoran las características de diseño, manejo y mantenimiento de la instalación, y especialmente la uniformidad de aplicación del agua. Es imprescindible realizar una evaluación completa de toda la instalación en su recepción, y evaluaciones periódicas para verificar el correcto funcionamiento. El coeficiente de uniformidad es el mejor indicador de la bondad del sistema de riego y a partir de él se podrá obtener la eficiencia de aplicación que se utilizará para la programación de riegos. Cuando el coeficiente de uniformidad resulte bajo, según las indicaciones dadas, será necesario consultar con personal técnico que pueda analizar el sistema de riego y buscar medidas correctoras, lo más económicas posibles, que mejoren el riego y con ello faciliten la obtención de la producción óptima del cultivo y el ahorro de agua n

61

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

Unidad Didáctica 4. EVALUACIÓN DE INSTALACIONES DE RIEGO POR ASPERSIÓN

AUTOEVALUACIÓN 1. Uno de los objetivos de la evaluación de un riego por aspersión es comprobar el agua se aplica con una uniformidad adecuada:

Verdadero / Falso

2. Para hacer más pequeños los errores de medida durante la recogida de agua en los vasos pluviométricos, se debe recoger:

a) Durante toda la duración del riego. b) Al menos durante 90 minutos. c) Al menos durante un cuarto de hora. d) 5 horas como mínimo.

3. Para medir el agua que cae sobre el suelo o sobre la superficie del cultivo se disponen vasos pluviométricos:

a) lo más cerca posible de los aspersores seleccionados b) repartidos a lo largo de una de las líneas del cultivo c) bajo el cultivo para que caiga menos agua d) distribuidos en una malla de 3x3 metros

6. Para evaluar un sistema de riego por aspersión se seleccionará:

a) Una zona cualquiera. b) Una zona de una de las esquinas. c) Una zona representativa de la instalación d) Una zona al principio de una unidad de riego.

7. Tras realizar una evaluación de una instalación de riego por aspersión semifija, un agricultor obtiene un coeficiente de uniformidad del 80%. Según el resultado, la calidad de los riegos es:

a) La mínima exigible b) Media c) Alta d) Inaceptable

8. Una presión excesiva, y por tanto unas gotas demasiado finas, hará aumentar la pérdida de agua por evaporación y arrastre del viento.

Verdadero / Falso 4. Para calcular la lámina de agua que aplican los aspersores es preciso medir el caudal que suministran. Para ello suele utilizarse:

a) un caudalímetro digital b) un bidón de volumen conocido, un tubo de goma y un cronómetro c) un manómetro y un regulador de presión d) las tablas que suministra el fabricante

5. La uniformidad del riego tiene una gran importancia en el rendimiento de los cultivos y el ahorro de agua.

Verdadero / Falso

62

9. Tras realizar una evaluación de su instalación de riego por aspersión, un agricultor obtiene un coeficiente de uniformidad del 60%. Ante esto, el agricultor debería:

a) Sentirse muy satisfecho con su instalación b) Instalar reguladores de presión c) Instalar un nuevo equipo de bombeo d) Llamar a un técnico que analice su instalación de riego y proponga mejoras

Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

5

Módulo 3: Riego por aspersión

MEJORA DEL MANEJO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN

5.1 Introducción

El agua es un recurso cada vez más escaso debido fundamentalmente al aumento de su demanda. En los últimos 30 años la superficie agrícola de regadío se ha duplicado en Andalucía, habiendo aumentado también la demanda de agua para la industria y uso urbano. El incremento del número de regadíos puede considerarse favorable en tanto que la agricultura de riego es más productiva que la de secano, proporciona más empleo e incrementa la actividad económica de las comarcas donde se ubica. Pero provoca también un serio problema ya que el aumento de la demanda ha ocasionado un déficit de agua en torno al 20%, considerando conjuntamente años secos y húmedos; esto es, la demanda supera los recursos disponibles. El aumento de la eficiencia de aplicación del agua de riego implicará una mayor disponibilidad de agua en cada zona regable, que disponiendo de una determinada cantidad al año o dotación la aprovechará mejor cuanto menores sean las pérdidas. Además, para el ahorro de agua es necesario que ésta se distribuya uniformemente en la superficie de la parcela, y que en la medida de lo posible se aplique la necesaria para el cultivo en cada fase de desarrollo, lo que también favorecerá la obtención de producciones satisfactorias. De esta forma, la utilización racional del agua de riego favorecerá su ahorro, el incremento de los beneficios del agricultor y la disminución de la contaminación de los recursos hídricos, ríos, canales, lagos, acuíferos, etc. Para que el agua se utilice adecuadamente es necesario que los sistemas de riego estén bien diseñados e instalados, pero de igual forma es un requisito indispensable que durante su uso sean manejados correctamente. Para regar bien es necesario: n

Aplicar métodos de programación de riegos.

n

Tomar las medidas necesarias para conseguir elevada uniformidad de aplicación.

n

Limitar las pérdidas de agua, aplicándola con alta eficiencia.

63

Módulo 3: Riego por aspersión

En la Unidad Didáctica 6 del Módulo 1 “Fundamentos del Riego” se ha desarrollado la programación de riegos, esto es, cuánta agua aplicar y cuándo aplicarla. En esta Unidad Didáctica se reflejan unas normas sencillas y casi siempre poco costosas para regar bien con un sistema de riego por aspersión.

5.2 Mantenimiento y reposición de componentes del sistema Antes de la campaña de riegos n

n

Revisar el sistema de bombeo y de filtrado si lo hubiese, de acuerdo a las indicaciones del fabricante. Revisar las tuberías y juntas, reparando o cambiando los elementos que pudieran dar lugar a fugas. Esto es especialmente importante en sistemas semifijos con ramales de aspersión compuestos por tramos de tuberías de aluminio, ya que se han medido hasta un 20% de pérdidas de agua en las juntas entre tuberías o entre tuberías y toma o boca de riego.

n

Reparar las tomas o bocas de riego que lo requieran.

n

Comprobar el estado de las boquillas y el giro de todos los aspersores.

n

n

Verificar que en cada parcela de riego se emplean aspersores de marca, modelo y boquilla iguales. Si esto no fuera posible, al menos cada ramal de aspersión debe llevar instalados aspersores iguales. Reparar o sustituir boquillas y aspersores rotos.

Esta revisión debe hacerse con el tiempo suficiente para poder adquirir e instalar los recambios que fuesen precisos antes del inicio de la campaña de riegos.

Durante la campaña de riegos n

Realizar en primer lugar una sencilla evaluación utilizando la presión de trabajo recomendada por el fabricante. En caso de observarse valores de coeficiente de uniformidad bajo (menor de 70% en un sistema semifijo, 75% en fijo y 80% en los de desplazamiento continuo), será necesario que un técnico realice una evaluación más completa y proponga medidas para mejorar la uniformidad de aplicación.

Figura 1. Operación de cambio de una boquilla defectuosa del aspersor.

64

n

Observar detalladamente el funcionamiento del sistema durante el primer riego. Se detectarán boquillas atascadas, sistemas de giro que no funcionen correctamente, la estabilidad y verticalidad de los aspersores, etc.

n

Mantener en todos los ramales de aspersión la presión de trabajo adecuada (ver apartado 5.3 de esta Unidad Didáctica).

Mejora del manejo del riego por aspersión

Figura 2. Usando estabilizadores en los tubos de aspersión, los portaaspersores permanecen verticales durante el riego.

n

Los aspersores que presenten algún tipo de problema serán sustituidos. Mientras tanto se situarán en localizaciones de fácil acceso, como caminos o lindes, de tal forma que dichos problemas puedan ser corregidos durante el riego hasta su cambio.

n

En sistemas móviles y semifijos se utilizarán tuberías con estabilizadores, que impidan que los tubos portaaspersores y los aspersores se inclinen.

En sistemas móviles y semifijos, se puede emplear una práctica sencilla para aumentar la uniformidad. El ramal de aspersión suele aplicar más cantidad de agua en las líneas de cultivo próximas a los aspersores que en las que quedan más lejanas. Por tanto, si se alternan las posiciones de los ramales cada dos riegos, es decir, si en el segundo riego los ramales se sitúan en las líneas de cultivo que menos agua recibieron durante el riego anterior, como se indica en la Figura 4, se obtendrá una uniformidad mayor al considerar dos riegos consecutivos.

Figura 3. Ramal de aspersión muy mal alineado y sin estabilizadores. En consecuencia, los aspersores se inclinan durante el riego.

Figura 4. Representación esquemática de la alternancia de ramales de aspersión cada dos riegos

Tubería secundaria Posición de los ramales de aspersión durante el riego Posición durante el riego siguiente

65

Módulo 3: Riego por aspersión

La mejora que puede esperarse usando esta práctica se indica en la siguiente tabla:

Mejora de la uniformidad que puede esperarse, si se consideran dos riegos consecutivos, alternando las posiciones de los ramales de aspersión en cada riego CU sin alternar posiciones de los ramales

60

65

70

75

80

85

CU alternando posiciones de los ramales

77

81

84

87

89

92

Esta práctica no debe ser excusa para que la uniformidad de cada uno de los riegos sea excesivamente baja. Se corre entonces el riesgo de que entre riego y riego falte agua en la zona que menos recibe, y posiblemente se vea afectada la producción del cultivo, especialmente cuando los intervalos entre riegos son largos.

Ejemplos

1. Con una instalación móvil se ponen siempre los ramales en las mismas líneas de cultivo durante todos los riegos. En una evaluación se obtiene un Coeficiente de Uniformidad del 75%. Si se alterna la posición de los ramales portaaspersores en riegos consecutivos, la uniformidad que puede esperarse será del 87%, considerando el agua aplicada en dos riegos. 2. Si con la evaluación de un riego se obtiene un Coeficiente de Uniformidad del 60%, se deberá consultar y aplicar medidas para mejorar la uniformidad. Por ejemplo: ¿es seguro que todos los aspersores son iguales?, ¿se mantienen bien verticales y tienen el mismo diámetro de boquilla? La mejora no debe limitarse a alternar la situación de los ramales en riegos diferentes.

5.3 Manejo durante el riego Es de esperar que en el proceso de diseño se hayan elegido unos aspersores y un marco de riego adecuados, que la instalación se haya realizado correctamente y que el mantenimiento de la instalación haya sido correcto, siguiendo al menos las normas indicadas anteriormente.

Manejo durante el riego

Viento

Presión de trabajo de los aspersores

Tiempo de riego

Supuesto esto, además de vigilar el correcto funcionamiento del conjunto de los aspersores, durante el riego será necesario vigilar la presión de trabajo, la existencia o no de viento y el tiempo de riego.

Presión de trabajo La presión de trabajo en cada riego debe ser conocida y próxima a la determinada en el proyecto, o en su defecto próxima a la recomendada por el fabricante. Por esto es necesario que el agricultor la conozca consultando catálogos o preguntando directamente al instalador, y la controle al inicio del riego. Cuando la presión es demasiado baja las gotas son grandes y se produce una mala distribución del agua. Cuando es demasiado alta la distribución también suele ser deficiente. Además, presiones demasiado altas

66

Mejora del manejo del riego por aspersión

suponen elevados consumos de energía y una pulverización excesiva del chorro de agua, con lo que los efectos del viento se hacen más importantes. Manipulando la llave de las tomas o bocas de riego podrá controlarse la presión de trabajo. Es importante que al menos al inicio de la instalación existan manómetros para poder medir la presión y modificarla convenientemente si fuera preciso. Si no se cuenta con manómetros al principio de la instalación, la presión se puede medir fácilmente en la boquilla de un aspersor con un manómetro al que se le habrá acoplado un “tubo de pitot”, o un manómetro de aguja, cortándole la aguja. La presión se medirá en un aspersor situado en la mitad de un ramal de aspersión, que a su vez ocupe una posición central en una unidad de riego. En este caso se regulará la presión hasta que la medida en esta situación sea igual a la de trabajo. También puede medirse cerca de la toma de riego, bien en la boquilla de un aspersor muy próximo a él o bien instalando el manómetro en un soporte de tubo portaaspersor, que a su vez se instalará cerca de la toma de riego. La presión medida en este punto debe ser un 15% mayor que la presión de trabajo, o lo que es lo mismo, que la presión en este punto ha de ser la de trabajo multiplicada por 1.15.

Figura 5. Medida de la presión en un aspersor utilizando un manómetro con “tubo de pitot”.

Figura 7. Comprobación de la presión de trabajo en un aspersor del ramal.

Figura 6. Manómetro con aguja de presión instalada.

Figura 8. Comprobación de la presión de trabajo en las proximidades de la toma o boca de riego.

67

Módulo 3: Riego por aspersión

Ejemplo

La presión de trabajo recomendada para los aspersores de una instalación de riego es 3 kilos por centímetro cuadrado (término conocido normalmente como “kilos”). Para que la instalación funcione correctamente, la presión junto a la toma de riego habrá de ser aproximadamente: Presión en la toma de riego = Presión de trabajo x 1.15 = 3 x 1.15 = 3.5 kilos

Es preciso tener en cuenta que si tras la toma de riego existen filtros o elementos de regulación o control (válvulas, contadores, etc.), la presión se medirá una vez que el agua ha pasado por los citados elementos.

Cuando rieguen varias subunidades de riego a la vez, cada una con varios ramales de aspersión, será conveniente comprobar, al menos durante el primer riego, que en el inicio de cada subunidad las presiones son similares, admitiendo diferencias máximas entre ellas del 20%.

Viento El viento afecta empeorando la aplicación del agua por los aspersores y disminuye con ello la uniformidad de aplicación. Igualmente, cuanto mayor sea el viento mayores serán las pérdidas por evaporación y arrastre de las gotas de agua. Por todo ello, el viento es un factor que afecta negativamente al riego por aspersión. Cuando la velocidad del viento es mayor que unos 2 metros por segundo, la distribución del agua comenzará a verse afectada, por lo que se hace necesario tomar algunas medidas: n

Si es posible, regar durante la noche, pues entonces la velocidad del viento suele ser menor. También la energía es más barata.

n

La presión de trabajo deberá ser algo inferior a la recomendada por el fabricante.

n

Con vientos moderados a fuertes (más de unos 4 metros por segundo) reducir el marco de riego cuando sea posible. Si no existe esa posibilidad, no regar.

n

Figura 9. El viento afecta considerablemente a la aplicación del agua sobre el suelo en riego por aspersión.

Bajar la altura de los aspersores, con tubos portaaspersores más cortos o, en el caso de los pívots y rangers, modificarlos si es posible, para situar los aspersores por debajo del ala de riego.

Los aspersores de bajo caudal originan en ocasiones gotas excesivamente finas, incluso con la presión recomendada por el fabricante, y así los efectos del viento son considerables. Cuando a simple vista se distinga un tamaño de gota excesivamente fina (se observa una especie de nube de vapor), las precauciones anteriores deberán extremarse, no siendo conveniente regar incluso con menor viento. En cualquier caso, lo mejor siempre será no elegir durante el diseño de la instalación aspersores que originen gotas demasiado finas.

68

Mejora del manejo del riego por aspersión

Tiempo de riego Durante un riego por aspersión lo usual es que se rieguen las unidades de riego en que está dividida la parcela de forma consecutiva. Uno de los motivos más frecuentes de falta de uniformidad del riego es que distintas unidades de riego se riegan durante tiempos diferentes, aún cuando el cultivo sea el mismo. Esto sucede más frecuentemente en sistemas móviles y semifijos en los que las diferentes posturas de riego se mantienen tiempos diferentes. Es esencial que todas las unidades se rieguen durante el mismo tiempo. Cuando el sistema de cambio de riego entre unidades es manual, será necesario planificar los tiempos de forma que dichos cambios no interfieran con costumbres cotidianas como durante las horas de las comidas o durante la noche. En esos casos lo más probable es que no se realicen en el momento adecuado y se produzca el problema mencionado. Es preciso tener siempre presente que la mala uniformidad es una de las causas por la que no se obtienen las producciones esperadas, pues quedan zonas del campo insuficientemente regadas. Dado que la operación de apertura o cierre manual del paso del agua a distintas unidades de riego puede interferir con otras actividades, el agricultor debe meditar la conveniencia de instalar un automatismo que regule los cambios. Así, se asegurará que los tiempos de riego sean iguales en todas las partes del campo. En el caso de sistemas móviles y semifijos puede utilizarse un simple programador junto con una válvula para detener el riego y evitar, por ejemplo, que la postura que se ponga en riego al final de la tarde esté regando toda la noche. Esta función también puede ejecutarla una válvula volumétrica, que no necesita energía eléctrica y puede resultar más económica. En el caso de sistemas fijos, sean permanentes o no, el coste de la automatización del riego dependerá del número de unidades (que indicará el número de válvulas necesarias), la extensión del campo (que marcará la longitud de cable necesario para conectar programador y válvulas) y los costes de interconexión del cableado (telemáticos, sistemas unix, etc.). El agricultor debe valorar el coste de una automatización mínima que le permita la apertura o cierre del agua en las unidades de riego. Deberá valorar también el importante ahorro de tiempo, la comodidad y la seguridad en tiempos de riego que dicha automatización le proporcionará.

Figura 10. Programador de riego para una automatización sencilla del riego.

Figura 11. Sistema fijo automatizado. El automatismo se encarga de abrir o cerrar el paso de agua a diferentes unidades de riego según se haya programado.

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

Unidad Didáctica 5. MEJORA DEL MANEJO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN

RESUMEN

El ahorro de agua de riego y su aprovechamiento óptimo son dos objetivos a conseguir en cualquier sistema por aspersión. Realizar los riegos eficazmente supone realizar una adecuada programación, aplicar el agua uniformemente sobre toda la superficie y evitar al máximo las pérdidas de agua. Es preciso seguir ciertas recomendaciones referentes al mantenimiento de los componentes del sistema de riego, así como a la reposición de aquellos que puedan estar deteriorados. Ambas operaciones deben ser realizadas con anterioridad a la campaña de riegos y durante el pleno funcionamiento del sistema. Optimizar los resultados del riego supone emplear diversas prácticas de mejora, normalmente muy sencillas y en general poco costosas. En especial se deberá controlar la presión de trabajo de los aspersores, de forma que el agua se aplique uniformemente. En situaciones de viento, que es uno de los factores que más influye reduciendo la uniformidad de aplicación del agua, también pueden seguirse unas sencillas prácticas de mejora. De la misma forma, se debe tratar de mejorar el manejo de manera que los tiempos de riego de cada una de las unidades sean lo más parecidos posible. El uso de automatismos permite controlar el tiempo de riego, facilita el trabajo al agricultor y le ofrece seguridad y comodidad n

70

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

Unidad Didáctica 5. MEJORA DEL MANEJO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN

AUTOEVALUACIÓN 1. Antes de la campaña de riegos no es necesario revisar el sistema de riego. Basta con ponerlo en funcionamiento la instalación y comenzar a regar.

Verdadero / Falso

2. A lo largo de un ramal de aspersión, es muy importante que las boquillas de los aspersores:

a) Sean más pequeñas cuanto más lejos estén de la tubería secundaria b) Estén a diferente presión según la distancia c) Sean todas iguales d) Queden soldadas al aspersor para que no se pierdan durante el cambio de postura

3. En sistema de aspersión móviles, la uniformidad de la distribución del agua, considerando dos riegos, puede mejorarse:

a) Regando con vientos fuertes b) Situando los aspersores inclinados hacia un lado en un riego y hacia el contrario en el siguiente c) Alternando las posiciones de los ramales de aspersión d) Utilizando tuberías sin estabilizadores

5. En situaciones en que la velocidad del viento sea moderada o fuerte, una posible solución que mejorará el riego será:

a) Regar la mitad del tiempo de riego programado b) Colocar los ramales en la dirección del viento dominante c) Inclinar los aspersores enfrentándolos al viento d) Regar durante la noche

6. En riego por aspersión, el tiempo de riego:

a) Ha de ser el mismo en todas las unidades de riego si en ellas el cultivo es el mismo. b) Puede ser hasta el doble en diferentes unidades de riego sin afectar a la uniformidad. c) No tiene influencia en la cantidad de agua que se aplica. d) Puede ser hasta el triple en diferentes unidades de riego sin afectar a la uniformidad.

7. Nunca han sido observadas pérdidas de agua importantes en las juntas de las tuberías de los sistemas de aspersión móviles:

Verdadero / Falso

4. Cuando se trata de controlar la presión de trabajo en los aspersores de un ramal se puede medir la presión cerca de la toma o boca de riego. La presión medida en ese punto deberá ser:

a) La de trabajo más 1.15 b) La de trabajo multiplicada por 1.15 c) Igual a la de trabajo d) Como máximo la de trabajo

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Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

6

Módulo 3: Riego por aspersión

REDES COLECTIVAS DE RIEGO A PRESIÓN (ASPERSIÓN Y LOCALIZADO)

6.1 Introducción

Este Manual de Riego para Agricultores es un documento en el que se establecen los criterios básicos para el manejo del riego. Se ha desarrollado desde el punto de vista de la parcela de riego, lo que en la mayor parte de los casos significa agricultor o regante. Con frecuencia es el propio regante el que cuenta con su propio sistema de abastecimiento, él mismo realiza la captación y se encarga de transportarla, distribuirla y aplicarla. Sin embargo, muchos otros regadíos se agrupan en las denominadas zonas regables, constituidas por un número determinado de parcelas de cultivo destinadas a riego.

Figura 1. Panel representativo de la distribución de parcelas de riego en la Zona Regable del Guadalete (Cádiz).

73

Módulo 3: Riego por aspersión

La implantación de una nueva zona regable no sólo tiene implicaciones técnicas o agronómicas, es decir, relacionadas con las obras de infraestructura y el desarrollo de los cultivos, sino que también tiene importantes repercusiones de otra índole como social, económica, medioambiental, etc. Por lo tanto, es un proceso complejo que requiere gran cantidad de información y la intervención tanto de las administraciones, como de organismos de cuencas (confederaciones hidrográficas), usuarios y técnicos, entre otros. Todas las zonas regables de reciente implantación o en proceso de realización en Andalucía son de riego a presión, es decir, por aspersión o riego localizado. Las redes colectivas de riego a presión permiten el abastecimiento de agua al regante en el momento en que éste lo desee, siendo por tanto posible el riego a la demanda. Con el uso de las redes colectivas a presión preparadas para el riego a la demanda, el agricultor recibe el agua directamente en su parcela y la maneja según las necesidades de sus cultivos y la programación de riegos que haya establecido. El número de parcelas de que conste zona regable, el tamaño de aquellas, su forma, distribución, etc. son algunos de los factores que influyen en la complejidad de la red de transporte y distribución del agua. La gestión de las zonas de riego a la demanda se lleva a cabo en las denominadas comunidades de regantes, quiénes determinarán el momento y la cantidad de agua a suministrar según los requerimientos de los regantes. Asimismo, en el proyecto de la zona regable se establecerán diversos puntos de medida y control del agua a lo largo de toda la red de distribución, de manera que se pueda establecer un estricto control del uso del agua de riego. Figura 2. Puesto de control de una comunidad de regantes.

6.2 Descripción de las redes colectivas Una red colectiva de riego es un sistema de distribución de agua del que se surten un número determinado de regantes. De la misma manera, una red colectiva a presión es aquella en la que el agricultor recibe el agua a pie de parcela con la presión y caudal suficiente para hacer funcionar su sistema adecuadamente. Los métodos de riego que requieren agua a presión son aspersión y localizado. La alimentación de la red colectiva puede efectuarse de dos formas: a) Mediante una impulsión, es decir, con un sistema de bombeo que proporcione la presión necesaria para permitir el riego de forma correcta en el lugar más desfavorable dentro de toda la zona regable. Para que se pueda atender al caudal que se demanda en cada momento (que es diferente ya que los agricultores tienen “cierta libertad” para decidir el momento de regar) suelen instalarse bombas en paralelo que entrarán en funcionamiento sucesivamente según las necesidades. Figura 3. Impulsión del agua mediante un gran sistema de bombeo en una zona regable. Puede observarse la disposición de las bombas en paralelo.

74

Redes colectivas de riego a presión (aspersión y localizado)

b) Regulando desde un depósito, que deberá estar a una cota suficiente y tener una capacidad tal que permita atender las máximas necesidades. Tiene el inconveniente del elevado coste de los depósitos de gran tamaño, además de que se requiere un emplazamiento suficientemente alto. Para diseñar la forma y dimensiones de una red colectiva es preciso tener información detallada sobre varios aspectos, entre los que destacan: n

Disponibilidad de agua para surtir a todos los regantes y situación de las captaciones

n

Topografía de la zona regable

n

Tipos de suelo

n

Estructuración agrícola y parcelaria n

Parcelación

n

Tipos de cultivos

n

Sistemas de riego

La gestión, control y regulación de una zona regable se facilita aglutinando un determinado número de parcelas de riego que se surte desde un mismo punto de la tubería de distribución. El conjunto de estas parcelas se denomina agrupación. A la entrada de las conducciones a cada una de las agrupaciones se instala un puesto o caseta de control de agrupación en el que se disponen los elementos necesarios para que la comunidad efectúe la medida y control del agua. De esta forma se puede abrir o cerrar el paso del agua, regular la presión, el caudal y finalmente medir el volumen de agua que se suministra al conjunto de la agrupación. Dentro de cada una de las agrupaciones, el lugar desde donde cada uno de los regantes o grupo de regantes toma el agua se denomina acometida.

Figura 4. Representación esquemática de la red de distribución de una zona regable y agrupación de parcelas

Canal de abastecimiento

Estación de bombeo

Red de distribución principal

Agrupación

Redes de distribución secundaria

Parcelas de riego

Figura 5. Esquema de una agrupación de parcelas, con la ubicación del puesto de control de agrupación y acometidas

Tubería secundaria

En algunos casos la comunidad de regantes realiza la instalación de la red de distribución hasta la entrada a la agrupación, lugar a partir del cual es el propio regante el que ha de realizar la conexión y llevar el agua hasta su parcela. En otros, la comunidad de regantes realiza la instalación hasta las acometidas, en cuyo caso también ejercerá el control en dichos puntos. Dependiendo de la superficie de la zona regable, del número, forma y tamaño de las

Puesto de control de agrupación Acometidas

75

Módulo 3: Riego por aspersión

parcelas de riego y de la topografía del terreno, las agrupaciones serán diferentes y también la red de distribución dentro de ellas. Se pueden considerar las siguientes situaciones: a) Zonas regables con parcelas de forma regular y superficie media a grande. En estos casos lo habitual es que exista una acometida en cada parcela. El agricultor será el único responsable del uso del agua a partir de ese punto, siempre que el caudal disponible permita la simultaneidad del riego. b) Si la estructura de la zona regable es muy complicada, bien porque ésta sea de gran superficie y porque exista un gran número de parcelas y/o estas sean muy pequeñas, lo normal es que una misma acometida sirva para regar varias parcelas. Esto es debido a que de lo contrario la red de conducciones puede complicarse en exceso y la longitud de las tuberías ser demasiado grande. Lo habitual es que cada regante realice la instalación necesaria para llevar el agua desde la acometida hasta la parcela. En un riego a la demanda, cuando desde una misma acometida se riegan varias parcelas, la red se diseña con mayor grado de libertad, lo que permite al agricultor regar cuando lo desee. c) Zonas regables con variedad de tipos de parcelas, de gran tamaño, pequeñas y distribuidas con poca ordenación. Es el caso más frecuente. De esta manera, en la agrupación existirán tanto parcelas dotadas de una acometida propia, como grupos de parcelas que tomarán el agua desde una acometida colectiva. Esta situación se representa esquemáticamente en la Figura 7, donde se observan cuatro acometidas de las cuales dos de ellas son para una sola parcela y las otras dos son colectivas.

Figura 6. Ejemplo de una agrupación con parcelas de riego muy pequeñas que se surten por grupos desde la acometida más cercana

2

1 1

1

2

1

1

2 2 3

4 4

4

3

4

3

3

3

Tubería principal Tuberías secundarias

76

4

El número señalado en cada parcela indica la acometida desde la que toma agua

Redes colectivas de riego a presión (aspersión y localizado)

En la Figura 8 se muestra la situación real de la representación de la Figura 7, para las parcelas situadas por encima del camino. La tubería secundaria (que entra por la derecha y en la que se han dispuesto diversos elementos de control) se separa dando lugar a dos acometidas: la que se dirige hacia la derecha, que sólo riega una parcela de unas 2 hectáreas; y la que se deriva hacia la izquierda, que riega cuatro parcelas de 0.5 hectáreas cada una aproximadamente.

Figura 7. Ejemplo de agrupación dotada de acometidas colectivas e individuales

Al igual que ocurre en los puestos de control de agrupación, si las acometidas también son instaladas por parte de la comunidad de regantes, estarán dotadas de determinados elementos de control y medida. A partir de ese lugar es muy recomendable que cada agricultor disponga, según sea el método de riego y tipo de sistema, de los elementos de medida y control que estime oportuno para un correcto funcionamiento de su instalación.

Camino

La presión en cada una de las acometidas será la necesaria para que los emisores funcionen correctamente, teniendo en cuenta las pérdidas de carga que se producirán en toda la instalación de riego, tuberías, piezas especiales, etc., así como la elevación que sea preciso vencer, que estará determinada por la topografía de la zona. En el caso de redes colectivas de riego a la demanda, lo usual es dotar a las acometidas de presión entre 3.5 y 4 Kg/cm2.

Tubería secundaria

Parcelas de riego

Acometidas

6.3 Elementos de medida y control en las redes colectivas a presión La comunidad de regantes gestiona el uso del agua desde la captación o lugar de suministro hasta los puestos de control de las agrupaciones, y en determinados casos, hasta las acometidas. Regula el caudal por la red principal en función de la demanda soltando agua desde el depósito de regulación o impulsándola desde la estación de bombeo. Cuando la medida y el control se ejercen en las agrupaciones, se disponen en el puesto de control los siguientes elementos:

Figura 8.

77

Módulo 3: Riego por aspersión

n

Válvula de apertura o cierre

n

Contador

n

Regulador de presión

n

Regulador de caudal

n

Controladores de riego

La válvula de apertura y cierre (bien sea de mariposa o compuerta) permite aislar el resto de la red de distribución en los casos en que sea necesario, por ejemplo cuando es preciso sustituir algún elemento en caso de avería, cuando se produce alguna rotura en las tuberías u ocurre algún otro problema técnico. Con el contador, la comunidad de regantes mide la cantidad de agua que se ha consumido en esa agrupación. Su uso es esencial ya que se podrán comparar los volúmenes de agua medidos en las acometidas o por cada agricultor. De esta manera se tiene un control exhaustivo del agua concedida y la realmente consumida. El regulador de presión se instala para limitar la presión del agua a un valor suficiente para el funcionamiento adecuado de las instalaciones de riego. El regulador de caudal es necesario ya que a la agrupación no debe entrar mayor caudal que aquel para el que se han calculado las tuberías. En la actualidad es muy frecuente que la válvula de apertura o cierre, el regulador de presión y el regulador de caudal se sustituyan por una válvula hidráulica limitadora de presión y de caudal. Se consiguen así los tres propósitos con un solo elemento, que además es más barato que el conjunto de los tres anteriores por separado. Una vez que el agua sale de cada una de las acometidas, lo más frecuente es que el regante solamente instale el contador, ya que la comunidad de regantes habrá regulado la presión y el caudal en el puesto de control de agrupación o en la acometida. De esta forma cada regante sabe la cantidad de agua que utiliza, y evita que puedan surgir conflictos con otros regantes de su misma agrupación o en la acometida, si se le imputa un uso excesivo de agua.

Los contadores también son especialmente necesarios si la acometida es colectiva, ya que se podrá comprobar que la suma de los volúmenes utilizados por cada regante corresponde con la cantidad que se ha medido en el contador de la acometida.

Figura 9. Contador instalado en una acometida.

78

Existe la posibilidad de colocar controladores de riego, compuestos por válvulas y un programador, que determinarán el momento de riego y el volumen de agua a disposición de cada usuario. Con ellos se ajusta la simultaneidad de riegos y se controlan los consumos. Son especialmente utilizados en riego localizado, cuando los caudales disponibles son limitados.

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

Unidad Didáctica 6. REDES COLECTIVAS DE RIEGO A PRESIÓN (ASPERSIÓN Y LOCALIZADO)

RESUMEN

Los sistemas de riego pueden formar parte de una zona regable o superficie agrícola de regadío cuya gestión del agua es efectuada por parte de la comunidad de regantes. Las redes colectivas de riego a presión suministran agua a sistemas de aspersión y localizado, y permiten el riego a la demanda. La zona regable se alimenta de agua captándola desde un canal o embalse e impulsándola mediante un sistema de bombeo o regulándola desde un depósito de almacenamiento. A partir del lugar de captación, el transporte se efectúa por una red de distribución constituida por un sistema de tuberías a presión. Para el trazado de esta red es preciso contar con información de muy diversa índole, desde topográfica, parcelaria, cultivos, sistemas de riego, etc. Dentro de la zona regable, las parcelas de riego se unen en agrupaciones, en cuyo puesto de control la comunidad instala diversos elementos de medida y control. A partir de la entrada de la red en la agrupación, se distribuye otra red de tuberías que acceden bien a una sola parcela o a un grupo de parcelas en los lugares denominados acometidas. Los puestos de control de agrupación suelen contar con una válvula de apertura o cierre para aislar la red, un contador, un regulador de presión y otro de caudal. Las acometidas, en cambio, suelen llevar instalado sólo un contador, aunque el número y función de los elementos depende de que la comunidad de regantes controle el uso del agua hasta la entrada en la agrupación o hasta la acometida n

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

Unidad Didáctica 6. REDES COLECTIVAS DE RIEGO A PRESIÓN (ASPERSIÓN Y LOCALIZADO)

AUTOEVALUACIÓN

1. La superficie en la que se agrupan un número determinado de parcelas de riego cuyo uso y gestión del agua se lleva a cabo por parte de una comunidad de regantes se denomina:

a) Parcela de riego b) Zona regable c) Superficie regada d) Acometida de riego

2. Las redes colectivas de riego a presión están destinadas a suministrar agua de riego a sistemas de riego:

a) Por superficie y localizado b) Exclusivamente por aspersión c) Por aspersión y localizado d) Por aspersión, localizado y superficie

3. El lugar donde uno o varios regantes toman el agua dentro de su agrupación se denomina:

a) Puesto de control de agrupación b) Acometida c) Sistema de bombeo d) Depósito de regulación

80

4. En general, en una zona regable lo más habitual es que las acometidas:

a) Sirvan agua siempre a varias parcelas b) Sean siempre individuales c) Se instalen fuera de la agrupación d) Sean tanto individuales como colectivas

5. En una agrupación, la red de distribución está diseñada para que pueda circular una cantidad de agua determinada y no mayor. Para este propósito, la comunidad de regantes suele instalar en el puesto de control:

a) Un regulador de caudal b) Un regulador de presión c) Un contador d) Una válvula de apertura o cierre

6. En una agrupación, una vez que la comunidad mide y controla el uso del agua en el puesto de control, lo más recomendable es que el agricultor instale los elementos necesarios para medir y controlar el riego según el sistema del que disponga.

Verdadero / Falso

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Módulo 3: Riego por aspersión

RESPUESTAS A LAS AUTOEVALUACIONES Unidad Didáctica 1

Unidad Didáctica 4

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

c d d b a c b a c

Verdadero b d b Verdadero c c Verdadero d

Unidad Didáctica 2

Unidad Didáctica 5

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

c a d a c d a d c

Falso c c b d a Falso

Unidad Didáctica 6 Unidad Didáctica 3 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

b a Verdadero Falso d d b b d

1. 2. 3. 4. 5. 6.

b c b d a Verdadero

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

GLOSARIO

Acometida: Lugar desde donde cada regante o grupo de regantes toma el agua de riego. Acuífero: Capa del subsuelo que tiene capacidad suficiente para almacenar agua en su interior, y permitir su movimiento hacia otras zonas o cederla cuando se efectúa un sondeo. Alcance: Es la distancia a la cual el aspersor es capaz de desplazar el agua cuando sale a través de su boquilla. Es muy variable dependiendo del tipo de aspersor y de condiciones técnicas de trabajo. Altura geométrica de aspiración: Es la altura expresada en metros desde el nivel del agua aspirada hasta el centro o eje de la bomba. Altura manométrica total: Es la altura correspondiente a la suma de las alturas de aspiración, impulsión y pérdidas de carga. Aspersor: Cualquiera de los emisores de riego utilizado en un sistema de riego por aspersión. El aspersor más utilizado en agricultura es de impacto, con giro lento y con un caudal comprendido entre 1000 – 2000 litros/hora.

Cobertura total: Tipo de sistema de riego por aspersión en el que los aspersores mojan toda la superficie que compone una unidad de riego. Coeficiente de cultivo: Coeficiente que describe las variaciones en la cantidad de agua que las plantas extraen del suelo a medida que éstas se van desarrollando, desde la siembra hasta la recolección. Se utiliza en el cálculo de la evapotranspiración del cultivo. Comunidad de regantes: Organismo independiente que aglutina a los regantes de una zona regable y gestiona los riegos. Coeficiente de uniformidad: Índice que permite estimar la forma en que el agua se aplica al suelo. Cuanto más parecida sea la cantidad de agua que se ha infiltrado en todos los puntos de la parcela, mayor será la uniformidad en la distribución del agua infiltrada. Curva de nivel: Línea imaginaria sobre la superficie del terreno que no tiene pendiente. Eficiencia de aplicación: Relación entre la cantidad de agua que queda en la zona ocupada por las raíces y la cantidad de agua que se aplica con el riego.

Bomba buzo: Aquel tipo de bomba que trabaja sumergida en el agua. Se utiliza cuando es preciso elevar el agua desde una gran profundidad.

Elementos singulares: Piezas para adaptar la red de tuberías a la forma o configuración de la parcela a regar, como codos, manguitos, tes, juntas, etc.

Bomba hidráulica: Aquel elemento de la instalación accionado por un motor eléctrico o de combustión interna que suministra el caudal de agua necesario, a la presión adecuada.

Emisores: Elementos destinados a aplicar y distribuir el agua a través del aire sobre la superficie del terreno.

Cambio de postura: Proceso mediante el cual se realiza el traslado del ramal de aspersión de un lugar a otro dentro de la misma parcela de riego. Caudal: Cantidad de agua que pasa por una conducción en un tiempo determinado. Generalmente se suele expresar en litros/segundo, litros/hora y m3/hora.

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Erosión: Arranque, transporte y depósito de partículas del suelo, provocada por factores externos como el agua y el viento. Escorrentía: Cantidad de agua aplicada con un determinado método de riego que no se infiltra en el suelo, escurriendo sobre su superficie y por lo tanto perdiéndose.

Glosario

Evaporación: Proceso por el cual el agua que existe en las capas más superficiales del suelo, y principalmente la que está en contacto directo con el aire exterior, pasa a la atmósfera en forma de vapor. Evapotranspiración (ET): Término con el que se cuantifican, de forma conjunta, los procesos de evaporación directa de agua desde la superficie del suelo y la transpiración del vapor de agua desde la superficie de las hojas. Evapotranspiración de referencia (ETr): Es la evapotranspiración que produce una superficie extensa de hierba que cubre totalmente el suelo, con una altura de unos 10–15 centímetros, sin falta de agua y en pleno crecimiento. Con ella se evalúan las condiciones climáticas de la zona a la hora de calcular la evapotranspiración de un cultivo. Filtración profunda o percolación: Cantidad de agua que, después de haberse infiltrado en el suelo, no puede ser retenida por éste y pasa hasta zonas situadas bajo la zona de raíces. Es, por tanto, agua perdida. Germinación: Nacimiento de las plantas a partir de las semillas. Juntas: Conjuntos de piezas utilizados para la unión de tubos entre sí o de éstos con las demás piezas de la conducción. Deben tener, como mínimo, las mismas características de resistencia a las presiones interiores que los tubos que unen. Lámina aplicada: Cantidad de agua correspondiente a las necesidades brutas de riego, expresada en altura de la lámina de agua por metro cuadrado de superficie. Lavado de sales: Operación con la cual se aporta con el riego una cantidad de agua extra para disolver las sales en exceso. Se genera con ello filtración profunda que permite que las sales pasen a capas más profundas del suelo, evitando que afecten negativamente al cultivo. Lixiviación o lavado de sales: Proceso por el cual las sales del suelo se mueven con el agua de riego hacia capas profundas del suelo, quedando fuera del alcance de las raíces. Lluvia media: Intensidad de lluvia que se aplica con una instalación de riego por aspersión, suponiendo que el agua se aplica de forma uniformemente. Se expresa normalmente en mm/hora.

Manómetro: Medidor de presión. Es esencial colocarlos en distintos puntos de la instalación de riego. Marco de riego: También conocido como marco de los aspersores. Disposición que adoptan los aspersores y los ramales de riego uno respecto de los otros. Los tipos de marcos de riego empleados son en cuadrado, rectángulo y en triángulo, expresándose comúnmente de la forma 12 x12, 12 x18, etc., indicando el primer número la distancia entre aspersores y el segundo la distancia entre ramales. Motor eléctrico: Dispositivo que transforma la energía proporcionada por la corriente eléctrica en un movimiento giratorio para accionar las bombas. Motor de combustión interna: Dispositivo que transforma la energía que proporciona un motor de explosión en movimiento giratorio para accionar las bombas. Necesidades brutas de riego (Nb): Cantidad de agua que realmente ha de aplicarse en un riego como consecuencia de tener en cuenta la eficiencia de aplicación del riego y, en su caso, las necesidades de lavado. Necesidades netas de riego (Nn): Cantidad de agua que necesita el cultivo como consecuencia de la diferencia entre el agua que éste evapotranspira y la cantidad de agua aportada por la lluvia. Pérdidas de carga: Pérdidas de presión en el agua que circula en una conducción a presión, debido a rozamientos con las paredes de las tuberías, paso por conexiones, piezas singulares, etc. También se producen pérdidas de carga en conducciones ascendentes. Piezas especiales: Piezas para adaptar la red de tuberías a la forma o configuración de la parcela a regar, como codos, manguitos, tes, juntas, etc. Postura de riego: En sistemas móviles y semifijos, cada una de las posiciones en que se disponen los ramales de aspersión para regar una parcela. Presión: Fuerza que ejerce el agua sobre las paredes de una tubería y los distintos elementos que componen el sistema de riego. Pulgada: Unidad de medida anglosajona. Una pulgada equivale a 2.54 centímetros o 25.4 milímetros.

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Módulo 3: Riego por aspersión

Ramal de aspersión: Conjunto de tuberías que generalmente van unidas unas a otras mediante acoples o enganches rápidos, que deriva de la red principal o de alimentación, y donde van conectados los portaaspersores.

Tomas manométricas: Elementos que, situados en sitios estratégicos de la instalación, permiten conectar un manómetro para medir la presión a la que circula el agua por la conducción. Topografía: Relieve del terreno.

Regulador de presión: Elemento de seguridad que se instala en puntos estratégicos del sistema para mantener uniforme la presión de trabajo, y evitar sobrepresiones que puedan causar daño en alguna parte de la instalación. Sales: Formas en que se encuentran en el suelo los compuestos nutritivos para las plantas. En contacto con el agua tienden a disolverse, quedando así disponibles para ser absorbidas. Sistema de bombeo: Conjunto de elementos de la instalación que aportan la energía necesaria al sistema para suministrar el caudal de agua requerido a la presión necesaria, de tal manera que haga funcionar los emisores correctamente. Sistema de riego móvil: Aquel sistema de riego por aspersión donde todos los elementos de la instalación son móviles, es decir, se van trasladando de una zona a otra a medida que se va regando. Solape: Superficie del suelo mojada por dos o más aspersores distintos. Textura: Propiedad física del suelo con la que se refleja la proporción de partículas minerales de arena, limo y arcilla que existen en su fracción sólida. Toma o boca de riego: Elemento de conexión entre el ramal de aspersión y la tubería que lo abastece.

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Tubería de aspiración: Tubería mediante la cual se conduce el agua desde su superficie hasta el eje de la bomba. Tubería de impulsión: Aquella tubería que conduce el agua desde la bomba hasta su destino final. Tubos portaaspersores: Elementos de la red de distribución que se utilizan para unir el aspersor con el ramal de aspersión. Pueden tener distintas longitudes (0.25 – 2 m.) y diámetros. Unidad de riego: Superficie de la parcela de cultivo que se riega de una sola vez. Uniformidad de aplicación: Mayor o menor homogeneidad en la cantidad de agua que los aspersores aplican sobre el suelo. Velocidad de infiltración: Mayor o menor rapidez del agua en penetrar en la matriz sólida del suelo. Zona regable: Superficie de regadío que tiene derecho a agua y comparte una red de distribución, cuyo uso y gestión del agua está regulada por comunidades de regantes.

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

BIBLIOGRAFÍA

Ávila, R.; Cabello, A.; Ortíz, F.; Lirola, J.; Martín, A. (1996). Agua, Riego y Fertirrigación. Dirección General de Investigación y Formación Agraria. Consejería de Agricultura y Pesca. Sevilla. Castañón Lión, G. (1991). Riego por aspersión. Mundi-Prensa. Madrid. Fuentes Yagüe, J.L. (1996). Curso de riego para regantes. Secretaría General Técnica. Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación. Madrid. Fuentes Yagüe, J.L.; Cruz Roche, J. (1990). Curso Elemental de Riego. Servicio de Extensión Agraria. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Madrid. Garrido Valero, Mª S. (1996). Prácticas agrarias compatibles con el medio natural: El agua. Secretaría General Técnica. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Oyonarte N.; Fernández R.; Mateos L. (1998). (CD-Rom). Curso de Riego por Aspersión. Federación de Comunidades de Regantes de la Cuenca del Guadalquivir. Sevilla. Tarjuelo Martín-Benito, J.M. (1999). El Riego por Aspersión y su Tecnología. Mundi-Prensa. Madrid.

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Manual de Riego para Agricultores MÓDULO 3

RIEGO POR ASPERSIÓN

CUADERNO DE EJERCICIOS

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

EJERCICIOS

UNIDAD DIDÁCTICA 1. CONCEPTOS BÁSICOS DEL RIEGO A PRESIÓN (ASPERSIÓN Y LOCALIZADO)

q Ejercicio nº 1 Por la tubería principal de una instalación de riego por aspersión circula un caudal de 26 litros/segundo. Exprese dicho caudal: a) en litros/hora b) en metros cúbicos/hora Referencia: Apartado 1.2. Conceptos generales: caudal, presión y pérdidas de carga.

q Ejercicio nº 2 Un agricultor ha colocado un manómetro a la salida de una toma de riego para controlar la presión en el ramal de aspersión. En el momento en que está abriendo la toma el manómetro indica una presión de 0.45 MPa (Megapascales). ¿A cuántos kilos por centímetro cuadrado (Kg/cm2) equivale dicha presión? Referencia: Apartado 1.2. Conceptos generales: caudal, presión y pérdidas de carga.

q Ejercicio nº 3 Un instalador de una empresa de material de riegos sugiere a un agricultor que sustituya sus tuberías de aspersión de aluminio de 4 pulgadas, ya que están muy deterioradas. Como en la fábrica no disponen de tuberías nuevas de ese diámetro, el instalador le propone instalar tuberías del mismo material pero de 3 pulgadas y le asegura que ese cambio no tendrá ninguna repercusión en el funcionamiento del ramal con respecto a la situación anterior. ¿Cree que es cierto lo que afirma el instalador? Razone brevemente la respuesta. Referencia: Apartado 1.2. Conceptos generales: caudal, presión y pérdidas de carga.

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Ejercicios

q Ejercicio nº 4 Para calcular la altura manométrica total (Ht) es preciso conocer la altura por pérdidas de carga (Hp) que se originan en la instalación, ya que Ht = Ha + Hi + Hp. Suponiendo que las pérdidas de carga en un sistema de riego por aspersión son de 13 m.c.a., ¿qué valor de altura por pérdidas de carga ha de utilizarse para calcular Ht? Referencia: Apartado 1.3. Elevación del agua.

q Ejercicio nº 5 En una instalación de riego por aspersión, la diferencia de altura entre el sistema de bombeo y el punto más alto de la parcela a regar es de 35 metros. La altura de los tubos portaaspersores es de 1.2 metros y la presión de trabajo de los aspersores es de 3 “kilos”. Calcule la altura manométrica de impulsión (Hi). Referencia: Apartado 1.3. Elevación del agua.

q Ejercicio nº 6 Un agricultor va a transformar su parcela de secano a riego por aspersión. Cuenta con un pozo pero no dispone de sistema de bombeo, por lo que precisa comprar una bomba para elevar el agua. Conoce los siguientes datos: – Altura desde el nivel del agua en el pozo hasta la ubicación de la bomba (altura geométrica de aspiración, Ha): 4.5 metros. – Altura geométrica de impulsión: 86.3 metros. – Altura por presión de trabajo en los aspersores: 35 metros. – Pérdidas de carga en el sistema: 16 metros. ¿Qué altura manométrica total (Ht) deberá indicar al vendedor o instalador al comprar la bomba? Referencia: Apartado 1.3. Elevación del agua.

q Ejercicio nº 7 Un agricultor dispone de una parcela de riego por aspersión que cuenta con una bomba horizontal que capta el agua de una balsa próxima a la parcela. En cierto momento decide poner en riego una parcela contigua a la anterior y de dimensiones parecidas, en la que implanta el mismo cultivo. Para poder suministrar el agua que necesitan las dos parcelas regándose a la vez, debe cambiar la red de distribución principal y colocar tuberías de mayor diámetro además de colocar una nueva bomba igual a la anterior, ya que una sola no es capaz de proporcional todo el caudal. ¿Qué tipo de disposición o agrupamiento deben tener las dos bombas (serie o paralelo), teniendo en cuenta que no es preciso elevar el agua más de lo que se hacía antes? Razone brevemente la respuesta. Referencia: Apartado 1.5. Prestaciones de las bombas.

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Módulo 3: Riego por aspersión

q Ejercicio nº 8 Un instalador necesita saber la potencia que requiere el motor de una bomba, para suministrar un caudal de 10 litros/segundo a una altura manométrica total de 85.2 m.c.a. en una instalación fija de riego por aspersión. Consultando al fabricante, éste le indica que para el tipo de motores y bomba que desea, los rendimientos son: – Rendimiento del motor: 0.87 – Rendimiento de la bomba: 0.75 Calcule la potencia del motor en kilovatios (kW) y en caballos de vapor (CV). Referencia: Apartado 1.6. Potencia del motor que acciona una bomba.

UNIDAD DIDÁCTICA 2. FUNDAMENTOS BÁSICOS DEL RIEGO POR ASPERSIÓN. TIPOS DE SISTEMAS Y COMPONENTES

q Ejercicio nº 1 Indique cuál de los siguientes tipos de aspersores son los más usados en riego agrícola: – Aspersores de turbina sectoriales – Aspersores de impacto de baja presión sectoriales – Cañones de riego circulares – Aspersores de impacto sectoriales y circulares – Aspersores rotativos de alta presión – Aspersores de reacción de media presión Referencia: Apartado 2.4. Aspersores y distribución del agua.

q Ejercicio nº 2 Un técnico recomienda instalar un sistema de aspersión fijo en marco rectangular. El alcance de los aspersores a la presión de trabajo es de 15 metros. ¿Cuál deberá ser la separación entre aspersores de una misma tubería terciaria y entre estas tuberías? Referencia: Apartado 2.4. Aspersores y distribución del agua.

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Ejercicios

q Ejercicio nº 3 Las operaciones básicas que un agricultor realiza durante sus riegos son las siguientes: – Extiende los tubos de 6 metros formando un ramal de aspersión y conecta los tubos portaaspersores con los aspersores. – Engancha el ramal a una toma o boca de riego. – Mantiene regando esa postura durante un cierto tiempo. – Cambia las tuberías con los tubos portaaspersores y aspersores puestos hacia otra posición. – Repite todo el proceso hasta completar la parcela. ¿Qué tipo de sistema de riego por aspersión tiene este agricultor? Referencia: Apartado 2.5. Clasificación de los sistemas de aspersión. Criterios para su elección.

q Ejercicio nº 4 Un agricultor riega por aspersión con un sistema semifijo de tubería móvil. Para tener que cambiar de postura menos veces, trata de aumentar el alcance de los aspersores subiendo la presión de trabajo. Indique si esto es recomendable, razonando brevemente la respuesta. Referencia: Apartado 2.4. Aspersores y distribución del agua.

q Ejercicio nº 5 Explique brevemente la diferencia fundamental en el funcionamiento de un sistema pivote o “pívot” y un sistema de avance frontal o “ranger”. Referencia: Apartado 2.5. Clasificación de los sistemas de aspersión. Criterios para su elección.

q Ejercicio nº 6 Indique cuál de los siguientes tipos de sistemas de riego por aspersión son estacionarios y cuáles son de desplazamiento continuo: Sistema fijo permanente: Sistema móvil: Sistema lateral de avance frontal: Cañón de riego: Sistema semifijo de tubería móvil: Sistema semifijo de tubería fija: Referencia: Apartado 2.5. Clasificación de los sistemas de aspersión. Criterios para su elección.

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Módulo 3: Riego por aspersión

q Ejercicio nº 7 Una agricultora comenta con otra que en su instalación de riego por aspersión el agua se aplica muy poco uniformemente sobre el suelo, lo que según ella, hace que el cultivo se desarrolle muy desigualmente en toda la parcela. La segunda le asegura que se debe a que el suelo es arenoso y puede perderse agua por filtración profunda. ¿Cree que tiene razón? Referencia: Apartado 2.2. Ventajas e inconvenientes del riego por aspersión.

q Ejercicio nº 8 Indicar para los siguientes tipos de tuberías para riego por aspersión, uniendo con flechas, los intervalos de diámetros más frecuentes. Tipo de tubería

Diámetros más frecuentes

Tubería de aluminio

16 – 200 milímetros

Tubería de PVC

25 – 300 milímetros

Tubería de polietileno

2 – 6 pulgadas (50 – 150 milímetros)

Referencia: Apartado 2.3. Red de distribución. Piezas especiales.

UNIDAD DIDÁCTICA 3 CRITERIOS DE DISEÑO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN

q Ejercicio nº 1 Calcule el valor de evapotranspiración (ET) para un cultivo de remolacha en fase de maduración (Kc = 0.8), cuando en ese período la evapotranspiración de referencia (ETr) es de 5 milímetros/día. Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

q Ejercicio nº 2 Los valores de evapotranspiración de referencia medidos en una zona provienen de medias mensuales y son los que se indican en la tabla adjunta.

ETr

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

1.5

2.0

3.0

4.0

5.0

5.5

6.5

6.0

4.5

3.0

2.0

1.5

Indique qué valores de ETr habrá que considerar para realizar el diseño de la instalación de riego por aspersión y por qué. Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

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Ejercicios

q Ejercicio nº 3 Un agricultor pretende instalar un sistema de riego por aspersión en su parcela. Quiere cultivar la rotación judía verde y zanahoria. Calcule la evapotranspiración de diseño sabiendo la ETr y Kc para cada cultivo y mes: Judía verde Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

ETr

1.8

2.3

3.5

4.6

5.8

6.4

7.5

6.9

5.2

3.5

2.3

1.8

Kc

–

–

–

–

–

–

0.35

0.7

1.1

0.3

–

–

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

ETr

1.8

2.3

3.5

4.6

5.8

6.4

7.5

6.9

5.2

3.5

2.3

1.8

Kc

0.5

0.75

1.0

1.1

1.2

0

–

–

–

0.25

0.35

0.45

Zanahoria

Razone, además, porqué el valor que elige es la ETd. Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

q Ejercicio nº 4 Un técnico está diseñando una instalación de riego por aspersión. Sabe que la evapotranspiración de diseño es de 7 milímetros/día y estima que el sistema de aspersión semifijo a instalar tendrá una eficiencia de aplicación del 80%. ¿Cuáles serán las necesidades brutas de riego en la época de máxima demanda de agua? Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

q Ejercicio nº 5 Un agricultor tiene un sistema de aspersión fijo con los aspersores colocados en marco cuadrado 18x18 metros. Después de haber medido el caudal de varios de los aspersores de una unidad de riego, el caudal medio que aplican es de 2.185 litros/hora. ¿Cuál es la lluvia media de esa unidad de riego? Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

q Ejercicio nº 6 Una agricultora posee una parcela de riego por aspersión con un sistema semifijo de tubería móvil. Sabe que las necesidades brutas de riego que tiene que aplicar en épocas de máxima demanda de agua son 6.2 milímetros/día y que el ramal de aspersión aplica una lluvia media de 9.3 milímetros/hora. Si se riega cada 6 días, calcule: a) El tiempo de riego de cada postura en horas. b) Si son necesarias 6 posturas para regar toda la parcela, el tiempo total de riego. Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

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Módulo 3: Riego por aspersión

q Ejercicio nº 7 Calcule la superficie de suelo que riega cada aspersor en los siguientes marcos: a) Triangular, 21x18 b) Cuadrado, 12x12 c) Rectangular, 12x15 d) Cuadrado, 18x18 e) Rectangular, 15x18 Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

q Ejercicio nº 8 Un agricultor tiene un serio problema de escorrentía y erosión en su parcela de riego por aspersión, que se encuentra situada en una ladera con cierta pendiente sobre un suelo muy arcilloso. Pide consejo a un técnico y éste le indica que debe medir la lluvia media del sistema y determinar la velocidad de infiltración del suelo. ¿Cree que con estos datos podrá resolver el problema? ¿Por qué? ¿Qué solución propondría? Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

q Ejercicio nº 9 Un agricultor mide el caudal que suministran los aspersores en un ramal de aspersión. El caudal medio de todos ellos es 1.153 litros/hora, el aspersor que suministra más agua da 1.235 litros/hora y el que menos 1.030. Según estos datos, ¿se podría decir que la uniformidad que se consigue regando con ese ramal es suficiente? Referencia: Apartado 3.3. Diseño hidráulico.

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Ejercicios

UNIDAD DIDÁCTICA 4. EVALUACIÓN DE INSTALACIONES DE RIEGO POR ASPERSIÓN

q Ejercicio nº 1 En las instalaciones de riego por aspersión es recomendable realizar una evaluación recién finalizada la misma, así como durante su funcionamiento y siempre que exista la sospecha de cambios en la uniformidad de aplicación del agua. Explique por qué. Referencia: Apartado 4.1. Introducción.

q Ejercicio nº 2 Un agricultor desea medir el volumen de agua que aportan los aspersores de su instalación de riego. Para ello elige una zona representativa dentro de una unidad en la que coloca los vasos pluviométricos que recogerán el volumen de agua aplicada por seis aspersores, tal y como se indica en la figura.

Los volúmenes recogidos en los vasos son los que se muestran en la siguiente tabla: Volúmenes recogidos en los vasos (centímetros cúbicos, cm 3) 189

175

131

186

173

155

165

201

124

178

146

178

187

176

154

169

167

121

175

135

165

137

143

147

126

139

211

138

118

198

204

127

Calcule la media de los volúmenes medidos en la cuarta parte de los vasos que han recogido menos agua y la media de los volúmenes medidos en todos los vasos. Referencia: Apartado 4.3. Evaluación de la uniformidad del riego.

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Módulo 3: Riego por aspersión

q Ejercicio nº 3 Un agricultor tiene una explotación de maíz con riego por aspersión. Durante una evaluación ha seleccionado una zona representativa, en la que ha calculado la media de los volúmenes medidos en todos los vasos (Vm) y la media de la cuarta parte de los vasos que han recogido menos agua (V25%), siendo de 160 y 127 centímetros cúbicos respectivamente. Con estos datos quiere calcular el coeficiente de uniformidad de la zona evaluada. Referencia: Apartado 4.3. Evaluación de la uniformidad del riego.

q Ejercicio nº 4 Tras realizar una evaluación de la uniformidad del riego, un agricultor calcula un coeficiente de uniformidad del 68%. ¿Qué deberá hacer para detectar el motivo por el que el valor de este coeficiente es tan bajo, y en consecuencia realizar los cambios oportunos en su instalación para mejorar la calidad de sus riegos? Referencia: Apartado 4.3. Evaluación de la uniformidad del riego.

q Ejercicio nº 5 Una agricultora ha obtenido un coeficiente de uniformidad del 86% después de realizar una evaluación en su parcela de riego por aspersión. Las pérdidas por evaporación y arrastre del viento estimadas son de un 11%, y admite que se produzca un déficit de agua del 5%. ¿Qué eficiencia de aplicación deberá utilizar para programar sus riegos? Referencia: Apartado 4.5. Eficiencia de aplicación óptima del sistema de riego.

q Ejercicio nº 6 Un agricultor ha calculado el CUzona en su instalación de riego por aspersión, siendo del 83%. Además, ha medido la presión en varios aspersores de la unidad que está evaluando. La presión mínima de las medidas (Pmin) es de 2.5 Kg/cm2 y la media de las presiones medidas (Pm) es de 3.4 Kg/cm2. Calcule con estos datos el coeficiente de uniformidad de la unidad de riego (CU). NOTA: Para corregir CUzona y poder determinar CU de la unidad de riego teniendo en cuenta las presiones medidas en varios aspersores de ésta, es preciso emplear la expresión:

en la que Pmin es el mínimo valor de presión medido y Pm es la media de las presiones medidas en todos los aspersores. Referencia: Apartado 4.3. Evaluación de la uniformidad del riego (Ampliación).

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Ejercicios

q Ejercicio nº 7 Un agricultor que está realizando la evaluación de su instalación de riego por aspersión quiere calcular el caudal de los aspersores de la zona evaluada. Para ello mide el tiempo que cada aspersor tarda en llenar un bidón de 15 litros. Si un aspersor tarda 36 segundos en llenar el bidón, ¿cuál es el caudal de ese aspersor en litros/minuto? Referencia: Apartado 4.4. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre (Ampliación).

q Ejercicio nº 8 Un agricultor está evaluando una zona con seis aspersores dispuestos como se indica en la figura. Los caudales que aplican cada uno de ellos también aparecen indicados, así como la parte de superficie de la zona evaluada que riegan. ¿Cuál es el caudal aplicado conjuntamente por todos los aspersores sobre la zona de evaluación?

Referencia: Apartado 4.4. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre (Ampliación).

Aspersor 1 Q(1) = 18.75 L/min

Aspersor 2 Q(2) = 21.5 L/min

Aspersor 3 Q(3) = 19.6 L/min

1

2

3

4

5

6

Aspersor 4 Q(4) = 22.7 L/min

Aspersor 5 Q(5) = 19.7 L/min

Aspersor 6 Q(6) = 20.8 L/min

q Ejercicio nº 9 Para realizar una evaluación se emplean 6 aspersores repartidos en dos ramales de aspersión. El marco de riego es 12x12 metros, el caudal aplicado por ellos en la zona donde se situaron los vasos fue 41.06 litros/minuto y el tiempo durante el que se estuvieron llenando los vasos de 112 minutos. Con estos datos un agricultor quiere calcular la lámina de agua aplicada. Referencia: Apartado 4.4. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre (Ampliación).

q Ejercicio nº 10 En una evaluación de riego por aspersión se utilizan unos vasos pluviométricos con un diámetro de 13 centímetros. La media de volumen de agua medido en todos ellos es de 167 centímetros cúbicos. Calcule la lámina de agua recogida en los vasos. Referencia: Apartado 4.4. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre (Ampliación).

q Ejercicio nº 11 Para realizar la programación de los riegos, un técnico necesita calcular las pérdidas por evaporación y arrastre. Previamente ha calculado la lámina de agua aplicada por los aspersores (La), y la lámina de agua recogida por los vasos (Lp), siendo los valores obtenidos La = 12.76 mm y Lp = 10.85 mm. ¿Cuáles serán las pérdidas por evaporación y arrastre? Referencia: Apartado 4.4. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre (Ampliación).

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Módulo 3: Riego por aspersión

UNIDAD DIDÁCTICA 5. MEJORA DEL MANEJO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN

q Ejercicio nº 1 Un agricultor riega su parcela con dos ramales de aspersión, dotados cada uno de ellos con 12 aspersores, que cambia 4 veces de postura. Antes de comenzar la campaña de riegos revisa los aspersores y observa que tiene 32 aspersores de tres modelos diferentes, 13 del modelo A, 15 del B y 14 del C. ¿Debería mezclarlos todos ellos en cada ramal para que el riego fuera lo más parecido en ambos ramales? Razone brevemente la respuesta. Referencia: Apartado 5.2. Mantenimiento y reposición de los componentes del sistema.

q Ejercicio nº 2 Durante la campaña de riegos un agricultor observa que dos de los aspersores del centro de la parcela se atascan con frecuencia y dejan de regar. En la casa de suministros no le pueden facilitar aspersores, ni aún parecidos a los que tiene instalados, sin embargo está obligado a regar. ¿Qué le propondría hacer para poder controlar los aspersores defectuosos mejor, mientras los cambia por unos nuevos? Referencia: Apartado 5.2. Mantenimiento y reposición de componentes del sistema.

q Ejercicio nº 3 En un sistema de riego por aspersión fijo temporal, al inicio de la campaña los tubos portaaspersores se encuentran colocados correctamente y verticales. Sin embargo, a medida que se suceden los riegos algunos se inclinan, la conexión a la tubería es defectuosa y riegan mal. ¿Qué solución propondría para evitar que ocurriera lo mismo en el futuro? Referencia: Apartado 5.2.Mantenimiento y reposición de componentes del sistema.

q Ejercicio nº 4 Conocer la presión de trabajo de los aspersores y comprobar que éstos funcionan a una presión próxima a ella es fundamental. Con ello se garantizará un buen funcionamiento de los aspersores y una adecuada uniformidad de aplicación. Indique con qué elemento se suele medir la presión en los aspersores y qué posición debe ocupar el aspersor al que se compruebe la presión de trabajo. Referencia: Apartado 5.3. Manejo durante el riego.

98

Ejercicios

q Ejercicio nº 5 Una forma de comprobar la presión de trabajo de los aspersores es midiendo la presión a la salida de la toma o boca de riego, pero debe tenerse en cuenta la pérdida de carga en el sistema de distribución hasta que llega a los aspersores. Si en un caso determinado se desea que los aspersores trabajen a una presión de 2.5 kilos, ¿cuál deberá ser la presión medida a la salida de la toma de riego? Referencia: Apartado 5.3. Manejo durante el riego.

q Ejercicio nº 6 Indique alguna medida que puede tomarse para regar por aspersión cuando la velocidad del viento es moderada o fuerte. ¿Debe suspenderse el riego si el viento es excesivo? Referencia: Apartado 5.3. Manejo durante el riego.

q Ejercicio nº 7 Un agricultor tiene un sistema de riego por aspersión semifijo de tubería móvil, y cambia de postura 7 veces el ramal de aspersión para regar completamente la parcela. Desea automatizar su sistema ya que en ocasiones, y por distintos motivos, no ha podido cerrar la toma de riego y ciertas posturas han permanecido regando tiempos excesivos y además desiguales. Indique qué elementos son necesarios para automatizar este sistema y qué objeto tienen cada uno. Referencia: Apartado 5.3. Manejo durante el riego.

UNIDAD DIDÁCTICA 6. REDES COLECTIVAS DE RIEGO A PRESIÓN (ASPERSIÓN Y LOCALIZADO)

q Ejercicio nº 1 Indique brevemente en qué consiste una red colectiva a la demanda de riego a presión. Referencia: Apartado 6.1. Introducción.

q Ejercicio nº 2 Una red colectiva a presión se fundamenta en que el agricultor recibe directamente en su parcela el agua con presión. ¿Cuáles son las dos formas más usuales de mantener la presión del agua en una red colectiva? Referencia: Apartado 6.2. Descripción de las redes colectivas.

99

Módulo 3: Riego por aspersión

q Ejercicio nº 3 La superficie que engloba un conjunto de parcelas se denomina agrupación, y en el puesto de control se controla y regula el uso del agua en cada una de las agrupaciones. El lugar donde uno o varios regantes toman agua para regar se denomina acometida. ¿Quién es, generalmente, el organismo o persona que controla ambos lugares? Referencia: Apartado 6.2. Descripción de las redes colectivas.

q Ejercicio nº 4 Cuando la estructura parcelaria de una red de riego es compleja, suele ser habitual disponer acometidas colectivas de las que se surte más de un regante. ¿Cómo se distribuye y controla el uso del agua en ellas? Referencia: Apartado 6.2. Descripción de las redes colectivas.

q Ejercicio nº 5 ¿Cuál es el motivo por el que siempre es preciso instalar una válvula de apertura o cierre en el puesto de control de agrupación? Referencia: Apartado 6.3. Elementos de medida y control en las redes colectivas a presión.

q Ejercicio nº 6 Explicar brevemente la utilidad de un limitador de caudal en el puesto de control de agrupación. Referencia: Apartado 6.3. Elementos de medida y control en las redes colectivas a presión.

100

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 3: Riego por aspersión

SOLUCIONES

UNIDAD DIDÁCTICA 1. CONCEPTOS BÁSICOS DEL RIEGO A PRESIÓN (ASPERSIÓN Y LOCALIZADO)

q Ejercicio nº 1 Para cambiar de unidades simplemente ha de multiplicar y/o dividir por los valores indicados en la Unidad Didáctica 1 del Módulo 3. a) Para pasar de litros/segundo a litros/hora sólo hay que multiplicar por 3.600:

litros litros 26 ––––––––––– x 3.600 = 93.600 –––––––––––– segundo hora

b) Para pasar de litros/segundo a m3/hora basta multiplicar por 3.6:

litros m3 26 –––––––––––––– x 3.6 = 93.6 ––––––––– segundo hora

Referencia: Apartado 1.2. Conceptos generales: caudal, presión y pérdidas de carga.

q Ejercicio nº 2 La relación entre ambas unidades es muy simple: 0.1 MPa es igual a 1 Kg/cm2 con lo que para pasar de MPa a Kg/cm2 sólo hay que multiplicar por 10: 0.45 MPa x 10 = 4.5 Kg/cm2

Referencia: Apartado 1.2. Conceptos generales: caudal, presión y pérdidas de carga.

101

Módulo 3: Riego por aspersión

q Ejercicio nº 3 No es cierto, ya que para las mismas condiciones (caudal, presión, material, etc.), cuanto menor sea el diámetro de las tuberías mayor será la pérdida de carga ocasionada. En consecuencia, la presión a lo largo del ramal será menor que antes y es posible que los aspersores no trabajen correctamente. Referencia: Apartado 1.2. Conceptos generales: caudal, presión y pérdidas de carga.

q Ejercicio nº 4 Por razones de seguridad, las pérdidas de carga se suelen incrementar un 20%, lo que se hace multiplicándolas por 1.2. De esta forma, la altura por pérdidas de carga a utilizar para el cálculo de Ht será: 13 x 1.2 = 15.6 m.c.a.

Referencia: Apartado 1.3. Elevación del agua.

q Ejercicio nº 5 La altura manométrica de impulsión es la suma del desnivel máximo con respecto al sistema de bombeo, de la altura de los tubos de aspersión y de la altura que equivale a la presión en los aspersores. La presión de trabajo en metros de columna de agua (m.c.a.), se calcula multiplicando la presión en “kilos” por 10, es decir, 3 x 10 = 30 m.c.a. Así, Hi = 35 + 1.2 + 30 = 66.2 m.c.a.

Referencia: Apartado 1.3. Elevación del agua.

q Ejercicio nº 6 La altura manométrica total es la suma de la altura geométrica de aspiración (Ha), la altura manométrica de impulsión (Hi) y la altura por pérdidas de carga (Hp): Ht = Ha + Hi + Hp

La altura manométrica de impulsión es a su vez la suma de la altura geométrica de impulsión y de la altura de presión en los aspersores, es decir: Hi= 86.3 + 35 = 121.3

La altura por perdidas de carga se calculan incrementando las pérdidas en un 20%, o sea: Hp = 16 x 1.2 = 19.2

Por lo que finalmente, Ht = 4.5 + 121.3 + 19.2 = 145 m.c.a.

Referencia: Apartado 1.3. Elevación del agua.

102

Soluciones

q Ejercicio nº 7 La disposición más adecuada sería de bombas trabajando en paralelo, ya que el caudal que proporcionan es la suma de los que suministran por separado, que es lo que pretende el agricultor. Cuando trabajan en paralelo, la altura manométrica es la misma que cuando trabaja una de ellas en solitario, pero ya se indica en el enunciado que no se requiere mayor altura manométrica total. Referencia: Apartado 1.5. Prestaciones de las bombas.

q Ejercicio nº 8 La potencia necesaria se calcula de forma muy simple aplicando las siguientes expresiones: a) Potencia en kilovatios (kW):

Caudal (L/s) x Alt. manométrica total (Ht) (metros) 10 x 85.2 P = 0.0098 x ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = 0.0098 x –––––––––––––––– = 12.8 kw Rendimiento bomba x Rendimiento motor 0.75 x 0.87

b) Potencia en caballos de vapor (CV):

Caudal (L/s) x Alt. manométrica total (Ht) (metros) 10 x 85.2 P = ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = ––––––––––––––––––– = 17.4 CV 75 x Rendimiento bomba x Rendimiento motor 75 x 0.75 x 0.87

Aunque la potencia se exprese en kilovatios o caballos de vapor, siempre ha de elegirse el motor que suministre potencia por exceso respecto de la calculada. Referencia: Apartado 1.6. Potencia del motor que acciona una bomba.

UNIDAD DIDÁCTICA 2. FUNDAMENTOS BÁSICOS DEL RIEGO POR ASPERSIÓN. TIPOS DE SISTEMAS Y COMPONENTES

q Ejercicio nº 1 Aspersores de impacto sectoriales y circulares. Referencia: Apartado 2.4. Aspersores y distribución del agua.

103

Módulo 3: Riego por aspersión

q Ejercicio nº 2 En marco rectangular se recomienda que la distancia entre aspersores y entre ramales sea del 60% del diámetro que mojan los aspersores. Como el alcance es de 15 metros, el diámetro mojado es de 30 metros. De esta forma, la separación recomendada será: 30 x 0.6 = 18 metros

tanto entre aspersores como entre ramales. Referencia: Apartado 2.4. Aspersores y distribución del agua.

q Ejercicio nº 3 Un sistema de aspersión semifijo de tubería móvil. Referencia: Apartado 2.5. Clasificación de los sistemas de aspersión. Criterios para su elección.

q Ejercicio nº 4 No es recomendable puesto que aumentando la presión las gotas de agua pueden pulverizarse demasiado, aunque se pueda lograr un mayor alcance. La pulverización excesiva supone que la aplicación del agua sea deficiente y afecte tanto a la uniformidad del riego como a la productividad del cultivo. Referencia: Apartado 2.4. Aspersores y distribución del agua.

q Ejercicio nº 5 Ambos son sistemas autopropulsados de riego por aspersión y constan de un ala de riego, dotada de aspersores y difusores, que recibe agua y corriente eléctrica por un extremo. La diferencia es que el “pívot” tiene un extremo fijo y riega una superficie circular, mientras que el “ranger” desplaza toda el ala de riego frontalmente, regando una superficie rectangular. Referencia: Apartado 2.5. Clasificación de los sistemas de aspersión. Criterios para su elección.

q Ejercicio nº 6 Sistema fijo permanente: Estacionario. Sistema móvil: Estacionario. Sistema lateral de avance frontal: Desplazamiento continuo. Cañón de riego: Desplazamiento continuo. Sistema semifijo de tubería móvil: Estacionario.

104

Soluciones

Sistema semifijo de tubería fija: Estacionario. Referencia: Apartado 2.5. Clasificación de los sistemas de aspersión. Criterios para su elección.

q Ejercicio nº 7 No tiene razón. En riego por aspersión la uniformidad con que el agua se aplica al suelo no depende de las características físicas de éste, sino de las condiciones climáticas. Si los aspersores trabajan correctamente, el chorro de agua puede verse afectado por el viento y evaporación y su aplicación ser defectuosa. Referencia: Apartado 2.2. Ventajas e inconvenientes del riego por aspersión.

q Ejercicio nº 8 Tipo de tubería

Diámetros más frecuentes

Tubería de aluminio

16 – 200 milímetros

Tubería de PVC

25 – 300 milímetros

Tubería de polietileno

2 – 6 pulgadas (50 – 150 milímetros)

Referencia: Apartado 2.3. Red de distribución. Piezas especiales.

UNIDAD DIDÁCTICA 3. CRITERIOS DE DISEÑO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN

q Ejercicio nº 1 La evapotranspiración se calcula simplemente multiplicando la de referencia por el coeficiente de cultivo, Kc. Así,

ET = ETr x Kc = 5 x 0.8 = 4 milímetros/día

Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

105

Módulo 3: Riego por aspersión

q Ejercicio nº 2 Cuando los valores de ETr provienen de medias mensuales, lo que es el caso del ejercicio, la evapotranspiración de referencia que se utiliza para el diseño es la resultante de multiplicar ETr por 1.15. De esta forma se tienen en cuenta las posibles variaciones en la climatología de la zona. Por ejemplo, para el caso de enero, ETr será 1.5 x 1.15 = 1.725 ≈ 1.8. Se calcularía igual para el resto de los meses. Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

1.8

2.3

3.5

4.6

5.8

6.4

7.5

6.9

5.2

3.5

2.3

1.8

ETr

Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

q Ejercicio nº 3 Para cada cultivo y mes se calcula la ET multiplicando ETr por Kc. Judía verde Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

ETr

1.8

2.3

3.5

4.6

5.8

6.4

7.5

6.9

5.2

3.5

2.3

1.8

Kc

–

–

–

–

–

–

0.35

0.7

1.1

0.3

–

–

ET

0

0

0

0

0

0

2.7

4.9

5.8

1.1

0

0

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

ETr

1.8

2.3

3.5

4.6

5.8

6.4

7.5

6.9

5.2

3.5

2.3

1.8

Kc

0.5

0.75

1.0

1.1

1.2

0

–

–

–

0.25

0.35

0.45

ET

0.9

1.8

3.5

5.1

7.0

0

0

0

0

0.9

0.8

0.8

Zanahoria

Como se puede observar en las filas que corresponden a la ET, el máximo valor de necesidades de agua corresponde al cultivo de zanahoria durante el mes de mayo con 7 milímetros/día. Por ello, cuando se diseñe la instalación se usará ese dato como cantidad de agua que ésta tendrá que suministrar en épocas de máximas necesidades. Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

106

Soluciones

q Ejercicio nº 4 Las necesidades brutas se calculan muy fácilmente empleando la siguiente expresión:

Necesidades netas de riego Necesidades brutas de riego ––––––––––––––––––––––––––––––––– x 100 Eficiencia de aplicación

Como han de aplicarse 7 milímetros/día en época de máxima demanda (necesidades netas en dicho periodo), y la eficiencia de aplicación es del 80%,

7 Necesidades brutas de riego (máximas) = ––––––– x 100 = 8.75 milímetros/día 80

Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

q Ejercicio nº 5 La lluvia media es la lámina de agua que aplican los aspersores en un tiempo determinado y se mide como la altura de agua por hora. Para calcularla sólo es preciso aplicar la fórmula:

Caudal (litros/hora) Lluvia media (mm/h) = ––––––––––––––––––––––––––––––––––– Superficie (metros cuadrados)

El caudal ya se conoce (2.185 litros/hora). Basta saber la superficie que riega cada aspersor, que se calcula multiplicando la distancia entre aspersores por la distancia entre ramales, en este caso 18 metros para ambos.

Superficie = 18 x 18 = 324 metros cuadrados

De esta forma,

2.185 Lluvia media (mm/h) = –––––––––––– = 6.74 mm/h 324

Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

107

Módulo 3: Riego por aspersión

q Ejercicio nº 6 a) El tiempo de riego de cada postura se calcula dividiendo las necesidades brutas entre la lluvia media. Las necesidades brutas serán las que se acumulen durante los 6 días entre riegos consecutivos: Necesidades brutas = 6.2 x 6 = 37.2 milímetros

Necesidades brutas de riego (milímetros) 37.2 Tiempo de riego (horas) = –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = ––––––––––– 4 horas Lluvia media (milímetros/hora) 9.3

b) Si el tiempo de riego de una postura es de 4 horas, el de 6 posturas consecutivas será:

4 x 6 = 24 horas

Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

q Ejercicio nº 7 La superficie que riega un aspersor se calcula multiplicando la distancia entre aspersores (el primer dato en la indicación del marco) por la distancia entre ramales (el segundo dato): a) Triangular, 21 x 18: Superficie = 21 x 18 = 378 metros cuadrados b) Cuadrado, 12 x 12: Superficie = 12 x 12 = 144 metros cuadrados c) Rectangular, 12 x 15: Superficie = 12 x 15 = 180 metros cuadrados d) Cuadrado, 18 x 18: Superficie = 18 x 18 = 324 metros cuadrados e) Rectangular, 15 x 18: Superficie = 15 x 18 = 270 metros cuadrados Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

q Ejercicio nº 8 Posiblemente podrá aportar una solución simple. El problema se basa en que el suelo arcilloso infiltra el agua muy lentamente, de forma que la lluvia que aplica el sistema mientras se riega es mayor que esa capacidad del suelo para infiltrar el agua. Así, a medida que discurre el riego, el agua que aplican los aspersores se va acumulando sobre el suelo y, debido a la pendiente del terreno, escurre ladera abajo erosionando el suelo. Una solución consiste en aplicar una menor intensidad de lluvia, siempre menor que la velocidad de infiltración del suelo, de forma que se garantice que toda el agua que cae se infiltra. Por el contrario habría que regar durante más tiempo para aplicar la cantidad de agua necesaria. Referencia: Apartado 3.2. Diseño agronómico.

108

Soluciones

q Ejercicio nº 9 Se considera que la uniformidad del riego es buena o suficiente cuando la diferencia entre el caudal del aspersor que más agua proporciona y el que menos es menor del 10% de la media. La diferencia entre el que más y menos agua da es: caudal máximo – caudal mínimo = 1.235 – 1.030 = 205 litros /hora

La diferencia máxima admitida es:

10 10 Caudal medio x ––––––––– = 1.153 x –––––––––– = 115.3 litros/hora 100 100

Como la diferencia real es 205, mayor que la admitida, 115.3, se puede considerar que el ramal no aplica el agua con una uniformidad aceptable. Referencia: Apartado 3.3. Diseño hidráulico.

UNIDAD DIDÁCTICA 4. EVALUACIÓN DE INSTALACIONES DE RIEGO POR ASPERSIÓN

q Ejercicio nº 1 Porque la evaluación de las instalaciones de riego por aspersión permite saber si dichas instalaciones y el manejo que se hace de ellas son los adecuados para aplicar los riegos eficazmente, es decir, detectan si se satisfacen las necesidades del cultivo para que las producciones sean máximas al mismo tiempo que se minimizan las pérdidas de agua, objetivos prioritarios del riego. Referencia: Apartado 4.1. Introducción.

q Ejercicio nº 2 La media de los volúmenes medidos en la cuarta parte de los vasos que han recogido menos agua (los 8 que destacan en la tabla) es: 124 + 126 + 121 + 131 + 135 + 118 + 137 + 127 V25% ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = 127.37 centímetros cúbicos 8

La media de los volúmenes medidos en todos los vasos es: Vm = 160.4 centímetros cúbicos

Referencia: Apartado 4.3. Evaluación de la uniformidad del riego.

109

Módulo 3: Riego por aspersión

q Ejercicio nº 3 Se trata solamente de emplear la expresión:

Volumen medio de la cuarta parte de los vasos con menos agua V25% CUzona = 100 x –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = 100 x –––––––– Volumen medio de todos los vasos Vm

sabiendo los valores de V25% y de Vm. V25%

137

CUzona = 100 x –––––––––––– = 100 x –––––––––– = 85.6% Vm 160

Referencia: Apartado 4.3. Evaluación de la uniformidad del riego.

q Ejercicio nº 4 Cuando el valor del coeficiente calculado para medir la uniformidad del riego, en este caso CUzona, sea menor del 75%, el agricultor deberá acudir a personal cualificado para que realice una evaluación más completa de su instalación y le asesore para mejorar la uniformidad. Referencia: Apartado 4.3. Evaluación de la uniformidad del riego.

q Ejercicio nº 5 Si se supone que en sus riegos no se produce escorrentía, la eficiencia de aplicación se calcula como: Eficiencia de aplicación = 100 – filtración profunda – evaporación y arrastre Las pérdidas por evaporación y arrastre son conocidas, pero es preciso estimar las pérdidas por filtración profunda. Según la tabla que relaciona el coeficiente de uniformidad, el déficit y la filtración profunda, para un CU del 86% y un déficit del 5%, el valor de la filtración profunda estará entre el 5 y el 2%, pero más próximo a 5 que a 2, es decir, un 4%. Filtración profunda (%) Déficit (%) 75

80

85

90

95

0

32

25

19

13

6

5

13

9

5

2

–

10

6

2

1

–

–

15

3

1

–

–

–

20

1

–

–

–

–

De esta forma,

110

CU (%)

Soluciones

Eficiencia de aplicación = 100 – filtración profunda – evaporación y arrastre = 100 – 4 – 11 = 85%

Referencia: Apartado 4.5. Eficiencia de aplicación óptima del sistema de riego.

q Ejercicio nº 6 El coeficiente de uniformidad de la unidad de riego se calcula conociendo el coeficiente de uniformidad de la zona evaluada y teniendo en cuenta las presiones medidas en los aspersores:

2.5 3.4 83

0.85

83

= 74.1 %

Referencia: Apartado 4.3. Evaluación de la uniformidad del riego (Ampliación).

q Ejercicio nº 7 Para calcular el caudal (en litros/minuto) que aplica un aspersor sólo es preciso conocer el volumen del bidón (litros) con el que se realiza la medida, medir el tiempo (segundos) que tarda en llenarse el bidón y aplicar la expresión: Volumen de llenado del bidón 15 x 60 Caudal del aspersor = ––––––––––––––––––––––––––––––– x 60 = –––––––––– = 25 litros/minuto Tiempo en llenar el bidón 36

Referencia: Apartado 4.4. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre (Ampliación).

q Ejercicio nº 8 Hay que tener en cuenta que si se toman seis aspersores dispuestos como en la figura, la cuarta parte del agua de los aspersores de las esquinas y la mitad de los otros dos cae en la zona evaluada. Según esta configuración, el caudal aplicado por el conjunto de los aspersores será: 18.75 21.5 19.6 22.7 19.7 20.8 Caudal aplicado = ––––––– + ––––––– + ––––––– + ––––––– + ––––––– + ––––––– = 41.06 litros/minuto 4

2

4

4

2

4

Referencia: Apartado 4.4. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre (Ampliación).

111

Módulo 3: Riego por aspersión

q Ejercicio nº 9 La lámina aplicada por los aspersores sobre la zona a evaluar se calcula: Caudal aplicado (litros/min) Lámina de agua aplicada (La, mm) = –––––––––––––––––––––––––––– x Tiempo de evaluación (min) Superficie evaluada (m2)

La superficie de la zona evaluada es = 15 x 12 x 2 = 360 m2, de manera que finalmente

41.06 Lámina de agua aplicada (La) = –––––––––– x 112 = 12.76 litros/m2 = 12.76 milímetros 360

Referencia: Apartado 4.4. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre (Ampliación).

q Ejercicio nº 10 La lámina de agua recogida en los vasos se calcula utilizando la expresión:

Volumen medio recogido (cm3) Lámina de agua recogida en los vasos = ––––––––––––––––––––––––––––––––– x 10 Área de los vasos (cm2)

El área de la embocadura de los vasos es: 2

Área (cm2) = 0.785 x (14) = 153.86 cm 2

Por lo que la lámina recogida es:

167 Lámina de agua recogida en los vasos = ––––––––––– x 10 = 10.85 mm 153.86

Referencia: Apartado 4.4. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre (Ampliación).

q Ejercicio nº 11 Las pérdidas por evaporación y arrastre del viento representan aquella cantidad de agua que ha sido aplicada por los aspersores pero que no ha llegado a caer sobre el suelo, siendo por tanto agua que no utiliza el cultivo. Se calculan usando la fórmula:

112

Soluciones

Lámina aplicada – Lámina recogida Pérdidas por evaporación y arrastre = ––––––––––––––––––––––––––––––––––– x 100 Lámina aplicada

Como es lógico, la lámina aplicada debe ser siempre mayor que la recogida. Si en este caso la aplicada fue de 12.76 mm y la recogida de 10.85 mm, las pérdidas fueron:

12.76 – 10.85 ~ 15% Pérdidas por evaporación y arrastre = ––––––––––––––––– x 100 = 14.96% = 12.76

Referencia: Apartado 4.4. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre (Ampliación).

UNIDAD DIDÁCTICA 5. MEJORA DEL MANEJO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN

q Ejercicio nº 1 Si cuenta con aspersores suficientes, como es el caso, debe instalar siempre aspersores iguales en un ramal de aspersión. Si los mezcla, las zonas regadas dentro de un ramal pueden ser distintas, con lo que el solape y la cantidad de agua puede no ser homogénea y el cultivo podrá desarrollarse de manera desigual. Si los coloca iguales en cada ramal, se asegura que el marco, el solape y el tiempo de riego son los adecuados para aplicar la cantidad de agua necesaria. Referencia: Apartado 5.2. Mantenimiento y reposición de los componentes del sistema.

q Ejercicio nº 2 Una solución muy simple pero efectiva es cambiarlos por aspersores en buen estado que se encuentren cerca de las lindes o caminos, de forma que se pueda llegar a ellos rápida y fácilmente. De esta manera se verán mejor y se podrá actuar con rapidez si dejan de regar. Referencia: Apartado 5.2. Mantenimiento y reposición de componentes del sistema.

q Ejercicio nº 3 Una práctica muy sencilla y efectiva es colocar estabilizadores en las tuberías o bien trípodes en los tubos portaaspersores. Así, se evitará que se inclinen por efecto del viento o de la presión del agua durante el riego. Referencia: Apartado 5.2. Mantenimiento y reposición de componentes del sistema.

113

Módulo 3: Riego por aspersión

q Ejercicio nº 4 Lo más adecuado es utilizar manómetros con “tubo de pitot” o de aguja (sin la aguja) aplicados a la boquilla o boquillas de los aspersores. Se debe medir la presión en un aspersor colocado en la mitad del ramal de aspersión, y en el ramal de aspersión que riegue la zona central de la parcela. Referencia: Apartado 5.3. Manejo durante el riego.

q Ejercicio nº 5 Para considerar las pérdidas de carga en la red, la presión a la salida de la toma deberá ser un 15% mayor que la que se desea en los aspersores:

Presión en la toma de riego = Presión de trabajo x 1.15 = 2.5 x 1.15 = 2.9 kilos (aproximadamente)

Referencia: Apartado 5.3. Manejo durante el riego.

q Ejercicio nº 6 Algunas medidas a tomar son: – Regar durante la noche – Seleccionar una presión de trabajo un poco menor que la recomendada – Reducir el marco de riego Si el viento es excesivo o no se pueden adoptar otras medidas, es mejor no regar ya que de lo contrario el riego estaría totalmente descontrolado. Referencia: Apartado 5.3. Manejo durante el riego.

q Ejercicio nº 7 El automatismo podría ser tan simple como instalar una válvula hidráulica entre la toma o boca de riego y el ramal de aspersión, de manera que ésta abra o cierre el paso del agua cuando un programador se lo indique. El programador puede ir instalado junto a la válvula, y sólo necesita que se introduzca mediante un teclado el tiempo en el que debe abrir la válvula y el momento en que se pretende cortar el riego. Referencia: Apartado 5.3. Manejo durante el riego.

114

Soluciones

UNIDAD DIDÁCTICA 6. REDES COLECTIVAS DE RIEGO A PRESIÓN (ASPERSIÓN Y LOCALIZADO)

q Ejercicio nº 1 Se trata de un sistema de organización con el que se suministra, distribuye y gestiona el agua de riego a un conjunto de regantes. En una red colectiva a la demanda de riego a presión, cada usuario puede abrir el paso de agua cuando desee manejándola según sus necesidades. Además, el agua estará dotada de la presión suficiente para hacer funcionar correctamente cualquiera de las instalaciones que pertenezcan a la colectividad. Referencia: Apartado 6.1. Introducción.

q Ejercicio nº 2 Lo más habitual es: – Contar con un sistema de bombeo instalado en la estación de bombeo de la zona regable. Las bombas suministrarán al agua la presión deseada. – Utilizar un depósito de almacenamiento, colocado en un emplazamiento suficientemente elevado, para que el agua adquiera presión por diferencia de altura entre éste y las parcelas a regar. Referencia: Apartado 6.2. Descripción de las redes colectivas.

q Ejercicio nº 3 El puesto de control de agrupación es siempre controlado por la comunidad de regantes. Por el contrario, lo habitual es que cada agricultor instale su acometida y sea él mismo quien la controle. Referencia: Apartado 6.2. Descripción de las redes colectivas.

q Ejercicio nº 4 En este tipo de casos, lo más usual es que se establezcan una serie de turnos entre los agricultores y agricultoras que tomen el agua de esa acometida. Además, cada regante debe realizar la instalación necesaria para llevar el agua desde la acometida hasta su parcela. El uso de contadores particulares permite comprobar que la suma de los volúmenes de agua que cada uno de los regantes dice haber consumido es igual a la que indica el contador de acometida. Referencia: Apartado 6.2. Descripción de las redes colectivas.

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Módulo 3: Riego por aspersión

q Ejercicio nº 5 Con la válvula de apertura y cierre se puede aislar la agrupación del resto de la red de distribución para el caso en que exista alguna avería, sea necesario cambiar algún elemento de medida, etc. Referencia: Apartado 6.3. Elementos de medida y control en las redes colectivas a presión.

q Ejercicio nº 6 La red de distribución dentro de la agrupación está diseñada y calculada para unos consumos de agua determinados, lo que condiciona los diámetros de las tuberías. Es preciso, por tanto, colocar un limitador que permita pasar un caudal máximo que es precisamente el que puede soportar la red, evitando así roturas en tuberías y otros problemas derivados. Referencia: Apartado 6.3. Elementos de medida y control en las redes colectivas a presión.

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Manual de Riego para Agricultores Módulo 4: Riego Localizado Manual y Ejercicios

Sevilla, 2010

Manual de riego para agricultores: módulo 4. Riego localizado: manual y ejercicios / Rafael Fernández Gómez... [et al.]. - - Sevilla: Junta de Andalucía. Consejería de Agricultura y Pesca, 2010 154 p. : il. ; 30 cm. - - (Agricultura. Formación). Glosario y autoevaluaciones. Bibliografía. D.L. SE-1682-2010 ISBN 84-8474-135-4 Riego localizado. Fernández Gómez, Rafael. Andalucía. Consejería de Agricultura y Pesca. Riego localizado. Manual y ejercicios. Agricultura (Andalucía. Consejería de Agricultura y Pesca). Formación. 631.67(035)

Agradecimientos Cuando se abordó la elaboración de este material didáctico para la formación del regante, buscamos reunir la claridad y sencillez con el necesario rigor, de forma que el resultado fuera mucho más que un recetario de aplicación dudosa en circunstancias variables. Con este fin, se hacía precisa la colaboración con universidades y centros públicos de investigación con amplia experiencia en la ciencia y técnica del riego, además de los propios de la Consejería de Agricultura y Pesca. En este ámbito se enmarcan los acuerdos con la Unidad Docente de Hidráulica y Riegos de la Universidad de Córdoba y el Instituto de Agricultura Sostenible de Córdoba (C.S.I.C). También ha realizado aportaciones Luciano Mateos Iñiguez (C.S.I.C.). Estos acuerdos son continuación de la colaboración permanente entre la Empresa Pública para el Desarrollo Agrario y Pesquero de Andalucía y los centros de producción científica. A las personas y entidades mencionadas queremos agradecer su aportación. Además, se ha contado también con la colaboración de empresas fuertemente implantadas en la agricultura de riego. AQUASYSTEM, S.A.; AZUD, S.A.; FERTIBERIA, S.L.; IRRIMÓN-MONDRAGÓN, S.A.; JIMTEN, S.A.; PLASTIMER, S.A.; TECNIRRIEGOS, S.A.; URALITA, S.T.

MANUAL DE RIEGO PARA AGRICULTORES Módulo 4. Riego Localizado. © Edita: Junta de Andalucía. Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera Consejería de Agricultura y Pesca Publica: Secretaría General Técnica. Servicio de Publicaciones y Divulgación. Autores: Rafael Fernández Gómez, Mª del Carmen Yruela Morillo, Mercedes Milla Milla, Juan P. García Bernal, Nicolás A. Oyonarte Gutiérrez. Empresa Pública para el Desarrollo Agrario y Pesquero de Andalucía S.A. Ricardo Ávila Alabarces, Pedro Gavilán Zafra. Consejería de Agricultura y Pesca. I.F.A.P.A. Serie (Agricultura: formación) Depósito Legal: SE-1682-2010 I.S.B.N: 84-8474-135-4 Reimpresión: Ideas, Exclusivas y Publicidad, S. L.

ÍNDICE

Unidad Didáctica 1. PRINCIPIOS Y TIPOS DE RIEGO LOCALIZADO 1.1 Introducción

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1.2 Descripción general del método de riego

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1.3 El bulbo húmedo. Manejo del bulbo en condiciones de salinidad 1.4 Tipos de sistemas de riego localizado Resumen

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Unidad Didáctica 2. COMPONENTES DE LAS INSTALACIONES DE RIEGO LOCALIZADO 2.1 Introducción

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2.3 La red de distribución 2.4 Emisores

Autoevaluación

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Unidad Didáctica 3. ELEMENTOS DE CONTROL, MEDIDA Y PROTECCIÓN. AUTOMATISMOS 3.1 Introducción

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3.2 Elementos de la red de riego

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3.3 Automatismos

Autoevaluación

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Unidad Didáctica 4. CRITERIOS DE DISEÑO. PROGRAMACIÓN EN RIEGO LOCALIZADO 4.1 Introducción

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4.2 Diseño agronómico 4.3 Diseño hidraúlico

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4.4 Programación de riegos. Cálculo del tiempo de riego Resumen

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2.2 El cabezal de riego localizado

Resumen

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Autoevaluación

Resumen

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Autoevaluación

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3

Unidad Didáctica 5. FERTIRRIGACIÓN 5.1 Introducción

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5.2 Ventajas e inconvenientes de la fertirrigación

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5.3 Elementos nutritivos (Nitrógeno, Fósforo, Potasio, otros) 5.4 Preparación del abono

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5.5 Frecuencia de la fertirrigación Resumen

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Autoevaluación

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Unidad Didáctica 6. EVALUACIÓN DE INSTALACIONES DE RIEGO LOCALIZADO 6.1 Introducción

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6.3 Evaluación de la uniformidad del riego 6.4 Evaluación del manejo del riego

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Autoevaluación

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Unidad Didáctica 7. MANTENIMIENTO DE LAS INSTALACIONES 7.1 Introducción

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7.3 Mantenimiento

Autoevaluación

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Respuestas a las autoevaluaciones Glosario

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Soluciones

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Bibliografía Ejercicios

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7.2 El problema de las obturaciones

Resumen

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6.2 Evaluación de los componentes de la instalación

Resumen

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Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

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Módulo 4: Riego localizado

PRINCIPIOS Y TIPOS DE RIEGO LOCALIZADO

1.1 Introducción

El riego localizado consiste en la aplicación de agua sobre la superficie del suelo o bajo éste, utilizando para ello tuberías a presión y e m is o re s de diversas formas, de manera que sólo se moja una parte del suelo, la más próxima a la planta. El agua aplicada por cada emisor moja un volumen de suelo que se denomina bulbo húmedo. En este método de riego, la importancia del suelo como reserva de humedad para las plantas es muy pequeña en contra de lo que sucede en el riego por superficie o en el riego por aspersión. Su función principal es la de ser soporte físico de las plantas así como proporcionar el agua y los nutrientes pero en un volumen reducido. Figura 1. Aplicación del agua mediante un riego localizado.

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Módulo 4: Riego localizado

Es muy conveniente que la aplicación del agua y los fertilizantes al suelo, se realice en cantidades pequeñas y con alta frecuencia, es decir, el número de riegos en una campaña es elevado y en cada uno de ellos se aporta una cantidad de agua reducida. De esta forma se intenta que el contenido de agua en el suelo se mantenga en unos niveles casi constantes, evitándose así grandes fluctuaciones de humedad del suelo que suelen producirse con otros métodos de riego, como aspersión o superficie, y que pueden afectar reduciendo la producción del cultivo. Ello permite que el agua esté permanentemente en el suelo en unas óptimas condiciones para ser extraída por la planta. En algunos casos, como en olivar o frutales, la alta frecuencia puede crear problemas de anclaje del sistema radicular al suelo o falta de resistencia en periodos de sequía o en aquellos periodos en que no se pueda dotar a la plantación de toda el agua que necesite, por lo que habrá que estudiar frecuencias más bajas y dotaciones más altas a fin de aumentar el bulbo húmedo. Los riegos localizados se pueden agrupar según el caudal que proporcionan los emisores de riego. Suele englobarse con el término “riego por goteo” a todos los riegos localizados en los que se aplica bajo caudal, utilizando los emisores denominados g o t e ro s , t u b e r í a s g o t e a d o r a s, o t u b e r í a s e x u d a n t e s. Los riegos localizados de alto caudal pulverizan el agua, que se distribuye a través del aire hasta el suelo y suelen aplicarse con los emisores denominados m i c ro a s p e r s o re s y d i f u s o re s.

1.2 Descripción general del método de riego Este método de riego facilita un ahorro importante de agua con respecto a otros (superficie y aspersión). El mayor o menor ahorro se fundamenta en general en:


La posibilidad de controlar fácilmente la lámina de agua aplicada.




La reducción, en la mayoría de los casos, de la evaporación directa.




La ausencia de escorrentía.




El aumento de uniformidad de aplicación, al reducir la filtración profunda o percolación.

Para que estas ventajas sean efectivas, es preciso que los componentes tengan un diseño adecuado y los materiales con que están fabricados sean de buena calidad. De no ser así, la inversión realizada en la instalación probablemente no produzca ventajas sustanciales. La aplicación localizada y frecuente de agua evita en muchos casos el daño por salinidad en las plantas, ya que las sales se encuentran muy poco concentradas en la zona de actividad de las raíces. De hecho las sales se concentran en zonas no accesibles por las raíces de las plantas, mientras que se mantienen diluidas en la zona de actividad radicular. Por ello, el riego localizado es la única posibilidad de riego para cultivos muy sensibles a aguas de mala calidad.

Figura 2. Aparición de malas hierbas en la zona humedecida por el riego.

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Dado que se moja sólo una parte del suelo, se consigue reducir la infestación por malas hierbas y se hace más simple su control. Sin embargo, es necesario realizar un seguimiento de la aparición de malas hierbas

Principios y tipos de riego localizado

en la zona de suelo humedecida, principalmente cuando el cultivo está en fase de crecimiento o en fase juvenil. Por otro lado, puede haber un ahorro de labores de cultivo, ya que en las zonas secas no crecen malas hierbas. Las instalaciones de riego localizado no sólo permiten aplicar el agua a los cultivos, sino que ofrecen la posibilidad de aportar fertilizantes y otros productos fitosanitarios (insecticidas, fungicidas, etc.). En este caso, es el agua la que se encarga de hacer llegar los fertilizantes hasta las raíces de la planta, bien de forma continuada o intermitente. Para que esta técnica sea eficaz es indispensable disponer de un sistema de riego bien diseñado y con buenos materiales con objeto de aplicar el agua con alta u n i f o r m i d a d. Esto permitirá suministrar la misma dosis de abono en todos los puntos, cubriendo así sus necesidades, evitando pérdidas innecesarias y reduciendo los efectos medioambientales negativos. Otra ventaja de tipo económico que alcanza valores importantes con este tipo de riego, es la reducción de mano de obra en la aplicación de agua en la parcela. Además, la aplicación localizada del agua supone que prácticas culturales como la eliminación de malas hierbas, tratamientos manuales, poda, recolección, etc., no se vean dificultadas por el riego. De esta forma el calendario de labores no tiene que ser modificado por el riego. En cultivos frutales u hortícolas, donde con frecuencia la recolección ha de adaptarse a la demanda de los mercados, puede resultar especialmente importante la no interferencia del riego con la recolección. La uniformidad en el reparto del agua en riego localizado depende principalmente del diseño hidráulico de la red y no de las características del suelo ni de las condiciones climáticas (especialmente el viento), dando en general buena uniformidad de aplicación para pequeñas diferencias de presión que puedan ocurrir en la red. La eficiencia de aplicación del agua puede ser elevada si el diseño y el manejo son correctos. La inversión inicial en este tipo de riego suele ser elevada, y su coste depende del cultivo, de la modalidad de riego elegida, de la calidad del agua de riego y su exigencia de filtrado, del equipo de filtrado, del equipo de fertirriego, del grado de automatización de la instalación, etc. La buena elección de equipos repercute en una disminución de costes de mano de obra y mantenimiento, ya que, por ejemplo, un buen equipo de filtrado reducirá la posibilidad de obturaciones en la red y la frecuencia de las operaciones de mantenimiento y por tanto se reducirán los costes del sistema. En el riego localizado hay que prestar especial interés en el mantenimiento de la red, debido fundamentalmente a la obstrucción de emisores. Por este motivo el agua debe ser siempre filtrada, recomendándose un estricto control para que no se dificulte la aplicación correcta tanto del agua y del abono como de otros productos fitosanitarios. Si los problemas de obstrucción no son detectados con rapidez, pueden ocasionarse serios perjuicios en el cultivo y disminuciones en la producción. En este tipo de riego no es necesaria la nivelación del terreno, siendo muy adecuada para cultivos en línea y poco recomendada para cultivos que ocupan toda la superficie del terreno, como por ejemplo la alfalfa.

Figura 3. El riego localizado está especialmente recomendado en cultivos en línea.

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Módulo 4: Riego localizado

1.3 El bulbo húmedo. Manejo del bulbo en condiciones de salinidad El b u l b o h ú m e d o es la parte de suelo humedecida por un emisor de riego localizado. Los emisores de riego localizado aplican el agua sobre el suelo donde se forma un pequeño charco; a medida que avanza el riego, el bulbo húmedo se hace cada vez más grande, pero a su vez el suelo se humedece más, la velocidad de infiltración del agua disminuye y con ello el bulbo húmedo aumenta su tamaño más despacio. La forma del bulbo húmedo está condicionada en gran parte por el tipo de suelo. En los suelos pesados (de textura arcillosa), la velocidad de infiltración es menor que en los suelos ligeros (de textura arenosa), lo que hace que el charco sea mayor y el bulbo se extienda más horizontalmente que en profundidad. Si se aplica la misma cantidad de agua en tres suelos con textura diferente, la forma del bulbo variará aproximadamente de la siguiente manera: Para que el bulbo moje una determinada superficie de suelo y el agua pueda ser absorbida por las raíces de las plantas adecuadamente, es importante tener en cuenta cómo se extiende el bulbo horizontalmente. La extensión horizontal del bulbo no se puede aumentar indefinidamente incrementando el caudal del emisor ni el tiempo de riego, y para conseguir una extensión de agua adecuada hay que actuar sobre el número de emisores que se colocan en las cercanías de las plantas. Por otra parte, la profundidad del bulbo estará relacionada con la velocidad de infiltración del suelo y con el tiempo de aplicación. Por ello, es preciso tener en cuenta los factores que afectan a la forma del bulbo húmedo para decidir el número de emisores a colocar y el caudal que deben suministrar para que se produzca una buena distribución del agua en el suelo.

Figura 5. Efecto de la textura del suelo en la forma del bulbo húmedo

Figura 4. El bulbo húmedo en riego localizado.

Manejo del bulbo en condiciones de salinidad El movimiento de las sales en el suelo depende del movimiento del agua. En el riego localizado, el agua se distribuye en el perfil del suelo formando un círculo más o menos alargado alrededor del emisor, y este mismo patrón también lo seguirán las sales que se acumulan en el suelo. El régimen de sales se ve afectado por la alta frecuencia con la que se aplican estos riegos así como por la localización puntual del agua. Tras la aplicación de un riego, tanto las sales que contenía el suelo como las aportadas por el agua de riego se encuentran disueltas. La evaporación y transpiración hacen que la humedad del suelo sea cada vez menor y la concentración de sales aumente hasta que se aplica el riego siguiente. Cuanto mayor sea el tiempo entre riegos, mayor será la salinidad del suelo, pero los riegos frecuentes permiten mantener alta la humedad del

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Principios y tipos de riego localizado

suelo y baja la concentración de sales. El riego localizado es, por tanto, muy recomendable cuando el agua de riego sea salina. La distribución de sales bajo el emisor de riego localizado presenta tres zonas características bien diferenciadas: una zona muy lavada debajo de él, otra de baja salinidad que la rodea y, por último, una zona donde se acumulan las sales en la periferia del bulbo y sobre todo en la superficie del suelo. Alrededor del bulbo puede observarse una zona blanquecina de forma circular que se forma debido a que el agua que se evapora no lleva consigo las sales, por lo que van acumulándose próximas a la superficie. Cuando el volumen de agua aplicado con el riego es mayor, aumenta la zona de intenso lavado y la zona de acumulación de sales se aleja del centro del bulbo, con lo que se evita que las raíces entren en contacto con zonas de elevada salinidad. Este objetivo es el que se persigue aplicando junto con el riego una cantidad de agua extra denominada f r a c c i ó n d e l a v a d o, que es el porcentaje de agua extra con respecto al agua de riego aplicada. Cuando llueve copiosamente, el agua de lluvia también contribuye al lavado de sales. Si se producen lluvias de baja intensidad, se corre el riesgo de que las sales se muevan hacia zonas de menor salinidad donde abundan las raíces, por lo que es conveniente no detener el riego en presencia de lluvias ligeras. En cultivos anuales puede ocurrir que en la siembra del año siguiente las semillas queden en las zonas superficiales muy salinizadas con los riegos del año anterior, lo que puede afectar a la germinación y crecimiento de la planta joven, por lo que es preciso controlar con detalle el lugar de siembra.

Figura 6. Movimiento y distribución del agua y las sales en el suelo

Figura 7. Distribución típica de las sales en riego localizado

Figura 8. En cultivos anuales es preciso controlar la siembra para no poner la semilla en zonas de acumulación de sales originadas en los riegos de año anterior

Lavado de sales en el riego localizado El l a v a d o d e s a l e s consiste en la disolución por el agua de las sales del suelo y su desplazamiento hacia capas más profundas, fuera del alcance de raíces. Por

9

Módulo 4: Riego localizado

sus especiales características, el riego localizado requiere un manejo especial del lavado. En caso de disponer de agua suficiente conviene que los lavados sean frecuentes, y en general se aconseja que cada riego lleve una dosis de agua de lavado.

Umbral de Tolerancia (dS/m) CULTIVOS EXTENSIVOS Algodón

7.7

El cálculo de las necesidades de lavado se realiza en función de la salinidad del agua de riego y el umbral de tolerancia de los cultivos a la salinidad. La tolerancia a la salinidad es la capacidad del cultivo de soportar el exceso de sales en la zona radicular, y no es un valor exacto para cada cultivo sino que depende de numerosos factores como el tipo de sal, clima, estado de desarrollo del cultivo, régimen de riego y manejo del suelo. El umbral de tolerancia a la salinidad es aquella cantidad de sales por encima de la cual el cultivo sufre reducciones en su crecimiento y producción con respecto a condiciones no salinas, y suele darse en milimhos por centímetro (mmho/cm) o decisiemens por metro (dS/m).

Remolacha

7.0

Trigo

6.0

Habas

1.6

Maíz

1.7

Para estimar la cantidad de agua de lavado se utiliza la curva de necesidades de lavado, pero con anterioridad es preciso calcular el factor de concentración permisible (F). Éste se obtiene de dividir el umbral de tolerancia a la salinidad de un cultivo por la salinidad del agua de riego (dato que se puede obtener con facilidad del análisis de agua de riego).

Necesidades de lavado

Olivo

2.7

Peral

1.7

Manzano

1.7

Naranjo

1.7

Limonero

1.7

Melocotonero

1.7

Ciruelo

1.5

Almendro

1.5

Albaricoquero

1.6

CULTIVOS HORTÍCOLAS Melón

2.2

Tomate

2.5

Espinaca

2.0

Pepino

2.5

Patata

1.7

Pimiento

1.5

Lechuga

1.3

Cebolla

1.2

Rábano

1.2

0,25

Zanahorias

1.0

0,20

Judías

1.0

0,15

Espárrago

4.1

0,10

Clavel

2.5

0,05

Rosal

2.5

Figura 9. Curva de necesidades de lavado para riego localizado

0,50 0,45 0,40 0,35 0,30

Crisantemo

0 0,5

1

1,5

2

2,5

Factor de concentración permisible

10

CULTIVOS FRUTALES

3

Berenjena

2.5

Calabacín

2.6

Sandía

2.5

Principios y tipos de riego localizado

Ejemplo

Un agricultor sabe que el agua con la que riega es salina, por lo que desea determinar las necesidades de lavado para su plantación de olivar. El agricultor conoce que el umbral de tolerancia del olivo es 2.7 dS/m. Por los análisis realizados al agua de riego sabe que la salinidad del agua es de 3.2 dS/m. ¿Cuáles serán las necesidades de lavado en este caso? a) CÁLCULO DEL FACTOR DE CONCENTRACIÓN PERMISIBLE umbral de tolerancia del cultivo 2.7 Factor = ——–––––—————————————— = —–—— = 0.85 salinidad del agua de riego 3.2

Para un factor de concentración de 0.85, según se observa en la Figura 10, las necesidades de lavado son aproximadamente de un 35%. Eso significa que el agricultor deberá aplicar con cada riego un 35% más de agua que la estrictamente necesaria para cubrir las necesidades de su olivar.

Figura 10.

Necesidades de lavado

b) CÁLCULO DE LAS NECESIDADES DE LAVADO

0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0

0,5

1

1,5

2

2,5

Factor de concentración permisible

1.4 Tipos de sistemas de riego localizado En función del tipo de emisor utilizado y de su colocación se suelen distinguir tres sistemas de aplicación del riego localizado:


Por goteo




Por tuberías emisoras




Por microaspersión y microdifusión

Riego por goteo Es el sistema de riego localizado más popular, según el cual el agua circula a presión por la instalación hasta llegar a los emisores o goteros, en los que pierde presión y velocidad, saliendo gota a gota. Son utilizados normalmente en cultivos con marco de plantación amplio (olivar, frutales, etc.) aunque también se usan en cultivos en línea (algodón, coliflor, repollo, patata, etc.).

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Módulo 4: Riego localizado

Los goteros suelen trabajar a una presión próxima a 1Kg/cm2 (Kilogramos/centímetro cuadrado, conocido popularmente por “kilos”) y suministran caudales entre 2 y 16 litros/hora. Lo más frecuente es que las tuberías laterales y los goteros estén situados sobre la superficie del suelo, y el agua se infiltre y distribuya en el subsuelo. Es el riego por goteo en superficie. En el sistema de riego por goteo el agua penetra en el suelo por un punto, distribuyéndose en todas las direcciones. En ocasiones las tuberías laterales se entierran entre 20 y 70 centímetros y los goteros aportan el agua a esa profundidad, conociéndose entonces por riego por goteo subterráneo. La profundidad de enterrado del lateral portagoteros dependerá del cultivo y del tipo de suelo. Este sistema se basa en la utilización de franjas continuas de humedad con lo que se pretende garantizar una buena uniformidad en el riego. Sin embargo, tiene como principal inconveniente la obstrucción de los goteros y la dificultad de detectar fallos en el funcionamiento de éstos así como de su reparación.

Figura 11. En el riego por goteo el agua se aplica gota a gota.

Figura 12. Riego por goteo en superficie.

12

Figura 13. Riego por goteo subterráneo.

Principios y tipos de riego localizado

Riego por tuberías emisoras El riego por tuberías emisoras se caracteriza por la instalación de estos elementos sobre la superficie del suelo creando una banda continua de suelo humedecido y no en puntos localizados como en riego por goteo. Su uso más frecuente es en cultivos en línea con muy poca distancia entre plantas. Las más utilizadas son las tuberías goteadoras y las tuberías exudantes.

Figura 14. Con el riego por tuberías emisoras se consigue generar una banda continua de humedad en el suelo.

Riego por microaspersión y microdifusión En el riego por microaspersión, el agua se aplica sobre la superficie del suelo en forma de lluvia muy fina, mojando una zona determinada que depende del alcance de cada emisor. Están indicados tanto para cultivos leñosos como para cultivos herbáceos de distinto marco de plantación. En este sistema de riego se distinguen los emisores denominados microaspersores y los denominados microdifusores. En ambos casos suelen trabajar a presiones entre 1 y 2 Kg/cm2 (Kilogramo/centímetro cuadrado) y suministran caudales de hasta 200 litros/hora.

Figura 15. Con los microaspersores el agua se aplica en forma de lluvia muy fina.

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

Unidad Didáctica 1. PRINCIPIOS Y TIPOS DE RIEGO LOCALIZADO

RESUMEN

El riego localizado se fundamenta en la aplicación del agua de riego sobre

el suelo o bajo él, utilizando una red de tuberías a presión y emisores de agua de manera que sólo se moja una parte del suelo. La aplicación del agua se realiza normalmente cada poco tiempo, por lo que el suelo pierde la importancia como almacén. El agua aplicada por cada emisor moja un volumen de suelo denominado bulbo húmedo. Este método de riego permite un ahorro importante de agua con respecto a otros métodos (aspersión y superficie). En general tiene una buena uniformidad de aplicación, lo que permite aportar fertilizantes y otros productos fitosanitarios con el agua de riego. Sin embargo, la inversión inicial necesaria en estos sistemas suele ser elevada, a lo que se añade el coste de mantenimiento de la red como consecuencia fundamentalmente del riesgo de obturación de emisores. Las dimensiones y forma del bulbo húmedo dependen básicamente del tipo de suelo, del volumen de agua aplicado y del caudal del emisor. Es un método de riego recomendado cuando el agua sea salina y no pueda aplicarse otro tipo de riego, ya que las sales tienden a acumularse fuera del alcance de las raíces. Es recomendable, además, que cada riego lleve el agua de lavado necesaria para evitar la acumulación de sales y que el cultivo se vea afectado. En función del tipo de emisor utilizado y de su colocación se suelen distinguir tres sistemas de aplicación del riego localizado: por goteo, por tuberías emisoras y por microaspersión y microdifusión


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Módulo 4: Riego localizado

Unidad Didáctica 1. PRINCIPIOS Y TIPOS DE RIEGO LOCALIZADO

AUTOEVALUACIÓN 1. En el riego localizado el agua se aplica al suelo de manera que sólo se moja una parte del suelo, pero ¿con qué frecuencia debe regarse? a) Una vez al mes en caso de existir temperaturas elevadas b) Sólo para riegos de socorro c) Regando muchas veces en poco tiempo d) Una vez a la semana aplicando grandes volúmenes de agua 2. La aplicación localizada y frecuente de agua que se realiza en el riego localizado disminuye el daño de salinidad en las plantas. Verdadero/Falso 3. En el riego localizado, la uniformidad en el reparto de agua suele ser en general buena. ¿De qué factores depende, principalmente, que la uniformidad sea más o menos elevada?. a) Diseño hidráulico de la red b) Características del suelo c) De las condiciones climáticas d) Ninguno de los anteriores 4. Para que la aplicación de los abonos y otros productos fitosanitarios disueltos en el agua de riego sea eficaz, es indispensable disponer de un sistema de riego que permita aplicar el agua con gran uniformidad. Verdadero/Falso 5. La parte de suelo humedecida por un emisor de riego localizado se denomina a) Suelo mojado b) Volumen de agua aplicado c) Bulbo húmedo d) Zona saturada

6. ¿De qué factores depende la forma del bulbo húmedo que se forma aplicando el agua de forma localizada? a) Tipo de suelo, tiempo de riego y caudal del emisor b) Tipo de cultivo c) Solamente del caudal del emisor d) Calidad de agua aplicada 7. ¿Cómo se denomina a la cantidad de sales por encima de la cual el cultivo sufre reducciones en su crecimiento y producción con respecto a condiciones no salinas? a) Límite salino b) Umbral de tolerancia a la salinidad c) Necesidades de lavado d) Salinidad del agua de riego 8. El lavado de sales consiste en la disolución por el agua de las sales del suelo y su desplazamiento hacia capas más profundas, fuera del alcance de raíces. El cálculo de las necesidades de lavado se realiza en función de: a) Tipo de suelo b) Volumen de agua a aplicar c) La salinidad del agua de riego y el umbral de tolerancia de los cultivos d) Climatología 9. ¿Qué emisores de riego localizado distribuyen el agua en forma de lluvia muy fina?. a) Goteros b) Microaspersores y microdifusores c) Cintas de exudación d) Tuberías goteadoras

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2

Módulo 4: Riego localizado

COMPONENTES DE LAS INSTALACIONES DE RIEGO LOCALIZADO

2.1 Introducción Una instalación de riego localizado consta básicamente de tres tipos de componentes: el cabezal de riego, la red de distribución de agua y los emisores. El agua de riego debe entrar en el sistema dotada de la presión necesaria para hacer funcionar correctamente a la instalación. El camino que sigue después hasta que se pone a disposición del cultivo es el siguiente: entra al cabezal de riego que está compuesto por una serie de elementos que la filtran y tratan, es decir ajustan su calidad a los requerimientos tanto del sistema de riego como del cultivo; entonces pasa a la red de distribución de la instalación donde es repartida a través de tuberías y elementos accesorios a las diferentes unidades y subunidades a regar; finalmente sale por los emisores de riego, que la aportan al suelo de donde podrá ser extraída por las plantas. Aún cuando el tamaño, el nivel de tecnificación o, por ejemplo, el cultivo a regar son muy variables en las diferentes instalaciones de riego localizado, por regla general en todas ellas se utilizan componentes muy similares. Como es lógico, el tipo, coste, grado de sofisticación, automatización, etc. de estos componentes es distinto y el uso de uno u otro dependerá de la inversión que pueda soportar el cultivo o de los requerimientos técnicos que precise. Sin embargo, el uso de materiales y componentes fiables y de buena calidad suele ser rentable a largo plazo aunque la inversión inicial sea algo más elevada. Además, se reduce el riesgo de que la instalación no funcione según está diseñada y el cultivo se pueda ver afectado y disminuya su producción. Figura 2. Esquema general de una instalación de riego localizado

CABEZAL Red de distribución

Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

Emisores

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Módulo 4: Riego localizado

2.2 El cabezal de riego localizado Se entiende por c a b e z a l d e r i e g o al conjunto de elementos destinados a filtrar, tratar, medir y suministrar el agua a la red de distribución. En los sistemas de riego localizado lo usual es contar con un sistema de bombeo que dota al agua de la presión necesaria para alcanzar el punto más lejano de la red, y puede formar parte del cabezal o estar alojado en un lugar independiente. También existen casos en los que el agua llega a la instalación a través de una red de riego a la demanda, con la presión suficiente, por lo que este sistema no es necesario. El sistema de filtrado es el componente principal del cabezal, compuesto por distintos tipos de filtros con los que se pretende eliminar las partículas y elementos que lleva el agua en suspensión y pueden ocasionar obturaciones en cualquier parte de la red de riego, principalmente en los emisores. El cabezal suele contar también con un equipo de fertirriego para añadir el fertilizante al agua; en ocasiones, el equipo fertilizador se emplea también para incorporar al agua de riego algún elemento fitosanitario, herbicida, plaguicida, etc. Figura 1. Cabezal de riego localizado.

Sistema de filtrado La obturación de los emisores es uno de los problemas más importantes de los sistemas de riego localizado. Suele producirse por partículas minerales (arena, limo y arcilla), partículas orgánicas (algas, bacterias, restos de plantas o animales), y s a l e s precipitadas que provienen de los fertilizantes añadidos, o las que están presentes en el agua de riego. Si se producen obturaciones, el coste de mantenimiento de la red será mayor, la duración de los componentes de la instalación se verá reducida y el agua de riego se aplicará con menor uniformidad. Para evitar las obturaciones se colocan una serie de filtros en el cabezal. Si el agua de riego acarrea gran cantidad de sólidos en suspensión es conveniente efectuar un prefiltrado a la entrada del cabezal, con objeto de evitar una limpieza demasiado frecuente del equipo de filtrado. Para realizar el prefiltrado suelen instalarse uno o varios hidrociclones, que se utilizan para separar principalmente las partículas de arena y elementos sólidos más pesados que el agua. Si el agua llega al cabezal sin presión, el mejor sistema para eliminar sólidos en suspensión son las balsas o los depósitos de decantación. Figura 3. Hidrociclón.

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Componentes de las instalaciones de riego localizado

Una vez que las partículas más gruesas se han eliminado, el agua pasa por el equipo de filtrado y quedará así lista para su distribución por la red. Debe conocerse la capacidad de filtrado del sistema, ya que si el conjunto de filtros está en paralelo, la capacidad será la suma de las capacidades de cada uno de ellos, y si están en serie, ésta será la del filtro de menor capacidad. Así, conocida la capacidad de filtrado se sabrá cuántos filtros hay que instalar en paralelo o en serie dependiendo del caudal que debe circular por la red. Los filtros más usuales en un equipo de filtrado son:


Filtros de arena: se usan principalmente para retener las partículas orgánicas en suspensión. Son depósitos llenos de arena o grava por la que circula el agua quedando ésta parcialmente limpia. Tienen gran capacidad de acumulación de suciedad.




Filtros de malla: retienen todo tipo de sólidos en suspensión. Las impurezas se retienen en la superficie de unas mallas dotadas de orificios de pequeño tamaño, fabricadas en material no corrosivo (acero o plástico).




Figura 4. Batería de filtros de arena.

Figura 5. Filtro de malla. Obsérvese la colocación de manómetros a la entrada y salida del filtro para controlar la pérdida de presión.

Filtros de anillas: su función es también la de atrapar todo tipo de sólidos en suspensión. Las impurezas quedan atrapadas entre unas anillas ranuradas que se encuentran agrupadas y ajustadas unas contra otras en un cartucho insertado en la carcasa del filtro.

Actualmente existen en el mercado filtros de malla o anillas autolimpiantes que incluyen un mecanismo de inversión del flujo y aprovechan la misma presión del agua para expulsar la suciedad a un circuito de drenaje.

Figura 6. Batería de filtros de anillas.

Utilidad y funcionamiento de los componentes del sistema de filtrado

Si el agua proviene de un pozo: Lo usual es que no lleve algas en suspensión (al no recibir directamente la luz solar), con lo cual no es necesario disponer de un filtro de arena. Sin embargo, el agua puede

Figura 7. Batería de filtros de malla autolimpiantes.

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Módulo 4: Riego localizado

Figura 8. Esquema del funcionamiento de un hidrociclón

llevar partículas de arena o limo por lo que deben colocarse uno o varios hidrociclones a la entrada al cabezal para eliminar estas partículas sólidas. El hidrociclón tiene un cuerpo cilíndrico en el que el agua entra de forma lateral y va girando hacia abajo con un movimiento circular rápido por las paredes del cuerpo cónico situado en la parte inferior. Debido a la fuerza centrífuga, las partículas más pesadas que el agua chocan contra las paredes del filtro y caen a un depósito situado bajo el cuerpo cónico. El agua limpia asciende por un conducto interior y continúa camino fuera del filtro. La pérdida de carga (diferencia de presión entre la entrada y la salida) en los hidrociclones está en torno a 0.3–0.5 kilogramos/centímetro cuadrado (usualmente se utiliza el término “kilos”), y se mantiene constante con el tiempo sin depender de la suciedad que haya acumulado. Es el único filtro que no debe sobredimensionarse para que el agua alcance la velocidad adecuada y la limpieza se realice eficazmente.

Figura 9. Esquema de un filtro de malla y sus principales componentes

A continuación del hidrociclón se instala el equipo de fertirriego (si no es necesario un filtro de arena) y posteriormente uno o varios filtros de malla o de anillas (a elección del usuario) que tienen una utilidad y funcionamiento muy similar. Este orden debe ser invariable, para que los filtros de mallas o anillas retengan los precipitados o impurezas del abono. La malla filtrante del filtro de malla deberá elegirse en función del tamaño del conducto del emisor, es decir, cuanto más estrecho sea el conducto por el que debe salir el agua, más pequeño deberá ser el tamaño de los orificios de la malla, para que filtren incluso las partículas más pequeñas. El tamaño de dichos orificios se mide por el n ú m e ro d e m e s h (número de orificios en una pulgada) teniendo en cuenta que a mayor número de mesh, menor es el diámetro de los orificios. En general se recomienda que el tamaño de los orificios de la malla no sea superior a 1/10 (la décima parte) del tamaño del conducto del emisor, y no poner mallas de más de 200 mesh ya que se obstruyen con mucha frecuencia.

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Componentes de las instalaciones de riego localizado

Relación entre el número de mesh y el tamaño de los orificios de la malla Número mesh

Orificio (milímetros)

4

4.7

5

4.0

6

3.35

7

2.8

8

2.36

9

2.0

10

1.7

12

1.4

14

1.18

16

1.0

20

0.85

24

0.75

28

0.6

32

0.5

35

0.42

42

0.35

60

0.25

80

0.18

100

La capacidad de filtrado de un filtro de anillas depende del número de ranuras que tengan las anillas y del tamaño de dichas ranuras. El tipo de anillas a colocar en el filtro también depende del diámetro de salida de agua en los emisores, siguiendo el mismo criterio que para los de malla. Para poder distinguirlas con facilidad, las anillas se fabrican en diversos colores según sea el tamaño de paso:

Figura 10. Esquema de un filtro de anillas y sus principales elementos.

Color de las anillas

Número de mesh

Tamaño de paso (milímetros)

Blanco

18

0.8

0.15

Azul

40

0.4

115

0.12

Amarillo

80

0.2

150

0.1

Rojo

120

0.13

170

0.09

Negro

140

0.12

200

0.075

Verde

200

0.08

250

0.063

Gris

600

0.025

Los filtros de malla y los de anillas, cuando están limpios, generan una pérdida de carga en torno a los 0.2–0.3 kilogramos/centímetros cuadrado. El momento de efectuar la limpieza se sabe colocando manómetros a la entrada y salida del filtro, siendo entonces la diferencia de presiones máxima recomendada de 0.5 “kilos”. La limpieza de ambos tipos de filtros se realiza desmontando el equipo, es decir abriendo la carcasa, extrayendo el elemento filtrante (malla o anillas) y lavándolas con agua a presión y un cepillo. Además, existe la posibilidad de automatizar la limpieza de este tipo de filtros mediante un sistema de contralavado, en el que el flujo del agua se invierte arrastrando toda la suciedad hacia el exterior.

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Módulo 4: Riego localizado

Si el agua procede de un embalse o depósito: En estos casos lo más probable es que el agua tenga contacto con la luz solar y por lo tanto lleve algas, bacterias y otras sustancias orgánicas en suspensión, pero que no tenga cantidades importantes de arena o limos en suspensión ya que estos, si se hace un buen manejo del agua, se habrán depositado en el fondo. Por lo tanto, no son necesarios los hidrociclones pero es imprescindible colocar uno o varios filtros de arena a la entrada del agua en el cabezal, que además podrán eliminar parte de los limos y arcillas que estén en suspensión. Los filtros de arena son tanques metálicos o de plástico rellenos de arena o grava. El agua entra por arriba o lateralmente, pasa por la capa de arena y sale limpia por abajo donde es recogida por unos colectores que la envían hacia la salida. Cuando están limpios generan una pérdida de carga entre 0.1 y 0.35 “kilos” aproximadamente. Tienen gran capacidad de acumulación de suciedad y su lavado debe realizarse cuando la diferencia de presión entre la salida y la entrada del filtro alcance como máximo 0.5–0.6 “kilos”. Figura 11. Sección esquemática de un filtro de arena

Figura 12. Representación esquemática del proceso de limpieza de un filtro de arena invirtiendo el flujo de agua

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La arena a utilizar debe ser silícea, uniforme y con un tamaño igual al de paso del agua en el emisor, con objeto de retener partículas de ese tamaño que pudieran provocar obturaciones. Los filtros de arena no deben instalarse después del equipo de fertirriego para evitar que proliferen microorganismos en la arena. Para limpiar estos filtros es preciso invertir el flujo del agua en uno de los filtros de forma que el agua entra por abajo, arrastra toda la suciedad y sale por arriba desaguando por un circuito auxiliar. Es conveniente utilizar dos filtros de arena de menor capacidad, colocados en paralelo, que uno solo con el doble de capacidad. De esta manera, el agua filtrada por uno de los filtros se utiliza para limpiar el otro. La operación de lavado, además de limpiar la suciedad de la arena, sirve para removerla y evitar que se compacte o se formen grietas. Además de estas dos posibilidades según el origen del agua, como norma general el equipo de filtrado se coloca al principio del cabezal, antes del equipo de fertirriego. Deben disponerse filtros de malla o anillas después del equipo de fertirriego para eliminar sales precipitadas que se forman al mezclarse los fertilizantes con el agua. Además, es bastante conveniente colocar al menos un filtro de malla o anillas en determinados puntos de la instalación para eliminar posibles suciedades que se acumulan a medida que el agua circula por las tuberías y piezas especiales. Por ejemplo, deben colocarse al inicio de las tuberías secundarias o de las terciarias. Sin embargo, siempre después de un filtro de arena, se dispondrá uno de malla o de anillas.

Componentes de las instalaciones de riego localizado

Sistema de fertirriego La fertirrigación es una práctica imprescindible cuando se riega de manera localizada. Consiste en la distribución del fertilizante a través del agua de riego. Es una práctica bastante sencilla y usual en riego localizado para aportar al cultivo los elementos nutritivos necesarios para un desarrollo adecuado. Lo más usual es que los elementos del sistema de fertirriego se instalen en el cabezal. Sin embargo, en determinadas ocasiones se colocan en cabecera de cada unidad de riego si el sistema riega diferentes cultivos con distintas necesidades de abonado. Es indispensable que el equipo de fertirriego se instale después del sistema de filtrado basto (hidrociclón o arena) y antes de la unidad de filtro de malla o anillas. Los equipos de fertirrigación más usados son:


Tanques de fertilización: son depósitos conectados en paralelo a la red de distribución. El fertilizante se incorpora al agua por diferencia de presión entre la salida y la entrada.




Inyectores tipo Venturi: consisten en un tubo conectado en paralelo a la tubería principal con un estrechamiento donde se produce una succión que hace que el fertilizante pase a la red.




Inyectores: son dispositivos que introducen la solución contenida en un depósito accionando una bomba eléctrica o hidráulica.

Utilidad y funcionamiento de los componentes del sistema de fertirriego Los tanques son baratos pero presentan problemas de uso por su poca uniformidad de aplicación. Son depósitos de distinto tamaño (normalmente 50–150 litros) con la solución fertilizante en su interior. Para su funcionamiento se deriva una cantidad de agua de la red principal y se hace pasar por el interior del tanque, el agua se va mezclando con el fertilizante y, arrastrando parte de éste, se incorpora de nuevo a la red principal. Con el paso del agua la concentración disminuye, es decir, el fertilizante no se aporta en cantidad constante con el tiempo. Por ello se usan cuando se riega de una sola vez todo el sistema. Si se riegan de forma simultanea varias unidades de riego, será necesario preparar un nuevo tanque fertilizante al inicio del riego de cada una de ellas. Los inyectores Venturi, por su parte, son unos dispositivos muy sencillos que no requieren energía para su uso y además proporcionan el abono de forma constante a la red de riego. Sin embargo generan una gran p é rd i d a d e c a rg a en la tubería donde se instalan, del orden de 0.7 a 1 Kilo, lo que limita su uso si se dispone de poca presión en la red. Los inyectores eléctricos o hidráulicos inyectan (mediante una bomba conectada al motor) la solución nutritiva contenida en un depósito que no está conectado a la red y por lo tanto no está sometido a presión. Mantienen una concentración constante de fertilizante en el agua de riego que puede ser seleccionada con un dosificador acoplado al inyector.

Figura 13. Fertilización usando un tanque fertilizante.

23

Módulo 4: Riego localizado

Figura 14. Dispositivo Venturi para inyectar la solución nutritiva al agua de riego.

Figura 15. Inyector eléctrico de fertilizante.

Para automatizar el fertirriego se utilizan los denominados inyectores proporcionales o las baterías de venturis controladas por electroválvulas que, aún cuando el caudal sea diferente en distintas unidades de riego, aplican la cantidad de abono suficiente para mantener una misma concentración en todo el sistema. Por ello, son muy útiles cuando es preciso que la concentración de fertilizante sea muy exacta (por ejemplo en cultivos de invernadero con alto valor económico y cultivos sin suelo). Los inyectores proporcionales pueden contar con varias salidas para incorporar distintos tipos de fertilizantes e incluso otro tipo de productos como ácidos, pesticidas, etc.

2.3 La red de distribución La red de distribución está formada por las tuberías, que llevan el agua filtrada y tratada desde el cabezal, y los e l e m e n t o s s i n g u l a re s o piezas para adaptar la red de tuberías a la forma o configuración de la parcela a regar, por ejemplo juntas y otros accesorios. Dependiendo de la categoría de la tubería, ésta recibe un nombre. La tubería que parte del cabezal se denomina principal. El área a regar se divide en unidades de riego según determinados criterios, superficie, cultivo, suelo, etc., siendo la tubería que abastece cada unidad de riego la denominada secundaria. Las tuberías denominadas laterales están abastecidas por una tubería terciaria y es donde se encuentran colocados los emisores de riego localizado. La superficie regada por cada terciaria se llama subunidad de riego.

Tuberías Las tuberías que se utilizan en riego localizado son normalmente de plástico, siendo los materiales más frecuentes el PVC (policloruro de vinilo) y el PE (polietileno). Las tuberías laterales, las terciarias y normalmente las secundarias se instalan en polietileno, mientras que la tubería principal puede ser de polietileno o de PVC dependiendo de su diámetro. Las características que las hacen muy adecuadas para este tipo de instalaciones son:

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Componentes de las instalaciones de riego localizado

CABEZAL

Tubería principal

Tubería terciaria o portalaterales

Tubería secundaria

SUBUNIDAD DE RIEGO

U N I D A D Lateral

D E

R I E G O

Emisor




Muy ligeras, lo que facilita su manejabilidad.




Baja rugosidad interior.




Presentan baja alteración ante fertilizantes y otras sustancias químicas.




Bajo coste para las presiones y caudales (bajos o medios) empleados en el riego localizado.

Las características básicas para clasificar las tuberías de plástico para riego son:


Presión: presión máxima de trabajo a 20ºC.




Presión de trabajo: es el valor de la presión máxima interior a la que la tubería estará en servicio.




Diámetro: es el diámetro exterior del tubo declarado por el fabricante.




Espesor: grosor del tubo declarado por el fabricante.

La calidad de las tuberías es un factor clave para el correcto funcionamiento de las instalaciones. La certificación AENOR es el máximo indicativo de calidad ya que garantiza el cumplimiento de una normativa más estricta que las normas UNE (específicas para cada material). Para facilitar el uso y control de las tuberías, se marcan (cada metro en PE y cada dos metros en PVC) las siguientes características:

• • • • • • • •

Identificación del fabricante o marca comercial Presión nominal (en MPa) Referencia del material Año de fabricación Diámetro nominal (en mm) Referencia a la norma UNE Espesor (en mm) Certificación AENOR (en su caso)

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Módulo 4: Riego localizado

Tuberías de PVC: El PVC es un material rígido y bastante frágil por lo que no deben ser utilizadas en circunstancias donde puedan ser sometidas a presiones externas o impactos. Suele emplearse en tuberías con diámetros mayores de 50 milímetros. La norma que se aplica a estas tuberías es la UNE 53–112–88, que indica básicamente que deben ser cilíndricas, rectas, sin ondulaciones ni estrías u otros defectos que puedan alterar su uso normal. Nunca deben colocarse sin enterrar, ya que su vida se ve muy reducida por la exposición prolongada a los rayos solares.

Tuberías de Polietileno (PE): El PE es flexible y fácilmente manejable lo que facilita su instalación incluso de forma mecanizada. Suele emplearse hasta diámetros de 50 milímetros. Existen tres tipos:


PE de baja densidad (PE 32). Norma aplicable: UNE 53–367–90.




PE de media densidad (PE 50B). Norma aplicable: UNE 53–131–90.




PE de alta densidad (PE 50A). Norma aplicable: UNE 53–131–90.

La diferencia entre ellas está en la flexibilidad, dureza y resistencia. Las tuberías de baja densidad son muy flexibles y blandas, mientras que las de PE de alta densidad son las menos flexibles pero resisten mejor a las altas temperaturas y a los productos químicos. El material más apropiado para los laterales de riego es el PE de baja densidad, con tuberías de espesor menor de 2 milímetros y presiones máximas recomendadas de 2.5 “kilos”. Para las tuberías terciarias cada vez se utiliza con más frecuencia PE de baja densidad, para facilitar su enrollado en la recolección.

Elementos singulares Además de las tuberías, los elementos singulares constituyen una parte importante en la red de distribución de agua. Son piezas especiales diseñadas para empalmar dos tubos, cambiar el diámetro entre tuberías, cambiar la dirección de éstas, conectar más de dos entre sí, etc. La unión entre tuberías de PVC suele realizarse mediante una junta elástica o tórica para los diámetros más usuales, es decir, a partir de 60 milímetros inclusive. Por el contrario, para los diámetros menores de 60 milímetros, la unión se suele realizar por encolado, usando un adhesivo disolvente del PVC aplicado tanto al exterior del extremo macho como al interior del extremo hembra (que se fabricará en forma de copa).

Figura 16. Ejemplo de una unión de tuberías de PVC por encolado.

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Figura 17. Diferentes tipos de manguitos para unión, acople en “T”, cambio de diámetro, llave de cierre, etc. en tuberías de polietileno.

Componentes de las instalaciones de riego localizado

En tubos de PE no puede realizarse el pegado o el roscado, por lo que la unión en este tipo de tuberías se hace con juntas mecánicas entre las que destacan los racores y los manguitos interiores. Los manguitos son piezas simples y baratas que se acoplan por presión, mientras que los racores son más complejos y caros pero permiten una unión más sólida, por lo que su uso se está generalizando. Figura 18. Cambio de diámetro en una tubería de polietileno utilizando racores de unión.

2.4 Emisores Son los elementos de la red que producen y controlan la salida de agua desde los laterales. Lo más usual es que los emisores estén situados a cierta distancia unos de otros, por lo que la salida del agua se produce de manera discreta a lo largo del lateral de riego formando los b u l b o s h ú m e d o s, sin embargo, el agua también puede aplicarse de forma continua creándose una banda humedecida en el suelo. Las características o requisitos que debe cumplir un buen emisor quedan reflejadas en el siguiente esquema:

Alta uniformidad de fabricación

Buena relación calidad / precio Caudal uniforme (poco sensible a las variaciones de presión)

Características de un buen emisor

Resistente a las condiciones de trabajo

Poco sensible a obturaciones

Fácil instalación

No siempre se requiere que cumplan todas las características a la vez, aunque siempre es deseable. Por ejemplo, si el agua de riego está muy sucia los emisores deberán ser muy poco sensibles a las obturaciones mientras que si el agua es limpia, esta característica puede ser menos estricta. Igualmente, en terrenos con topografía accidentada los emisores deberán compensar mejor las variaciones de presión que puedan producirse en la red de distribución que si el terreno es llano. Las características que debe suministrar el fabricante son:


Presión nominal: a la que se ha diseñado el emisor y éste debería funcionar.




Caudal nominal: es el que proporciona el emisor cuando funciona a presión nominal.




Coeficiente de variación de fabricación: es un dato que indica la variabilidad que se produce en el proceso de fabricación de los emisores.




Pérdidas de carga en la conexión.

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Módulo 4: Riego localizado

Caudal (L/ h)

Figura 20. Curva de gasto real de un gotero, obtenida midiendo el caudal que suministra al variar la presión de trabajo

8 7 6 5

Sin embargo, los emisores proporcionan diferente caudal si la presión a la que están trabajando es distinta a la nominal. A su vez esa relación (representada por la curva de gasto) es diferente para cada tipo de emisor y debe ser también suministrada por el fabricante para conocer el caudal que aplica el emisor según la presión de trabajo. Los emisores de riego localizado se clasifican según la forma en que aplican el agua al suelo en:

4 3 2




Goteros

3




Microaspersores y difusores

Presión (kg/cm2)




Tuberías emisoras

1 0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

Los goteros y las tuberías emisoras se consideran emisores de bajo caudal, aplicando en condiciones normales hasta 16 litros por hora. Los microaspersores y los difusores son de alto caudal, y emiten entre 16 y 200 litros por hora. Al elegir el tipo de emisor más adecuado, es preciso considerar la posibilidad de que se produzcan obturaciones teniendo en cuenta básicamente la calidad del agua de riego y el equipo de filtrado instalado. Los goteros y tuberías emisoras son los que presentan mayor riesgo de obturación al tener menor tamaño de paso del agua y salir ésta con poca velocidad. Los microaspersores y difusores, por su parte, presentan menor sensibilidad a la obturación.

Goteros Constituyen el tipo de emisores de riego localizado más usado. Son dispositivos fabricados en plástico que se colocan en las tuberías laterales y disipan la presión haciendo que el agua salga prácticamente sin velocidad, es decir, goteando. Trabajan a presiones próximas a 1 “kilo”. Para disipar la presión suelen tener en su interior un conducto muy ondulado o sinuoso, parecido a un laberinto. Según la forma en que se colocan en los laterales se tienen los goteros:


Interlinea o insertados: se instalan cortando la tubería y empalmando por ambos lados.




Pinchados: se colocan en un orificio previamente practicado en la tubería.




Integrados: se embuten en la tubería durante su proceso de fabricación.

Dependiendo del tipo de curva de gasto del gotero, es decir, del caudal que suministre según la presión a la que esté trabajando, los goteros se denominan:


No compensantes: el caudal cambia cuando varía la presión. A mayor presión, el caudal que suministra es mayor.




Autocompensantes: dentro de unos límites de presión, que deben ser indicados por el fabricante, el caudal que suministra el gotero prácticamente no varía. El intervalo de presiones para el que el gotero compensa la presión se llama intervalo de compensación.

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Componentes de las instalaciones de riego localizado

Figura 21. Goteros interlinea y tubería con gotero interlinea instalado.

Figura 22. Gotero pinchado en una tubería lateral de riego localizado.

El efecto de autocompensación se consigue normalmente empleando una membrana elástica situada junto al orificio de salida del agua en el gotero. Cuando la presión aumenta, la membrana se deforma tapando parcialmente el orificio y limitando el caudal de salida; si la presión disminuye, la membrana recupera su posición, aumenta la sección de paso y así se mantiene el caudal.

Figura 23. Goteros para integrar en el proceso de fabricación de la tubería y tubería con gotero integrado.

Figura 24. Curvas de gasto reales de un gotero no compensante y de un gotero autocompensante Caudal (L/ h)

Los goteros autocompensantes son más caros que los no compensantes, la uniformidad de fabricación suele ser menor debido a que tienen piezas móviles y además el funcionamiento de la membrana elástica suele verse afectado por la temperatura y el paso del tiempo e ir perdiendo su carácter autocompensante. Sin embargo, existen numerosas circunstancias en las que su uso está más que justificado, por ejemplo en terrenos muy ondulados o en laterales de gran longitud, casos en que la diferencia de presión entre los emisores más próximos a la tubería terciaria y los más alejados puede ser alta.

8 7 6 5 4 3 2 1 0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Presión (kg/cm2)

Figura 25. Despiece de un gotero integrado autocompensante. En el centro, la membrana elástica que produce el efecto de autocompensación.

Gotero no compensante

Gotero autocompensante

Obsérvese cómo el autocompensante suministra un caudal aproximado de 3 litros por hora en el intervalo de presiones entre 0.5 y 3 "kilos".

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Módulo 4: Riego localizado

Figura 26. Riego por microaspersión en olivar.

Microaspersores y difusores Son emisores que distribuyen el agua al suelo en forma de fina lluvia sin llegar a humedecer toda la superficie del cultivo (por lo que se incluyen dentro de los emisores de riego localizado). Tanto unos como otros mojan una superficie circular con un radio normalmente menor de 3–4 metros, sin embargo también pueden aplicar el agua en sectores circulares. Están recomendados en suelos muy arenosos o cuando hay que humedecer grandes áreas de suelo. Los microaspersores tienen alguno de sus elementos móviles, generalmente efectuando un movimiento de rotación, mientras que los difusores tienen todas sus partes fijas. Ambos suelen trabajar a presiones en torno a 2 “kilos”. Al igual que en los goteros, existen en el mercado microaspersores y difusores con dispositivo autocompensante; son más caros pero también están justificados cuando las parcelas de riego tienen cierta pendiente o laterales muy largos.

Figura 27. Microaspersor de bailarina colocado sobre una estaca y conectado a la tubería lateral mediante un microtubo.

El uso de microaspersores en riego agrícola es más frecuente que el de difusores. Los microaspersores más difundidos son los de bailarina, que permiten intercambiar las piezas móviles para adaptarlas a las condiciones requeridas por el cultivo en cuestión. Se pinchan directamente a la tubería o bien se conectan mediante un microtubo. Para obtener mayores alcances del chorro de agua, suelen colocarse en estacas de sujeción a varios centímetros sobre el suelo. Los difusores se emplean principalmente en jardinería e instalaciones bajo plástico, invernaderos y semilleros, dado que generan un tamaño de gota tan fino que se dispersa muy fácilmente por el viento. Para solucionar este problema, se han desarrollado unos difusores llamados microjets que tienen un mayor diámetro de boquilla y generan pequeños chorritos de agua, con lo que la influencia del viento en la distribución del agua es muy pequeña. Las boquillas y deflectores de microaspersores y difusores se fabrican con códigos de color que definen su caudal, forma de área regada y alcance. En el diseño y reposición de elementos deteriorados, es necesario conocer y respetar estos colores.

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Componentes de las instalaciones de riego localizado

Tuberías emisoras Son las tuberías que conducen y aplican el agua de forma simultanea a través de orificios practicados en el proceso de fabricación o a través de su pared porosa. Normalmente se fabrican en polietileno (PE) y suelen utilizarse con cultivos con marco de plantación muy estrecho que precisarían gran densidad de emisores, o en cultivos en línea con objeto de crear una banda continua de humedad. Aunque hay gran variedad de tuberías emisoras, las más utilizadas son:





Tubería perforada: son tubos de polietileno (PE) en los que se practican orificios espaciados regularmente. Dependiendo de la presión de trabajo, el agua puede salir goteando o bien en forma de pequeño chorro. Normalmente trabajan a presiones próximas a 1 “kilo”.

Figura 28. Tubería goteadora.

Tubería goteadora: constan de dos partes diferenciadas: el tubo propiamente dicho que conduce el agua y un laberinto que disipa la presión y produce la salida del agua gota a gota. El funcionamiento, por tanto, es análogo al de un gotero, aunque su duración y coste son menores. Las tuberías goteadoras presentan el inconveniente de que por tener poco espesor, pueden ser atacadas por roedores en su búsqueda de agua. Esto provoca en ocasiones multitud de pequeñas fugas que obligan a el cambio de las tuberías.




Tubería porosa o exudante: el agua sale de la tubería y se aplica al suelo a través del material poroso con que está fabricada. Trabajan a presiones muy bajas, en torno a 0.1–0.3 “kilos”, y suministran caudales menores que otros tipos de emisores de riego localizado, aunque la banda de humedad es completamente continua. Presentan el inconveniente de la frecuente obturación de los pequeños poros, lo que genera menor uniformidad que el resto de emisores. Además, exigen terrenos muy nivelados para su correcto funcionamiento.

Figura 29. Tubería porosa o exudante.

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

Unidad Didáctica 2. COMPONENTES DE LAS INSTALACIONES DE RIEGO LOCALIZADO

RESUMEN

Los componentes principales de una instalación de riego localizado son el cabezal de riego, la red de distribución del agua y los emisores. El cabezal está formado básicamente por el sistema de filtrado, con el que se realiza un prefiltrado para eliminar los elementos más gruesos y un filtrado que deja el agua libre de partículas en suspensión que pueden obstruir los emisores. Además, suele contar con el equipo de fertirriego con el que se aplican al agua los fertilizantes, si bien este mismo equipo se usa en ocasiones para tratar el agua con algún otro producto fitosanitario (plaguicida, herbicida, etc.). La red de distribución conduce el agua desde el cabezal de riego, por una serie de tuberías (normalmente principal, secundarias y terciarias) de diferente longitud y diámetro hasta llegar a las tuberías laterales donde se encuentran los emisores. La instalación de las tuberías requiere contar con una serie de elementos accesorios que permiten acoples o uniones entre ellas denominados elementos singulares. Los emisores de riego localizado son de muy distinto tipo, desde los de bajo caudal, goteros y tuberías emisoras, hasta los de alto caudal, microaspersores y difusores. La forma en que el agua se aplica puede ser gota a gota (goteros y tuberías perforadas o goteadoras), en forma de fina lluvia (microaspersores y difusores) o cediéndola de forma continua (tuberías exudantes). La presión de trabajo de cada tipo es distinta y también lo es el caudal que suministran según la presión a la que circula el agua (curva de gasto del emisor). Para lograr buenas uniformidades de aplicación se requiere que los emisores proporcionen caudales similares dentro de un intervalo de presiones determinado, lo que se consigue diseñando correctamente la instalación y en casos de terrenos con fuertes pendientes o irregulares, instalando emisores con dispositivo autocompensante


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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

Unidad Didáctica 2. COMPONENTES DE LAS INSTALACIONES DE RIEGO LOCALIZADO

AUTOEVALUACIÓN 1. Cuando el agua de riego lleva gran cantidad de sólidos en suspensión, es conveniente realizar un prefiltrado a su entrada al cabezal. El filtro adecuado para esta operación es un a) Filtro de malla b) Filtro de arena c) Filtro de anillas d) Hidrociclón 2. Los filtros de malla o de anillas pueden colocarse indistintamente, tras un hidrociclón o tras un filtro de arena. Sin embargo, es imprescindible instalar uno de ellos a) Antes del equipo de bombeo b) Tras el equipo de fertirriego c) Antes de un filtro de arena d) Nunca es imprescindible colocar un filtro de malla o de anillas 3. Tanto en los filtros de malla como en los de anillas, el tamaño de filtrado está determinado por el denominado número de mesh. A mayor número mesh de la malla o de las anillas, mayor será el tamaño de paso. Verdadero/Falso 4. En referencia a los filtros de arena, se puede afirmar que a) Tienen poca capacidad de acumulación de suciedad, mucho menor que la de los filtros de malla o anillas b) Están destinados principalmente a filtrar partículas de tierra de gran tamaño c) La arena filtrante debe ser uniforme y de tamaño igual al de paso de agua en los emisores d) Deben colocarse como norma general después del equipo de fertirriego 5. El dispositivo para fertirriego que succiona el fertilizante del tanque aportándolo en cantidad constante con el tiempo se denomina

a) Inyector hidráulico b) Inyector Venturi c) Tanque fertilizante d) Inyector eléctrico 6. Las tuberías más usuales de la red de distribución de las instalaciones de riego localizado son de PVC o de polietileno (PE), sin embargo las primeras sólo suelen instalarse a) En los laterales b) En las terciarias c) En la tubería principal d) A la salida del grupo de bombeo 7. Por lo general, las tuberías laterales suelen estar fabricadas en: a) Polietileno de media densidad b) Polietileno de baja densidad c) PVC d) Polietileno de alta densidad 8. La relación entre el caudal que suministra un emisor de riego localizado a unas presiones determinadas se denomina curva de gasto, y debe ser facilitada por el fabricante. Verdadero/Falso 9. De los emisores de riego localizado, se denominan de bajo caudal a los que suministran aproximadamente hasta 16 litros por horas, es decir a) Microaspersores b) Difusores c) Microjets d) Goteros y tuberías emisoras 10. Se denominan emisores autocompensan-

tes aquellos que suministran un caudal más o menos constante dentro de unos límites de presión determinados. Verdadero/Falso

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Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

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Módulo 4: Riego localizado

ELEMENTOS DE CONTROL, MEDIDA Y PROTECCIÓN. AUTOMATISMOS

3.1 Introducción

En las instalaciones de riego localizado existen una serie de elementos con funciones muy diversas y distintos tipos de accionamiento (mecánico, hidráulico o eléctrico) que permiten manejar y realizar el riego de forma adecuada. Básicamente se trata de elementos de medida, de control y de protección. Es muy importante conocer su función y la forma en que trabajan para colocarlos en los lugares apropiados, saber interpretar la información que suministran y en consecuencia realizar los cambios oportunos. Por la configuración y modo de manejo de las instalaciones de riego localizado, la aplicación del agua necesaria a cada una de las unidades de riego es una de las operaciones en las que se invierte mayor cantidad de tiempo. Por ello, utilizando determinadas combinaciones de elementos de medida y de control, se pueden realizar algunas de tales operaciones de forma automática. Asimismo, dependiendo de la complejidad de la instalación de riego y de los elementos del sistema de automatismo el grado de automatización será mayor o menor.

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Módulo 4: Riego localizado

3.2 Elementos de la red de riego Según la función que cumplan dentro de la red se distinguen:

ELEMENTOS DE LA RED DE RIEGO

DE MEDIDA

DE CONTROL

DE PROTECCIÓN

Suministran información de la red

Regulan la circulación del agua por la red

Evitan que los elementos de la red sufran efectos indeseados

Elementos de medida Los más usuales suelen destinarse para medir el caudal o el volumen de agua que pasa por un determinado punto de la instalación o bien la presión en cualquier punto del sistema. Es fundamental contar con este tipo de medidores en las instalaciones de riego localizado.

Medidores de caudal Los medidores de caudal son elementos utilizados para medir la cantidad de agua que pasa en un tiempo determinado. También son útiles para descubrir la existencia de obturaciones, roturas o fugas de agua en determinados lugares de la instalación. Además, los medidores de volumen, normalmente llamados contadores, permitirán realizar un riego controlado ya que se podrá saber la cantidad de agua que se ha aplicado independientemente del tiempo que se esté regando. Los medidores de caudal o volumen más usados son los de turbina y los rotámetros. Los medidores de turbina son contadores, es decir, indican la cantidad de agua que ha pasado por el punto de la instalación en el que están colocados. Se basan en el movimiento de una rueda de paletas que se inserta en la tubería, de forma que cada giro de la rueda implica un volumen de agua determinado que se va acumulando en un medidor. Los medidores de turbina más usuales son los denominados Woltman, que son bastante precisos. Suelen fabricarse para medir el volumen en tuberías con diámetros entre 50 y 300 milímetros y producen una pérdida de carga o diferencia de presión entre la entrada y la salida del contador entre 0.1 y 0.3 kilogramos/centímetros cuadrado (unidad conocida normalmente por “kilos”).

Figura 1. Contador tipo Woltman instalado en una red de riego localizado.

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Por su parte, los rotámetros miden caudal instantáneo, o sea, la cantidad de agua que pasa en cada momento, insertándolos en la tubería en la que se desea medir el caudal. La diferencia con los contadores es que éstos miden la cantidad de agua que pasa por donde estén instalados en un cierto periodo de tiempo. Los rotámetros están for-

Elementos de control, medida y protección. Automatismos

mados por un flotador fabricado normalmente en acero inoxidable, que se mueve hacia arriba o hacia abajo “flotando” más o menos según sea el caudal, que se puede medir en una escala graduada. Suelen medir un intervalo muy amplio de caudales, desde 1 hasta 25.000 litros por hora. Además de estos medidores de tipo mecánico, existen en el mercado algunos contadores electromagnéticos y de ultrasonidos, muy precisos, pero caros, aunque si se desea automatizar el riego por volúmenes son muy recomendables. Cuando se instala alguno de estos elementos, es conveniente hacerlo en lugares alejados de puntos de la red donde existan piezas especiales, como codos, test o válvulas, con objeto de que no provoquen alteraciones del flujo del agua y proporcionen una medida errónea.

Medidores de presión Con los medidores de presión se puede saber si algún componente está siendo sometido a presiones de trabajo mayores de las nominales y tiene riesgo de rotura, si está sufriendo una gran pérdida de carga (por ejemplo un filtro muy sucio que necesitará limpieza) o si no tiene presión suficiente para trabajar correctamente (por ejemplo un lateral de goteo que no tiene presión para que los goteros suministren el caudal nominal). Los elementos que miden presión se denominan manómetros, siendo los más utilizados son los llamados tipo Bourdon, que son de funcionamiento mecánico. Cuando el manómetro marca cero, no existe presión. Es conveniente elegir el tipo de manómetro según el intervalo de medidas que se pretende controlar y donde se quiera instalar. Es imprescindible medir la presión, como mínimo, a la salida del grupo de bombeo (para saber la presión de entrada a la instalación), y a la entrada y salida de filtros y del equipo fertilizante. Además, debe medirse frecuentemente a la entrada de las unidades de riego y de las tuberías terciarias.

Figura 2. Manómetro tipo Bourdon.

Figura 3. Medida de la presión a la entrada y salida de un filtro de anillas utilizando manómetros.

Figura 4. Medida de la presión en tomas manométricas utilizando un solo manómetro

Sin embargo, muchas veces lo que más interesa es conocer la diferencia de presión entre dos o más puntos de la red, por ejemplo a la entrada y a la salida de un filtro para conocer cuándo es conveniente realizar su limpieza. Por ello, suele medirse la presión en unos puntos de conexión rápida, llamados tomas manométricas, utilizando un mismo manómetro para evitar que se produzcan errores debido al uso de diferentes manómetros.

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Módulo 4: Riego localizado

Elementos de control

Elementos de control

Reguladores

de presión

Válvulas

de caudal

Con ellos se trata de regular tanto el caudal que pasa por un lugar determinado de la instalación como la presión del agua; en ambos casos se habla de reguladores. Además existe la posibilidad de controlar el paso de agua por una tubería con los elementos denominados válvulas.

Reguladores Los reguladores de presión se utilizan para regular y controlar la presión a partir del punto de la red de riego en que se instalen y además, para evitar las sobrepresiones que puedan producirse en algún punto de la instalación y provocar tanto roturas de tuberías como de emisores. La regulación se realiza a demanda del usuario, que seleccionará la presión dentro de unos límites, normalmente entre 0.2 y 8 kilogramos por centímetro cuadrado. Es muy importante colocar un regulador de presión a la entrada de cada subunidad de riego para mantener la presión constante durante el funcionamiento de los emisores. Su uso es más importante cuanto más accidentado sea el terreno y mayores las diferencias de presión en distintos puntos de la instalación. Figura 5. Regulador de presión.

Los reguladores de caudal se usan para dejar pasar un caudal determinado, con lo que se consigue ajustar el caudal que pasa al que se debe aplicar. Por ejemplo, es muy conveniente colocar un regulador de caudal a la entrada de cada unidad de riego para que pase la cantidad de agua que se desea hacia las terciarias y los laterales. Los más usuales son de diafragma, que regulan caudales entre 2 y 50 litros por segundo aproximadamente. Su funcionamiento se basa en un diafragma de material elástico que se deforma abriendo o cerrando la sección de paso y dejando pasar solo el caudal nominal.

De compuerta

Accionamiento manual

De mariposa De bola

VÁLVULAS Hidráulicas

Accionamiento automático

Volumétricas Electroválvulas o solenoides

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Válvulas Permiten controlar el paso de agua en una tubería, abriendo, cerrando o dejando un paso intermedio de agua. Normalmente se clasifican según el tipo de accionamiento, manual o automático. Sin embargo, independientemente de esta clasificación, es necesario hacer mención a unas válvulas que impiden que el agua circule en sentido contrario al deseado, denominadas válvulas de retención. Con ellas se evita por ejemplo que el agua provoque un flujo inverso en los filtros e invierta el giro de las bombas, lo que puede dañar seriamente estos elementos.

Elementos de control, medida y protección. Automatismos

Figura 6. Válvula de compuerta a la izquierda y válvula de mariposa a la derecha de un filtro para el control del caudal.

Figura 8. Electroválvula.

Figura 7. Válvula hidráulica.




Válvulas de compuerta: el elemento de cierre es una compuerta vertical que se desplaza hacia arriba o abajo moviendo un volante. Suelen ser muy útiles para aislar determinadas zonas de la instalación ya que son estancas y provocan pocas pérdidas de carga cuando están totalmente abiertas, pero no sirven para regular finamente el caudal. Suelen fabricarse con diámetros entre 1/2 pulgada y 2 metros.




Válvulas de mariposa: el elemento de cierre es un disco o lenteja vertical del mismo diámetro que la tubería, que gira sobre un eje vertical. La pérdida de carga en apertura total es muy pequeña y su accionamiento es bastante fácil. Sirven tanto para aislar zonas como para regular el caudal. Los diámetros comerciales varían entre 1 pulgada y 2 metros.




Válvulas de bola: también llamadas de esfera, interponen a la corriente una bola en la que se ha taladrado un cilindro. Si el cilindro que hace de orificio está en la dirección del paso de agua, la apertura es total. Suelen utilizarse para aperturas o cierres totales, no para regulación y en general se usan en conducciones de pequeño diámetro, no mayores de 3 pulgadas.




Válvulas hidráulicas: estas válvulas abren o cierran totalmente el paso del agua mediante un pistón cuando reciben una presión ocasionada por una señal hidráulica. Si esta presión cierra la válvula, se denomina normalmente abierta y si por el contrario la abre, se llama normalmente cerrada. Su elección es importante para ahorrar energía. Si el riego se va a extender durante muchas horas al día, se elegirán válvulas normalmente abiertas y, si por el contrario las horas de riego al día son pocas, se deberá optar por válvulas normalmente cerradas. Los diámetros comerciales varían normalmente entre 1 y 16 pulgadas

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Módulo 4: Riego localizado




Válvulas volumétricas: consisten simplemente en una válvula hidráulica a la que se acopla o conecta un contador tipo Woltman. Llevan incorporado un selector en el que se indica manualmente el volumen de agua a aplicar y cuando el contador alcanza el volumen deseado, se produce la señal hidráulica que cierra la válvula.




Electroválvulas: consisten también en una válvula hidráulica a la que se incorpora un dispositivo electromagnético que acciona el mecanismo que produce la señal hidráulica para cerrarla. Son imprescindibles cuando se dota a la instalación de automatismo, en cuyo caso la señal que acciona la electroválvula se envía desde los elementos que programan el riego en forma de impulsos eléctricos. Las electroválvulas también pueden ser normalmente abiertas o normalmente cerradas. Cuando están accionadas consumen energía, lo que crea problemas en fincas no electrificadas. Para evitar grandes consumos es posible instalar una electroválvula que sólo consume energía en el acto de abrir o cerrar la válvula, conocida como electroválvula LACH.

Elementos de protección Están destinados a proteger los elementos de la instalación de sobrepresiones o de depresiones, generalmente producidas cuando la instalación entra en funcionamiento o cuando se está parando. Esto coincide con la apertura y cierre de válvulas, puesta en marcha y parada de bombas, etc. Aunque hay diversos tipos de mecanismos, los más usados en las instalaciones de riego localizado son las ventosas y los calderines.

Ventosas Son dispositivos que se instalan en las conducciones de agua para introducir o evacuar el aire. Desde el punto de vista de su funcionamiento, las ventosas se pueden clasificar en tres tipos:


Purgadores o ventosas monofuncionales, encargadas de eliminar el aire que se acumula en las conducciones durante su normal funcionamiento.




Ventosas bifuncionales, sirven tanto para la evacuación del aire acumulado en las tuberías durante su llenado, como para la introducción de éste durante su vaciado.




Ventosas trifuncionales, realizan las tres funciones antes descritas, es decir, purga, admisión y expulsión de aire en las tuberías. Si no se dispusieran ventosas, se producirían sobrepresiones en las tuberías durante el llenado y depresiones durante el vaciado, lo que podría ocasionar su rotura. Además, en estas instalaciones pueden producirse bajadas de presión hasta quedar por debajo de la atmosférica, que en ocasiones se traduce en el aplastamiento de las tuberías. La colocación de las ventosas permite entonces la admisión de aire desde el exterior que funciona a modo de colchón, evitando el riesgo de rotura ante las depresiones. En general deben instalarse en los siguientes lugares dentro de una instalación de riego localizado:

Figura 9. Ventosa bifuncional colocada a la entrada del cabezal de riego.

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Elementos de control, medida y protección. Automatismos




puntos altos de la instalación




tramos largos con pendiente uniforme




cambios de pendiente en las conducciones




salida del grupo de bombeo

Figura 10. Usos más frecuentes de las ventosas en instalaciones de riego localizado

Calderines Son depósitos metálicos de diferente tamaño y forma (aunque suelen ser cilíndricos) que contienen en su interior agua y aire a presión. Con ellos se pretende aliviar la presión de la instalación cuando ésta sube demasiado (y puede ocasionar alguna rotura), haciendo que el agua de la red entre en el calderín y el aire que hay en su interior se comprima. En realidad trabaja haciendo un efecto de amortiguación de la presión.

Figura 11. a) Calderín de contacto; b) Calderín de vejiga

Si, por el contrario, la presión en la red disminuye, el aire que está comprimido en el interior del calderín empuja el agua logrando así restablecer la presión adecuada. Existen dos tipos de calderines: los de contacto, en los que el agua y el aire ocupan un solo espacio; y los de vejiga, en los que el aire está confinado en una bolsa elástica y no entra en contacto con el agua. Los primeros son más recomendados cuando se trabaja con grandes volúmenes, pero es necesario disponer de un compresor para mantener el aire comprimido en el interior del calderín

3.3 Automatismos Algunas de las ventajas que tiene la automatización de una instalación de riego localizado residen en:


conseguir mayor control de la dosis y la frecuencia del riego




ahorrar mano de obra




poder programar otras operaciones como la limpieza de filtros y el fertirriego




ahorrar costes programando el riego en horas de menor coste de la energía eléctrica

El grado de automatización de la instalación es tan variable que puede oscilar desde un nivel denominado “cero”, en que la apertura y cierre de válvulas se realiza de forma manual, hasta un nivel de automatismo “total”, en que la puesta en marcha de los diferentes elementos se realiza según las medidas de sensores

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Módulo 4: Riego localizado

que determinan las necesidades de agua de las plantas y miden y corrigen instantáneamente determinados parámetros de calidad del agua (conductividad y pH). El control del riego de forma automática puede realizarse por tiempos (las válvulas cierran el paso del agua tras un cierto periodo de tiempo) o por volúmenes (cuando las válvulas cierran tras haber pasado una cantidad de agua determinada).

Automatización por tiempos Es una forma muy simple de automatización que se basa en determinar el tiempo que tiene que durar el riego teniendo en cuenta la dosis necesaria, el marco de los emisores y el caudal que suministra cada emisor. Cuando el tiempo de riego es el calculado previamente, se corta el suministro de agua.

Ejemplo

En una plantación de olivar en marco 7x7 metros cuadrados cada olivo requiere una dosis de 3 litros por metro cuadrado. Cada olivo recibe agua de cuatro goteros que aportan 4 litros por hora. ¿Cuál será el tiempo de riego necesario? El caudal que aportan los cuatro goteros funcionando a la vez es: 4 goteros x 4 litros por hora = 16 litros por hora

La superficie asociada a cada uno de los olivos es 7 x 7 = 49 metros cuadrados por olivo

La cantidad de agua a aplicar por olivo será: 49 metros cuadrados x 3 litros por metro cuadrado = 147 litros por olivo

Por lo tanto, para aplicar los 147 litros con un caudal de 16 litros por hora, serán necesarias 147 —––—— = 9.2 horas 16

Es decir, sea cual sea la superficie de olivar a regar, el tiempo que deberá durar el riego es de 9 horas y cuarto aproximadamente.

7m 7m

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Elementos de control, medida y protección. Automatismos

Para efectuar este tipo de automatismo es necesario contar con electroválvulas y programadores. El programador, que dispone de un reloj para contabilizar el tiempo que está funcionando el sistema, envía una señal eléctrica a la electroválvula cuando el tiempo de riego llega al que se le ha indicado previamente y ésta se encarga de cerrar el paso del agua. La automatización por tiempos no garantiza que el aporte de la dosis de agua sea la determinada para el cultivo, sino que se está regando un tiempo preestablecido. Si las condiciones de presión, caudal, etc., se mantienen, posiblemente se esté cerca de esa dosis, pero si estas condiciones varían a lo largo del riego, también variará la dosis aplicada.

Figura 12. Esquema de un automatismo de nivel 1

Unidad 2

Unidad 1

Válvulas volumétricas

Figura 13. Esquema de un automatismo de nivel 2

Unidad 1

Unidad 2

Unidad 3

Unidad 4

Automatización por volúmenes Con esta forma de automatización, el paso del agua se corta cuando ya ha pasado el volumen de agua que es necesario para el riego. Se requieren válvulas de accionamiento automático (hidráulicas, volumétricas y electroválvulas) y en algunos casos un programador de riego. Dependiendo del tipo de elementos que se utilicen se pueden conseguir varios niveles de automatización:

Tubos de conexión

Válvulas volumétricas

Nivel 1 Cada unidad de riego lleva asociada una válvula volumétrica que inicialmente está cerrada y en la que se ha seleccionado la cantidad de agua que se desea que pase hacia cada unidad. La primera válvula se abre manualmente y se cierra automáticamente cuando se llega al volumen deseado. A continuación se abre de forma manual la segunda válvula volumétrica que igualmente se cerrará al pasar el volumen predeterminado. De contar con más unidades se procedería igual.

Figura 14. Esquema del funcionamiento de un riego con satélite

Subunidad 3

Subunidad 4

Subunidad 4

Subunidad 3

Subunidad 2

Subunidad 1

Subunidad 1

Subunidad 2

Nivel 2 De igual forma, cada unidad de riego tiene en cabecera una válvula volumétrica, pero la primera está conectada a la segun-

Unidad 1 Válvulas volumétricas

Unidad 2 Válvulas hidráulicas

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Módulo 4: Riego localizado

da, ésta a la tercera y así consecutivamente. En todas ellas se habrá seleccionado previamente la cantidad de agua que se desea que pase para cada unidad. La primera válvula se abre manualmente, y cuando pasa la cantidad de agua deseada se cierra automáticamente y envía una señal hidráulica por el tubo de conexión entre ellas a la segunda válvula, que se abre y comienza a dejar pasar el agua. Esta actuará de forma similar y tras cerrarse abrirá la tercera y así sucesivamente. Si las unidades de riego son muy grandes, es necesario disponer válvulas volumétricas de gran diámetro, que en general son muy caras. En estos casos es frecuente efectuar el conocido riego con satélite, en el que cada unidad de riego tiene una válvula volumétrica que deja pasar agua a una sola subunidad, pero que está conectada a válvulas hidráulicas dispuestas al principio del resto de subunidades de esa unidad. Así, las volumétricas podrán ser más pequeñas y baratas, con lo que se logra reducir el coste del automatismo. Sólo basta accionar manualmente la volumétrica de la unidad 1 y automáticamente se conectan sus hidráulicas asociadas. Cuando la volumétrica cierra, se cierran las hidráulicas y se transmite la señal a la válvula volumétrica de la siguiente unidad y continúa el proceso.

Nivel 3 Es el sistema más avanzado de automatización usando válvulas y programadores, denominado programación electrónica por volúmenes. El elemento que rige todas las tareas u operaciones que han de realizarse en cada instante es el programador de riego, enviando las señales oportunas a los elementos de control y medida. Son también esenciales los contadores de agua con transmisión de datos, es decir, envían al programador información sobre la cantidad de agua que pasa por ese lugar de la red, y las electroválvulas que abren o cierran el paso de agua tras recibir la señal del programador. Figura 15. Programador de riego.

Automatización por ordenador Utilizando estas herramientas se consigue hasta un grado total de automatización de la instalación, desde limpieza de filtros, fertirrigación, programación automática según la demanda medida en tiempo real del cultivo, ajuste de parámetros químicos del agua, etc. Requiere la instalación de sensores de todo tipo, aquellos que miden las condiciones atmosféricas, los que determinan el contenido de humedad en el suelo, contadores y manómetros digitales que envían información puntual y precisa al ordenador, sensores de pH y conductividad y equipo de corrección instantánea de los parámetros medidos. Dado el elevado precio de estos equipos, son útiles principalmente cuando es preciso realizar riegos frecuentes con un control muy estricto de abonado y de dosis aplicada, como son los cultivos de alto valor económico. Figura 16. Automatización de la instalación de riego mediante ordenador.

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

Unidad Didáctica 3. ELEMENTOS DE CONTROL, MEDIDA Y PROTECCIÓN. AUTOMATISMOS

RESUMEN

Toda instalación de riego localizado requiere diversos elementos de medida de caudal y presión (caudalímetros y contadores, y manómetros), de control del paso del agua (principalmente válvulas de accionamiento manual o automático) y de protección frente a sobrepresiones o depresiones. El uso de cada tipo de elemento dependerá del control que se requiera en la instalación aunque algunos, como los manómetros, válvulas de apertura y cierre o ventosas, son de uso obligado. La automatización de la instalación de riego localizado supone una serie de ventajas entre las que destaca la disminución de los costes de operación del riego. Sin embargo en función del nivel de automatismo y debido a su coste, esta operación puede ser o no rentable. La automatización puede realizarse desde una forma simple, con el accionamiento automático de válvulas, hasta muy compleja, haciendo uso de ordenadores, sensores y equipos de precisión que controlan totalmente el sistema


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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

Unidad Didáctica 3. ELEMENTOS DE CONTROL, MEDIDA Y PROTECCIÓN. AUTOMATISMOS

AUTOEVALUACIÓN 1. En las instalaciones de riego localizado es

importante disponer de contadores. Estos elementos miden a) El caudal de agua que pasa por un lugar de la red b) La presión a la salida del grupo de bombeo c) El volumen de agua que ha pasado por el lugar donde se instalan d) La diferencia de presión entre dos puntos

2. Para evitar los errores que puedan produ-

cirse al medir la presión, por ejemplo en dos manómetros colocados a la entrada y salida de un filtro, es muy útil medir la presión con un mismo manómetro en ambos puntos utilizando para ello a) Las válvulas de medida b) Un regulador de presión c) Una válvula de retención d) Las tomas manométricas

3. Es muy importante colocar un regulador de

presión a la salida del grupo de bombeo para evitar sobrepresiones. En dicho caso no es preciso colocar reguladores a la entrada en las distintas unidades de riego. Verdadero/Falso

4. Las válvulas de accionamiento manual con-

sistentes en un disco vertical del mismo diámetro de la tubería, que gira para cerrar o abrir el paso del agua, se denominan a) Válvulas volumétricas b) Válvulas de bola c) Válvulas de compuerta d) Válvulas de mariposa

5. Una válvula volumétrica funciona de forma

similar a una válvula hidráulica. Sin embargo, la señal que produce la apertura o cierre está provocada por :

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a) Un contador tipo Woltman b) Un regulador de presión c) Un dispositivo electrónico d) Un caudalímetro 6. Aquellos dispositivos que se colocan en la

instalación de riego con objeto de introducir o evacuar el aire se denominan a) Calderines b) Ventosas c) Filtros d) Manómetros

7. Aquellos calderines en los que el aire y el

agua que se alojan en su interior están separados por una bolsa elástica, se denominan a) De ventosa b) De contacto c) De vejiga d) De fertirriego

8. En la llamada automatización de la instala-

ción por tiempos, son indispensables un programador, una electroválvula y una válvula volumétrica. Verdadero/Falso

9. En casos en los que sea necesario disponer

una válvula volumétrica de grandes dimensiones a la entrada de la unidad de riego, y esto suponga un elevado coste, puede instalarse una válvula volumétrica en una de las subunidades y conectarla con hidráulicas en el resto. Este tipo de automatización se denomina a) Riego a la demanda b) Automatización por ordenador c) Nivel 1 d) Riego con satélite

Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

4

Módulo 4: Riego localizado

CRITERIOS DE DISEÑO. PROGRAMACIÓN EN RIEGO LOCALIZADO

4.1 Introducción El diseño de una instalación de riego localizado es un proceso muy importante ya que de él depende el buen funcionamiento posterior del sistema. La clave para un buen diseño está en fijar previamente las prestaciones que se le van a exigir a la instalación como caudal, presión, uniformidad esperada, etc. y seguidamente conocer las limitaciones a las que se debe someter al proyecto, tal como tipo de suelo, tipo y necesidades de agua del cultivo o cantidad y calidad del agua a aportar. Una vez que se ha determinado este tipo de información se proyecta todo el sistema de riego, tratando que la relación entre los costes que supone la instalación y las prestaciones necesarias para alcanzar los objetivos previamente establecidos sea la mejor posible. A este proceso se le denomina diseño de la instalación y está destinado al proyectista. Cuando en un sistema de riego localizado se completa la instalación, ésta se presta a muy pocas modificaciones, por lo que es necesario prever con relativa precisión desde un principio los cultivos a implantar, las necesidades de agua de los mismos y determinar así los requerimientos que se van a exigir a la instalación. El proceso de diseño se divide normalmente en dos fases, diseño agronómico del riego, con el que se determina la cantidad de agua que ha de transportar la instalación, correspondiente a las necesidades brutas de riego en las épocas de máxima necesidad; y diseño hidráulico de la instalación, cuyo fin es determinar las dimensiones, ubicación y funcionamiento óptimo de las conducciones, componentes y resto de elementos, para satisfacer las exigencias establecidas previamente en el diseño agronómico.

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Módulo 4: Riego localizado

Proceso de diseño del Sistema de Riego Localizado

D I S E Ñ O A G RO N Ó M I C O D ET ER MINA

Cantidad de agua que deberá soportar la instalación en épocas de máxima demanda de agua por el cultivo

D I S E Ñ O H I D RÁ U L I CO D ET ER MINA

Dimensiones, ubicación y funcionamiento de los componentes para aplicar el agua en épocas de máxima demanda

Figura 1. La evapotranspiración engloba los procesos de transpiración del agua por la planta y la evaporación desde el suelo

4.2 Diseño agronómico Es la parte fundamental en todo tipo de proyecto de riego, ya que si se cometen errores en los cálculos del diseño agronómico repercutirán posteriormente en el diseño hidráulico. Por ejemplo, puede resultar que con el riego se humedezca un volumen de suelo menor que el adecuado si se instalan un número incorrecto de emisores, o bien se puede producir una salinización del suelo por una falta de lavado de sales. A continuación se exponen los aspectos que se han de tener en cuenta para realizar un adecuado diseño agronómico.

Necesidades máximas de riego Desde el punto de vista de diseño agronómico, lo que realmente interesa conocer son las necesidades de agua en épocas en que el cultivo requiere mayor cantidad, y en función de ese valor se determinarán las dimensiones de los componentes de la instalación de riego. Es esencial que esta instalación sea capaz de suministrar la suficiente cantidad de agua al cultivo cuando sus necesidades sean máximas. Las necesidades de agua de los cultivos están determinadas por la e v a p o t r a n s p i r ac i ó n ( E T ) que engloba las cantidades de agua consumida por dos procesos distintos: la t r a n s p i r a c i ó n (que depende del tipo de cultivo y su fase de desarrollo); y la e v a p o r a c i ó n (producidas desde la superficie del suelo y dependiente de las condiciones climáticas de la zona). La evapotranspiración (ET) se expresa en milímetros de altura de agua evapotranspirada en cada día (milímetros/día).

La evapotranspiración se calcula multiplicando la e v a p o t r a n s p i r a c i ó n d e re f e re n c i a ( E Tr ) por el c o e f i c i e n t e d e c u l t i v o ( K c ). Los datos de la evapotranspiración de referencia (ETr) se obtienen con frecuencia usando un tanque evaporímetro clase “A”, en el que se pueden medir los descensos de nivel de la superficie del agua. Lo normal es recoger datos en cada zona durante varios años, hasta obtener unos valores medios mensuales. Por su parte, el coeficiente de cultivo (Kc) varía en función del tipo de cultivo y de su estado de desarrollo, diferenciándose cuatro valores de Kc correspondientes a cada una de las fases: inicial, desarrollo, media y maduración.

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Criterios de diseño. Programación en riego localizado

Todos estos conceptos se explican con detalle en la Unidad Didáctica 6 del Módulo 1 “Fundamentos del Riego”. Desde el punto de vista de diseño agronómico, lo que realmente interesa es conocer el valor máximo de la evapotranspiración (ET), la cual puede variar a lo largo de todo un año e incluso en diferentes años. La instalación de riego debe estar preparada para poder abastecer de suficiente cantidad de agua al cultivo cuando sus necesidades sean máximas. Generalmente, los valores de la evapotransFigura 2. Tanque evaporímetro clase “A” para medir la evapotranspiración piración de referencia (ETr) disponibles prode referencia (ETr). ceden de valores medios mensuales, por lo que habrá que elegir el mes que presente la mayor ETr, que en Andalucía normalmente corresponde al mes de Julio. También ha de tenerse en cuenta que habrá días en los que la ETr sea mayor que la que indican los valores medios, por lo que a efectos de diseño de instalaciones de riego localizado, los valores de evapotranspiración de referencia se multiplican por 1.2. Ejemplo

El valor medio mensual de la evapotranspiración de referencia (ETr) durante el mes de Julio es de 6.7 milímetros/día. El valor que habría que considerar durante ese mes para el diseño de la instalación sería el resultante de multiplicar la ETr por 1.2: 6.7 x 1.2 = 8.04, es decir unos 8 milímetros/día.

El valor de evapotranspiración (ET) que se utiliza para el diseño de la instalación es el máximo de todos los valores de ET calculados multiplicando la evapotranspiración de referencia por el coeficiente de cultivo para cada mes. Ese valor máximo de evapotranspiración es el que se denomina e v a p o t r a n s p i r a c i ó n d e d i s e ñ o (ETd). Representa las necesidades netas es decir, la cantidad de agua que necesita el cultivo para su desarrollo en periodos de máximas necesidades. Si en la zona a regar existe más de un tipo de cultivo, la instalación deberá diseñarse para satisfacer las cantidades de agua del cultivo que tenga mayores necesidades en épocas punta. Es muy importante destacar que las necesidades netas de agua han de incrementarse como consecuencia de las pérdidas que puedan producirse por f i l t r a c i ó n p ro f u n d a o percolación, obteniéndose así las necesidades brutas.

Necesidades netas de riego Necesidades brutas de riego = —————————–––––––—————— x 100 Eficiencia de aplicación del riego

Igualmente, hay que considerar que en caso de tratarse de terrenos con alta concentración de sales, o por el hecho de utilizar aguas salinas, es necesario aumentar la cantidad de agua a aportar con el riego. Este incre-

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Módulo 4: Riego localizado

mento se denomina n e c e s i d a d e s d e l a v a d o, y en el riego localizado es práctica habitual aportar en cada riego esta cantidad de agua extra para lavar de sales del suelo o evitar que se concentren demasiado. En este caso, las necesidades de riego brutas se calculan teniendo en cuenta dicha cantidad, sabiendo que el valor de las necesidades de lavado hay que transformarlo (simplemente dividiendo por 100) en fracción de lavado:

Necesidades netas de riego Necesidades brutas de riego = ———–––––––––––––––––––––––––––––————————————— x 100 Eficiencia de aplicación del riego x (1 – Fracción de lavado)

En definitiva, una instalación de riego debe estar diseñada de tal manera que permita aplicar el agua equivalente a las necesidades brutas, en los periodos en que éstas sean mayores, sea o no necesario añadir agua para lavado de sales.

Volumen de suelo humedecido En riego localizado el agua se aporta sólo a una parte del suelo, por lo que a efectos de diseño se ha de establecer un mínimo volumen de suelo a humedecer, que debería ser suficiente para garantizar a la planta el suministro de agua necesaria para su desarrollo adecuado. Figura 3. Esquema del porcentaje de suelo mojado en riego localizado

ÁREA TOTAL ÁREA MOJADA

Porcentaje de suelo mojado =

Área mojada Área total

x 100

En caso de que el volumen de suelo humedecido sea demasiado reducido, ocurre que aunque se concentren en él una gran cantidad de raíces, la planta no consigue absorber suficiente cantidad de agua. En la práctica del diseño, el concepto de volumen de suelo humedecido se sustituye por el de porcentaje de suelo mojado (P), que se define como la relación expresada en tanto por 100 entre el área mojada por los emisores y el área total que se riega. El valor del porcentaje de suelo mojado más apropiado está en función del tipo de cultivo (frutales, cultivos herbáceos...), clima (húmedo, árido...) y del tipo de suelo; así, se recomiendan los siguientes valores:




Cultivos frutales de marco de plantación amplio: 25% – 35%, variando desde el valor inferior al superior al aumentar la aridez del clima y cuanto más ligera (arenosa) sea la textura del suelo.




Cultivos de marco de plantación medio (distancia entre planta inferior a 2.5 metros): del 40% al 60%, variando según la misma relación anterior y también teniendo en cuenta los requerimientos en agua propios del cultivo.




Cultivos de marco de plantación reducido (hortícolas, florales, cultivos herbáceos en general): el porcentaje de suelo mojado que se le asigna a estos cultivos está comprendido entre un 70% y un 90%, pudiendo variar como en los casos anteriores.

Es importante la elección de los valores del porcentaje de suelo mojado (P). Así, valores altos de P aumentan la seguridad del sistema, sobre todo en caso de averías de la instalación o en situaciones de evapotranspira-

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Criterios de diseño. Programación en riego localizado

ción elevadas, puesto que a mayor volumen de suelo explorado, las raíces tienen mayor probabilidad de extraer agua. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que si se toman valores excesivos de porcentaje de suelo mojado el coste de la instalación será mayor (más cantidad de emisores, mayor diámetro de las tuberías, etc.). En cuanto a la profundidad a la que se ha de considerar el área de suelo mojado, ésta ha de ser tal que produzca una concentración máxima de raíces. Por lo general y en la mayoría de los cultivos, esto sucede entre 15 y 30 centímetros de profundidad.

Número y disposición de los emisores A la hora de determinar el número de emisores y la disposición de los mismos, habrá que considerar aquellos cultivos que tienen un amplio marco de plantación (cultivos arbóreos y perennes), y los que presentan una alta densidad de plantación (cultivos herbáceos):

Cultivos con amplio marco de plantación De forma general hay que procurar mojar bien toda la superficie de terreno bajo la copa del árbol situando los emisores debajo de ella, lo que evita en gran medida la evaporación. También se evitan las pérdidas de agua por filtración profunda instalando un mayor número de emisores, y en consecuencia aumentando el porcentaje de suelo mojado. Un incremento en el número de emisores implica un mayor coste de la instalación, pero si se establece un número mínimo de ellos, el incremento producido no debe ser demasiado relevante. Figura 4. Para un mismo volumen de agua aplicado, el uso de mayor número de emisores supone reducir las pérdidas por filtración profunda y aumentar la eficiencia de aplicación del agua

Cuando se disponen los emisores en línea con los cultivos con marco de plantación medio o amplio, hay que procurar que las zonas húmedas se unan a una profundidad no superior a la de las raíces. De no ser así, puede ocurrir que la raíz no sea capaz de atravesar el suelo seco o las zonas salinizadas existentes entre

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Módulo 4: Riego localizado

dos bulbos húmedos consecutivos, por lo que no habría raíces en la zona húmeda situada entre dos plantas. En estos casos, existiría una zona de agua no utilizada reduciéndose de esta manera la eficiencia de aplicación. También ha de tenerse en cuenta que en caso de cultivos permanentes ha de conseguirse un buen anclaje de la planta, para lo que los emisores se sitúan de forma que favorezcan un desarrollo equilibrado de las raíces en todas direcciones, y se garantice un buen soporte. Algunas disposiciones frecuentemente utilizadas en el riego de árboles son las que a continuación se detallan: Figura 5. Disposiciones frecuentes de los emisores en el riego localizado de árboles

En plantaciones de árboles jóvenes, es normal colocar al principio un número de emisores menor que el definitivo, que se van aumentando a medida que los árboles se desarrollan. El diseño hidráulico debe realizarse considerando las máximas necesidades, que se producirán cuando el cultivo llegue a su estado adulto. La textura del suelo también condiciona el porcentaje de suelo mojado; así, en un suelo de textura gruesa (arenoso) este porcentaje es pequeño comparado con el que se debe conseguir en un terreno de textura fina (arcilloso). Además, en un suelo arenoso el porcentaje de suelo mojado deberá ser siempre mayor que en un suelo arcilloso, por lo que en caso de contar con el primer tipo de suelo, se recomienda la utilización de microaspersores. Figura 6. Riego de cítricos sobre un suelo ligero utilizando microaspersión.

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Criterios de diseño. Programación en riego localizado

Cultivos herbáceos Normalmente, la solución que se adopta cuando se trata de cultivos de alta densidad de siembra es la de mojar franjas continuas que coincidan con las líneas de plantas, dejando secos los espacios entre filas o grupos de ellas. Generalmente, la distancia entre plantas de una misma línea de cultivo no coincide con la distancia entre emisores, pudiendo ocurrir que queden plantas entre bulbos húmedos, que estarían en condiciones de mayor salinidad y menor humedad. Por este motivo, el solape entre bulbos es indispensable. En estos cultivos la disposición típica del riego es una tubería lateral por cada línea de plantas, con emisores muy próximos entre sí (20, 33, 40 centímetros), de tal manera que se produce un solape de los bulbos húmedos. También en este tipo de cultivos es útil el uso de tuberías exudantes, con las que se consiguen franjas húmedas continuas. El hecho de colocar una línea de riego por cada una de cultivo supone emplear una gran cantidad de material, por lo que en muchas ocasiones se opta por una tubería lateral por cada dos líneas de cultivo, con objeto de reducir costes.

Figura 7. Es recomendable conseguir una franja de suelo humedecido cuando se riegan cultivos en línea.

Es imprescindible considerar que la textura del suelo será determinante en la elección de los marcos de riegos, tanto en la distancia entre líneas como la distancia entre emisores.

Frecuencia y tiempo de riego La frecuencia de aplicación de agua es el número de veces que se riega en un tiempo determinado, mientras que el intervalo entre riegos es el tiempo transcurrido entre la aplicación de un riego y el siguiente. Al aplicar el agua de una forma irregular, se puede provocar a la planta una situación de falta de agua que, según intensidad, duración y estado de desarrollo, origina una posterior disminución de la producción. Para conseguir una alta eficiencia en riego localizado, se debe aportar el agua siguiendo la norma de “riegos cortos pero muy frecuentes”. El concepto de “alta frecuencia” abarca una amplia gama de frecuencias de riego que en la práctica pueden oscilar desde varios riegos en un mismo día, hasta intervalos de riego entre 3 y 4 días. El tiempo entre riegos no va a depender únicamente del cultivo, sino también de la relación existente entre el suelo, la planta, el clima y la calidad del agua. Así, por ejemplo, para un cultivo dado se puede afirmar que el riego deberá ser más frecuente:





cuanto cuanto cuanto cuanto

menos profundo sea el suelo menor sea la capacidad del suelo para retener agua (más arenoso) mayor sea la evapotranspiración (ET) peor sea la calidad del agua de riego

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Módulo 4: Riego localizado

De forma general se recomienda que el tiempo total de riego del conjunto de la instalación sea inferior a 24 horas al día, pues deben quedar algunas horas libres dedicadas al mantenimiento de la instalación, recarga de abonos y reparación de las posibles averías. Se aconseja que el tiempo máximo de riego sea de 20 horas al día.

4.3 Diseño hidráulico Con el diseño hidráulico se determinan los componentes, dimensiones de la red y funcionamiento de la instalación de riego, de tal manera que se puedan aplicar las necesidades de agua al cultivo en el tiempo que se haya establecido, teniendo en cuenta el diseño agronómico previamente realizado. La aportación de agua por los emisores deberá ser lo más uniforme posible, es decir, todos los emisores deberán aplicar aproximadamente la misma cantidad de agua, por lo que la u n i f o r m i d a d constituye el punto de partida del diseño hidráulico de cualquier instalación de riego localizado. Para lograr una buena uniformidad será necesario:


Que todos los emisores de la instalación sean de buena calidad, garantizados por el fabricante y que cumplan las normas de calidad.




Que la presión del agua en todos los emisores sea lo más parecida posible, para lo que habrá que dimensionar la red correctamente.

El agua en su recorrido por la instalación va perdiendo presión como consecuencia de su paso por conexiones, rozamientos con las paredes de las tuberías, cambios bruscos de dirección a través de codos, tés, etc. y cuando pasa por elementos como filtros o equipos de fertirrigación, por ejemplo. Esta pérdida de presión se conoce como p é rd i d a s d e c a rg a. De igual manera, también se producirán pérdidas de presión cuando el recorrido del agua en la tubería sea ascendente, mientras que ganará presión cuando sea descendente. Ejemplo

Para un lateral de 20 milímetros de diámetro, emisores con un caudal de 4 litros/hora separados entre sí 1 metro, y una presión de 1.4 kilogramos por centímetro cuadrado (kg/cm2), la pendiente del terreno tiene una influencia en la máxima longitud aconsejable del lateral (para mantener una buena uniformidad.)

PENDIENTE DEL TERRENO

LONGITUD MÁXIMA DEL LATERAL

Ascendente al 2%

100 metros

Sin pendiente

140 metros

Descendente al 2%

170 metros

Del ejemplo anterior se deduce que la longitud de las tuberías laterales está condicionada, entre otros factores, por la topografía del terreno, siendo menor la longitud del lateral cuando la pendiente es ascendente pudiéndose aumentar a medida que la pendiente es menor y se hace descendente. Evidentemente, al variar los datos técnicos (diámetros de tuberías, caudales y presiones) y aún manteniendo las pendientes indicadas en el ejemplo, las longitudes máximas de los laterales serán distintas. En aquellos terrenos que presenten una pendiente muy elevada, se aconseja seguir la norma de instalar las tuberías laterales siguiendo aproximadamente las c u r v a s d e n i v e l, y las tuberías terciarias siguiendo la pen-

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Criterios de diseño. Programación en riego localizado

diente, disponiendo reguladores de presión en aquellos lugares donde se requieran. En caso de que la pendiente sea muy acusada o irregular, habrá que recurrir a utilizar goteros autocompensantes, al objeto de mantener constante la presión de trabajo del emisor y el caudal suministrado. Así, usando emisores autocompensantes e independientemente de la topografía del terreno, se pueden ampliar las longitudes máximas de los laterales de riego. Figura 8. Cultivo en pendiente en el que los laterales de riego siguen las curvas de nivel del terreno.

Ejemplo

Un agricultor ha instalado laterales en una de sus subunidades de riego, con diámetro de 16 milímetros, emisores con un caudal de 4 litros/hora separados 1 metro y una presión de 2 kilogramos por centímetro cuadrado (kg/cm2). Si mantiene constante estas características, solamente el hecho de utilizar goteros autocompensantes le permite aumentar la longitud de la tubería lateral. TIPO DE GOTERO

LONGITUD MÁXIMA DEL LATERAL

No autocompensante

95 metros

Autocompensante

210 metros

Siempre que sea posible, a la tubería terciaria debe suministrársele el agua en su punto más alto, de forma que las pérdidas de carga se vean compensadas por la pendiente. Debido a las pérdidas de carga y a la pendiente del terreno, en cada una de las subunidades de riego se van a producir diferencias de presión entre los distintos emisores de las tuberías laterales. Por lo tanto, la presión de entrada en la subunidad de riego debe ser tal que el emisor que está sometido a menor presión reciba la suficiente para suministrar el caudal adecuado. Para que la presión de entrada en cada subunidad sea similar y no varíe durante el riego, es preciso instalar un regulador de presión al principio de cada tubería terciaria. Hay que tener cuenta que cuanto mayor sea el diámetro de las tuberías y menor su longitud, la diferencia de presión que exista entre los emisores más y menos favorables será menor (ya que hay menos pérdida de carga), y en consecuencia se

Figura 9. Es muy importante colocar reguladores de presión a la entrada de cada subunidad de riego

Cabezal de riego

Subunidad de riego

Tubería terciaria

Regulador de presión

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Módulo 4: Riego localizado

Figura 10. Relación entre las pérdidas de carga que se originan en una tubería de riego a presión y su diámetro o longitud

podrá conseguir una mayor uniformidad. Esto conlleva un aumento del coste de la instalación, por lo que habrá que encontrar un equilibrio entre el dimensionamiento de las conducciones y la uniformidad perseguida. Como resumen de lo anteriormente expuesto, el hecho de variar las características de alguno de los elementos, condiciona las de los demás. De una manera simplificada se puede deducir lo siguiente: A mayor diámetro de las tuberías se reducen las pérdidas de carga, por lo tanto se podría aumentar la longitud de los laterales, pero el coste de la instalación se elevaría.




Ejemplo

En una subunidad de riego los emisores suministran un caudal de 2 litros a la hora (2 L/h), y están distanciados entre sí 1 metro. La longitud del lateral variará en función del diámetro de la tubería. DIÁMETRO DE TUBERÍA LATERAL

LONGITUD MÁXIMA DEL LATERAL

16 milímetros

150 metros

20 milímetros

200 metros

Como se puede observar, el hecho de variar el diámetro de la tubería lateral condiciona la longitud que se puede instalar.




El caudal del emisor condiciona la longitud de la tubería lateral, de tal forma que cuanto mayor sea el caudal del emisor, menor será la longitud del lateral.

Ejemplo

En una subunidad de riego se piensa instalar laterales cuyo diámetro es de 16 milímetros y en los que los emisores estarán distanciados entre sí 1 metro. El hecho de que los emisores suministren diferentes caudales, limitará en mayor o menor medida la longitud la tubería lateral. CAUDAL DEL GOTERO




56

LONGITUD MÁXIMA DEL LATERAL

2 litros/hora

150 metros

4 litros/hora

95 metros

La distancia entre emisores también condiciona la longitud del lateral, de tal manera que cuanto más distanciados estén los emisores, mayor longitud podrá tener la tubería lateral.

Criterios de diseño. Programación en riego localizado

Ejemplo

En una subunidad de riego, el diámetro de la tubería lateral es de 20 milímetros y el caudal de los emisores que se pretenden instalar es de 4 litros/hora. Al variar la distancia entre emisores, se condiciona la longitud de los laterales de riego. DISTANCIA ENTRE EMISORES

LONGITUD MÁXIMA DEL LATERAL

50 centímetros

85 metros

100 centímetros

135 metros

150 centímetros

190 metros

No obstante, conviene recordar que la distancia entre emisores, el caudal que suministran y la distancia entre tuberías laterales, no es arbitraria sino que se determina en función del tipo de suelo, forma del bulbo húmedo que se desea conseguir y el marco de plantación o siembra del cultivo, y no se deben modificar por criterios hidráulicos aunque ello implique ahorro o comodidad.

Longitud aproximada de las tuberías laterales (metros) (1) Caudal del emisor 2 l i t r o s / h o r a

Caudal del emisor 4 l i t r o s / h o r a

Diámetro lateral 16 milímetros

Diámetro lateral 20 milímetros

Diámetro lateral 16 milímetros

Diámetro lateral 20 milímetros

Distancia emisores (metros)

Distancia emisores (metros)

Distancia emisores (metros)

Distancia emisores (metros)

0.5

1.0

1.5

0.5

1.0

1.5

0.5

1.0

1.5

0.5

1.0

1.5

90

150

200

140

200

260

60

95

120

85

135

190

(1) Estos valores son meramente orientativos, para establecer una comparación entre diferentes características técnicas de los componentes. No deben tomarse estrictamente.

La presión recomendada en los emisores de riego localizado para un funcionamiento adecuado está en torno a 1 “kilo” (o entre 0.5 y 3 “kilos” si los emisores son autocompensantes). Así, la presión necesaria a la salida del cabezal de riego deberá ser la que requieren los emisores más las pérdidas de carga producidas en el paso del agua por las conducciones (tuberías y piezas especiales). Para determinar la presión necesaria al principio de la instalación hay que considerar las pérdidas de carga producidas en el propio cabezal de riego, ocasionadas por:


La diferencia de presión máxima admitida que se produce en los distintos filtros antes de su limpieza (hidrociclón, filtros de arena, malla y de anillas):





En caso de instalar hidrociclón, hay que considerar que este elemento produce unas pérdidas de carga comprendidas entre 0.3 y 0.5 kilogramos por centímetro cuadrado (normalmente se utiliza el término “kilos”), que dependen del caudal a filtrar. Las pérdidas de carga que se producen en los filtros de arena cuando están limpios no deben ser superiores a 0.3 “kilos”. Los filtros se eligen en función del caudal a filtrar, recomendándose instalar dos o más filtros en paralelo con objeto de que se pueda facilitar la operación de limpieza por contralavado. La arena a utilizar en el filtro debe reunir unas buenas características de granulometría y resistencia a la fracturación (friabilidad), así como ser resistente al ataque de ácidos. El tamaño de la arena debe ser

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Módulo 4: Riego localizado

igual al diámetro mínimo de paso del emisor. Para calcular el diámetro del filtro de arena, hay que tener en cuenta que el flujo de agua debe ser como máximo de 1000 litros por minuto por cada metro cuadrado de superficie filtrante de arena.


En cuanto a los filtros de mallas y anillas, las perdidas de cargas que provocan pueden oscilar entre 0.1 y 0.3 “kilos”.

A efectos de cálculo hidráulico se deben considerar las pérdidas de carga de filtros en situación de colmatación, o sea, cuando originan una pérdida de carga que hace imprescindible su limpieza.


Las pérdidas de carga que provocan los distintos equipos de fertirrigación (tanque fertilizante, Venturi e inyectores).




Las que se producen en los distintos elementos de medida y control (válvulas, manómetros, etc.).




Pérdidas de carga producidas en las propias conducciones del cabezal de riego.

4.4 Programación de riegos. Cálculo del tiempo de riego La programación de riegos está destinada a determinar el momento más idóneo para regar, estableciendo la cantidad de agua a aplicar de forma que se obtenga una eficiencia de aplicación aceptable y se consiga una buena producción y calidad del cultivo. En los métodos de riego por superficie y aspersión es primordial conocer la relación existente entre el suelo, la planta y la cantidad de agua que extrae el cultivo para establecer el momento de riego, ya que a medida que transcurre el tiempo la humedad del suelo disminuye. En estos casos el suelo es similar a un almacén de agua que se llena con el riego y se va vaciando a medida que pasa el tiempo. El momento de regar queda a juicio del regante, teniendo en cuenta que no debe permitir que la humedad del suelo sea inferior al n i v e l d e a g o t a m i e n t o p e r m i s i b l e. En riego localizado, la importancia del suelo como almacén o reserva de agua para el cultivo es mucho menor que en riego por superficie y aspersión. En este caso se aporta el agua necesaria al cultivo en función de las necesidades diarias, es decir, no se permite que el agua se almacene en el suelo y se vaya cediendo poco a poco al cultivo. Básicamente consiste en aportar el agua que se requiere diariamente, por lo que el agricultor sólo tiene que establecer el tiempo de riego necesario para aportar las necesidades brutas de riego. Para calcular el tiempo de riego, se deben conocer los siguientes datos:


Necesidades brutas de riego




Distancia entre los emisores de una tubería lateral




Distancia entre los laterales de riego




Caudal de los emisores

A partir de estos datos, sólo es preciso aplicar la siguiente expresión:

Necesidades brutas (litros/m2) 1 Tiempo de riego (minutos) = ——–––––—————–––––––—— x ——–——–——————––––––––––––––––––– x 60 Caudal del emisor (litros/hora) Nº de emisores por metro cuadrado

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Criterios de diseño. Programación en riego localizado

El número de emisores por metro cuadrado se calcula muy fácilmente sabiendo la distancia entre emisores y entre tuberías laterales: 1 Nº de emisores por metro cuadrado = ————————————–––—————–––––––––––––––––––––––– Distancia emisores (metros) x Distancia laterales (metros)

Algunos cultivos hortícolas (zanahoria, remolacha de mesa,...) y florales (clavel, rosal,...) se cultivan en las llamadas “banquetas” o “mesillas”, separadas unas de otras por un pasillo. En estos casos la separación entre las tuberías laterales no es uniforme, por lo que para calcular el número de emisores por metro cuadrado, es preciso distribuir las laterales en separaciones uniformes contando con la anchura de la mesilla y del pasillo conjuntamente. Figura 11. Representación esquemática de:

a

a) cultivo con tuberías laterales separadas uniformemente.

b

b) cultivo donde la distancia entre laterales no es uniforme.

Ejemplo

Banqueta

Hay que considerar la anchura total de la banqueta y el pasillo, es decir, 1.35 metros. Esta anchura dividida entre los tres laterales por banqueta permite obtener la separación como si los laterales se distribuyeran uniformemente. 1.35 metros —––––––————— = 0.45 metros 3 ramales

0,45

0,90 m

Banqueta

1,35 m Emisor

0,45

Pasillo

0,90 m

Pasillo

En un cultivo de clavel en banquetas de 0.9 metros de anchura y separadas unas de otras por un pasillo de 0.45 metros de anchura, se han colocado tres tuberías laterales por banqueta. Se pretende calcular la distancia entre laterales si éstos estuvieran repartidos uniformemente.

1,35 m Tubería lateral

Por lo tanto, para calcular el número de emisores por metro cuadrado, sería preciso incluir 0.45 metros como distancia entre laterales.

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Módulo 4: Riego localizado

Figura 12. Parejas de tensiómetros colocados a distintas profundidades. En riego localizado se utilizan básicamente para comprobar si el volumen de agua aportado en el riego es el adecuado.

Otra forma de realizar la programación de los riegos es mediante medidas indirectas del contenido de agua en el suelo. Cuanta más agua hay en el suelo menor es la fuerza (succión) con que éste la retiene y las plantas la podrán absorber con mayor facilidad. Los tensiómetros son dispositivos para medir dicha succión, de forma que indicarán valores más bajos cuando el suelo tenga más agua y mayores cuando el suelo esté más seco. Se suelen instalar por parejas, uno en la zona de raíces (para detectar una posible falta de agua) y otro por debajo de ellas (para determinar un posible exceso de agua de riego que se filtra hacia capas más profundas, lo que significaría que se originan pérdidas por filtración profunda).

Al ser medidas indirectas del contenido de humedad del suelo han de usarse con precaución. Su uso sólo es completamente fiable en suelos homogéneos y arenosos. En cualquier caso pueden indicar aproximadamente cuando regar, pero no la cantidad de agua a aplicar. Ejemplo

Un agricultor se dedica al cultivo de tomate al aire libre y desea calcular las necesidades brutas a aplicar diariamente a su cultivo. Los datos de los que dispone son los siguientes:


Zona de cultivo: Vega de Granada




Fecha de plantación: 1 de abril




Fase del cultivo: Inicial




Duración de la fase inicial: 30 días




Fracción de lavado: 0.27




Evapotranspiración de referencia (ETr) en la Vega de Granada para el mes de abril: 3.5 milímetros/día




Coeficiente de cultivo (Kc) en fase inicial: 0.45




Eficiencia de aplicación del sistema de riego: 90%

1. Se calcula la evapotranspiración ET: ET = ETr x Kc ET = 3.5 x 0.45 = 1.58 milímetros/día Este dato representa las necesidades netas (Nn). 2. Seguidamente se calculan las necesidades brutas (Nb), teniendo en cuenta que hay que destinar una cantidad de agua de riego para el lavado de sales. Nn 1.58 Nb = ——––––––––— x 100 = —––––––—––––— x 100 = 2.4 milímetros/día ó 2.4 litros/metro cuadrado/día Ea x (1 – FL) 90 x (1 – 0.27)

60

Criterios de diseño. Programación en riego localizado

Ejemplo

Un agricultor sabe que las necesidades de agua de su cultivo de tomate son 2.4 milímetros al día. Desea conocer qué tiempo ha de tener funcionado su instalación de riego localizado diariamente para poder aportar al cultivo las necesidades brutas. Los datos de los que dispone son los siguientes:


Marco de plantación:

Distancia entre líneas de cultivo: 1.2 metros Distancia entre plantas: 0.4 metros




Sistema de riego:

Localizado, con goteros interlínea Un lateral de riego por cada línea de plantas Separación entre emisores: 0.4 metros Caudal del emisor: 3 litros/hora

Para calcular el tiempo de riego necesario para aplicar los 2.4 litros/metro cuadrado al día, es preciso conocer el número de emisores por metro cuadrado que hay en la instalación, utilizando la expresión: 1 1 Nº de emisores/m 2 = —––––––––––––––––––––—————————————— = —––––———— = 2.08 Distancia emisores (m) x Distancia laterales (m) 0.4 x 1.2

Finalmente el tiempo de riego se calcula: Necesidades brutas (litros/m 2) 1 Tiempo de riego (minutos) = —–––––––––––––––––––––––––––––––––– x —–––––––––––––––––––– x 60 = Caudal del emisor (litros/hora) Nº de emisores/m 2

2.4 1 = —–––––––– x —–––––––– x 60 = 23 minutos 3 2.08

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

Unidad Didáctica 4. CRITERIOS DE DISEÑO. PROGRAMACIÓN EN RIEGO LOCALIZADO

RESUMEN

El

diseño de una instalación de riego localizado se basa en un diseño agronómico previo y el posterior diseño hidráulico. Para el primero se requiere información acerca de los cultivos a regar y las necesidades máximas de agua, así como de características del suelo y de la calidad del agua. El diseño hidráulico consiste en determinar las características de la red de riego (dimensionamiento en diámetro, longitud y espesor), así como las del equipo de filtrado, de fertirriego, etc. La programación de los riegos consiste en determinar el momento óptimo de efectuar el riego, calcular la cantidad de agua a aplicar y el tiempo que ha de estar funcionando la instalación. En riego localizado de alta frecuencia, lo ideal y más frecuente es aportar el agua en función de las necesidades diarias del cultivo, calculándose el tiempo necesario de riego dependiendo de las características de la instalación


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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

Unidad Didáctica 4. CRITERIOS DE DISEÑO. PROGRAMACIÓN EN RIEGO LOCALIZADO

AUTOEVALUACIÓN 1. Las necesidades de agua de un cultivo están determinadas por: a) El estado de humedad del terreno. b) Las altas temperaturas del medio ambiente. c) La evapotranspiración. d) La radiación solar y la frecuencia de lluvias. 2. ¿Qué son las Necesidades de Lavado en un riego localizado? a) Es el aporte de agua extra que se añade a las Necesidades Netas de riego, para lavar las sales a capas más profundas del suelo. b) Es el aporte de agua necesario para limpiar las tuberías de riego y que no se produzcan obturaciones de los emisores. c) Es el aporte de agua extra a añadir para mantener un buen porcentaje de suelo mojado. d) Es la cantidad de agua necesaria para limpiar cada uno de los filtros de arena. 3. Un tanque evaporímetro sirve para: a) Medir la Evapotranspiración (ET) b) Medir la Evapotranspiración de referencia (ETr) c) Medir la Evapotranspiración de diseño (ETd) d) Medir el porcentaje de suelo mojado 4. Las necesidades brutas coinciden con las necesidades de riego y se obtienen: a) Sumando las necesidades de lavado a las necesidades netas. b) Incrementando a las pérdidas por filtración profunda las Necesidades Netas de riego. c) Considerando las necesidades netas, la eficiencia del sistema de riego y las necesidades de lavado d) Evaluando el sistema de riego 5. Para diseñar una instalación de riego localizado hay que tener en cuenta dos procedimientos: el diseño agronómico del riego y diseño hidráulico de la instalación. a) El diseño hidráulico estará en función del diseño agronómico

b) El diseño agronómico se realizará en función del diseño hidráulico c) El orden es indiferente d) Diseño agronómico e hidráulico no dependen entre sí 6. El agua en su recorrido por la instalación va perdiendo presión debido a su paso por distintos elementos de la red, rozamientos o en tramos ascendentes. La diferencia de presión que se ocasiona entre dos puntos por alguno de estos motivos se denomina a) Presión diferencial b) Pérdidas de carga c) Rozamiento d) Presión puntual 7. ¿En qué condiciones de diámetro y longitud de tubería se producen mayores pérdidas de carga? a) A mayor diámetro y longitud b) A menor diámetro y mayor longitud c) A menor diámetro y menor longitud d) A mayor diámetro y menor longitud 8. Para mantener constante la presión a la entrada de la subunidad de riego, es aconsejable instalar al principio de la tubería terciaria: a) Una válvula de pie b) Un regulador de presión c) Un programador de presión d) Una válvula de presión 9. Cuando la pendiente del terreno sea muy acusada y se puedan originar grandes diferencias de presión a lo largo de los laterales, se aconseja: a) Colocar los laterales siguiendo la pendiente del terreno. b) Utilizar goteros autocompensantes c) Disponer las tuberías laterales siguiendo las curvas de nivel, las terciarias la pendiente y utilizar goteros autocompensantes d) Colocar los laterales lo más espaciados posible entre sí

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Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

5

Módulo 4: Riego localizado

FERTIRRIGACIÓN

5.1 Introducción Se define la fertirrigación o fertirriego como el procedimiento mediante el cual se aportan los fertilizantes a las plantas a través del agua de riego. Mediante esta practica se consigue poner a disposición del cultivo, y de una forma controlada, los nutrientes necesarios en función del grado de desarrollo de las plantas, siendo precisamente el riego localizado el método mejor adaptado al fertirriego. Con la fertirrigación en riego localizado se obtiene además una mayor eficacia en la aplicación de los elementos nutritivos, al distribuirlos en torno a las raíces y en el bulbo húmedo, lo cual facilita la asimilación por parte de la planta y evita las pérdidas de nutrientes.

Figura 1. Los fertilizantes son aplicados directamente en la zona de acción de las raíces en el entorno del bulbo húmedo.

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Módulo 4: Riego localizado

5.2 Ventajas e inconvenientes de la fertirrigación A continuación se indican las ventajas que presenta la fertirrigación frente a los posibles inconvenientes, con respecto a los cuales es preciso comentar que son evitables en gran medida con un buen manejo del sistema.

Ventajas de la fertirrigación

Figura 2. Aplicación de productos fitosanitarios a través de la instalación de riego localizado, haciendo uso de un inyector Venturi.


Se produce un ahorro de fertilizantes, comparado con otros sistemas, debido a que su aplicación es localizada sobre la propia planta distribuyéndose el abono cerca de las raíces y además se produce una menor pérdida por lavado o l i x i v i a c i ó n. El ahorro de los fertilizantes puede variar entre un 25% y un 50%.
La planta asimila mejor los elementos nutritivos aportados ya que existe un alto grado de humedad en torno a las raíces, lo que facilita que el fertilizante se disuelva y pueda ser mejor absorbido.

La cantidad y tipo de abono que se aporta está en función del estado de desarrollo de la planta, respetando las necesidades y equilibrio que cada fase de cultivo requiere.




Se puede actuar con rapidez y eficacia ante situaciones en que las plantas requieran algún tipo de elemento nutritivo, denominadas estados carenciales.


Figura 3. Equipo de fertirrigación automático. Se pueden observar al fondo los depósitos de fertilizante.


Posibilita el uso de la instalación para incorporar otros productos a las plantas, como puedan ser los insecticidas, fungicidas, herbicidas, etc.
Posibilita un alto grado de automatización del proceso, evitando además errores en los suministros ocasionados por el accionamiento manual, como desfases horarios e inexactitudes en la dosificación, tanto por exceso (pudiendo ocasionar elevada salinidad) como por defecto (provocando carencias nutricionales o falta de agua).

Figura 4. Residuos de sales en torno a un emisor de riego, que provocan un aumento de salinidad del suelo y eleva el riesgo de obturación del gotero.

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Reduce notablemente el impacto medioambiental negativo que supone el uso de los fertilizantes.




Fertirrigación

Inconvenientes


Obturaciones de los emisores de riego, ocasionadas principalmente por el precipitado de los fertilizantes, mala disolución y posibilidad de reacción de algunos elementos con el agua de riego, incompatibilidades entre algunos de ellos, e impurezas que a veces puedan llevar incluidas.




Aumenta la salinidad del agua de riego, con riesgo de que también se produzca salinización del suelo.

5.3 Elementos nutritivos (Nitrógeno, Fósforo, Potasio, otros) Los principales elementos nutritivos, necesarios para el desarrollo de las plantas, se pueden englobar en tres grupos:








Macroelementos o elementos principales: Nitrógeno (N), Fósforo (P) y Potasio (K). Elementos secundarios: Azufre (S), Calcio (Ca) y Magnesio (Mg). Microelementos: Hierro (Fe), Manganeso (Mn), Cinc (Zn), Cobre (Cu), Boro (B), Molibdeno (Mo).

Las necesidades de uno u otro elemento, están en función del tipo de planta y estado de desarrollo, pero en general necesitan mayor cantidad de macroelementos que de elementos secundarios y microelementos. No obstante, en la aplicación del riego localizado es sumamente importante el aporte regular de todos los nutrientes necesarios, por desarrollarse la planta en menos volumen de suelo y estar sometido éste a lavado continuo. No por el hecho de que las plantas necesiten cantidades pequeñas de algunos de estos elementos implica que estos tengan poca importancia. En realidad, la falta de alguno de ellos puede ocasionar estados carenciales graves, lo que se reflejará posteriormente en la producción. Así, por ejemplo, un estado carencial en Hierro ocasiona principalmente clorosis internervial en la mayoría de los cultivos, y una falta en Magnesio produce una clorosis en las nerviaciones de las hojas, las cuales se abarquillan y se tornan a colores claros, todo ello acompañado de una reducción en la producción directamente proporcional a la gravedad de la carencia.

Figura 5. Las plantas, en lo que respecta a su nutrición, necesitan una mayor cantidad de Macroelementos, que de Elementos Secundarios y de Microelementos.

Figura 6. Cultivo de Gerbera que presenta una deficiencia en Hierro.

67

Módulo 4: Riego localizado

En definitiva, cada uno de estos elementos actúa en una o varias funciones de la planta. Normalmente son suministrados a las plantas a través de abonos comerciales, que aportan uno o varios elementos nutritivos, llamándose simples cuando aportan solamente uno de los tres macroelementos, binarios cuando aportan cualquier combinación de ellos de dos en dos o ternarios cuando aportan los tres macroelementos juntos.

Acción de los elementos nutritivos

Nitrógeno Es uno de los elementos más utilizados en la fertilización, provocando unos resultados rápidos y espectaculares, motivo por el cual se suele aportar en exceso en los abonados. Actúa en procesos vitales de las plantas, acentuándose sus necesidades y demandas sobre todo en la fase de crecimiento y durante la formación de los órganos reproductores. Según el tipo de cultivo y su estado de desarrollo, un exceso en nitrógeno puede provocar en la planta los siguientes síntomas:


Gran desarrollo de la masa foliar (respecto al desarrollo de las raíces), y coloración verde oscuro.




Menor formación de flores y mal cuajado de las mismas.




Posibilidad de aborto de las flores.




La planta se enternece demasiado y los entrenudos se alargan.




Debido al enternecimiento, presenta menor resistencia a las heladas y mayor sensibilidad a las enfermedades.




Retraso en la maduración del fruto y peor calidad en los mismos.

Una deficiencia de nitrógeno provoca estados carenciales en la planta que se reflejan en un menor crecimiento y debilidad, así como una c l o rosis generalizada (amarilleamiento). Según la forma en que se presenta el Nitrógeno, éste tendrá mayor o menor movilidad en el suelo. Así, las formas nítricas presentan una gran movilidad, la planta lo absorbe con facilidad y se lava o lixivia fácilmente en el terreno. En cambio, el nitrógeno en forma de amonio tiene menor movilidad y es retenido en el suelo, pero si se acumula, debido a que no se transforma en nitrato con facilidad, puede llegar a ser tóxico para las raíces. Los fertilizantes nitrogenados más utilizados en fertirrigación son:


Nitrato Amónico 33.5% N (la mitad del nitrógeno está en forma nítrica y la otra mitad en forma amoniacal)




Sulfato Amónico 21% N (todo el nitrógeno en forma amoniacal)




Nitrato Cálcico 15.5% N (todo el nitrógeno en forma nítrica), 17% CaO




Urea 46% N (todo el nitrógeno en forma amídica de lenta liberación)




Soluciones Nitrogenadas, con distintas concentraciones y tipos de nitrógeno

Fósforo Favorece el desarrollo de las raíces, sobre todo al principio del cultivo, así como la floración y el cuajado de los frutos. Aumenta la cantidad y calidad de la cosecha, dando mayor precocidad al cultivo y también proporciona mayor resistencia a condiciones adversas (como climatológicas o sanitarias).

68

Fertirrigación

La movilidad del Fósforo en el suelo es muy reducida, ya que se fija a las partículas del suelo y no se lava fácilmente. Además se disuelve muy mal en el agua (tiene baja solubilidad), y al ser aportado puede asociarse con el Calcio, originar p re c i p i t a d o s y provocar obturaciones en los emisores de riego. Para evitar en cierta medida las precipitaciones ocasionadas por el Calcio y el Magnesio contenidos en el agua de riego, se debe de aportar ácido. Dependiendo del tipo de cultivo y su estado de desarrollo, una deficiencia en fósforo puede originar, entre otros, los siguientes síntomas:


Coloración anormal, tonos oscuros y tonalidades violáceas, principalmente en hojas viejas.




Reducción considerable de la brotación lateral.




Disminución de la calidad y cantidad de raíces y flores.

Los abonos más utilizados en fertirrigación que aportan Fósforo son:


Fosfato Monoamónico: 12% N, 61% P2O5




Fosfato Monopotásico: 53% P2O5, 34% K2O




Ácido Fosfórico: 40% P2O5

Es importante controlar la reacción del pH de los abonos anteriormente indicados, debido a los precipitados que se puedan producir al entrar en contacto con otros elementos (especialmente con el Calcio).

Potasio Contribuye al desarrollo de las raíces y al aumento de la calidad y tamaño de los frutos. También condiciona el estado sanitario de la planta, haciéndola más resistente a enfermedades provocadas por hongos. No todo el Potasio aplicado queda a disposición de la planta, sino que una gran parte es retenido por el suelo, mientras que otra se vuelve no soluble. La absorción no depende únicamente de la cantidad de Potasio que se aplique sino también de la cantidad de Calcio y de Magnesio que exista en el suelo. En caso de existir deficiencias de Potasio, aunque puede variar según sea el cultivo y su estado de desarrollo, se pueden presentar los siguientes síntomas:


Amarilleamiento de los bordes de las hojas y su muerte.




Plantas con poca resistencia y vigor.




Mayor sensibilidad frente a enfermedades provocadas por hongos.




Retraso generalizado en el desarrollo de la planta.

Los fertilizantes que aportan Potasio más utilizados en fertirrigación son:


Nitrato Potásico: 13% N, 46% K2O.




Sulfato Potásico: 50% K2O.

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Módulo 4: Riego localizado

Calcio Es un elemento secundario que mejora la calidad y conservación de los frutos, dándoles mayor dureza y consistencia. Suele estar de forma abundante en el suelo, pero una deficiencia puede provocar la siguiente sintomatología en la planta:


Se reduce el desarrollo de los nuevos tejidos, tornándose amarillos y deformados.




Puede provocar muertes puntuales en algunos tejidos.




Menor desarrollo de las raíces.

El abono más utilizado en fertirrigación que aporta este elemento es: Nitrato Cálcico: 15.5% N, 17% CaO




En caso de realizar el aporte de Calcio con el este abono, se aconseja hacerlo separado de los demás fertilizantes con objeto de evitar incompatibilidades; en cualquier caso, es posible mezclarlo con Nitrato Potásico o bien con un complejo de microelementos.

Magnesio Este elemento es esencial para la realización de la f o t o s í n t e s i s. Se mueve fácilmente por el interior de la planta, pudiendo pasar de los tejidos más viejos a los más jóvenes que presentan deficiencias. Su carencia aparece en las plantas en forma de clorosis en las nerviaciones de las hojas, las cuales se abarquillan y tornan a una coloración amarillo-verdosa. Los abonos que aportan este elemento más usados en fertirriego, son principalmente:


Nitrato de Magnesio: 11% N, 9% MgO




Sulfato de Magnesio: 10% MgO

Microelementos Son elementos fundamentales para el desarrollo de las plantas, aunque se encuentren en proporciones muy pequeñas en sus tejidos. Estos elementos influyen en casi todas las funciones esenciales de las plantas, floración, respiración, fotosíntesis, etc., por lo que es muy importante que estén fácilmente disponibles. En función del tipo de cultivo y microelemento, los síntomas de deficiencia son muy diversos y en numerosas ocasiones no son fáciles de determinar, por lo que se recurre a análisis de las hojas. Sin embargo, algunos síntomas que pueden presentar los cultivos por deficiencia de microelementos son:


Cinc: su carencia se manifiesta principalmente en las zonas de crecimiento terminal; la longitud del tallo se reduce y las hojas adquieren forma de roseta. Provoca clorosis entre los nervios de las hojas y reducción de las yemas florales.




Hierro: es fundamental en la f o t o s í n t e s i s. Las plantas manifiestan su carencia mediante clorosis entre las nerviaciones, quedando éstas de color verde.




Manganeso: junto con el Hierro, es muy importante en la fotosíntesis. Su deficiencia provoca síntomas parecidos a los del Hierro, con una coloración verde pálido que oscurece los nervios de las hojas, pero sin una distinción tan marcada como la que produce el Hierro.

70

Fertirrigación




Boro: su deficiencia aparece principalmente en los tejidos jóvenes en forma de clorosis y ondulaciones de las hojas, muerte de frutos o tubérculos, reducción de la floración y polinización defectuosa.




Molibdeno: es esencial para transformar el Nitrógeno que se aporta en forma nítrica en sustancias que son directamente asimilables por las plantas. Su deficiencia provoca síntomas de falta de vigor, enrollamiento de hojas y quemaduras.




Cobre: una carencia en este elemento puede originar una paralización del crecimiento, falta de coloración, marchitez de hojas y muerte de los brotes terminales.

SÍNTOMAS DE EXCESOS Y DEFICIENCIAS CLASIFICACIÓN

ELEMENTO

EXCESOS

DEFICIENCIAS

ELEMENTOS PRIMARIOS

NITRÓGENO

Desequilibrio de desarrollo entre raíces y parte aérea. Deficiente floración, mal cuaje y abortos. Planta tierna y entrenudos largos. Menor resistencia y mayor sensibilidad a plagas y enfermedades. Retraso en maduración y peor calidad de frutos.

Menor crecimiento y debilidad en la planta.

ELEMENTOS SECUNDARIOS

MICROELEMENTOS

Clorosis generalizada.

FÓSFORO

Coloración anormal: tonos oscuros y violetas Reducción de la brotación lateral. Disminución la cantidad de raíces. Disminución de la floración. Desecación de los bordes de las hojas.

POTASIO

Bordes de hojas amarillentas con posterior muerte Plantas con poca resistencia y vigor. Sensibilización a enfermedades. Retraso general en el desarrollo.

CALCIO

Presenta antagonismo con el potasio

Se reduce la formación de nuevos tejidos. Se deforman los tejidos y tornan a amarillentos. Se observan muertes puntuales. Se reduce el sistema radicular.

MAGNESIO

Clorosis en las nerviaciones de las hojas. Abarquillamiento de hojas. Cambio de coloración de la planta a amarillo-verdosa.

CINC

Reducción de crecimiento del tallo. Las hojas adquieren forma de roseta. Clorosis entre los nervios de las hojas. Menor número de yemas florales.

HIERRO

Clorosis entre nerviaciones.

MANGANESO

Bloquea al Hierro

Síntomas parecidos al hierro.

BORO

Toxicidad

Tejidos jóvenes con clorosis y deformaciones en hojas. Reducción de la floración y defectuosa polinización. Muerte en frutos y tubérculos.

MOLIBDENO

Falta de vigor generalizada. Deformación de hojas con posibilidad de muerte.

COBRE

Paralización del crecimiento. Falta de pigmentación. Marchitez de hojas. Muerte de brotes terminales.

71

Módulo 4: Riego localizado

ACCIÓN DE LOS ELEMENTOS NUTRITIVOS SOBRE LA PLANTA CLASIFICACIÓN

ELEMENTO

FUNCIONES PRINCIPALES

FERTILIZANTES MÁS USUALES

ELEMENTOS PRIMARIOS

NITRÓGENO

Es esencial en el crecimiento del cultivo, provocando un crecimiento rápido de la planta. Actúa en la formación de los órganos reproductores. Es necesario para la formación de la clorofila.

Nitrato Amónico 33.5% N Sulfato Amónico 21% N Nitrato Cálcico 15.5% N 17% CaO Urea 46% N

FÓSFORO

Favorece emisión de raíces, floración y cuajado de los frutos. Actúa sobre la cantidad, calidad y precocidad del cultivo. Da una mayor resistencia frente a condiciones adversas.

Fosfato Monoamónico 12–61–00 Fosfato Monopotásico 00–53–34 Ácido Fosfórico 40% P2O5

POTASIO

Favorece el desarrollo de las raíces. Mejora la calidad y tamaño de los frutos. Hace a la planta más resistente frente a enfermedades provocadas por hongos.

Nitrato Potásico 13–00–46 Sulfato Potásico 50% K2O

CALCIO

Es esencial para la formación de las nuevas células. Mejora la calidad y conservación de los frutos, presentando mayor dureza y consistencia.

Nitrato Cálcico 15.5% N 17% CaO

MAGNESIO

Es fundamental en la realización de la fotosíntesis. Al tener movilidad en la planta, pasa de tejidos viejos a tejidos jóvenes.

Nitrato de Magnesio 11% N 9% MgO Sulfato de magnesio 10% MgO

ELEMENTOS SECUNDARIOS

MICROELEMENTOS Aunque las plantas los necesitan en pequeñas cantidades son esenciales en su desarrollo. Participan en la formación y transformación de muchas sustancias.

Complejos de Microelementos

Fertilizantes más utilizados en fertirrigación Los abonos que se utilizan en fertirrigación deben de poseer un alto grado de p u re z a, para que no incorporen al suelo sustancias nocivas o peligrosas para la planta. Además deben ser muy solubles en el agua (tener una alta solubilidad), con el fin de reducir el riesgo de obturación de los emisores. Los fertilizantes comerciales se han obtenido mediante formulaciones químicas, los cuales incluyen en su composición uno o varios elementos nutritivos según se trate de abonos simples, binarios, etc.

Figura 7. Distintos tipos de abonos comerciales en los que se observan los diferentes elementos que aportan y sus riquezas respectivas.

Ejemplo

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Nitrato amónico 33.5% N:

 Aporta Nitrógeno

Ácido fosfórico 40% P2O5:

 Aporta Fósforo

Nitrato Potásico 13–00–46:

 Aporta Nitrógeno y Potasio

Nitrato de Calcio 15.5–00–00 17 CaO

 Aporta Nitrógeno y Calcio

Fertirrigación

De los abonos comerciales utilizados se deben conocer los siguientes aspectos:


Elementos nutritivos que aporta. Este dato es fundamental para establecer un plan adecuado de fertirrigación.




Asimilación por parte de la planta, es decir, conocer si el elemento en cuestión lo asimila la planta fácilmente o ha de sufrir un proceso de transformación previo.

Ejemplo

El fertilizante Nitrato Amónico aporta nitrógeno pero una parte viene en forma nítrica, que es fácilmente asimilable por la planta, y otra en forma amoniacal que queda retenida en el suelo, transformándose poco a poco a nitratos y pasando de esta manera a forma asimilable para la planta. En cambio, el Sulfato Amónico aporta todo el nitrógeno en forma amoniacal, por lo que la planta no podrá asimilar este nitrógeno hasta que no se haya transformado a forma nítrica.




Solubilidad del fertilizante. Es la cantidad de fertilizante que se disuelve en un litro de agua para una temperatura de 20ºC. De forma general al aumentar la temperatura del agua se puede disolver más cantidad de abono. La solubilidad hace alusión a los abonos sólidos, puesto que en caso de fertilizantes líquidos la solubilidad es absoluta. FERTILIZANTE

SOLUBILIDAD (gramos/litro)

Nitrato de Calcio

1.220

Nitrato Amónico

1.920

Sulfato Amónico

730

Nitrato Potásico

316

Nitrato de Magnesio

279

Sulfato Potásico

110

Fosfato Monopotásico

230

Fosfato Monoamónico

661

Fosfato Biamónico

400

Sulfato de Magnesio

710

Ejemplo

Nitrato de Magnesio: solubilidad = 279 gramos/litro. Esto quiere decir que en un litro de agua que se encuentra a 20ºC de temperatura se pueden disolver 279 gramos de Nitrato de Magnesio. Hay que tener en cuenta que al aumentar la temperatura aumenta la solubilidad del fertilizante. Sin embargo, lo que suele ocurrir es que la temperatura del agua sea menor, o bien que la solubilidad del fertilizante disminuya por la incorporación de otros; por estos motivos se aconseja no apurar al máximo los valores de solubilidad de la tabla adjunta.

73

Módulo 4: Riego localizado




Aumento de la salinidad en el agua de riego. La salinidad se mide por la C o n d u c t i v i d a d E l é c t r i c a (CE) en milimhos por centímetro (mmho/cm) o deciSiemens por metro (dS/m). Es necesario saber cuánto aumenta la conductividad eléctrica al incorporar los fertilizantes en el agua de riego, para poder establecer la máxima cantidad permisible a disolver según el tipo de cultivo y fase de desarrollo del mismo.

AUMENTO DE LA SALINIDAD DEL AGUA DE RIEGO (milimhos/centímetro) Concentración FERTILIZANTE

0.5 gramos/litro

1 gramos/litro

2 gramos/litro

Nitrato Amónico

0.78

0.94

2.78

Nitrato Potásico

0.64

1.27

2.44

Nitrato de Calcio

0.78

1.11

2.78

Nitrato de Magnesio

0.462

0.86

1.61

Sulfato de Potasio

0.765

1.415

2.58

Sulfato de Amonio

1.04

2.14

3.45

Fosfato Monoamónico

0.42

0.80

1.57

Sulfato de Magnesio

0.765

1.415

2.58

Ácido Fosfórico

0.959

1.672

2.59

Ejemplo

Si se aporta Nitrato Potásico a una concentración de 1 gramo/litro, éste incrementa la Conductividad Eléctrica del agua de riego en 1.27 mmhos/cm.




Variación del pH. Cada elemento fertilizante puede variar el pH del agua de riego. Hay abonos que lo reducen (ácidos) y otros que lo elevan (básicos o alcalinos). Por ello es necesario conocer cómo reacciona cada uno de los fertilizantes empleados en fertirrigación, para poder corregir la posible variación de pH. REACCIÓN DE pH DE FERTILIZANTES UTILIZADOS EN FERTIRRIGACIÓN (Valor de referencia de pH: 7) Concentración

74

FERTILIZANTE

0.5 gramos/litro

1 gramos/litro

2 gramos/litro

Nitrato Amónico

5.59

5.56

5.38

Nitrato Potásico

6.56

7.02

7.53

Nitrato de Calcio

5.91

5.87

5.80

Nitrato de Magnesio

5.52

5.53

5.37

Sulfato de Potasio

6.60

7.10

7.47

Sulfato Amónico

5.50

5.50

5.50

Fosfato Monoamónico

5.00

4.90

4.70

Sulfato de Magnesio

6.60

7.10

7.47

Ácido Fosfórico

2.81

2.62

2.09

Fertirrigación

Ejemplo

Si se aporta Fosfato Monoamónico a una concentración de 0.5 gramos/litro, suponiendo que el pH del agua es de valor 7.0, es decir neutro, lo baja hasta valor de pH 5.0.




Riqueza del abono. Conocer la riqueza de un fertilizante es fundamental para poder establecer un plan de fertirrigación, pudiendo elegir el abono más adecuado según la concentración del elemento nutritivo en cuestión. La riqueza garantizada en elementos nutritivos de los fertilizantes, se expresa de la siguiente forma: % N

para todas las formas de

Nitrógeno

% P2O5

“

“

“

“

“

Fósforo

% K2O

“

“

“

“

“

Potasio

% CaO

“

“

“

“

“

Calcio

% MgO

“

“

“

“

“

Magnesio

% SO 3

“

“

“

“

“

Azufre

El resto de los elementos nutritivos se expresan como elemento:

% Fe

para todas las formas de

Hierro

% Mn

“

“

“

“

“

Manganeso

% Zn

“

“

“

“

“

Cinc

% Cu

“

“

“

“

“

Cobre

% B

“

“

“

“

“

Boro

% Mo

“

“

“

“

“

Molibdeno

Ejemplo

Fosfato Monoamónico 12% N; 61% P2O5 Esto quiere decir que de cada 100 Kg de Fosfato Monoamónico, 12 Kg son de Nitrógeno y 61 Kg son de P2O5.

Otra forma muy común de expresar la riqueza de un abono es mediante la relación N-P-K, que indica la riqueza del abono expresada en tanto por ciento. En caso que el fertilizante aporte otros elementos nutritivos, se indican a continuación de la relación anterior.

75

Módulo 4: Riego localizado

Ejemplo

Nitrato Potásico 13% N; 46% K2O La riqueza de este fertilizante expresada por la relación anterior es 13–00–46, y como se puede observar, se respeta el orden de los macroelementos anteriormente indicado. Todo ello quiere decir que de cada 100 kilogramos de Nitrato Potásico, 13 son de Nitrógeno, 0 de P2O5 y 46 son de K2O. Nitrato Cálcico 15.5% N; 17% CaO La riqueza de este abono sería 15.5–00–00–17 CaO, lo que significa que cada 100 kilogramos de este fertilizante aporta 15.5 kilogramos de N, 0 de P2O5, 0 kilogramos de K2O y 17 kilogramos de CaO




Unidades Fertilizantes. Las necesidades de elementos nutritivos de los cultivos se expresan en Unidades Fertilizantes. Una Unidad Fertilizante equivale a un kilogramo de elemento puro, N, P2O5, K2O etc.

Ejemplo

1) Calcular cuántas Unidades Fertilizantes hay en 20 kilogramos de Nitrato Amónico con una riqueza en Nitrógeno del 33.5%. El procedimiento a seguir es el siguiente: Si en 100 kilogramos de Nitrato Amónico 33.5% N hay 33.5 Unidades Fertilizantes de N, en 20 kilogramos habrá: 20 —––––—— x 33.5 = 6.7 Unidades Fertilizantes de N 100

2) Calcular cuántos kilogramos de Nitrato Amónico 33.5% N, hacen falta para poder aportar 50 Unidades Fertilizantes de Nitrógeno. El procedimiento a seguir es: Si en 100 kilogramos de Nitrato Amónico 33.5% N hay 33.5 Unidades Fertilizantes en Nitrógeno, la cantidad de abono que hace falta para aportar 50 Unidades Fetilizantes de N es: 50 —––––—— x 100 = 149.25 Kilogramos de Nitrato Amónico 33.5% N 33.5




76

Equilibrio de un abono, es decir, la relación existente entre los elementos nutritivos que componen dicho abono. Se trata de saber cuántas veces se está aportando un elemento más que otro. Este concepto es necesario puesto que según el estado de desarrollo de la planta la proporción de los elementos nutritivos debe variar.

Fertirrigación

Para saber el equilibrio del abono, simplemente basta dividir las distintas concentraciones del abono por la cantidad más pequeña. Ejemplo

En un saco de fertilizante se observa que su composición y riqueza es 25–5–50; para conocer el equilibrio de abonado, habría que dividir todos los valores por el más pequeño, que en este caso es 5. El equilibrio de dicho abonado sería 5–1–10; es decir se aportan cinco veces más de Nitrógeno que de Fósforo, diez veces más de Potasio que de Fósforo, y dos veces más de Potasio que de Nitrógeno.







Capacidad de corrosión del fertilizante. Determinados fertilizantes pueden presentar acción corrosiva frente a algunos materiales metálicos utilizados en la instalación de riego, tales como filtros, agitadores de depósitos, etc. Peligrosidad en su manejo. La utilización de algunos productos fertilizantes, principalmente el ácido nítrico, ácido sulfúrico y ácido fosfórico, puede entrañar algún riesgo en su manipulación.

Los accidentes más usuales son los causados por salpicaduras, provocando quemaduras más o menos graves en función de la zona afectada, aunque también se pueden producir vapores que pueden ser inhalados. Por ello, en su manipulación, se deben de emplear material de protección adecuada: gafas, mascarillas, pantallas, guantes, ropa, etc.

Figura 8. Para manipular productos ácidos o peligrosos es indispensable estar protegido con gafas, guantes y otros elementos.

5.4 Preparación del abono Los abonos se incorporan a la red de riego previa preparación de la s o l u c i ó n n u t r i t i v a o solución madre. Esta solución se obtiene tras disolver los fertilizantes que contienen los distintos elementos en proporciones equilibradas, según necesidades nutritivas de las plantas. La solución nutritiva se puede obtener adquiriéndola directamente en forma de abono líquido con los elementos ya proporcionados y equilibrados, o bien preparándola a partir de abonos sólidos solubles. En caso de tener que preparar la solución nutritiva, es necesario conocer la solubili-

Figura 9. Preparación de una solución nutritiva a partir de abonos sólidos solubles.

77

Módulo 4: Riego localizado

dad de los abonos utilizados y la compatibilidad de los mismos, ya que pueden reaccionar entre sí y formar productos insolubles. En el siguiente cuadro se muestra la compatibilidad de las principales sales fertilizantes utilizadas en fertirrigación:

CUADRO DE COMPATIBILIDAD DE FERTILIZANTES Nitrato Amónico Nitrato Amónico Sulfato Amónico Nitrato Cálcico

Sulfato Amónico

Nitrato Cálcico

X

Incompatible

X

Incompatible

X Incompatible Incompatible

Fosfato Fosfato Monopotásico Monoamónico

Sulfato Potásico

Sulfato de Magnesio

Nitrato Potásico

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Incompatible

Incompatible

Incompatible Incompatible

Fosfato Monopotásico

X

X

Incompatible

X

Fosfato Monoamónico

X

X

Incompatible

X

Sulfato potásico

X

X

Incompatible

X

X

Sulfato de magnesio

X

X

Incompatible

X

X

X

Nitrato Potásico

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X X

X

Nota: X = Compatible

Para preparar la solución nutritiva se aconsejan seguir los siguientes pasos:


Se calcula la cantidad de agua necesaria para disolver todos los abonos, sumando las cantidades que hacen falta para disolver cada uno de ellos por separado.




Se aporta agua al depósito en el que se vaya a preparar la solución nutritiva hasta un 40% de su volumen aproximadamente.




Utilizando el agua restante se hace una disolución previa de cada uno de los abonos, comenzando por el de menor solubilidad, y se vierten al depósito.




En caso de que el depósito esté provisto de agitador, ponerlo en marcha.




Una vez concluida esta operación, se añade el agua restante hasta completar la cantidad calculada en el primer paso.


Se procede a comprobar el pH de la solución y se ajusta en torno a 5.5–6 con ácido nítrico, evitando de esta manera la formación de productos insolubles.




En caso de tener que aportar ácido, éste debe incorporarse en primer lugar y lentamente para evitar posibles accidentes a la persona que lo manipula.


En

caso de no utilizar la solución de forma inmediata se protegerá de la luz, y como máximo deberá utilizarse en un plazo entre 5–7 días.

Figura 10. Tanque fertilizante. Se observa el agitador, accionado por un motor eléctrico, usado para homogeneizar la solución nutritiva.

78

Fertirrigación

Ejemplo

Supóngase que una solución nutritiva va a estar formada por los siguientes fertilizantes.


Nitrato Amónico 33.5% N




Nitrato Potásico 13–00–46




Fosfato Monoamónico 12–61–00




Ácido Nítrico (Para corregir el pH)

El orden a seguir en la preparación de la solución nutritiva sería el siguiente: 1º. Ácido Nítrico. Se aporta lentamente evitando salpicaduras, ya que hay que tener presente que se trata de un producto ácido. Hay que considerar las Unidades Fertilizantes de Nitrógeno aportadas con el Ácido Nítrico. 2º. Nitrato Potásico. Por ser el fertilizante menos soluble. 3º. Fosfato Monoamónico. Por ser el siguiente fertilizante menos soluble. 4º. Nitrato Amónico. Se aporta en último lugar, por ser el fertilizante más soluble.

5.5 Frecuencia de la fertirrigación Teniendo en cuenta la frecuencia en la incorporación del abono en el agua de riego, se pueden distinguir la f e rt i l i z a c i ó n f r a c c i o n a d a y la f e r t i l i z a c i ó n c o n t i n u a. La fertilización fraccionada se aproxima más a la realidad tradicional de aportar los fertilizantes, ya que los incorpora en distintas fases del ciclo del cultivo. Se aprovecha así la capacidad que tiene el suelo en cada instante para retener e intercambiar los nutrientes con las plantas, aunque en riego localizado la capacidad de retención de nutrientes se ve muy reducida por los lavados continuos a los que está sometido el bulbo. La fertilización continua incorpora los fertilizantes en la misma frecuencia que el riego, realizando los aportes de nutrientes en función de la demanda de la planta.

Fertilización Fraccionada Los elementos a aportar deben calcularse en función del estado de desarrollo de la planta. Debido a que la concentración del abono en el agua de riego no ha de ser rigurosamente constante, se puede utilizar cualquier dispositivo para aportar la solución nutritiva (tanque fertilizante, venturi o bombas inyectoras), si bien la eficiencia en la aplicación del abono es diferente entre ellos. La solución nutritiva se prepara teniendo en cuenta la solubilidad de cada fertilizante, compatibilidades y posibles reacciones, y se introduce en el dispositivo de fertilización. Los abonos que son menos solubles indican el volumen de solución necesaria a utilizar, es decir, en caso de tener que preparar una solución nutritiva con varios abonos, se calcula el volumen en función del abono menos soluble pero no apurando al máximo los valores de solubilidad del fertilizante. Para determinar la concentración de los abonos en el agua, hay que tener en cuenta la salinidad del agua de riego. De forma general y orientativa, y en función del cultivo y fase de desarrollo en que se encuentre, no

79

Módulo 4: Riego localizado

se deben sobrepasar los 2 gramos por cada litro de agua. De todas formas, después de realizar el abonado se debe aportar agua sin fertilizante con objeto de limpiar todas las conducciones y lavar el exceso de sales acumuladas en el bulbo húmedo. Se recomienda que al menos un 20% del tiempo total previsto para el riego esté dedicado a esta función. Ejemplo

Se quiere abonar de forma fraccionada un cultivo que ocupa una superficie de 1 hectárea. Actualmente se encuentra en fase de floración, fase que dura 5 semanas. En dicha fase, además de las cantidades correspondientes de microelementos, las necesidades totales de unidades fertilizantes son:


50 de Nitrógeno

(N)




20 de Fósforo

(P2O5)




120 de Potasio

(K2O)

La frecuencia de fertilización es cada 5 días y se dispone de los siguientes abonos:


Nitrato Amónico 33.5% N




Nitrato Potásico 13–00–46




Ácido Fosfórico 40% P2O5

Se pretende conocer la cantidad que habría de emplearse de cada uno de los tres abonos en la preparación de cada solución nutritiva. El procedimiento a seguir es el siguiente: 1º. Se calcula la cantidad total de abonos a utilizar para poder aplicar la totalidad de las Unidades Fertilizantes: • En función de las necesidades de Potasio, se calcula la cantidad de Nitrato Potásico. Si en 100 Kilogramos de Nitrato Potásico hay 46 Unidades Fertilizantes de potasio (K2O), para obtener 300 Unidades Fertilizantes de Potasio, hacen falta: 100 —–––—— x 120 = 260.86 Kilogramos de Nitrato Potásico 13–00–46 46

En esta cantidad de Nitrato Potásico hay un 13% de Nitrógeno, por lo que se calcula cuanto Nitrógeno hay en la cantidad de Nitrato Potásico a aportar: si en 100 kilogramos de Nitrato Potásico hay 13 Unidades Fertilizantes de Nitrógeno, en 260.86 Kilogramos de Nitrato Potásico habrá: 260.86 —–––––—— x 13 = 33.91 Unidades fertilizantes de Nitrógeno N 100

• Se calcula la cantidad de Nitrato Amónico que hace falta para cubrir las necesidades de Nitrógeno, teniendo en cuenta las que ya se aportan con el Nitrato Potásico:

 80

Fertirrigación



si se han de aportar 50 unidades Fertilizantes de Nitrógeno, y con el Nitrato Potásico se aportan 33.91 Unidades Fertilizantes, todavía han de añadirse 50 – 33.91 = 16.09 Unidades Fertilizantes de N, para lo cual se utiliza el Nitrato Amónico 33.5% N. 16.09 —––––—— x 100 = 48.03 kilogramos de Nitrato Amónico 33.5% N 33.5

• Se calcula la cantidad de Ácido Fosfórico 40% P2O5 necesario para aportar 20 Unidades Fertilizantes de Fósforo (P2O5): si en 100 kilogramos de Ácido Fosfórico 40% en P2O5, hay 40 Unidades Fertilizantes, y se necesitan 20 Unidades Fertilizantes de Fósforo P2O5: 20 —––––— x 100 = 50 kilogramos de Ácido Fosfórico; 40

pero hay que considerar que este fertilizante viene formulado en forma líquida, por lo que para expresar esta cantidad en litros habría que dividirlo por la densidad del producto, que en este caso es de 1.6 gramos por cada centímetro cúbico. 50 —–––— = 31.25 litros de Ácido Fosfórico 1.6

2º. Se calcula la cantidad de los fertilizantes anteriormente calculados a aportar en cada una de las soluciones nutritivas. • Hay que tener presente que la fase de desarrollo del cultivo dura 5 semanas y que se pretende incorporar abono cada cinco días. Por lo tanto habrá de aportarlos en siete aplicaciones separadas entre sí cinco días. • Las cantidades calculadas anteriormente se dividen por el número de aplicaciones, siete, y se obtiene: 6.86 kilogramos de Nitrato Amónico 33.5% N

4.47 litros de Ácido Fosfórico 40% P 2O 5

37.27 kilogramos de Nitrato Potásico 13–00–46

3º El volumen de agua necesario para disolver estos fertilizantes y preparar la solución nutritiva está determinado por la suma de las cantidades de agua necesarias para disolver los abonos sólidos, es decir, el Nitrato Amónico, y el Nitrato Potásico. Según tabla de solubilidad de fertilizantes, sus solubilidades son respectivamente 1920 y 316 gramos por litro de agua. 6.86 kilogramos de Nitrato Amónico x 1000 = 6.860 gramos de Nitrato Amónico. La cantidad de agua necesaria es:

 81

Módulo 4: Riego localizado



6.860 —–––––——— = 3.57 litros de agua. 1.920

37.27 kilogramos de Nitrato Potásico x 1000 = 37.270 gramos de Nitrato Potásico. La cantidad de agua necesaria es: 37.270 —–––––——— = 117.94 litros de agua. 316

La cantidad de agua total necesaria es de: 3.57+117.94 = 121.51 litros de agua. Pero se ha de tener presente que no se debe de apurar al máximo la solubilidad del fertilizante, por lo que para disolver a todos los abonos se puede utilizar un volumen de agua de 125 litros. 4º Para preparar la solución nutritiva, se siguen los pasos siguientes: – Se añade al depósito un volumen de agua equivalente a un 40% de su capacidad aproximadamente. En este caso se dispone de un depósito de 150 litros, por lo que se añaden unos 60 litros de agua. – Se incorpora el Ácido Fosfórico, lentamente, evitando salpicaduras. – Con parte del agua restante se hace una disolución previa de cada uno de los abonos, comenzando por el Nitrato Potásico, por ser el menos soluble. Estas disoluciones previas se añaden al depósito. – Se aporta el volumen de agua restante para completar los 125 litros. – Se agita la solución, hasta su perfecta disolución.

Fertilización Continua Mediante este procedimiento de fertilización el agua de riego está permanentemente fertilizada, e incluso si se aplica muy frecuentemente, la composición del agua del suelo se aproxima a la del agua de riego. En caso de cultivos sin suelo o cultivos hidropónicos, la absorción de fertilizantes por parte de la planta se controla mediante análisis periódicos del agua que infiltra y no la absorben las raíces. Estos análisis ayudan a establecer criterios para modificar la concentración y el equilibrio de la solución nutritiva. De forma general, no se conocen las formulas idóneas de las soluciones nutritivas para cada cultivo, sino que se utilizan unas soluciones estándar que se van modificando en función de la analítica efectuada al agua de drenaje. En la actualidad se avanza cada vez más en determinar las necesidades del cultivo en cada nutriente y efectuar su aporte en partes por millón (ppm), o miliequivalentes por litro (meq/L) en una solución madre para los distintos estados vegetativos.

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

Unidad Didáctica 5. FERTIRRIGACIÓN

RESUMEN

La fertirrigación es la técnica por la cual se aportan los fertilizantes a las plantas mediante el sistema de riego, siendo el riego localizado el método que mejor se adapta a esta función. Los elementos nutritivos que las plantas necesitan se clasifican en Macroelementos, Elementos Secundarios y Microelementos, los cuales son asimilados por la planta según sus necesidades. Pueden presentarse problemas tanto por exceso como por deficiencias, por lo que es fundamental establecer, según la fase de desarrollo del cultivo, una concentración y equilibrio determinado. Los elementos nutritivos son aportados mediante los distintos formulados fertilizantes que incluyen una determinada cantidad de Unidades Fertilizantes, en función de la riqueza que presente el abono. Es fundamental conocer la composición y riqueza de los fertilizantes, con objeto de establecer un plan de fertirrigación atendiendo a la concentración y equilibrio del abono en función del desarrollo del cultivo. Además de estas características es necesario conocer otras, tales como solubilidad, pH, aumento de salinidad y compatibilidad de mezclas, datos que son necesarios para la preparación de la solución nutritiva utilizada en la fertirrigación. En función de la frecuencia en la incorporación del abono en el riego, se distinguen la fertilización fraccionada y continua como sistemas de aporte de fertilizantes en el tiempo


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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

Unidad Didáctica 5. FERTIRRIGACIÓN

AUTOEVALUACIÓN 1. El procedimiento mediante el cual se incor-

poran los fertilizantes con el sistema de riego se denomina: a) Lixiviación b) Fertirrigación c) Homogeneización d) Nitrificación

2. Cuando se aportan los fertilizantes median-

te el riego localizado, uno de los principales inconvenientes puede ser: a) Que los nutrientes se lavan o lixivian con suma facilidad b) El riesgo de producir obturaciones de los emisores de riego c) Que los nutrientes se aplican lejos de las raíces d) Ninguna de las respuestas anteriores

3. La riqueza de un abono indica:

a) La concentración de los elementos nutritivos, generalmente expresados en % b) El precio de una Unidad Fertilizante c) Los distintos elementos nutritivos que aporta el fertilizante d) La compatibilidad entre los componentes del abono 4. Los Macroelementos o Elementos principa-

les son:

a) Calcio, Fósforo y Potasio b) Boro, Hierro, Cobre y Molibdeno c) Calcio, Hierro y Nitrógeno d) Nitrógeno, Fósforo y Potasio

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5. Si en un saco de abono se observan los

números 08–05–15, ello indica...

a) Las Unidades Fertilizantes que tiene el abono b) La riqueza del abono, indicando el % en N, P2O5 y K2O c) La riqueza del abono, indicando el % en Ca, P2O5 y K2O d) La riqueza del abono, indicando el % en B, Fe, Cu y Mo 6. Cuando se prepara la solución nutritiva, se

ha de tener en cuenta que:

a) Si se aporta ácido, éste se aporta en primer lugar b) Se comienzan a diluir los abonos que presenten mayor solubilidad c) El volumen de agua a utilizar en la solución nutritiva nunca debe ser inferior a 150 litros d) Debe aportarse la cantidad de agua exacta que se haya calculado según la solubilidad de los abonos 7. Para evitar la formación de productos inso-

lubles, es conveniente ajustar el pH de la solución nutritiva a valores en torno a: a) 5.5 – 6 b) 7.5 – 9 c) 4.3 – 12 d) Es indiferente

8. En función de la frecuencia de fertirrigación,

se distinguen:

a) Fertilización fraccionada y discontinua b) Fertilización controlada e incontrolada c) Fertilización fraccionada y fertilización continua d) Fertilización superficial y fertilización subterránea

Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

6

Módulo 4: Riego localizado

EVALUACIÓN DE INSTALACIONES DE RIEGO LOCALIZADO

6.1 Introducción La evaluación de una instalación de riego localizado es un procedimiento por el que se puede comprobar su correcto funcionamiento de forma que se pueda cumplir el objetivo primordial del riego, satisfacer las necesidades de agua del cultivo. También permitirá valorar si los materiales, sus características de diseño, mantenimiento y manejo son adecuados, así como comprobar si todo el cultivo recibe la misma cantidad de agua o en su caso determinar las diferencias. Es muy importante que personal técnico cualificado de la empresa instaladora del sistema de riego realice una evaluación completa una vez que se hayan terminado las obras, de forma que se garantice al agricultor el funcionamiento adecuado de la instalación según los requerimientos para los que se ha diseñado. Además se debe exigir a la empresa que en dicha evaluación se obtenga, como mínimo, la u n i f o r m i d a d d e a p l i c a c i ó n que el agricultor y los técnicos hayan estimado adecuada durante el proceso de diseño. Como complemento a esa primera evaluación, se recomienda que el agricultor haga al menos dos evaluaciones durante la campaña de riego, una al inicio y otra a mediados, para realizar un control de la uniformidad del volumen de agua aplicada. También deberá evaluar la instalación cada vez que sospeche que pueda haber algún problema en la instalación (obturaciones, fugas, mal dimensionado, etc.). Si se cree que dicho problema puede ser de gran envergadura, es necesario recurrir a personal especializado para efectuar una evaluación completa. Los principales puntos a tener en cuenta a la hora de realizar una evaluación son los siguientes:


Comprobar el estado de los diferentes componentes de la instalación y si el manejo de los mismos es el adecuado.




Determinar la uniformidad en la distribución del agua de riego.




Analizar los criterios seguidos por el usuario del riego para decidir la lámina de agua a aplicar.




Detectar y analizar los problemas de funcionamiento de la instalación y plantear las soluciones más sencillas y económicas.

85

Módulo 4: Riego localizado

6.2 Evaluación de los componentes de la instalación Uno de los aspectos fundamentales a evaluar en un riego localizado es el buen funcionamiento de los distintos equipos, componentes, piezas, etc. que forman parte de la instalación de riego.

Equipo de filtrado El sistema de filtrado es el componente principal del c a b e z a l d e r i e g o localizado. Está compuesto por una serie de filtros de distinto tipo, cuya función principal es eliminar las partículas y elementos indeseables que lleva el agua en suspensión y puedan causar obturaciones en distintos puntos de la red de riego, principalmente en los emisores. Es muy importante conocer la capacidad de filtrado o caudal que es capaz de filtrar el sistema, porque ésta debe ser igual o superior al caudal máximo que circule por el cabezal de riego. Si los filtros están dispuestos en paralelo, la capacidad de filtrado será la suma de las capacidades de cada uno de ellos. Por el contrario, si los filtros se disponen en serie, la capacidad de filtrado del conjunto será la del filtro de menor capacidad. Por este motivo, si el conjunto de estos se va a disponer en serie es muy importante que todos los filtros tengan la misma capacidad de filtrado. Con el paso del agua a través de los distintos elementos de la red de riego, como tuberías, codos, filtros, test, válvulas, llaves, etc. se produce una pérdida de presión. La diferencia de presión que pueda existir entre dos puntos cualesquiera de dicha red se conoce como p é rd i d a s d e c a rg a . Debido a estas pérdidas de presión, otra característica del equipo de filtrado a tener en cuenta al hacer la evaluación es la presión existente a la entrada y a la salida de cada filtro. Para medir la presión se dispondrán manómetros o bien tomas manométricas en los puntos de entrada y salida de los mismos. Su lectura permitirá calcular la diferencia de presión que se produce entre ambos manómetros (pérdidas de carga), y así poder determinar el momento en que se va a realizar la limpieza. Los filtros (a excepción del hidrociclón, cuya limpieza no depende de la pérdida de carga) deben limpiarse cuando la diferencia de presión entre la entrada y la salida sea superior a 0.5 – 0.6 kilogramos/centímetro cuadrado, con lo que se evita su mal funcionamiento y la posibilidad de que se produzcan obturaciones. Es importante que el agricultor realice un control de la frecuencia de limpieza. Si existen filtros autolimpiantes también será necesario controlar las pérdidas de carga para comprobar su correcto funcionamiento. Figura 1. Cabezal de riego localizado.

Al evaluar el equipo de filtrado también han de tenerse en cuenta las características y el estado del elemento filtrante, arena, mallas o anillas, ya que de estos dependerá el buen funcionamiento del filtro y en gran medida del sistema de riego:


86

en el caso de los filtros de arena, ésta debe cumplir ciertas características en cuanto al tamaño y forma del grano, resistencia a la fracturación y al ataque de ácidos para que pueda considerarse adecuada en su uso como elemento filtrante. La capa de arena dentro del filtro debe ser uniforme, con un tamaño de grano igual al diámetro mínimo de paso de agua en el e m i s o r. El espesor de esta capa de arena debe ser como mínimo de 50 centímetros.

Evaluación de instalaciones de riego localizado







en los filtros de malla el parámetro para evaluar la capacidad de retención es el tamaño de los orificios de la malla, que debe ser la décima parte del conducto de salida del emisor para evitar obturaciones. La capacidad de retención se mide mediante el número de mesh (número de orificios por cada pulgada lineal). No se recomiendan mallas de más de 200 mesh, ya que a mayor número de orificios menor será su diámetro y mayor el riesgo de colmatación. en los filtros de anillas la calidad de filtrado está determinada por el radio de las anillas y su color. Además, el filtrado dependerá del número de ranuras de las anillas y de su tamaño. Será importante comprobar que todas las anillas tienen las mismas características en cuanto al color, tamaño, etc. y que la presión en el paquete de anillas es la correcta.

Figura 2. Filtros de mallas y anillas de distintos tipos y tamaños con sus elementos filtrantes.

Por último se debe revisar el estado general de los filtros, es decir, el estado de la arena, mallas o anillas, para conseguir un correcto funcionamiento y mantenimiento de estos. A continuación se resume la información necesaria para realizar una evaluación del equipo de filtrado de un sistema de riego localizado: Primera evaluación

Evaluaciones periódicas

Número de filtros

Presión a la entrada y salida del filtro

Localización de los filtros

Frecuencia de limpieza de los filtros

Capacidad de filtrado

Fecha de la última limpieza

Filtros con limpieza automática o manual

Características y estado del elemento filtrante

Presión a la entrada y salida del filtro

Estado general de los filtros

Características y estado del elemento filtrante Estado general de los filtros

En cualquier caso, en todas las evaluaciones periódicas es muy conveniente observar y tener en cuenta los datos técnicos tomados en la primera evaluación.

Equipo de fertirrigación La f e r t i r r i g a c i ó n es un proceso por el que se incorporan los n u t r i e n t e s junto con el agua de riego, que hace de vehículo conductor hasta las raíces de las plantas. Como en el caso de los equipos de filtrado, será necesario evaluar el equipo de fertirrigación al menos dos veces por campaña de riego para asegurar la correcta incorporación de nutrientes al cultivo, además de la evaluación completa al recibir la obra.

87

Módulo 4: Riego localizado

Si el equipo de fertirrigación está instalado en el cabezal de riego, es imprescindible colocar un filtro de malla o de anillas a continuación de éste para eliminar las impurezas del abono y evitar posibles obturaciones en otros puntos de la red de riego. También será necesario comprobar el tipo de equipo del que se dispone, su capacidad, la dosis de fertilizante y el pH del agua de riego en los últimos goteros, para ver si se adecua a las necesidades del cultivo en riego y al establecido para el control de las obturaciones. Asimismo, se debe comprobar que los inyectores (en caso de haberlos) funcionan correctamente y el estado del tanque fertilizante, que deberá limpiarse cada 15 días con agua a presión. Figura 3. Tanque de fertilización.

Elementos de control, automatismos y piezas especiales La evaluación de este tipo de dispositivos consiste principalmente en tomar nota de la cantidad que existe de cada uno de ellos en la instalación y de su situación dentro del sistema de riego, así como del diámetro y demás características que sean necesarias para comprobar su correcto funcionamiento. Los elementos de control, reguladores, válvulas, limitadores, etc., permiten controlar el caudal a aplicar y el paso del agua por un determinado punto de la red. En ellos pueden producirse fugas cuya detección será imprescindible para que la aplicación del agua de riego sea lo más uniforme posible en todos los emisores. Para evitar esto, será necesario comprobar el estado de todas las j u n t a s del sistema de riego. Figura 4. Representación esquemática de las unidades y subunidades de un sistema de riego localizado

Los sistemas de riego localizado, por sus características de diseño y manejo, se pueden programar de forma automática bien por tiempos, si el riego finaliza tras un determinado periodo de tiempo, o por volúmenes, en el caso de que el riego se suspenda de forma automática cuando se ha aplicado un volumen determinado de agua. La evaluación del funcionamiento de los distintos automatismos es fundamental para conseguir una dosis y frecuencia de riego adecuada. También se observará el estado de todas las conexiones eléctricas con el fin de prevenir desgastes, corrosiones, etc. y determinar el momento de su limpieza.

Unidades de riego Se denomina unidad de riego al conjunto de subunidades que se riegan de forma simultánea desde un mismo punto, que se

88

Evaluación de instalaciones de riego localizado

sitúa normalmente al inicio de una tubería secundaria. Se llama subunidad de riego a la superficie regada por un conjunto de laterales que toman el agua de una tubería terciaria común. Para evaluar las unidades de riego se tomará nota del número de unidades, la superficie de cada una de ellas y el número de subunidades que la componen. También es conveniente realizar un croquis de la parcela en el que se señale la disposición de las distintas unidades y subunidades de riego. Por último, habrá que señalar si al comienzo de la unidad y/o subunidad hay instalado algún contador del volumen de agua aplicada, además del tipo de control de riego que se realiza, por tiempo o por volumen.

Laterales y emisores

Figura 5. Representación esquemática de los laterales y emisores de una subunidad de riego localizado

Los últimos componentes que se consideran en la evaluación de una instalación de riego localizado son los laterales y los emisores. De los laterales se deben señalar los diámetros y su posición respecto a las plantas, que quedará recogida en un croquis. En dicho croquis también debe quedar reflejada la disposición de los emisores en cada lateral. La evaluación de los emisores consistirá en la toma de datos acerca de su tipo y c a u d a l n o m i n a l, del d i á m e t ro m í n i m o de paso de agua y por último de los distintos tratamientos que se realizan para prevenir las obturaciones. Es importante prevenir al agricultor/a sobre el uso de emisores sin marca o con un alto coeficiente de variación de fabricación, por lo que es conveniente controlar la existencia o no de este tipo de emisores. La detección de fugas y roturas tanto en laterales como en emisores es fundamental. De igual forma la detección y eliminación de obturaciones en los emisores ayudará a conseguir una mayor uniformidad del agua aplicada y por tanto una mayor homogeneidad y rendimiento del cultivo.

Figura 6. Emisores de riego localizado.

6.3 Evaluación de la uniformidad del riego En un sistema de riego localizado es muy importante conocer si el agua de riego, los fertilizantes y demás productos fitosanitarios que se incorporen a ella se están aplicando de manera uniforme. Los problemas derivados de una baja uniformidad se traducen en plantas con un exceso de agua y otras con déficit hídrico. Además habrá un mal reparto de abono, produciéndose un derroche de nutrientes por una parte y una carencia de ellos por otra, lo que supondrá una alteración del desarrollo del cultivo y por tanto de la producción.

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Módulo 4: Riego localizado

Para evaluar la uniformidad de un sistema de riego localizado se elegirá la unidad de riego más representativa de la instalación. Una unidad representativa será aquella de tamaño medio, con una pendiente que represente la media de la instalación, que esté situada a ser posible en una zona central y cuyos laterales tengan una longitud media. Si se considera necesario, se tomará también la unidad que presente las condiciones más desfavorables, es decir, la unidad más alejada o cercana al cabezal de riego según la pendiente, con laterales o tuberías terciarias más largas y con pendientes mayores. Una vez que se ha elegido la unidad de riego representativa de la instalación, se elegirá una de sus subunidades (también la más representativa) a la que se hará la evaluación. En primer lugar se determina el coeficiente de uniformidad de la subunidad elegida y posteriormente el de la unidad de riego. Si las unidades son poco uniformes en superficie y/o forma, la evaluación se deberá hacer en todas y cada una de ellas y con el mismo criterio se deberá operar en las subunidades de riego. En cualquier caso, cuando se termine la instalación del sistema de riego deberá medirse la uniformidad en todas las unidades.

Uniformidad de la subunidad de riego Para evaluar la uniformidad se utilizan dos coeficientes: el coeficiente de uniformidad de caudales (CUC) y el coeficiente de uniformidad debido a presiones (CUP). Con estos valores se podrán detectar faltas de eficiencia y solucionar pequeños problemas que mejorarán el funcionamiento de la instalación.

Uniformidad de una subunidad de riego localizado

Coeficiente de uniformidad de caudales (CUC)

Medir el caudal de un grupo de emisores distribuidos uniformemente

Coeficiente de uniformidad de presiones (CUP)

Medir la presión de un grupo de emisores distribuidos uniformemente

Figura 7. Laterales y emisores que se deben seleccionar para evaluar una subunidad de riego localizado

Figura 8. Medida del caudal que suministran los emisores de riego localizado.

90

Evaluación de instalaciones de riego localizado

Para calcular el coeficiente de uniformidad de caudales, se elegirá un número determinado de emisores distribuidos uniformemente dentro de la subunidad de riego representativa del conjunto de la instalación. En general, se recomienda seleccionar 16 emisores para calcular este coeficiente. Para ello, se eligen los laterales más cercano y más lejano de la toma de la tubería terciaria y los dos intermedios. En cada lateral se seleccionan cuatro emisores siguiendo el mismo criterio, es decir, el más cercano y el más lejano de la toma del lateral y los dos intermedios. Con una probeta o vaso graduado se medirá el volumen de agua suministrado por los emisores que se hayan seleccionado en un tiempo determinado. Este tiempo será igual para todos ellos, de tres a cinco minutos para goteros y un minuto para tuberías goteadoras y exudantes. Con las medidas obtenidas se calculará el caudal. Ejemplo

Un agricultor desea calcular el caudal que suministran los emisores de su parcela de riego localizado. Para ello mide con una probeta el volumen en un emisor durante tres minutos. El volumen medido es de 210 centímetros cúbicos (cm3). Solución: Volumen medido = 210 cm3 en tres minutos, es decir, 70 cm3 en un minuto. Si en un minuto se miden 70 cm3, a una hora corresponden cm 3 min cm 3 70 ——––— x 60 ——––— = 4.200 ——––— min hora hora

es decir, 4.2 litros/hora (ya que 1.000 cm3 corresponden a 1 litro).

Una vez conocido el caudal en cada uno de los emisores seleccionados, se calculará el coeficiente de uniformidad de caudales siguiendo los pasos que se indican a continuación:


Primero: se calcula la media de los caudales de los emisores que representan la cuarta parte de más bajo caudal (q25%). (Por ejemplo, en caso de seleccionar 16 emisores se calcula la media de los 4 de menor caudal).

Ejemplo

Un agricultor ha medido los caudales (litros/hora) que aparecen en la siguiente tabla en una subunidad de riego localizado de olivar. Con estos datos quiere calcular la media de los caudales de los emisores que representan la cuarta parte de más bajo caudal. Primer emisor

Emisor 1/3

Emisor 2/3

Último emisor

Primer lateral

4.2

4.1

4.0

4.1

Lateral 1/3

4.0

3.7

4.1

4.0

Lateral 2/3

3.8

3.9

3.9

3.9

Último lateral

4.1

4.0

3.8

4.0

 91

Módulo 4: Riego localizado



Solución: Este agricultor ha seleccionado 16 emisores de una subunidad para hacer una evaluación, por ello en primer lugar selecciona los cuatro emisores de menor caudal (señalados en rojo) y les calcula la media: 3.8 + 3.7 + 3.9 + 3.8 Caudal medio de los cuatro emisores de menor caudal (q 25%) = —–––––––––––––––––––— = 3.8 litros/hora 4




Segundo: se calcula la media de los caudales medidos en todos los emisores, q m.

Ejemplo

Con los datos de los caudales de la tabla anterior, el agricultor quiere calcular la media de los caudales de todos los emisores: 4.3 + 4.0 + 3.8 + 4.1 + 4.1 + 3.7 + 3.9 + 4.0 + 4.0 + 4.1 + 3.9 + 3.8 + 4.1 + 4.0 + 3.9 + 4.0 Caudal medio = ——–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––——————————————————— 16 Caudal medio (q m ) = 3.98 litros/hora

Tercero: una vez que se conoce la media de los caudales de los emisores que representan la cuarta parte de más bajo caudal y la media de todos los caudales medidos (q25% y qm) se calcula el coeficiente de uniformidad mediante la siguiente fórmula:




media de la cuarta parte con menor caudal Coeficiente de uniformidad de caudales (CUC) = 100 x —————–––––––––––––––––––——————— caudal medio en todos los emisores

Ejemplo

De una subunidad de riego localizado se han seleccionado dieciséis emisores. Un agricultor conoce la media de los caudales de los dieciséis emisores elegidos (q m = 3.98 litros/hora) y la media de los caudales de los cuatro que suministran menor caudal (q 25% = 3.8 litros/hora). Con estos datos quiere calcular el coeficiente de uniformidad de esta subunidad. Solución: media de la cuarta parte con menor caudal Coeficiente de uniformidad de caudales = 100 x ——–––––––———————————————————— caudal medio en todos los emisores 3.8 Coeficiente de uniformidad de caudales (CUC) = 100 x —––––– = 95.5% 3.98

92

Evaluación de instalaciones de riego localizado

Para concluir el estudio de la uniformidad de la subunidad de riego, se calcula el coeficiente de uniformidad debido a presiones (CUP), que determina cómo de homogénea es una subunidad de riego localizado en cuanto a las presiones medidas en los emisores. Para calcular este coeficiente se medirán las presiones en cada uno de los emisores siempre que sus características o forma de inserción en el lateral lo permitan. El coeficiente de uniformidad debido a presiones se calcula igual que el de caudales, es decir, seleccionando un número determinado de emisores representativos de la subunidad de riego elegida, normalmente 16. Como en el caso anterior, se medirá la presión en cada uno de los emisores con la ayuda de un manómetro. Con los datos de presión obtenidos:


Primero: se calcula la media de las presiones medidas en los emisores que representan la cuarta parte de más baja presión, p25%.

Figura 9. Medida de la presión del agua (utilizando un manómetro) en un tubo de inserción de un gotero.

Ejemplo

Un agricultor ha medido las presiones (kilos/cm2) que aparecen en la siguiente tabla, en una subunidad de riego localizado de olivar. Con estas desea calcular la media de las presiones de los emisores que representan la cuarta parte de más baja presión. Primer emisor

Emisor 1/3

Emisor 2/3

Último emisor

Primer lateral

1.6

1.5

1.4

1.6

Lateral 1/3

1.4

1.2

1.5

1.5

Lateral 2/3

1.3

1.1

1.6

1.6

Último lateral

1.5

1.4

1.3

1.7

Solución: Este agricultor ha seleccionado 16 emisores de una subunidad para hacer una evaluación, por ello en primer lugar selecciona los cuatro emisores de menor presión (señalados en rojo) y calcula la media de dichas presiones: 1.3 + 1.2 + 1.1 + 1.3 Presión media de los cuatro emisores de menor presión (p 25%) = ———––––––––––––——— = 1.22 kilos/centímetro cuadrado 4




Segundo: se calcula la media de las presiones medidas en todos los emisores, p m.

93

Módulo 4: Riego localizado

Ejemplo

Con los datos de las presiones de la tabla anterior el agricultor quiere calcular la media de las presiones de todos los emisores: 1.6 + 1.4 + 1.3 + 1.5 + 1.5 + 1.2 + 1.1 + 1.4 + 1.4 + 1.5 + 1.6 + 1.3 + 1.6 + 1.5 + 1.6 + 1.7 Presión media (p m ) = ————––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––————————————————————— 16

Presión media (pm) = 1.45 kilos/centímetro cuadrado




Tercero: una vez que se conoce la media de las presiones de los emisores que representan la cuarta parte de más baja presión y la media de todas las presiones medidas (p25% y pm) se calcula el coeficiente de uniformidad debido a presiones mediante la siguiente fórmula:

Coeficiente de uniformidad de presiones (CUP) = 100 x

[

media de la cuarta parte con menor presión

——–––––––––––––––––––––––––––––––––———————

presión media en todos los emisores

]

x

En esta fórmula, x es el coeficiente de descarga y se trata de una característica del emisor que debe ser facilitada por el fabricante. Dicho coeficiente de descarga es muy bajo (menor de 0.5) para los emisores cuyo caudal se ve muy afectado por las variaciones de presión, y más alto (mayor de 0.5) a medida que los cambios de presión influyen menos en el caudal que suministra. Ejemplo

De una subunidad de riego localizado se han seleccionado dieciséis emisores. Un agricultor conoce la media de las presiones de los 16 emisores elegidos (pm = 1.45 kilos/centímetro cuadrado) y la media de las presiones de los cuatro emisores de menor presión (1.22 kilos/centímetro cuadrado). Además el agricultor sabe que el coeficiente de descarga de sus emisores es x = 0.65 (dato proporcionado por el fabricante). Con estos datos quiere calcular el coeficiente de uniformidad debido a presiones de esta subunidad. Solución:

Coeficiente de uniformidad de presiones (CUP) = 100 x

[

media de la cuarta parte con menor presión ——–––––––––––––––––––––––––––––––––——————— media de las presiones medias en los 16 emisores

Coeficiente de uniformidad de presiones (CUP) = 100 x

94

[

1.22 ——–––—— 1.45

]

0.65 = 89%

]

x

Evaluación de instalaciones de riego localizado

El coeficiente de uniformidad debido a presiones definido no es necesario para el cálculo de la uniformidad de la instalación. Sin embargo, es conveniente conocerlo para detectar las posibles diferencias de presiones que se puedan producir a lo largo de la red de riego y así poder solucionarlas mediante la instalación, por ejemplo, de un regulador de presiones. En todo caso, esta determinación es imprescindible en la evaluación que debe realizarse a la recepción de la obra para verificar que las dimensiones tanto de la red como de los elementos de regulación son las correctas.

Uniformidad de la instalación Una vez conocida la uniformidad de caudales de una subunidad de riego localizado (CUC (subunidad)), se podrá calcular el coeficiente de uniformidad de la unidad, CU (unidad), sabiendo que:

Coeficiente de uniformidad (unidad) = fc x Coeficiente de uniformidad de caudales (subunidad)

donde fc es un factor de corrección que depende de la diferencia entre las presiones de las subunidades que forman parte de la unidad que se está evaluando. Para calcular el factor de corrección, habrá que medir la presión más desfavorable en cada tubería terciaria de la unidad. Para realizar estas medidas deberá tenerse en cuenta si la tubería terciaria está situada a favor o en contra de la pendiente:


Si la tubería terciaria está a nivel o en contra de la pendiente, la presión más desfavorable se medirá al final de la tubería, donde comience el último lateral.




Si la tubería terciaria está colocada a favor de la pendiente, la presión más desfavorable se podrá medir aproximadamente en los 2/3 de su longitud. La primera vez que se realice esta prueba es conveniente medir varias veces al final de la tubería terciaria por si acaso el punto situado a los 2/3 no fuese el de menor presión. Si resultara otro punto distinto a este, se marcaría en la tubería, se tomaría nota en la ficha de evaluación y este sería el punto de referencia para todas las evaluaciones posteriores.

Una vez medida la presión más desfavorable de cada tubería terciaria de la unidad se calcula p25% y pm, siendo:


p25% la media de las presiones medidas en las tuberías terciarias que representan la cuarta parte de más baja presión.




pm la media de todas las presiones medidas en las tuberías terciarias de la unidad.

Con estos valores, fc se calcula como:

fc = 100 x

[

media de las presiones de las tuberías terciarias que representan la cuarta parte de más baja presión ———–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––————————————————— media de todas las presiones medidas en la unidad

]

x

teniendo en cuenta que x es el coeficiente de descarga, el mismo que se ha utilizado para calcular la uniformidad debida a presiones en la subunidad.

95

Módulo 4: Riego localizado

Coeficiente de uniformidad de caudales (CUC)

X

Coeficiente de descarga (fc)

Coeficiente de uniformidad de una unidad CU (unidad)

Coeficiente de uniformidad de la instalación CU (instalación)

Finalmente, la uniformidad de la instalación será igual a la uniformidad calculada para la unidad elegida como representativa de la instalación. Es preciso recordar que para que esto se pueda considerar válido, las subunidades y unidades de riego deben ser relativamente homogéneas en cuanto a superficie y forma. No debe caerse, por tanto, en la rutina de hacer la evaluación en una subunidad cualquiera y dar por buena o mala la uniformidad de toda la instalación.

Coeficiente de uniformidad (instalación) = Coeficiente de uniformidad (unidad)

Dependiendo del valor del coeficiente de uniformidad obtenido, la calificación de la instalación será la siguiente: Valor del coeficiente de uniformidad

Calificación

Mayor de 94%

Excelente

De 86–94%

Buena

De 80–86%

Aceptable

De 70–80%

Pobre

Menor de 70%

Inaceptable

Ejemplos

1. Un agricultor quiere calcular el coeficiente de uniformidad de su instalación de riego localizado en olivar. Para ello ha calculado previamente el coeficiente de uniformidad de caudales de una subunidad de riego, siendo del 90.5%. Además, el agricultor conoce el valor del coeficiente de descarga de sus emisores (dato del fabricante, x = 0.65) y ha medido las presiones más desfavorables de las cinco subunidades que tiene su instalación. Estas presiones son las que aparecen en la siguiente tabla: Subunidad

Presión (kilos/centímetro cuadrado)

1

1.1

2

1.0

3

0.95

4

0.9

5

1.2

 96

Evaluación de instalaciones de riego localizado



Solución: Como existen cinco medidas de presión, la cuarta parte es aproximadamente 1. Por lo tanto, para determinar la presión media de las tuberías terciarias que representan la cuarta parte de más baja presión se tomará solamente una de ellas, la que tiene menor presión, es decir, 0.9 “kilos”. Figura 10. Riego localizado en olivar.

1.1 + 1.0 + 0.95 + 0.9 + 1.2 Media de todas las presiones medidas en las tuberías terciarias = —–––––––––––––––––––––––––––— = 1.02 Kilos/cm2 5

fc =

[

x

] [ ]

media de las presiones de las terciarias que forman la cuarta parte de más bajo caudal ——–—————––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––——————————— media de todas las presiones medidas en las subunidades de la unidad

=

0.9 ——— 1.02

0.65 = 0.92

Coeficiente de uniformidad (unidad) = fc x Coeficiente de uniformidad de caudales (subunidad)= = 0.92 x 90.5 = 83.2% Como el coeficiente de uniformidad de la instalación es igual al coeficiente de uniformidad de la unidad de riego: Coeficiente de uniformidad (instalación) = Coeficiente de uniformidad (unidad) = 83.2%

Según el valor del coeficiente de uniformidad obtenido, la instalación se calificará como aceptable desde el punto de vista de la uniformidad. 2. Un agricultor quiere calcular el coeficiente de uniformidad de su instalación de riego localizado en habas. Para ello ha calculado previamente el coeficiente de uniformidad de presiones de una subunidad de riego, siendo del 88%. Además el agricultor conoce el valor del coeficiente de descarga de sus emisores (dato del fabricante = 0.65) y ha medido las presiones más desfavorables de las diez subunidades que tiene su instalación. Estas presiones son las que aparecen en la tabla siguiente: Subunidad

Presión (kilos/cm 2)

1

1.1

2

1.0

3

0.95

4

0.9

5

1.2

6

1.0

7

1.0

8

1.1

9

0.9

10

1.0 Figura 11. Riego localizado en habas.

 97

Módulo 4: Riego localizado



Solución: Como hay 10 subunidades, la cuarta parte serán 2.5, es decir, se toman 2 subunidades. La media de las presiones de las tuberías terciarias que representan la cuarta parte de más baja presión es 0.9 + 0.9 p 25% = ——–––——— = 0.9 Kilos/cm 2 2

1.1 + 1.0 + 0.95 + 0.9 + 1.2 + 1.0 + 1.0 + 1.1 + 0.9 + 1.0 Media de todas las presiones medidas = ——–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––——————— = 1.01 Kilos/cm2 10

fc =

[

x =

][ ]

presión media de las tuberías terciarias que forman la cuarta parte de más baja presión ——–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––——————— media de todas las presiones medidas en las subunidades de la unidad

0.9 ——— 1.01

0.65 = 0.93

Coeficiente de uniformidad (unidad) = fc x Coeficiente de uniformidad de caudales (subunidad) = = 0.93 x 88 = 82% Por tanto, el coeficiente de uniformidad de la instalación será: Coeficiente de uniformidad (instalación) = Coeficiente de uniformidad (unidad) = 82%

Según el valor del coeficiente de uniformidad obtenido, la instalación se calificará como aceptable.

Además de las medidas de presión que se realizan para calcular el coeficiente de uniformidad de la instalación, será conveniente medir las presiones a la entrada de cada unidad de riego, por ejemplo en el gotero más cercano a la entrada. Si la diferencia de presiones entre dos unidades cualesquiera con respecto a la media entre ambas es mayor del 15%, se considera que dichas unidades riegan muy desigualmente y por lo tanto será necesario: 1. Poner reguladores de presión en el inicio de cada unidad de riego, o bien, 2. Medir el caudal de al menos 16 emisores en cada unidad de riego, distribuidos de manera homogénea dentro de la unidad y calcular la media para ver el volumen que se está aplicando en cada una de ellas. Si las unidades que se estén valorando tienen el mismo cultivo y éste se encuentra en la misma fase de desarrollo, las necesidades de agua serán las mismas en todas ellas. Si los caudales medidos son diferentes, habrá que emplear tiempos de riego proporcionales a estos para conseguir el mismo volumen de agua en las unidades evaluadas.

98

Evaluación de instalaciones de riego localizado

Ejemplo 1

Un agricultor tiene dos unidades de riego localizado con el mismo cultivo. Con un manómetro mide la presión a la entrada de cada unidad en el gotero más próximo a dicha entrada. Los resultados que obtiene son los siguientes: Presión a la entrada de la unidad 1 = 3.2 “kilos” Presión a la entrada de la unidad 2 = 2.6 “kilos” 3.2 + 2.6 Media de ambas presiones = —–––––———— = 2.9 Kilos/cm 2 2

3.2 – 2.6 0.6 Diferencia de ambas presiones con respecto a la media = 100 x —––––––––––– = —–––– = 20.6% 2.9 2.9

Al ser la diferencia de las presiones medidas a la entrada de cada unidad con respecto a la media superior a un 15% este agricultor debería instalar un regulador de presión a la entrada de cada unidad de riego. Con esto se conseguirían presiones y caudales más homogéneos en cada unidad, lo que se traduciría en un aumento de la uniformidad de la instalación.

Ejemplo 2

Un agricultor riega cada tres días un cultivo de algodón repartido en dos unidades de riego. Sabe que, según las necesidades del cultivo y la disposición de los goteros en campo, cada gotero debe aplicar 14.2 litros por riego. Además, este agricultor ha medido en cada unidad el caudal de 16 goteros y ha calculado la media de los caudales medidos en cada unidad. En la siguiente tabla se muestran los resultados de los caudales medidos (litros/hora):

UNIDAD 1

UNIDAD 2

4.2

3.6

4.0

3.2

4.5

3.5

4.4

3.4

3.8

3.7

3.9

3.3

4.1

3.8

4.1

3.8

4.3

3.7

4.2

4.0

4.0

3.5

4.4

3.7

3.7

3.9

3.9

3.4

4.1

3.6

4.3

3.5

99

Módulo 4: Riego localizado

Los caudales medios en cada una de las unidades son los siguientes: 4.2 + 4.0 + 4.5 + 4.4 + 3.8 + 3.9 + 4.1 + 4.1 + 4.3 + 4.2 + 4.0 + 4.4 + 3.7 + 3.9 + 4.1 + 4.3

q m1 = ——–––––––––––––––––––––––––––––––––––––——————————————————————— = 4.12 litros/hora 16

3.6 + 3.2 + 3.5 + 3.4 + 3.7 + 3.3 + 3.8 + 3.8 + 3.7 + 4.0 + 3.5 + 3.7 + 3.9 + 3.4 + 3.6 + 3.5

q m2 = ——–––––––––––––––––––––––––––––––––––––——————————————————————— = 3.6 litros/hora 16

Con estos datos, el tiempo de riego en cada unidad se obtiene de dividir los litros que debe aplicar cada gotero por el caudal medio de los emisores de cada unidad: 14.2 litros/gotero Tiempo de riego para la unidad 1 = ——––––——————— = 3 horas y media 4.12 litros/hora

14.2 litros/gotero Tiempo de riego para la unidad 2 = ——––––——————— = 4 horas 3.6 litros/hora

Así, regando cada tres días durante tres horas y media en la unidad 1 y cuatro horas en la 2, se estará aplicando el mismo volumen de agua en las dos unidades de riego.

Cabezal de riego

Unidad 1

Unidad 2

Emisores seleccionados para medir su caudal

Vol. a aplicar: 14.2 litros / gotero Caudal medio por gotero

100

q

m1

= 4.12 l/h

t

r1

= 3.5 h

q

m2

= 3.60 l/h

t

r2

= 4h

Evaluación de instalaciones de riego localizado

La falta de uniformidad en una instalación de riego localizado se deberá principalmente a: 1. Variaciones en el caudal de los emisores. Estas variaciones pueden ser causadas por distintos motivos como la variabilidad que se produce en el proceso de fabricación, defectos a la hora del montaje de los emisores, obturaciones, etc. Un indicador de la calidad de los emisores y de su estado de conservación es la diferencia entre el coeficiente de uniformidad de caudales y el de presiones dentro de la misma subunidad. 2. Diferencias de presión dentro de la subunidad, debidas a pérdidas de presión a lo largo de la tubería terciaria y de los laterales y también a factores topográficos. El coeficiente de uniformidad debido a presiones es un buen indicador de las diferencias de presión en la subunidad. 3. Diferencias de presión entre diferentes subunidades. Estas diferencias se deberán a la ausencia de reguladores de presión a la entrada de cada subunidad, o a su mal funcionamiento y/o mal manejo o mal cálculo de la red secundaria. La importancia de estas diferencias de presión se estima mediante la diferencia entre el coeficiente de uniformidad de la unidad y el coeficiente de uniformidad de la subunidad. 4. Diferencias de presión entre diferentes unidades, debidas a la ausencia de reguladores de presión a la entrada de cada unidad de riego, al mal funcionamiento y/o mal manejo de los mismos en caso de haberlos, o al mal diseño hidráulico de la red primaria o de la secundaria.

6.4 Evaluación del manejo del riego Para completar la evaluación de una instalación de riego localizado, será necesario comprobar si el manejo que se está haciendo del riego es correcto, una vez analizados los componentes de la instalación y la uniformidad del riego. Para ello será necesario conocer la frecuencia y la duración de los riegos, así como el método utilizado para controlar la cantidad de agua aplicada y los perfiles humedecidos en cada riego (medidas y formas del bulbo húmedo). La persona encargada de hacer la evaluación estimará las necesidades de agua netas y brutas en los días anteriores a la evaluación y comprobará si la cantidad de agua aplicada en los últimos riegos coincide o no con las necesidades brutas.

101

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

Unidad Didáctica 6. EVALUACIÓN DE INSTALACIONES DE RIEGO LOCALIZADO

RESUMEN

La evaluación de una instalación de riego localizado tiene por objeto comprobar si se aplica al cultivo el agua que éste requiere para su correcto desarrollo y producción. Además, se valoran las características de diseño, manejo y mantenimiento de la instalación, para lo cual se evalúan los distintos componentes que forman parte de la misma. Es imprescindible realizar una evaluación completa de toda la instalación en su recepción, y evaluaciones periódicas para verificar el correcto funcionamiento. La evaluación de los componentes de la instalación consistirá en el análisis del estado general y funcionamiento del equipo de filtrado, el de fertirrigación, los elementos de control, automatismos, las piezas especiales, las unidades de riego y por último los laterales y emisores. El coeficiente de uniformidad de la unidad, CU(unidad), es el indicador que se utiliza para evaluar la uniformidad del riego. Cuando las unidades son homogéneas en forma y dimensiones, se considera que la uniformidad de la instalación es la misma que la de la unidad evaluada. Un riego uniforme conlleva un correcto reparto del agua de riego y de los fertilizantes y productos fitosanitarios que se apliquen con ella lo que influirá en el desarrollo del cultivo y por tanto en la producción. La evaluación de una instalación de riego localizado se completa con el estudio del manejo del riego, que indicará si la cantidad de agua aplicada coincide o no con las necesidades de agua del cultivo


102

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

Unidad Didáctica 6. EVALUACIÓN DE INSTALACIONES DE RIEGO LOCALIZADO

AUTOEVALUACIÓN 1. Uno de los objetivos de la evaluación de un

riego localizado es comprobar que la cantidad de agua que se aplica con los riegos coincide con las necesidades del cultivo. Verdadero / Falso

2. Se recomienda realizar la evaluación de un

riego localizado:

a) Una vez al año. b) Al menos dos veces al año. c) Cinco veces al año. d) Cuando el agricultor quiera.

3. La obturación de los emisores de riego loca-

lizado no se evita manteniendo los filtros limpios. Verdadero / Falso

4. Los filtros de arena, malla y anillas deben

limpiarse cuando la diferencia de presión entre la entrada y la salida del filtro sea de 0.5 – 0.6 kilos/centímetro cuadrado. Verdadero / Falso

6. Para evaluar un sistema de riego localizado

se seleccionará:

a) Una unidad de riego cualquiera. b) Una unidad de riego representativa de la instalación. c) Una unidad de riego de una de las esquinas. d) Tres unidades de riego de la instalación.

7. Para calcular el coeficiente de uniformidad

de una instalación se calcula en primer lugar el coeficiente de uniformidad de una subunidad y a continuación el de una unidad de riego, que corresponderá con el de la instalación. Verdadero / Falso

8. Tras realizar una evaluación de su instala-

ción de riego localizado, un agricultor obtiene un coeficiente de uniformidad del 75%. Según el resultado, la instalación puede clasificarse como: a) Excelente. b) Buena. c) Pobre. d) Inaceptable.

5. La evaluación de los distintos componentes

que forman parte de la instalación de riego localizado permitirá detectar problemas en éstos y solucionarlos para conseguir una mayor uniformidad del agua aplicada. Verdadero / Falso

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Unidad Didáctica

Manual de Riego para Agricultores.

7

Módulo 4: Riego localizado

MANTENIMIENTO DE LAS INSTALACIONES

7.1 Introducción Una instalación de riego localizado debe funcionar correctamente a lo largo del tiempo. El mantenimiento de una instalación se hace necesario para que la duración de los componentes que forman parte de ella sea la máxima posible y para que la u n i f o r m i d a d y e f i c i e n c i a d e l a g u a a p l i c a d a no disminuyan con el paso del tiempo. Un buen mantenimiento implicará la puesta a punto de todos los componentes de la instalación antes del inicio de la temporada de riego, así como la revisión y evaluación de los mismos durante la campaña y cuando ésta finalice. Uno de los principales problemas del riego localizado es la obturación de los emisores, lo que ocasiona una pérdida de uniformidad y en consecuencia un desarrollo poco homogéneo del cultivo, que se traduce finalmente en una disminución de la producción. Por esto, además de un buen mantenimiento del sistema de riego, es muy importante prevenir las obturaciones de los emisores y de los demás elementos con secciones de paso del agua muy pequeñas, como filtros de malla y de anillas, ya que existe el peligro de que se produzcan depósitos de partículas orgánicas, minerales, sales, etc., que impidan el paso del agua.

105

Módulo 4: Riego localizado

7.2 El problema de las obturaciones La obturación de los elementos de un sistema de riego localizado es el principal y más delicado problema que se presenta en este tipo de instalaciones, ya que su solución no es nada fácil. Cuando se producen obturaciones, el caudal de los emisores disminuirá en función del grado de obturación, por lo que las necesidades de agua del cultivo pueden quedar en algunos casos sin cubrir. Además, el grado de obturación no afectará de forma homogénea a todos los emisores de la instalación, lo que originará diferencias en los caudales emitidos. Esta variación de caudales producirá una disminución de la uniformidad y eficiencia de riego, que afectará de forma negativa a un desarrollo homogéneo de todo el cultivo y con ello a su rendimiento. La mejor lucha contra la obturación de los componentes de una instalación es la prevención, ya que normalmente se detecta cuando el grado de obturación es bastante avanzado. En estos casos una limpieza de emisores y conducciones puede resultar muy cara y a veces el daño en el cultivo puede ser irreversible. La sensibilidad de los emisores a las obturaciones es muy importante para su selección y prevención de Figura 1. Siempre debe evitarse manipular los emisores futuras obturaciones. El riesgo de obstrucción de un (especialmente si son autocompensantes) para limpiar las emisor depende de factores como el d i á m e t ro m í n i obturaciones. m o d e p a s o, la velocidad del agua y el propio diseño del emisor, entre otros. Además, la aplicación de fertilizantes con el agua de riego también aumenta el riesgo de obturaciones, por ello, el equipo de filtrado debe estar bien dimensionado para impedir el paso de partículas cuyo diámetro sea tal que pueda provocar la obturación y su elección se debe hacer en función de la calidad del agua de riego. Es necesario que exista al menos un filtro de malla o anillas entre la salida del equipo de fertirriego y la conducción general. Cuando un emisor se obstruye es mejor cambiarlo por uno nuevo antes que intentar desatascarlo con la ayuda de un alambre o algún objeto similar, ya que el emisor puede quedar seriamente dañado. Si es autocompensante, nunca se debe introducir un alambre por el agujero de salida del agua porque se corre un elevado riesgo de perforar la membrana o dispositivo que produce el efecto autocompensante y romper definitivamente el emisor. Los emisores de bajo caudal, es decir, aquellos con un caudal menor de 16 litros/hora, presentan mayor riesgo de taponamiento por tener diámetros de paso del agua más pequeños. Según el diámetro mínimo, la sensibilidad a obturaciones en los emisores será la que aparece en el siguiente cuadro:

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Diámetro mínimo (milímetros)

Sensibilidad a las obturaciones

Menor de 0.7

Alta

Entre 0.7 y 1.5

Media

Mayor de 1.5

Baja

Mantenimiento de las instalaciones

Tipos de obturaciones Según el tipo de material o elemento que provoque las obturaciones, éstas pueden clasificarse en:








Físicas: producidas bien por materias minerales (arenas, limos, arcillas) u orgánicas (algas, bacterias, fitoplacton) que lleva el agua de riego en suspensión, denominadas obturaciones internas, o bien por materiales que acceden al interior de los emisores desde el exterior, llamadas obturaciones externas. Químicas: provocadas por la precipitación en el interior de la instalación de sustancias que traspasan los filtros disueltas en el agua de riego, o de sustancias fertilizantes que se incorporan a ella.

TIPOS DE OBTURACIONES

Físicas

Biológicas

Químicas Algas y bacterias

Sólidos en suspensión

Precipitaciones

Biológicas: debidas a organismos, como algas, raíces de malas hierbas, insectos, microorganismos, etc., que se encuentran en el agua de riego o que acceden desde el exterior y que se desarrollan dentro de la instalación hasta ocasionar los problemas.

Prevención y tratamiento de obturaciones de tipo físico Las obturaciones provocadas por partículas gruesas se pueden evitar con la instalación en el cabezal de riego localizado de un equipo de filtrado adecuado al tipo de agua y a la cantidad de sustancias en suspensión que tenga. Si el agua lleva gran cantidad de sólidos en suspensión será necesario instalar también un equipo de prefiltrado para eliminar parte de los contaminantes antes de su paso por los filtros. Las obturaciones también pueden producirse por partículas muy finas que atraviesan los filtros y se van depositando en las conducciones y paso de los emisores formando partículas de mayor tamaño. Para prevenir esto, los filtros deben dimensionarse adecuadamente procurando que el diámetro de paso sea el adecuado. Si las obturaciones se producen por la entrada de partículas sólidas desde el exterior, la mejor prevención es evitar el contacto de la salida de los emisores con el suelo utilizando pinzas u otros elementos adecuados, instalan-

Figura 2. Gotero obstruido como consecuencia de partículas externas.

Figura 3. Limpieza de un filtro de anillas.

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Módulo 4: Riego localizado

do las tuberías con los orificios hacia arriba, colocando las tuberías y los emisores a una determinada altura del suelo, etc. Un posible tratamiento a este tipo de obturaciones es la limpieza de la instalación con agua a presión, siempre que el diseño y las características del sistema de riego lo permitan. Además, deberá realizarse un mantenimiento periódico de limpieza en el sistema de filtrado para impedir el paso de partículas sólidas a la red de riego. En las instalaciones que cuentan con emisores enterrados, se puede prevenir la entrada de raíces con la aplicación de herbicidas usando la propia red de riego. El uso de esta Figura 4. Tuberías y emisores separados del suelo para evitar obturaciones técnica debe ser controlado por personal externas. especializado para determinar el tipo de herbicida, la dosis del mismo y las condiciones y método de aplicación. También existen en el mercado emisores impregnados de herbicida que van liberando la sustancia activa a lo largo del tiempo. En este mismo tipo de instalaciones, uno de los problemas más importantes es la succión de suciedad por los emisores al dejar de regar. Para que esto no ocurra, la instalación debe dotarse de sistemas de inyección de aire a presión, que se activan en el momento de dejar de regar, o elegir emisores que dispongan de dispositivos antisucción.

Prevención y tratamiento de obturaciones químicas

Precipitados de calcio Se producen sobre todo en forma de carbonatos y en aquellos puntos donde el agua queda en reposo entre un riego y otro, o en la salida de los emisores, donde la concentración de sales aumenta como consecuencia de la evaporación. El tratamiento preventivo que suele hacerse para evitar la aparición de este tipo de precipitados, es la adición de ácido al agua de riego en la dosis adecuada para que la precipitación de las sales no tenga lugar. La dosis de ácido que se aplique dependerá de las características del agua, por lo que habrá que determinarla en un laboratorio tras un análisis químico. Puesto que la dosis de ácido variará para cada caso, es necesario consultar con personal cualificado. El ácido, convenientemente diluido, puede aplicarse desde el equipo de fertirrigación durante todo el riego o en la última parte de éste (unos quince minutos) cuando el volumen de ácido a aplicar no sea muy elevado. Así se consigue que el agua que queda al final en el interior de la red de riego no produzca precipitaciones.

Figura 5. Gotero obstruido como consecuencia de sales de calcio.

108

El volumen de agua que se necesita para que el ácido llegue a todos los emisores de la red de riego puede calcularse de una manera fácil, midiendo el volumen de la ins-

Mantenimiento de las instalaciones

talación y multiplicando el resultado por dos o tres como garantía. La cantidad de ácido que se añada al agua para los tratamientos preventivos o de limpieza de la instalación, estará en función del volumen de agua a tratar. Como dosis orientativas, se recomienda un cuarto de litro por metro cúbico de agua de riego en caso de tratamientos de prevención, y unos tres litros por metro cúbico para tratamientos de limpieza.

Figura 6: Dosis de ácido recomendada en obturaciones provocadas por precipitados de calcio

En el tratamiento preventivo contra la formación de precipitados de calcio se pueden utilizar varios ácidos, sulfúrico, clorhídrico o nítrico, siendo el ácido nítrico el más utilizado. Una vez que se ha producido la precipitación de sales de calcio, los tratamientos correctores son de eficacia muy variable según el grado de obturación y el tipo de emisor. Normalmente se consiguen despegar las incrustaciones, pero es frecuente que queden pequeñas partículas en el agua y formen de nuevo precipitados que den lugar a nuevas obturaciones. Estos tratamientos consisten en la aplicación de ácido a altas concentraciones, hasta que el porcentaje de ácido en el agua de riego oscile entre el 1 y el 4%. En algunas ocasiones, cuando el grado de obturación es muy elevado, los emisores se deben limpiar individualmente, sumergiéndolos en ácido al 1–2% durante unos quince minutos. Este tratamiento puede ser eficaz en el caso de tener emisores desmontables, pero supone un importante gasto en mano de obra, por lo que en algunas ocasiones es más rentable limpiar las tuberías y poner emisores nuevos que realizar este tipo de limpieza. Además, una vez obturados los emisores, la limpieza no suele resultar efectiva ya que el ácido no disuelve del todo las incrustaciones sino que las desagrega, quedando pequeñas partículas de calcio circulando por el emisor que pueden volver a causar obturaciones. El tratamiento de limpieza de obturaciones implica la utilización de altas concentraciones de ácido, lo que lo hace un proceso muy delicado que debe realizarse por personal especializado. Es importante resaltar que los ácidos son productos c o r ro s i v o s y extremadamente peligrosos, por lo que es preciso manejarlos con especial cuidado, es decir, utilizando guantes, gafas, etc., incluso cuando se encuentren diluidos.

Precipitados de hierro Se producen en aguas ácidas que llevan hierro disuelto, que al oxidarse precipita y forma depósitos color marrón en filtros y goteros. Con menor frecuencia pueden aparecer problemas similares con el manganeso. La prevención de estos precipitados consiste en evitar la entrada de hierro en la red de riego, para lo que generalmente se realiza una agitación mecánica que provoca la oxidación y precipitación del hierro antes de su paso por los filtros de arena, que retendrán las partículas de precipitado.

109

Módulo 4: Riego localizado

Si la aireación del agua de riego no es posible, por ejemplo porque se bombea directamente desde un pozo a la red de tuberías, se puede aplicar un agente oxidante como hipoclorito sódico, que provoque la oxidación del hierro y su precipitación. En el caso de que el problema esté causado por presencia de manganeso, se debe tener cuidado al aplicar el hipoclorito porque el manganeso se oxida más lentamente que el hierro y su precipitación puede producirse después del filtro de arena. En cualquier caso, se debe realizar un análisis del agua para determinar la dosis de oxidante a aportar. El tratamiento para eliminar precipitados de hierro en la red de riego se realiza con ácido. El procedimiento es el mismo que en el caso de los precipitados de calcio pero en este caso se utilizará ácido sulfúrico. Éste disolverá los sedimentos que se hayan formado por la precipitación del hierro y al mismo tiempo, mantendrá en solución el que vaya en el agua para que no precipite. Como en otros casos en los que se utilice ácido, por la peligrosidad de su manejo es aconsejable confiar este tratamiento a personal especializado.

Precipitados procedentes de fertilizantes En las instalaciones de riego localizado, riego y fertilización suele hacerse de forma conjunta. El principal inconveniente de esta práctica es la obturación de los emisores por la precipitación de los fertilizantes, una mala disolución o incompatibilidad de estos al preparar la solución nutritiva, o reacciones con algún elemento propio del agua de riego. Para evitar esto se deben seguir algunas normas en la preparación de las soluciones fertilizantes y en su aplicación (ver Unidad Didáctica 5 de este Módulo “Riego Localizado”). Además, se debe instalar un filtro de malla o anillas siempre después del equipo de fertirriego. Los tres principales puntos a tener en cuenta para evitar obturaciones en la instalación son:


Utilización de abonos totalmente solubles.




Mezcla de abonos adecuados. Es importante conocer los fertilizantes que se van a mezclar ya que no todas las combinaciones son compatibles.




Manejo apropiado de la fertirrigación. En este punto se incluye el seguimiento de las recomendaciones dadas sobre la preparación de las soluciones madre y el inicio y finalización del riego solo con agua.

Cuando las medidas preventivas no son suficientes y aparecen obturaciones por precipitación de los fertilizantes, el tratamiento para eliminarlos será, como en los casos anteriores a base de ácido. El tipo de ácido que se utilice dependerá de la naturaleza del precipitado que se forme, es decir, se aplicará ácido nítrico, fosfórico o sulfúrico, según el caso.

Prevención y tratamiento de obturaciones biológicas Las obturaciones biológicas están causadas principalmente por la acumulación de algas, bacterias, o algún resto vegetal en la red de riego. Si el agua de riego permanece estancada en albercas, balsas o depósitos antes de pasar a la red de riego, se desarrollarán algas con facilidad gracias a las condiciones de reposo, iluminación, temperatura, etc. Para prevenir la aparición de estas algas es conveniente cubrir el depósito con una malla de sombreo o tratar con algún alguicida si lo anterior no fuera posible. El sulfato de cobre, hipoclorito sódico o permanganato potásico se recomiendan para este fin, frente a otros alguicidas que darán el mismo resultado aunque a mayor precio. Además, el permanganato potásico no deja residuos tóxicos en el agua de riego. El tratamiento preventivo con alguicida deberá hacerse cada vez que se renueve el agua, al menos una vez a la semana en verano y una vez al mes en invierno. Las dosis de alguicidas recomendadas son las que aparecen en la siguiente tabla:

110

Mantenimiento de las instalaciones

Sulfato de cobre

Hipoclorito sódico

Permanganato potásico

(100 g de cloro activo/litro)

Prevención

2–3 g/m3

Limpieza

4–5 g/m3

0.015 – 0.02 L/m3 0.1– 0.2 L/m3

1–3 g/m3 2–4 g/m3

El cloro disuelto en agua actúa como un potente agente oxidante, que ataca vigorosamente a microorganismos como bacterias o algas, destruyendo la materia orgánica. Así, la cloración es una solución efectiva y económica al problema de obstrucción de los componentes de la instalación por acumulación de microorganismos. La mejor medida de prevención de la aparición de algas y bacterias en la red de riego es la cloración del agua con hipoclorito sódico. Este tratamiento puede ser continuo o intermitente según el fin que se proponga. Si el objetivo es controlar el crecimiento biológico en filtros, tuberías y emisores, tratamientos intermitentes serán suficientes, pero si el agua es además rica en hierro, la cloración deberá ser continua. Los tratamientos preventivos con hipoclorito sódico se deben hacer siempre antes de la entrada de los filtros, para evitar el desarrollo de algas en el interior de los mismos. Habrá que tener especial precaución cuando el aporte de cloro se realice al regar cultivos sensibles a este elemento. Las dosis recomendadas para el control de algas y bacterias en la red de riego con hipoclorito sódico son las siguientes: Hipoclorito sódico (100 gramos de cloro activo/litro)

Prevención Limpieza

0.1 – 0.15 litros/m3 1 – 3 litros/m3

Si se detectan obturaciones en la red de riego por el desarrollo de microorganismos, el tratamiento con hipoclorito sódico será más intenso, en cuyo caso se recomienda realizarlo cuando no haya cultivo. Si esto no fuera posible, tras el tratamiento es necesario realizar una aplicación importante de agua para diluir el cloro en el bulbo húmedo.

Es muy importante tener en cuenta que no pueden mezclarse los tratamientos con hipoclorito sódico con tratamientos con ácidos, porque el cloro se desprendería como gas, resultando muy venenoso. Obturaciones: prevención y tratamiento

Externas

Evitar contacto suelo/emisor

Internas

Filtro de arena Filtro de malla Filtro de anillas

Precipitados de calcio

Ácido nítrico Ácido sulfúrico Ácido clorhídrico

Precipitados de hierro

Hipoclorito sódico Ácido sulfúrico

Utilización de fertilizantes

Manejo del fertirriego Compatibilidad de fertilizantes Tratamiento con ácido

Físicas

Químicas

Algas

Biológicas Bacterias

Malla de sombreo Sulfato de cobre Hipoclorito sódico Permanganato potásico Acroleína

111

Módulo 4: Riego localizado

7.3 Mantenimiento Mantener un buen estado de conservación en todos los elementos que forman parte de una instalación de riego localizado es imprescindible para su buen funcionamiento a lo largo del tiempo. Esto implica la preparación de todos los componentes de la red de riego antes de que comience la temporada de riego, así como la realización de revisiones periódicas de todos ellos durante el tiempo que estén en funcionamiento y al finalizar el periodo de riego. Controladores y sensores (automatismos)

Equipo de filtrado

Mantenimiento de instalaciones de riego localizado

Red de riego y emisiores

Antes de iniciar el primer riego se hace imprescindible una limpieza concienzuda, haciendo que circule el agua por la red con algo más de presión de la habitual. Deberán dejarse abiertos los finales de las tuberías (incluidas las laterales), lo que permitirá evacuar los restos de plástico generados por el montaje y la suciedad acumulada en el interior de la red.

Medidores de flujo, válvulas y reguladores de presión

MANTENIMIENTO DEL EQUIPO DE FILTRADO Antes de la temporada de riego

(1)

Revisar los componentes internos: arena, mallas y anillas, para comprobar su estado de conservación y cambiarlos si fuera necesario. También se pintará el exterior de los filtros si se requiere. Verificar el sistema de filtrado, incluyendo el sistema de control automático, si existe. En filtros de arena comprobar el nivel de arena y el grado de suciedad. En filtros de anillas comprobar que todas son del mismo color.

Durante la temporada de riego

Cada dos días: Asegurar que el equipo de filtrado y las válvulas de control operan correctamente. Comprobar si es necesario limpiar los filtros, incluso los de limpieza automática, mediante lectura de los manómetros de la entrada y salida de éstos.

Mensualmente:

Comprobar que el circuito de filtrado está en posición de filtrado y no de limpieza.

Quitar la cubierta de los filtros de arena para inspeccionar el nivel de arena y su suciedad. Si la limpieza de la arena es muy frecuente, se debe cambiar.

Filtros con sistema de Limpieza automática:

Comprobar que las válvulas que regulan los circuitos de limpieza están correctamente ajustadas.

Asegurar que las conexiones eléctricas están limpias y apretadas. Verificar que los contactos eléctricos están libres de corrosión, tierra, polvo y no están desgastados.

Revisar que no haya fugas en las conexiones del sistema. Mantenimiento de las válvulas según recomendaciones del fabricante. Revisar los componentes de sistema de control automático, si existe.

(1) Con la suficiente antelación para poder comprar y sustituir los elementos en mal estado.

112

Después de la temporada de riego Lavar y drenar el equipo de filtrado. Examinar el interior de filtros e hidrociclones para comprobar síntomas de deterioro (corrosiones, desgastes, etc.). Mantenimiento adecuado de válvulas.

Filtros con sistema de Limpieza automática: Desconectar los equipos. Comprobar el estado de los cables y contactos eléctricos.

Mantenimiento de las instalaciones

MANTENIMIENTO DE MEDIDORES DE FLUJO, VÁLVULAS Y REGULADORES DE PRESIÓN Ante de la temporada de riego

Durante la temporada de riego

Después de la temporada de riego

Inspeccionar las carcasas.

Abrir y limpiar las electroválvulas.

Inspeccionar semanalmente para asegurar que no haya fugas y que los aparatos operan correctamente.

Verificar que los aparatos operan correctamente.

Lubricar las válvulas según las recomendaciones de los fabricantes.

Lubricar las válvulas.

(1)

Inspeccionar las carcasas.

Verificar que las válvulas funcionan correctamente.

Drenar completamente las válvulas.

Limpiar corrosión, tierra y otros materiales ajenos a los aparatos. Asegurar que las válvulas estén abiertas.

(1) Con la suficiente antelación para poder comprar y sustituir los elementos en mal estado.

MANTENIMIENTO DE CONTROLADORES Y SENSORES (AUTOMATISMOS) Antes de la temporada de riego

Durante la temporada de riego

Después de la temporada de riego

Comprobar que las conexiones eléctricas están limpias y apretadas.

Revisar visualmente todos los componentes una vez por semana.

Limpiar el controlador y los sensores.

Asegurar que los contactos eléctricos están libres de corrosión, tierra, etc. y no se ha desgastado excesivamente.

Desconectar líneas eléctricas durante tormentas con aparato eléctrico.

(1)

Asegurar que no hay fugas en sistemas de control neumáticos y/o hidráulicos.

Desconectar las baterías eléctricas si van a estar fuera de servicio periodos mayores a una semana.

Verificar que todos los accesorios y sensores están operando correctamente.

Revisar los sellos del panel de control. Quitar y guardar baterías. Drenar todos los conductos del control hidráulico. Revisar que no haya conductores eléctricos en malas condiciones. Desconectar las líneas eléctricas al campo.

(1) Con la suficiente antelación para poder comprar y sustituir los elementos en mal estado.

113

Módulo 4: Riego localizado

MANTENIMIENTO DE LA RED DE RIEGO Antes de la temporada de riego

(1)

Abrir el final de las tuberías y hacer circular el agua para eliminar cualquier elemento que pueda causar obturaciones. Poner la red de riego en funcionamiento normal para comprobar la existencia de alguna fuga. Medir el coeficiente de uniformidad.

Durante la temporada de riego

Después de la temporada de riego

Revisar con frecuencia que no haya fugas y repararlas si se presentan.

Sustituir las juntas, elementos o trozos de tubería que hayan presentado problemas frecuentes de fugas o roturas durante la campaña de riego.

Realizar aproximadamente una vez al mes una medida de la uniformidad (al menos de los caudales). Revisar visualmente la instalación buscando signos de deterioro o daños causados por animales o vandalismo.

Drenar la red de tuberías incluyendo los laterales. Abrir todas las válvulas. Revisar si hay corrosión y consultar con el técnico las posibles medidas a tomar.

(1) Con la suficiente antelación para poder comprar y sustituir los elementos en mal estado.

MANTENIMIENTO DE LOS EMISORES Antes de la temporada de riego

Durante la temporada de riego

Después de la temporada de riego

Revisar la existencia de emisores dañados o deteriorados y hacer prueba de uniformidad de emisión.

Revisar el sistema para verificar que no hay emisores dañados o deteriorados.

Con el sistema regando verificar visualmente que los emisores operan correctamente.

Verificar el correcto funcionamiento de los emisores.

Inyectar una dosis fuerte de ácido, cloro, o algún limpiador, si existen problemas de taponamiento químico o biológico.

(1)

Tratar con la dosis requerida de ácido, cloro, o algún limpiador para prevenir o tratar problemas de obturaciones.

Tratar con la dosis requerida de ácido, cloro, o algún limpiador para prevenir o tratar problemas de obturaciones. Cuando se esté fertirregando, terminar siempre los riegos con agua limpia, nunca con agua y abono.

(1) Con la suficiente antelación para poder comprar y sustituir los elementos en mal estado.

114

Si es posible, recoger las líneas portaemisores, enrollarlas y guardarlas hasta la próxima campaña.

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

Unidad Didáctica 7. MANTENIMIENTO DE LAS INSTALACIONES

RESUMEN

La obturación de los componentes de un sistema de riego localizado es uno de los principales problemas de este tipo de instalaciones, ya que no tienen fácil solución. Si aparece este problema, la uniformidad y eficiencia de riego se verá mermada por la diferencia en los caudales emitidos. La mejor forma de luchar contra las obturaciones es la prevención, porque normalmente se detectan cuando su estado es muy avanzado y un tratamiento eficaz puede resultar muy caro y las pérdidas en el cultivo irrecuperables. Según el tipo de material que provoque las obturaciones, éstas se pueden clasificar en físicas, químicas o biológicas. El tratamiento preventivo para todas ellas consiste en un buen mantenimiento del equipo de filtrado y de la red de riego, que deberán limpiarse con frecuencia. En la mayoría de los casos el tratamiento preventivo o el de limpieza de las obturaciones, se realiza con ácido, nítrico o sulfúrico, según el tipo de obturación. En otras ocasiones el problema se solucionará clorando el agua. Así, además de ser un procedimiento útil para prevenir las obturaciones, es importante realizar un buen mantenimiento de toda la instalación de riego localizado para que la duración de los componentes sea la máxima posible, y para que la uniformidad y la eficiencia de riego no disminuyan


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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

Unidad Didáctica 7. MANTENIMIENTO DE LAS INSTALACIONES

AUTOEVALUACIÓN 1. Cuando aparecen obturaciones en la red de

riego, el caudal de los emisores disminuye, produciendo variaciones afectarán a la uniformidad y eficiencia del agua aplicada. Verdadero / Falso

2. La aplicación de fertilizantes con el agua de

riego:

a) Disminuye el riesgo de obturaciones. b) No afecta a la posible aparición de obturaciones. c) Aumenta el riesgo de obturaciones. d) Es independiente del sistema de filtrado.

5. Los tratamientos con ácido no presentan

ningún peligro para la persona que los realiza, por tanto no será necesario tomar ninguna medida de protección al realizarlos. Verdadero / Falso

6. La aplicación de un agente oxidante como

es el hipoclorito sódico, sirve para prevenir obturaciones biológicas y aquellas causadas por precipitados de hierro. Verdadero / Falso

7. Realizar un buen mantenimiento de una ins-

talación de riego consiste en:

3. El mejor método de lucha contra las obtu-

raciones de los componentes de una instalación de riego localizado es:

a) Esperar a que aparezcan y luego aplicar un tratamiento para eliminarlas. b) Aplicar tratamientos preventivos. c) No aplicar fertilizantes con el agua de riego. d) No existe ningún método de lucha.

4. Para prevenir las obturaciones de tipo físico

se debe:

a) Instalar en cabecera un equipo de filtrado adecuado. b) Instalar en cabecera un equipo de prefiltrado, para aguas con muchos sólidos en suspensión. c) Controlar que el diámetro de paso de los filtros sea unas diez veces menor que el de los emisores. d) Todas las respuestas anteriores son verdaderas.

116

a) Revisar el equipo de filtrado b) Analizar el estado de los componentes antes, durante y al finalizar la temporada de riego. c) Dar una vuelta por la instalación cuando el agricultor/a tenga algo de tiempo. d) No es necesario hacer nada para mantener los equipos en buen estado.

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

RESPUESTAS A LAS AUTOEVALUACIONES Unidad Didáctica 1

Unidad Didáctica 4

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

c Verdadero a Verdadero c a b c b

Unidad Didáctica 2 1.d 2. b 3. Falso 4. c 5. b 6. c 7. b 8. Verdadero 9. d 10. Verdadero Unidad Didáctica 3 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

c d Falso d a b c Falso d

c a b c a b b b c

Unidad Didáctica 5 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

b b a d b a a c

Unidad Didáctica 6 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Verdadero b Falso Verdadero Verdadero b Verdadero d

Unidad Didáctica 7 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Verdadero c b d Falso Verdadero b

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

GLOSARIO Bulbo húmedo: Zona del suelo que se humedece con el agua que suministra un emisor de riego localizado. Cabezal de riego: Conjunto de dispositivos instalados al inicio de la instalación de riego localizado destinados a filtrar, tratar, fertilizar, y medir el agua de riego. Caudal nominal: Es el caudal que suministra el emisor de riego localizado a la presión para la que se ha diseñado. Normalmente está comprendido entre 2 y 16 litros/hora para los goteros y puede llegar hasta 200 litros/hora en el caso de microaspersores o difusores. Clorosis: Síntoma que aparece en las plantas como consecuencia de una deficiencia de hierro. Suele manifestarse por un amarilleamiento general de las plantas. Coeficiente de cultivo: Coeficiente que describe las variaciones en la cantidad de agua que las plantas extraen del suelo a medida que éstas se van desarrollando, desde la siembra hasta la recolección. Se utiliza en el cálculo de la evapotranspiración del cultivo. Conductividad eléctrica (CE): Parámetro utilizado para medir la salinidad del agua de riego. Las unidades más utilizadas son mmhos/cm (milimhos/centímetro) o dS/m (deciSiemens por metro), siendo ambas equivalentes. Corrosivo: Se dice de una sustancia que tiene mucha facilidad para deteriorar y desgastar a otra cuando está en contacto con ella. Los ácidos usados en riego localizado tienen alto poder corrosivo de los elementos de la instalación que los contienen o por los que circulan. Curva de nivel: Línea imaginaria sobre la superficie del terreno que no tiene pendiente. Diámetro mínimo: Es la dimensión o tamaño del paso más estrecho que encuentra el agua en su recorrido dentro de un emisor de riego localizado.

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Difusor: Emisor de riego localizado que distribuye el agua en forma lluvia formando pequeñas gotas o chorros y que no dispone de elementos móviles. Eficiencia de aplicación: Es la relación entre la cantidad de agua que queda en la zona ocupada por las raíces y la cantidad de agua que se aplica con el riego. Elementos de control: Aquellos que permiten regular el caudal o la presión en la instalación de forma que se pueda establecer un cierto control del sistema. Elementos singulares: Piezas para adaptar la red de tuberías a la forma o configuración de la parcela a regar, como codos, manguitos, test, juntas, etc. Emisor: Elemento destinado a aplicar el agua al suelo en un sistema de riego localizado. Escorrentía: Es el agua aplicada con un determinado método de riego que no se infiltra en el suelo, escurriendo sobre su superficie y por lo tanto perdiéndose. Evaporación: Proceso por el cual el agua que existe en las capas más superficiales del suelo, y principalmente la que está en contacto directo con el aire exterior, pasa a la atmósfera en forma de vapor. Evapotranspiración (ET): Es el término con el que se cuantifican, de forma conjunta, los procesos de evaporación directa de agua desde la superficie del suelo y la transpiración del vapor de agua desde la superficie de las hojas. Evapotranspiración de diseño (ETd): Evapotranspiración usada a la hora de diseñar el sistema de riego. Es la máxima evapotranspiración de referencia en la campaña de riegos multiplicada por 1.2. Evapotranspiración de referencia (ETr): Es la evapotranspiración que produce una superficie extensa de hierba que cubre totalmente el suelo, con una altura de unos 10–15 centímetros, sin falta de agua y en pleno crecimiento. Con ella se evalúan las condiciones

Glosario

climáticas de la zona a la hora de calcular la evapotranspiración de un cultivo. Fertilización continua: Sistema de fertilización que consiste en la aplicación del fertilizante con el equipo de fertirriego cada vez que se realiza un riego. Fertilización fraccionada: Sistema de fertilización que consiste en la aplicación del fertilizante con el agua de riego en determinados momentos de la campaña de riegos, según el estado de desarrollo del cultivo y sus necesidades nutricionales. Fertilizante: Compuestos que aportan los nutrientes necesarios para el desarrollo de las plantas. Fertirrigación: Procedimiento mediante el cual se aportan los fertilizantes a las plantas a través del agua de riego. Filtración profunda o percolación: Cantidad de agua que, después de haberse infiltrado en el suelo, no puede ser retenida por éste y pasa hasta zonas situadas bajo la zona de raíces. Es, por tanto, agua perdida. Fotosíntesis: Proceso vital que ocurre en las plantas por el que las sustancias inorgánicas que extraen del suelo disueltas en agua (nutrientes minerales) pasan a ser sustancias orgánicas directamente aprovechables, contribuyendo así sus procesos de crecimiento y formando parte de su estructura. Fracción de lavado: Es el tanto por uno de las necesidades de lavado, es decir, el porcentaje que representan las necesidades dividido por 100. Gotero: Emisor de riego localizado que suministra un caudal no superior a 16 litros/hora. En ellos se produce una disipación de la presión del agua, por lo que el agua sale gota a gota o en forma de pequeños chorros. Gotero autocompensante: Gotero que lleva incluido un elemento flexible, normalmente una membrana elástica, que se deforma según la presión del agua a la entrada al gotero. Dentro de un determinado intervalo de presiones mantiene el caudal aproximadamente constante. Inyectores: Dispositivos encargados de la inyección o dosificación de los diferentes productos químicos en la conducción general de riego. Suelen estar accionados por una bomba eléctrica o hidráulica. Juntas: Conjuntos de piezas utilizados para la unión de tubos entre sí o de éstos con las demás piezas de

la conducción. Deben tener, como mínimo, las mismas características de resistencia a las presiones interiores que los tubos que unen. Lámina aplicada: Cantidad de agua correspondiente a las necesidades brutas de riego, expresada en altura de la lámina de agua por metro cuadrado de superficie. Lavado de sales: Operación con la cual se aporta con el riego una cantidad de agua extra para disolver las sales en exceso. Se genera con ello filtración profunda que permite que las sales pasen a capas más profundas del suelo, evitando que afecten negativamente al cultivo. Lixiviación o lavado de sales: Proceso por el cual las sales del suelo se mueven con el agua de riego hacia capas profundas, quedando fuera del alcance de las raíces. Manómetro: Medidor de presión. Es esencial colocarlos en distintos puntos de la instalación de riego. Microaspersor: Emisor de riego localizado que distribuye el agua en forma de fina lluvia con gotas o pequeños chorros y que disponen de uno o varios elementos giratorios. Necesidades brutas de riego (Nb): Cantidad de agua que realmente ha de aplicarse en un riego como consecuencia de tener en cuenta la eficiencia de aplicación del riego y, en su caso, las necesidades de lavado. Necesidades de lavado (NL): Cantidad de agua extra que ha de aplicarse con el riego para realizar un lavado adecuado de las sales del suelo que se encuentran en exceso. Se expresa como un porcentaje del agua total aplicada con el riego. Necesidades netas de riego (Nn): Cantidad de agua que necesita el cultivo como consecuencia de la diferencia entre el agua que éste evapotranspira y la cantidad de agua aportada por la lluvia. Nivel de agotamiento permisible: Es un nivel de humedad del suelo con el que cada tipo de cultivo no sufre disminución en la fotosíntesis y por lo tanto no afecta negativamente a la producción. Normalmente se expresa como un porcentaje del intervalo de humedad disponible. Número de mesh: Parámetro utilizado para medir la capacidad de retención de un filtro de malla y de anillas. Se define como el número de orificios de la malla

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Módulo 4: Riego localizado

por pulgada lineal o el número de ranuras de las anillas por pulgada. Nutrientes: Elementos o compuestos químicos presentes en el suelo o aplicados por el hombre, que las plantas absorben disueltos en agua formando parte de su “alimentación”. Obturación: Efecto que se produce al taponarse un orificio o conducto por donde debe pasar el agua de riego. Pérdidas de carga: Pérdidas de presión en el agua que circula en una conducción a presión, debido a rozamientos con las paredes de las tuberías, paso por conexiones, piezas singulares, etc. También se producen pérdidas de carga en conducciones ascendentes. pH: Índice que mide la acidez o alcalinidad de un medio. En el caso que aquí se trata, del agua de riego. Polietileno (PE): Material plástico utilizado en la fabricación de tuberías de riego. Precipitación: Acción por la que determinados elementos o compuestos químicos se depositan en el líquido en que se encuentran disueltos tras formar los precipitados.

Tensiómetro: Dispositivo para medir la humedad del suelo. Consta de un tubo poroso, que se introduce a una determinada profundidad en el suelo, conectado a un manómetro que señala mayor o menor succión según la humedad sea menor o mayor respectivamente. Textura: Propiedad física del suelo con la que se refleja la proporción de partículas minerales de arena, limo y arcilla que existen en su fracción sólida. Transpiración: Proceso por el cual gran parte del agua que la planta extrae del suelo pasa a la atmósfera en forma de vapor a través de los estomas. Tubería exudante: Emisor de riego localizado consistente en un tubo poroso que origina la salida del agua lentamente a través de sus microporos. Normalmente funcionan a baja presión. Tubería goteadora: Emisor de riego localizado formado por un tubo que conduce el agua y un laberinto que disipa la presión, produciendo la salida del agua gota a gota a distancias separadas uniformemente. Tuberías Laterales o laterales: Son las tuberías que parten de las tuberías terciarias y llevan conectados los emisores de riego localizado.

Precipitado: Acumulación en forma de pequeño grumo que ciertos elementos o compuestos químicos forman en el líquido en el que se encuentran disueltos.

Tubería secundaria: Son las que, dentro de una unidad de riego, llevan el agua a las distintas subunidades.

Pureza: En relación con un fertilizante, mayor o menor cantidad de elementos extraños que pueda presentar.

Tubería terciaria: Dentro de la subunidad de riego, son las que alimentan a las tuberías laterales.

Sales: Formas en que se encuentran en el suelo los compuestos nutritivos para las plantas. En contacto con el agua tienden a disolverse, quedando así disponibles para ser absorbidas. Solución nutritiva: Disolución de los distintos elementos nutritivos necesarios para el crecimiento de las plantas, que se aplica con el agua de riego. Solubilidad: Mayor o menor capacidad que presenta un fertilizante para disolverse en el agua de riego.

Umbral de tolerancia: Cantidad de sales por encima de la cual el cultivo sufre reducciones en su crecimiento y producción con respecto a condiciones no salinas. Unidad de riego: Superficie de la parcela de cultivo que se riega de una sola vez. Uniformidad de aplicación: Índice que permite estimar la forma en que el agua se infiltra en el suelo. Cuanto más parecida sea la cantidad de agua que se ha infiltrado en todos los puntos de la parcela, mayor será la uniformidad en la distribución del agua infiltrada. Velocidad de infiltración: Mayor o menor rapidez del agua en infiltrarse en el suelo.

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

BIBLIOGRAFÍA Ávila, R.; Cabello, A.; Ortíz, F.; Lirola, J.; Martín, A. (1996). Agua, Riego y Fertirrigación. Dirección General de Investigación y Formación Agraria. Consejería de Agricultura y Pesca. Sevilla. Garrido Valero, Mª Soledad (1996). Prácticas agrarias compatibles con el medio natural: El agua. Secretaría General Técnica. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Manejo del olivar con riego por goteo. (1996). Informaciones Técnicas Nº 41/96. Dirección General de Investigación Agraria. Consejería de Agricultura y Pesca. Junta de Andalucía. Oyonarte N.; Fernández R.; Mateos L. (1998). (CD-ROM). Curso de Riego Localizado. Federación de Comunidades de Regantes de la Cuenca del Guadalquivir. Sevilla. Pizarro Cabello, F. (1987). Riegos Localizados de Alta Frecuencia. Mundi Prensa. Madrid. Reche Marmol, J. (1993). Limpieza y Mantenimiento de las Instalaciones de Riego por Goteo. Hoja Divulgadora 8-9/93 HD. Secretaría General de Estructuras Agrarias. Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación. Madrid. Rodrigo López, J.; Hernández Abreu, J.M.; Pérez Regalado, A.; González Hernández, J.F. (1987). Curso Internacional de Riego Localizado. Monografía INIA nº 62. Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias. MAPA. Rodrigo López, J.; Hernández Abreu, J.M.; Pérez Regalado, A.; González Hernández, J.F. (1992). Riego Localizado. MAPA-IRYDA. Mundi-Prensa. Madrid.

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Manual de Riego para Agricultores MÓDULO 4

RIEGO LOCALIZADO

CUADERNO DE EJERCICIOS

Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

EJERCICIOS

UNIDAD DIDÁCTICA 1. PRINCIPIOS Y TIPOS DE RIEGO LOCALIZADO


Ejercicio nº 1 Indique al menos dos ventajas y dos inconvenientes aplicables en general al riego localizado. Referencia: Apartado 1.2. Descripción del método.


Ejercicio nº 2 ¿De qué depende básicamente la uniformidad en el reparto del agua en el riego localizado? Referencia: Apartado 1.2. Descripción del método.


Ejercicio nº 3 ¿Cómo variará la forma del bulbo húmedo formado en un sistema de riego localizado según sea el tipo de suelo en el que se esté regando, arcilloso o arenoso? Referencia: Apartado 1.3. El bulbo húmedo. Manejo del bulbo en condiciones de salinidad.


Ejercicio nº 4 El riego localizado es en determinadas ocasiones el único método de riego que puede usarse si el agua es salina. Indique brevemente en qué se fundamenta el riego localizado para ser recomendable cuando el agua empleada es salina. Referencia: Apartado 1.3. El bulbo húmedo. Manejo del bulbo en condiciones de salinidad.

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Ejercicios


Ejercicio nº 5 Las necesidades de lavado son un porcentaje de agua extra con respecto al agua de riego aplicada. ¿Qué función tiene esta fracción de lavado? Referencia: Apartado 1.3. El bulbo húmedo. Manejo del bulbo en condiciones de salinidad.


Ejercicio nº 6 Explicar brevemente qué es la tolerancia a la salinidad de un cultivo. Referencia: Apartado 1.3. El bulbo húmedo. Manejo del bulbo en condiciones de salinidad.


Ejercicio nº 7 Un agricultor desea determinar las necesidades de lavado para su cultivo de remolacha. La remolacha tiene un umbral de tolerancia a la salinidad de 7 dS/m (deciSiemens/metro), y de los resultados del análisis del agua de riego sabe que su salinidad es de 5 dS/m. Referencia: Apartado 1.3. El bulbo húmedo. Manejo del bulbo en condiciones de salinidad.


Ejercicio nº 8 Indique qué tipos de sistemas de riego localizado se pueden distinguir en función del tipo de emisor utilizado. Referencia: Apartado 1.4. Tipos de riego localizado.

UNIDAD DIDÁCTICA 2. COMPONENTES DE LAS INSTALACIONES DE RIEGO LOCALIZADO


Ejercicio nº 1 Un agricultor de una zona de secano decide buscar agua subterránea haciendo un pozo. Una vez que ha encontrado el agua desea implantar un sistema de riego localizado, para lo cual pide ayuda a un técnico de una empresa de material de riegos de su localidad. ¿Dónde debería indicarle el técnico que debe colocar el filtro de malla y cuál sería la función que debería de cumplir este filtro? Referencia: Apartado 2.2. El cabezal de riego localizado.

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Módulo 4: Riego localizado


Ejercicio nº 2 Un agricultor pretende aumentar la uniformidad de la instalación cambiando los goteros que tiene en su finca ya que los que instaló inicialmente no eran autocompensantes. Tiene un equipo de filtrado equipado con filtros de malla con número de mesh de 115. Para realizar este cambio de goteros, la empresa suministradora le da a elegir goteros con un diámetro de paso de 0.2, 0.4, 0.8, 1.0 y 1.35 milímetros. Teniendo en cuenta que la presión de trabajo y el caudal emitido va a ser el mismo que antes de realizar el cambio, ¿cuáles deberían ser los goteros elegidos para que la sensibilidad a la obturación de los mismos fuera baja? Referencia: Apartado 2.2. El cabezal de riego localizado.


Ejercicio nº 3 Un agricultor tiene instalado un cabezal de riego compuesto por una batería de tres filtros de arena colocados en paralelo, a continuación se encuentra colocado el equipo de fertirrigación y a la salida de éste existen tres filtros de anillas. Tiene instalados manómetros a la entrada del cabezal de riego, a la entrada de cada uno de los filtros de arena y anillas, a la salida de cada uno de los filtros de arena y de anillas y a la salida final del cabezal de riego. En un momento determinado, las lecturas de los manómetros son las siguientes: Entrada del filtro de arena:

3.9 Kg/cm2

Salida del filtro de arena:

3.6 Kg/cm2

Entrada al filtro de anillas:

3.5 Kg/cm2

Salida del filtro de anillas:

2.9 Kg/cm2

¿Qué debería hacer el agricultor en referencia a la limpieza de sus filtros? Referencia: Apartado 2.2. El cabezal de riego localizado.


Ejercicio nº 4 Un agricultor pretende poner en riego localizado una finca de olivar, para lo cual ha pedido presupuesto a dos casas comerciales. La primera casa comercial le da presupuesto para la instalación de un sistema de filtrado compuesto por dos filtros de arena colocados en paralelo, dos filtros de anillas y a continuación un equipo de fertirrigación. La segunda casa comercial le da presupuesto para la instalación de un sistema de filtrado compuesto por dos filtros de arena, dos filtros de mallas, un equipo de fertirrigación y tras este un filtro de mallas. El presupuesto de la primera casa comercial es algo más barato que el de la segunda, sin embargo, ¿qué elección debería realizar el agricultor y por qué? Referencia: Apartado 2.2. El cabezal de riego localizado.

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Ejercicios


Ejercicio nº 5 Una agricultora ha instalado un inyector tipo venturi en su sistema de riego para aplicar el fertilizante junto con el agua de riego. Explique brevemente cómo funciona este elemento. Referencia: Apartado 2.2. El cabezal de riego localizado.


Ejercicio nº 6 Indique algunas de las características principales que presentan el polietileno y el PVC para ser los materiales más utilizados en riego localizado. Referencia: Apartado 2.3. La red de distribución.


Ejercicio nº 7 Indique cuáles son las diferencias más importantes entre los goteros y los microaspersores, en cuanto al caudal que suministran y la forma de aplicar el agua. Referencia: Apartado 2.4. Emisores.


Ejercicio nº 8 ¿Cuál es la principal diferencia entre goteros no compensantes y goteros autocompensantes? Indique cuál es el elemento responsable del efecto de autocompensación. Referencia: Apartado 2.4. Emisores.

UNIDAD DIDÁCTICA 3. ELEMENTOS DE CONTROL, MEDIDA Y PROTECCIÓN. AUTOMATISMOS


Ejercicio nº 1 Un técnico diseña un sistema de riego localizado para ser instalado en una ladera hacia arriba. Cuando informa al agricultor, le dice que en la parte más baja de la instalación, justo tras el cabezal de riego, tendrá que colocar un regulador de presión. ¿Cuál es la razón por la cual se deberá colocar dicho elemento de control? Referencia: Apartado 3.2. Elementos de la red de riego.

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Módulo 4: Riego localizado


Ejercicio nº 2 Un agricultor decide asegurar su sistema de bombeo, para lo cual pide información a un técnico, quien le asegura que lo ideal sería la colocación de una válvula de retención a la salida de aquél. ¿Cómo funciona la válvula de retención para ser el elemento más acorde a las necesidades de este agricultor? Referencia: Apartado 3.2. Elementos de la red de riego.


Ejercicio nº 3 Un agricultor que suele dar riegos de 1.200 metros cúbicos por hectárea en una finca de algodón que posee en la provincia de Sevilla, pretende automatizar su instalación y acude a una casa comercial donde le aconsejan que instale una válvula volumétrica. Otro agricultor vecino pretende hacer riegos de 5 horas en una pequeña finca de olivar y también desea automatizar su instalación, por lo que acude a la misma casa comercial. Una vez explicada la situación, el dependiente le recomienda que coloque la misma válvula volumétrica que su vecino. ¿Sería correcto este último consejo? Razone brevemente la respuesta. Referencia: Apartado 3.2. Elementos de la red de riego.


Ejercicio nº 4 A un agricultor le recomiendan que instale varias ventosas en su instalación de riego localizado. ¿Para qué son utilizados estos instrumentos de protección? Referencia: Apartado 3.2. Elementos de la red de riego.


Ejercicio nº 5 Un regante tiene un sistema de riego localizado instalado en una ladera, con el sistema de bombeo en la parte inferior de la misma y la tubería principal ascendiendo. En caso de que crea oportuno colocar ventosas, ¿dónde las instalaría? Referencia: Apartado 3.2. Elementos de la red de riego.

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Ejercicios


Ejercicio nº 6 Señale en la fotografía adjunta la posición de los siguientes elementos del sistema de riego localizado: Filtro de malla

Válvula de mariposa

Contador

Manómetro

Válvula de Compuerta

Válvula volumétrica

Ventosa


Ejercicio nº 7 Un agricultor de una zona regable de Andalucía ha decidido automatizar su instalación de riego localizado en su finca de olivar. Una agricultora vecina no se decide a automatizar su instalación, ya que cree que resultará muy cara. ¿Cuáles son las principales ventajas que obtiene el primer agricultor frente a la segunda, para poder convencerla de la conveniencia de automatizar su instalación? Referencia: Apartado 3.3. Automatismos.


Ejercicio nº 8 Un agricultor posee una finca en una zona de regadío bastante extensa. El técnico que diseñó la instalación de riego estimó necesaria la colocación de válvulas volumétricas a la entrada de todas las unidades de riego, conectadas con válvulas hidráulicas que permiten la entrada de agua a cada una de las subunidades que conforman cada una de estas unidades de riego. De esta manera se pretendía ahorrar en costes de instalación del sistema de riego y de los automatismos. ¿Cómo se denomina a esta técnica de riego automatizado? Referencia: Apartado 3.3. Automatismos.

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Módulo 4: Riego localizado

UNIDAD DIDÁCTICA 4. CRITERIOS DE DISEÑO. PROGRAMACIÓN EN RIEGO LOCALIZADO


Ejercicio nº 1 ¿Cuál es el término con el que se valoran las necesidades de agua de los cultivos? Referencia: Apartado 4.2. Diseño Agronómico.


Ejercicio nº 2 Cuando se dispone de cultivos de marco de plantación amplio, como es el caso de frutales, el porcentaje de suelo mojado por los emisores de riego localizado deberá estar entre el 25 y el 35% aproximadamente. En el caso de que el clima sea muy caluroso y seco (árido) y el cultivo esté plantado sobre un suelo bastante arenoso, ¿deberá estar el porcentaje de suelo mojado cerca del 25%, o por el contrario del 35%? Razone brevemente su respuesta. Referencia: Apartado 4.2. Diseño Agronómico.


Ejercicio nº 3 Indique brevemente cómo afecta la pendiente del terreno a la longitud de los laterales de riego. Referencia: Apartado 4.3. Diseño Hidráulico.


Ejercicio nº 4 Un agricultor sabe que las necesidades brutas de riego de su cultivo de pimientos son de 4.5 litros/m2/día. Quiere saber cuánto tiempo debe de estar funcionando su sistema de riego para aportar al cultivo dichas necesidades. Los datos que conoce son los siguientes: – Goteros autocompensantes, con una separación entre ellos de 0.50 metros. – Caudal de los emisores 4 litros/hora. – Distancia entre los ramales de riego 1.25 metros. Referencia: Apartado 4.4. Programación de riegos. Cálculos del tiempo de riego.


Ejercicio nº 5 En una instalación de riego por goteo se cultivan cítricos. El suelo es muy arenoso y el agricultor ha colocado 4 goteros por árbol, pero ni aún así consigue mantener un porcentaje de suelo mojado adecuado. ¿Puede darle alguna solución? Referencia: Apartado 4.2. Diseño agronómico.

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Ejercicios


Ejercicio nº 6 Cuando el agua de riego circula a presión por una tubería, el rozamiento con las paredes hace que dicha presión se vaya disipando poco a poco (pérdidas de carga). ¿Cómo influye el diámetro y la longitud de la tubería en las pérdidas de carga que se originan a lo largo de ésta? Referencia: Apartado 4.3. Diseño hidráulico.


Ejercicio nº 7 Un agricultor dispone de un terreno con una elevada pendiente en el que pretende instalar un sistema de riego localizado. ¿Cómo dispondría las tuberías terciarias, los laterales de riego, y qué tipo de goteros debería utilizar? Referencia: Apartado 4.3. Diseño hidráulico.


Ejercicio nº 8 Un agricultor realiza una simple evaluación de caudales en su instalación de riego localizado y observa que la uniformidad es muy baja. Indique algunas operaciones que puede realizar sin modificar ninguno de los elementos del cabezal de riego ni las tuberías primarias y secundarias, para tratar de mejorar la uniformidad de distribución. Referencia: Apartado 4.3. Diseño hidráulico.

UNIDAD DIDÁCTICA 5. FERTIRRIGACIÓN


Ejercicio nº 1 Uno de los mayores problemas del riego localizado es la obturación de los emisores. La técnica del fertirriego puede contribuir notablemente a que los emisores se obturen, pero ¿puede indicar algunas de las causas por las que la aplicación del fertilizante junto con el agua de riego puede ocasionar obturaciones? Referencia: Apartado 5.2. Ventajas e inconvenientes de la fertirrigación.


Ejercicio nº 2 Si un abono comercial presenta la siguiente riqueza en Macroelementos (Nitrógeno, Fósforo y Potasio) 12–3–24; ¿qué equilibrio de fertilización se está empleando? Referencia: Apartado 5.3. Elementos nutritivos (N, P, K, otros).

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Módulo 4: Riego localizado


Ejercicio nº 3 Se pretende preparar una solución nutritiva con los siguientes fertilizantes: – Nitrato Amónico 33.5% N (Solubilidad 1.920 gramos/litro) – Sulfato Amónico 21% N (Solubilidad 730 gramos/litro) – Nitrato Potásico 13–00–46 (Solubilidad 316 gramos/litro) – Ácido Fosfórico 40% P2O5 ¿Qué orden de incorporación en el agua para preparar la solución madre se debe seguir con los abonos anteriormente indicados? Referencia: Apartado 5.4. Preparación del abono.


Ejercicio nº 4 ¿Cuál sería el volumen de agua a utilizar para preparar una solución nutritiva, sabiendo que se van a utilizar las siguiente cantidades de fertilizantes? – 2.5 kilogramos de Sulfato Amónico 21% N – 15 litros de Ácido Fosfórico 40% P2O5 – 5 kilogramos de Nitrato Potásico 13–00–46 Referencia: Apartado 5.5. Frecuencia de fertirrigación.


Ejercicio nº 5 Un agricultor quiere preparar una solución nutritiva con las siguiente Unidades Fertilizantes: – 10 Unidades Fertilizantes de Nitrógeno N – 4 Unidades Fertilizantes de Fósforo P2O5 – 25 Unidades Fertilizantes de Potasio K2O Para ello dispone de los siguientes abonos comerciales: – Fosfato Monoamónico 12–61–00 – Nitrato Potásico 13–00–46 – Nitrato Amónico 33.5% N ¿Qué cantidad de cada uno de estos abonos hay que emplear para poder aportar las anteriores Unidades Fertilizantes? Referencia: Apartado 5.5. Frecuencia de la fertirrigación.

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Ejercicios


Ejercicio nº 6 Las plantas necesitan una serie de elementos nutritivos durante su desarrollo. Sin embargo necesitan mayores cantidades de algunos de ellos y menores de otros. ¿Cómo se clasifican o agrupan los elementos nutritivos según la cantidad que las plantas deben consumir para un desarrollo adecuado? Referencia: Apartado 5.3. Elementos Nutritivos (N, P, K, otros.)


Ejercicio nº 7 Indique al menos tres ventajas que presenta la fertirrigación frente al abonado tradicional. Referencia: Apartado 5.2. Ventajas e inconvenientes de la fertirrigación.

UNIDAD DIDÁCTICA 6. EVALUACIÓN DE INSTALACIONES DE RIEGO LOCALIZADO


Ejercicio nº 1 Para que una instalación de riego localizado funcione de manera óptima y la aplicación de agua sea lo más uniforme posible, se recomienda hacer al menos dos evaluaciones de dicha instalación al año. ¿Cuáles son los principales puntos a considerar para hacer la evaluación? Referencia: Apartado 6.1. Introducción.


Ejercicio nº 2 Los filtros son el principal componente del cabezal de riego localizado y su limpieza es fundamental para el funcionamiento de la instalación. ¿Qué es lo que indica al agricultor el momento en que se debe realizar la limpieza de los filtros? Referencia: Apartado 6.2. Evaluación de los componentes de la instalación.


Ejercicio nº 3 El problema de las obturaciones es el más importante en riego localizado, pero puede reducirse al máximo si el mantenimiento de la instalación es el adecuado. Indique cuáles son los principales componentes de la instalación a evaluar para prevenir las obturaciones. Referencia: Apartado 6.2. Evaluación de los componentes de la instalación.

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Módulo 4: Riego localizado


Ejercicio nº 4 Para evaluar la uniformidad de un sistema de riego localizado ha de elegirse una unidad de riego representativa de la instalación. ¿Cuál será la unidad de riego más apropiada para evaluar? Referencia: Apartado 6.3. Evaluación de la uniformidad del riego.


Ejercicio nº 5 Un agricultor tiene una explotación de algodón con riego localizado. Ha seleccionado una unidad representativa de su instalación y dentro de ésta una subunidad de riego. Ha medido los caudales (litros/hora) que suministran dieciséis emisores seleccionados en dicha subunidad con los siguientes resultados:

PRIMER EMISOR

EMISOR 1/3

EMISOR 2/3

ÚLTIMO EMISOR

Primer lateral

3.8

4.0

4.1

4.0

Lateral 1/3

4.0

3.9

3.8

4.0

Lateral 2/3

4.0

3.9

4.0

3.9

Último lateral

4.3

3.7

3.9

3.8

¿Cuál será el coeficiente de uniformidad de caudales de la subunidad seleccionada? Referencia: Apartado 6.3. Evaluación de la uniformidad del riego.


Ejercicio nº 6 El mismo agricultor del ejercicio nº 5 ha medido las presiones (Kg/cm 2) de dieciséis emisores seleccionados en la subunidad de riego elegida para la evaluación, con los siguientes resultados:

PRIMER EMISOR

EMISOR 1/3

EMISOR 2/3

ÚLTIMO EMISOR

Primer lateral

1.5

1.4

1.4

1.7

Lateral 1/3

1.4

1.1

1.5

1.5

Lateral 2/3

1.3

1.2

1.6

1.6

Último lateral

1.6

1.5

1.3

1.4

El coeficiente de descarga de los emisores (x = 0.65) es un dato conocido por el agricultor. ¿Cuál será el coeficiente de uniformidad debido a presiones de la subunidad seleccionada? Referencia: Apartado 6.3. Evaluación de la uniformidad del riego.

134

Ejercicios


Ejercicio nº 7 Un agricultor desea calcular el coeficiente de uniformidad de su instalación de riego localizado en olivar. Para ello ha calculado previamente el coeficiente de uniformidad de caudales de una subunidad, resultando ser del 92%. Además, el agricultor sabe el coeficiente de descarga de sus emisores (dato del fabricante, x = 0.65) y ha medido las presiones más desfavorables de las nueve subunidades que tiene su instalación. Estas presiones son las que aparecen en la tabla siguiente: Subunidad

Presión (Kg/cm 2)

Subunidad

Presión (Kg/cm 2)

1

1.6

6

1.2

2

1.4

7

1.5

3

1.1

8

1.4

4

1.3

9

1.6

5

1.5

Referencia: Apartado 6.3. Evaluación de la uniformidad del riego.


Ejercicio nº 8 Una agricultora tiene dividida su finca de tomate de industria en dos unidades (A y B) que riega independientemente pero durante el mismo tiempo de riego, 5 horas. Por el aspecto del cultivo en ambas unidades sospecha que en una de ellas aplica mayor cantidad de agua que en otra, con lo que hace una medida de caudales obteniendo los siguientes resultados: – Caudal medio que suministran los emisores en la unidad A: 4.26 litros/hora – Caudal medio que suministran los emisores en la unidad B: 4.57 litros/hora Si sabe que las necesidades del cultivo de tomate son tales que cada emisor debe aplicar 18 litros en un riego, ¿cuál sería el tiempo de riego en cada unidad para que la cantidad de agua que recibe el cultivo en ambas sea igual? Referencia: Apartado 6.3. Evaluación de la uniformidad del riego.

UNIDAD DIDÁCTICA 7. MANTENIMIENTO DE LAS INSTALACIONES


Ejercicio nº 1 La obturación de los componentes de una instalación de riego localizado, principalmente centrada en los emisores de riego, tiene importantes consecuencias negativas sobre los cultivos. ¿A qué se debe que el cultivo se vea perjudicado? Referencia: Apartado 7.2. El problema de las obturaciones.

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Módulo 4: Riego localizado


Ejercicio nº 2 Las obturaciones pueden clasificarse en distintos grupos según el tipo de elemento que las provoque. Indique qué elementos son los que más comúnmente originan las obturaciones físicas, las químicas y las biológicas. Referencia: Apartado 7.2. El problema de las obturaciones.


Ejercicio nº 3 La mejor lucha contra las obturaciones es su prevención. ¿Sabría decir en qué consiste básicamente la prevención de las obturaciones de tipo físico? Referencia: Apartado 7.2. El problema de las obturaciones.


Ejercicio nº 4 Los tratamientos de prevención y de limpieza de obturaciones químicas emplean ácido en distintas cantidades, lo que es muy peligroso y requiere ciertas recomendaciones de uso y manejo. Explique brevemente cómo se deben utilizar estos ácidos. Referencia: Apartado 7.2. El problema de las obturaciones.


Ejercicio nº 5 Cuando se utilizan aguas de riego con hierro disuelto, es muy probable que éste precipite y forme depósitos marrones en filtros y goteros que produzcan obturaciones. Una forma de evitar que los precipitados obturen los emisores es provocando la oxidación y precipitación del hierro antes de su entrada en el cabezal mediante agitación mecánica o utilizando algún agente oxidante. Indique por qué es preciso realizar esta operación antes del cabezal de riego y no después. Referencia: Apartado 7.2. El problema de las obturaciones.


Ejercicio nº 6 La acumulación de algas y demás microorganismos que se encuentran en el agua de riego puede producir con el tiempo obturaciones en la red y en los emisores. Señale cuál es la solución más económica y efectiva a este problema. Referencia: Apartado 7.2. El problema de las obturaciones.


Ejercicio nº 7 Para tener una instalación de riego localizado en buen estado, de forma que los riegos se puedan llevar a cabo de forma adecuada, es imprescindible realizar un buen mantenimiento de la misma. Indique brevemente en qué momentos es preciso realizar el mantenimiento. Referencia: Apartado 7.3. Mantenimiento.

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Manual de Riego para Agricultores.

Módulo 4: Riego localizado

SOLUCIONES

UNIDAD DIDÁCTICA 1. PRINCIPIOS Y TIPOS DE RIEGO LOCALIZADO


Ejercicio nº 1 – Ventajas: La aplicación localizada y frecuente de agua disminuye el daño de salinidad en las plantas; se consigue reducir la infestación por malas hierbas y así poder mejorar su control; ofrecen la posibilidad de aportar los fertilizantes y otros productos fitosanitarios en el agua de riego; no es necesario la nivelación del terreno; no se interfieren otras prácticas culturales como poda, recolección, tratamientos, etc. – Inconvenientes: La inversión inicial del equipo de riego puede ser elevada; hay que prestar un especial interés al mantenimiento de la red debido fundamentalmente a la obturación de emisores. Referencia: Apartado 1.2. Descripción del método.


Ejercicio nº 2 Del diseño hidráulico de la red. La eficiencia de aplicación del agua puede ser muy alta si el diseño de la instalación está bien realizado y los riegos se manejan correctamente. La uniformidad no depende de las condiciones climáticas ni del tipo de suelo. Referencia: Apartado 1.2. Descripción del método.


Ejercicio nº 3 En los suelos pesados o arcillosos el agua tiende a infiltrar más horizontalmente que en profundidad y el bulbo húmedo aparece ensanchado. Por el contrario, en los suelos arenosos el agua infiltra hacia abajo rápidamente y el bulbo presenta una forma más alargada en profundidad. Referencia: Apartado 1.3. El bulbo húmedo. Manejo del bulbo en condiciones de salinidad.

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Módulo 4: Riego localizado


Ejercicio nº 4 En riego localizado la frecuencia de riego es alta, es decir, se riega cada poco tiempo. Esto supone que se pueda mantener en el suelo una humedad elevada, y que el agua disuelva las sales (hace disminuir su concentración) en la zona próxima a las raíces. De esta forma, las raíces del cultivo tendrán acceso a agua con baja concentración de sales. Referencia: Apartado 1.3. El bulbo húmedo. Manejo del bulbo en condiciones de salinidad.


Ejercicio nº 5

Lavar las sales que existan en el suelo, ya que el contacto de las raíces con las sales hace que las plantas tengan mucha dificultad para absorber el agua. Aplicando una mayor cantidad de agua que la necesaria (las necesidades de lavado) las sales se desplazan hacia zonas donde no llegan las raíces y además las disuelven haciendo que su concentración sea menor. Referencia: Apartado 1.3. El bulbo húmedo. Manejo del bulbo en condiciones de salinidad.


Ejercicio nº 6

Es la capacidad que tiene un cultivo determinado de soportar el exceso de sales en la zona de las raíces. El valor de tolerancia se cuantifica como la cantidad de sales por encima de la cual el cultivo sufre disminuciones importantes en su crecimiento y producción y es distinto para cada cultivo. Referencia: Apartado 1.3. El bulbo húmedo. Manejo del bulbo en condiciones de salinidad.


Ejercicio nº 7

En primer lugar se calcula el factor de concentración permisible a partir del umbral de tolerancia del cultivo y de la salinidad del agua de riego: umbral de tolerancia 7 Factor = ————––––––————— = —— = 14 salinidad del agua 5

Con el factor de concentración permisible y la curva de necesidades de lavado se obtiene el tanto por ciento de necesidades de lavado: para un factor de 1.4, las necesidades de lavado son aproximadamente del 8%.

Referencia: Apartado 1.3. El bulbo húmedo. Manejo del bulbo en condiciones de salinidad.

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Soluciones


Ejercicio nº 8 – Riego por goteo – Riego por tuberías emisoras – Riego por microaspersión y microdifusión Referencia: Apartado 1.4. Tipos de riego localizado.

UNIDAD DIDÁCTICA 2. COMPONENTES DE LAS INSTALACIONES DE RIEGO LOCALIZADO


Ejercicio nº 1 El filtro de malla va instalado en el cabezal de riego. Debe colocarse siempre a continuación del filtro de arena, en caso de que exista, y siempre tras el equipo de fertirrigación para eliminar las posibles partículas groseras que contengan los abonos. La función que deben de cumplir estos filtros de malla es la de eliminar los sólidos en suspensión que pueden acompañar al agua de riego, con el fin de reducir e incluso eliminar la posibilidad de que los emisores de riego localizado se obstruyan. Estos sólidos en suspensión quedan retenidos en la superficie de la malla. Referencia: Apartado 2.2. El cabezal de riego localizado.


Ejercicio nº 2 Según la relación entre el número de mesh y el tamaño de los orificios de la malla se puede comprobar que para un valor de 115, los orificios de la malla tienen un tamaño máximo de 0.12 milímetros, esto es, la partícula de mayor tamaño que puede traspasar el filtro será de 0.12 milímetros. Se sabe que el tamaño del conducto del emisor deberá ser 10 veces superior al tamaño mayor de partícula, con lo que 0.12 x 10 = 1.2 milímetros. Así, el gotero elegido deberá ser el de diámetro de paso inmediatamente superior a 1.2 milímetros, con lo que observando entre los que se ofertan, se tendrá que elegir el de 1.35 milímetros. Referencia: Apartado 2.2. El cabezal de riego localizado.


Ejercicio nº 3 – Los filtros de arena deberán limpiarse cuando la diferencia de presión entre la entrada y la salida sea como máximo de 0.6 “kilos”, y los filtros de anillas cuando ésta sea de 0.5 “kilos”. – En los filtros de arena, la diferencia de presión es de 3.9 – 3.6 = 0.3 “kilos”, menor de la máxima recomendada, con lo cual no será necesaria su limpieza.

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Módulo 4: Riego localizado

– En los filtros de anillas, la diferencia de presión es de 3.5 – 2.9 = 0.6 “kilos”, mayor de la recomendada, con lo que será necesaria la limpieza de estos filtros. Referencia: Apartado 2.2. El cabezal de riego localizado.


Ejercicio nº 4 El agricultor deberá optar por el equipo que le ha propuesto la segunda casa comercial, ya que incluye un filtro de malla tras el equipo de fertirrigación, que evitará de esta manera que las posibles sales no disueltas procedentes de los fertilizantes puedan obstruir los emisores que va a instalar en su finca. Referencia: Apartado 2.2. El cabezal de riego localizado.


Ejercicio nº 5 Los inyectores tipo venturi son dispositivos que consisten en un tubo que se encuentra conectado en paralelo a la tubería principal, con un estrechamiento en el que se produce una succión que hace que el fertilizante se introduzca en la red de riego. Referencia: Apartado 2.2. El cabezal de riego localizado.


Ejercicio nº 6 Las tuberías de PVC y de polietileno presentan ciertas particularidades que no cumplen el resto de materiales utilizados en conducciones. Entre ellas destacan ser muy ligeras, presentar poca rugosidad en su interior (reduciendo de esta manera las pérdidas de presión a lo largo de la conducción), ser muy resistentes ante el ataque de fertilizantes y de ácidos, y ser mucho más baratas que las del resto de materiales. Referencia: Apartado 2.3. La red de distribución.


Ejercicio nº 7 Los goteros son considerados emisores de bajo caudal, puesto que en condiciones normales de presión son capaces de aportar hasta 16 litros por hora. El agua es aplicada al suelo gota a gota. Por su parte, los microaspersores son considerados emisores de alto caudal, puesto que pueden suministrar entre 16 y 200 litros por hora. El agua es aplicada al cultivo en forma de lluvia mojando sólo una parte de la superficie. Referencia: Apartado 2.4. Emisores.


Ejercicio nº 8 Los goteros no compensantes emiten un caudal de agua que depende de la presión que hay en la tubería, con lo que dicho caudal puede variar a lo largo de la conducción.

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Soluciones

Sin embargo, los goteros autocompensantes emiten en todo momento una cantidad de agua similar aunque varíe la presión en la conducción, con lo que la diferencia de caudal a lo largo de la conducción será muy pequeña y en consecuencia la uniformidad del riego aumenta. El elemento que permite este fenómeno es una lámina elástica que se expande ó contrae en función de la presión que soporta, por lo que facilita ó disminuye la posibilidad de salida del agua. Referencia: Apartado 2.4. Emisores.

UNIDAD DIDÁCTICA 3. ELEMENTOS DE CONTROL, MEDIDA Y PROTECCIÓN. AUTOMATISMOS


Ejercicio nº 1 Los reguladores de presión se suelen colocar tras el cabezal de riego para mantener la presión en el interior de las conducciones de riego localizado. También se utilizan para evitar las posibles sobrepresiones que se pueden producir en puntos determinados de una instalación y que pueden originar roturas en las tuberías. Su funcionamiento consiste en mantener la presión en el interior de la conducción dentro de un rango de presiones que oscila entre 0.2 y 8 kilogramos por centímetro cuadrado. Referencia: Apartado 3.2. Elementos de la red de riego.


Ejercicio nº 2 Las válvulas de retención se suelen utilizar principalmente en los casos en los que el flujo inverso del agua en el interior de la conducción puede ocasionar serios problemas e incluso roturas importantes en puntos determinados de la misma, como en este caso son las bombas. Su funcionamiento consiste en permitir el paso de agua en una dirección, impidiéndolo en la dirección contraria. Referencia: Apartado 3.2. Elementos de la red de riego.


Ejercicio nº 3 No sería correcto. En el caso del agricultor de olivar, ya que desea hacer riegos por tiempos, lo ideal sería colocar una electroválvula con un pequeño automatismo que actúe por tiempo, con lo que sería capaz de cortar el riego cinco horas después de haberlo iniciado. El agricultor que riega algodón sí necesita una válvula que sea capaz de actuar cuando haya circulado una cantidad determinada de agua a través de la misma, es decir, una volumétrica. Referencia: Apartado 3.2. Elementos de la red de riego.

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Módulo 4: Riego localizado


Ejercicio nº 4 Básicamente para proteger los elementos que conforman la instalación, pero principalmente las tuberías, de posibles sobrepresiones ó depresiones que pueden causar roturas y otros serios problemas. Trabajan fundamentalmente evacuando el aire de las conducciones y también permitiendo que entre en ellas. Referencia: Apartado 3.2. Elementos de la red de riego.


Ejercicio nº 5 Las ventosas son elementos de protección cuyo funcionamiento consiste en permitir la entrada de aire en la conducción en caso de que existan depresiones ó la salida de agua de la conducción en el caso de que existan sobrepresiones. En este caso particular sería importante colocar una ventosa a la salida del equipo de bombeo, ya que al parar la bomba se puede producir una depresión y posterior sobrepresión en la bomba, pudiendo causar la rotura de la misma. De igual manera, sería interesante colocar otra ventosa en la parte superior de la tubería principal, para evitar las posibles depresiones que se pueden producir cuando la bomba deja de actuar y el agua de la conducción desciende hacia la parte inferior de la ladera. Asimismo, permite la salida del aire acumulado en las conducciones cuando se llena la instalación. Referencia: Apartado 3.2. Elementos de la red de riego.


Ejercicio nº 6 Ventosa

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F. de malla

V. Volumétrica

V. Mariposa

Manómetro

V. Compuerta

Contador

Soluciones


Ejercicio nº 7 Cuando se automatiza una instalación de riego localizado se obtienen una serie de ventajas, como son: • Mayor control en la dosis y frecuencia de los riegos • Ahorrar en mano de obra • Programación de los momentos en los que se deberán limpiar los filtros • Programación de la fertirrigación • Ahorro en costes de energía, realizando los riegos cuando ésta sea más barata Referencia: Apartado 3.3. Automatismos.


Ejercicio nº 8 Riego con satélite. Referencia: Apartado 3.3. Automatismos.

UNIDAD DIDÁCTICA 4. CRITERIOS DE DISEÑO. PROGRAMACIÓN EN RIEGO LOCALIZADO


Ejercicio nº 1 La evapotranspiración (ET). Este concepto engloba el agua consumida en los procesos de transpiración (consumo de agua por la planta) y la que se pierde por evaporación (la producida desde las capas más superficiales del terreno hasta la atmósfera). Referencia: Apartado 4.2. Diseño Agronómico.


Ejercicio nº 2 Deberá ser próximo al 35%, ya que en tales condiciones de clima y suelo las pérdidas de agua por evaporación y percolación podrán ser importantes. Se garantiza entonces que las raíces del cultivo se extiendan lo suficiente y tengan mayor probabilidad de extraer agua del suelo. Referencia: Apartado 4.2. Diseño Agronómico.

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Módulo 4: Riego localizado


Ejercicio nº 3 La longitud de los laterales está condicionada en parte a la topografía del terreno, debiendo ser menor la longitud del ramal cuando la pendiente es ascendente. La longitud puede ser mayor a medida que la pendiente va siendo menor y se hace descendente. Esto se debe a que cuando el agua circula a favor de la pendiente gana presión compensando así las pérdidas de carga ocasionadas por el rozamiento con las paredes de las tuberías. Referencia: Apartado 4.3. Diseño Hidráulico.


Ejercicio nº 4 El tiempo de riego se calcula aplicando la expresión:

Necesidades brutas (litros/m2) 1 Tiempo de riego (minutos) = ––––––––––––––––––––––––––––––– x –––––––––––––––––––––––––––––––––– x 60 Caudal del emisor (litros/hora) Nº de emisores por metro cuadrado

Tanto el caudal de los goteros como las necesidades brutas de riego son conocidas. Falta saber el número de emisores por metro cuadrado, que se calcula muy fácilmente sabiendo la distancia entre emisores y entre tuberías laterales: 1 Nº de emisores por metro cuadrado = ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = Distancia emisores (metros) x Distancia laterales (metros)

1 = ––––––––––––––– = 1.6 0.5 x 1.25

De esta forma, 4.5 1 Tiempo de riego (minutos) = ––––––––– x ––––––––– x 60 = 42.2 minutos 4 1.6

Referencia: Apartado 4.4. Programación de riegos. Cálculos del tiempo de riego.


Ejercicio nº 5 En esos casos es conveniente cambiar los emisores de riego localizado por otros que mojen mayor superficie de suelo. Lo mejor será quitar los goteros y poner uno o varios microaspersores o microdifusores por árbol. Referencia: Apartado 4.2. Diseño agronómico.

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Soluciones


Ejercicio nº 6 Las pérdidas de carga que se producen en una tubería dependen de su diámetro y de su longitud. Para una misma longitud de tubería las pérdidas de carga aumentan al disminuir el diámetro y para un mismo diámetro de tubería las perdidas de carga aumentan al aumentar su longitud, considerando en ambos casos que el caudal es el mismo. Referencia: Apartado 4.3. Diseño hidráulico.


Ejercicio nº 7 En casos en que la pendiente de la parcela sea elevada, como es el caso, las tuberías terciarias se deben colocar en dirección de la pendiente, y si es posible descendiendo; así se aprovecha el aumento de presión que se produce a medida que el agua circula por las terciarias. Las tuberías laterales deben seguir las curvas de nivel. En cuanto al tipo de gotero a utilizar, se deberán instalar goteros autocompensantes en la medida de lo posible para mantener constante la presión de trabajo y en consecuencia el caudal suministrado. En determinados casos puede ser necesario colocar reguladores de presión en uno o varios puntos de la tubería terciaria, según su longitud y la pendiente. Referencia: Apartado 4.3. Diseño hidráulico.


Ejercicio nº 8 Las soluciones que podría adoptar son de distinta índole: – Comprobar la posible obturación de los emisores y si es necesario proceder a su limpieza. – De no ser factible la limpieza de los emisores, deberán ser cambiados. – Comprobar que el equipo de filtrado funciona correctamente. – Comprobar la presión de entrada en la subunidad de riego es la adecuada, y en caso de no ser suficiente, reducir la longitud de los ramales creando una nueva subunidad de riego. – Comprobar que el diámetro de los laterales es el adecuado. Si resulta ser demasiado pequeño, debe crearse una nueva subunidad de riego, o cambiar los laterales de riego a otros con un diámetro superior para reducir las pérdidas de carga. Referencia: Apartado 4.3. Diseño hidráulico.

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Módulo 4: Riego localizado

UNIDAD DIDÁCTICA 5. FERTIRRIGACIÓN


Ejercicio nº 1 Se pueden destacar las siguientes: • Es habitual utilizar abonos sólidos más o menos solubles en agua, por lo que puede influir la mala solubilidad y/o disolución de los abonos. • Existen incompatibilidades entre algunos de los fertilizantes, de manera que utilizarlos conjuntamente puede afectar a su solubilidad. • Impurezas que puedan llevar consigo los fertilizantes. • Formación de productos insolubles, llamados precipitados. Referencia: Apartado 5.2. Ventajas e inconvenientes de la fertirrigación.

Ejercicio nº 2 El equilibrio es la relación existente entre los elementos nutritivos que forman dicho abono. Para calcularlo, basta dividir simplemente las distintas concentraciones del abono por la más pequeña. Al ser la concentración más pequeña la correspondiente al Fósforo (3), se dividen todas por 3 y queda un equilibrio de 4–1–8. Esto significa que se aportan cuatro veces más de Nitrógeno, y ocho veces más de Potasio que de Fósforo, y dos veces más de Potasio que de Nitrógeno. Referencia: Apartado 5.3. Elementos nutritivos (N, P, K, otros).


Ejercicio nº 3 En primer lugar, se aporta agua al depósito hasta un 40% aproximadamente de su volumen y se sigue el siguiente orden de incorporación: – Dado que en primer lugar ha de incorporarse el ácido, se añade el Ácido Fosfórico lentamente. – A continuación se aporta el Nitrato Potásico por ser el abono menos soluble. – Seguidamente se incorpora el Sulfato Amónico por ser el siguiente menos soluble. – Por último se aporta el Nitrato Amónico por ser el más soluble. Referencia: Apartado 5.4. Preparación del abono.

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Soluciones


Ejercicio nº 4 El volumen de agua necesario para disolver los fertilizantes y preparar la solución nutritiva está determinado por la suma de las cantidades de agua necesarias para disolver los abonos sólidos, es decir, el Sulfato Amónico, y el Nitrato Potásico. Consultando la tabla de solubilidad (Unidad Didáctica 5 del Módulo 4), se observa como sus solubilidades son 730 y 316 gramos por litro de agua respectivamente. Para calcular el volumen se siguen los siguientes pasos: – Se transforman kilos a gramos: los 2.5 kilogramos de Sulfato Amónico son 2.500 gramos, mientras que los 5 kilogramos de Nitrato Potásico son 5.000 gramos. – Si en un litro de agua se disuelven 730 gramos de Sulfato Amónico (solubilidad), ¿cuántos litros de agua harán falta para disolver 2.500 gramos? 2.500 ——–––— = 3.42 litros 730

– De la misma forma, si en un litro de agua se disuelven 316 gramos de Nitrato Potásico (solubilidad), ¿cuántos litros de agua harán falta para disolver 5.000 gramos? 5.000 ——–––— = 15.82 litros 316

– La cantidad de agua total necesaria es de: 3.42+15.82 = 19.24 litros de agua. Ha de tenerse en cuenta que no se debe de apurar al máximo la solubilidad de los fertilizantes, por lo que es recomendable utilizar un volumen de agua de al menos 25 litros. Referencia: Apartado 5.5. Frecuencia de fertirrigación.


Ejercicio nº 5 El procedimiento a seguir sería el siguiente: 1º. En función de las necesidades de Potasio, se calcula la cantidad de Nitrato Potásico. Si en 100 kilogramos de Nitrato Potásico hay 46 Unidades Fertilizantes de Potasio (K20), para obtener 25 Unidades fertilizantes, hacen falta: 100 ——— x 25 = 54.35 kilogramos de Nitrato Potásico 13–00–46 46

En esta cantidad de Nitrato Potásico hay un 13% de Nitrógeno, por lo que se calcula cuanto Nitrógeno habrá: Si en 100 kilogramos de Nitrato Potásico hay 13 unidades Fertilizantes de Nitrógeno, en 54.25 kilogramos de Nitrato Potásico habrá: 54.32 —––—— x 13 = 7.06 Unidades Fertilizantes de Nitrógeno N 100

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Módulo 4: Riego localizado

2º. Se calcula la cantidad de Fosfato Monoamónico, que hace falta para cubrir las necesidades de Fósforo. Si en 100 kilogramos de Fosfato Monoamónico hay 61 Unidades Fertilizantes de Fósforo (P2O5), para obtener 4 Unidades Fertilizantes hacen falta: 4 ——— x 100 = 6.56 kilogramos de Fosfato Monoamónico 12–61–00 61

Como en 100 kilogramos de Fosfato Monoamónico hay un 12% en Nitrógeno N, en 6.56 kilogramos de Fosfato Monoamónico habrá: 6.56 —–—— x 12 = 0.79 Unidades Fertilizantes de Nitrógeno N 100

3º. Se calcula la cantidad de Nitrato Amónico que hace falta para cubrir las necesidades de Nitrógeno, teniendo en cuenta las que ya se han aportado con el Nitrato potásico y el Fosfato Monoamónico. Ya se han aportado 7.06 Unidades con el Nitrato Potásico y 0.79 Unidades con el Fosfato Monoamónico, lo cual hace un total de 7.85 UF. Si se han de aportar 10 Unidades Fertilizantes de Nitrógeno N, aún restan por aplicar: 10 – 7.85 = 2.15 Unidades Fertilizantes, que se aportan con Nitrato Amónico 33.5% N:

Si en 100 kilogramos de Nitrato Amónico 33.5% N hay 33.5 Unidades Fertilizantes de N, para aportar 2.15 Unidades Fertilizantes, hacen falta: 2.15 —–—— x 100 = 6.42 kilogramos de Nitrato Amónico 33.5% N 33.5

Referencia: Apartado 5.5. Frecuencia de la fertirrigación.


Ejercicio nº 6 Los elementos nutritivos necesarios para el desarrollo de las plantas se clasifican en los siguientes grupos: – Macroelementos: Nitrógeno, Fósforo y Potasio – Elementos secundarios: Calcio, Magnesio y Azufre. – Microelementos: Hierro, Manganeso, Cinc, Cobre, Boro y Molibdeno. Referencia: Apartado 5.3. Elementos Nutritivos (N, P, K, otros).

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Soluciones


Ejercicio nº 7 – Supone en general un ahorro de fertilizantes. – Favorece la asimilación de los elementos nutritivos por parte de la planta. – Produce una mejor distribución de los abonos en la zona de máxima actividad de las raíces. – Permite controlar mejor las cantidades aportadas a la planta, respetando el equilibrio de fertilización. – Permite mayor rapidez de actuación ante posibles carencias. – Posibilita incorporar otros productos en el riego, como herbicidas, plaguicidas, fungicidas, etc. – Permite un alto nivel de automatización, lo que supone ahorro en mano de obra. Referencia: Apartado 5.2. Ventajas e inconvenientes de la fertirrigación.

UNIDAD DIDÁCTICA 6. EVALUACIÓN DE INSTALACIONES DE RIEGO LOCALIZADO


Ejercicio nº 1 Los principales puntos a tener en cuenta al realizar la evaluación son: • Comprobar el estado y manejo de los diferentes componentes de la instalación. • Determinar la uniformidad en la distribución del agua aplicada. • Analizar el manejo del riego. • Detectar problemas de diseño y manejo de la instalación y plantear posibles soluciones. Referencia: Apartado 6.1. Introducción.


Ejercicio nº 2 El momento de limpieza de los filtros está determinado por la diferencia de presión entre la entrada y la salida del filtro. Cuando al paso del agua por un filtro se produce una pérdida de presión superior 0.5 kilos/cm2, se admite que está suficientemente sucio para ser limpiado. Referencia: Apartado 6.2. Evaluación de los componentes de la instalación.

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Módulo 4: Riego localizado


Ejercicio nº 3

Los principales componentes de la instalación de riego cuya evaluación y limpieza previenen la aparición de obturaciones son los filtros, el equipo de fertirriego y en especial los emisores de riego. Referencia: Apartado 6.2. Evaluación de los componentes de la instalación.


Ejercicio nº 4 Una unidad de riego representativa de la instalación será aquella que tenga un tamaño medio, una pendiente que represente la media de la instalación, una longitud de laterales media y que esté situada a ser posible en una zona central de la instalación. Referencia: Apartado 6.3. Evaluación de la uniformidad del riego.


Ejercicio nº 5 Se deben seguir los siguientes pasos: 1º. En primer lugar el agricultor calcula la media de los caudales de los emisores que representan la cuarta parte de más bajo caudal (los 4 que aparecen destacados en la tabla del enunciado): 3.8 + 3.7+ 3.9 + 3.8 Caudal medio de los cuatro emisores de menor caudal (q25%) = –––––––––––––––––––––––– = 3.8 litros/hora 4

2º. A continuación se calcula la media de los caudales medidos en todos los emisores: 3.8 + 4.0 + 4.0 + 4.3 + 4.0 + 3.9 + 3.9 + 3.7 + 4.1 + 3.8 + 4.0 + 3.9 + 4.0 + 4.0 + 3.9 + 3.8 qm = ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––-------------------16

qm = 3.94 litros/hora

3º. Por último se calcula el coeficiente de uniformidad de caudales: media de la cuarta parte con menor caudal 3.8 CUC = 100 x -----------––––––––––––––––––––––––––––––––––––------- = 100 x ------------------ = 96.44% Caudal medio en todos los emisores 3.94

Referencia: Apartado 6.3. Evaluación de la uniformidad del riego.

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Soluciones


Ejercicio nº 6 1º. En primer lugar el agricultor calcula la media de las presiones de los emisores que representan la cuarta parte de más baja presión (los 4 que aparecen destacados en la tabla del enunciado): 1.3 + 1.1 + 1.2 + 1.3 Presión media de los cuatro emisores de menor presión (p25%) = ––––––––––––––––––––––––– 4 p25% = 1.22 kilos/cm2

2º. En segundo lugar se calcula la media de las presiones medidas en todos los emisores:

1.5 + 1.4 + 1.3 + 1.6 + 1.4 + 1.1 + 1.2 + 1.5 + 1.4 + 1.5 + 1.6 + 1.3 + 1.7 + 1.5 + 1.6 + 1.4 pm = –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 16 pm = 1.44 kilos/cm2

3º. Por último se calcula el coeficiente de uniformidad debido a presiones:

CUP = 100 x

[

media de la cuarta parte con menor presión ----–––––––––––––––––––––––––––––––––––––-----presión media en todos los emisores

]

x = 100 x

1.22 –––--------1.44

[

]

0.65 = 90%

Referencia: Apartado 6.3. Evaluación de la uniformidad del riego.


Ejercicio nº 7 Para el cálculo del coeficiente de uniformidad de una instalación es preciso conocer el de una unidad de riego representativa de la instalación, ya que se admite que en dicho caso son iguales. Pero para calcular el coeficiente de uniformidad de una unidad, ha de corregirse la uniformidad medida en una subunidad representativa usando un factor corrector que depende de las presiones medidas en las terciarias de cada una de las subunidades que componen la unidad: Coef. de uniformidad (unidad) = fc x Coef. de uniformidad de caudales (subunidad)

El cálculo del factor corrector, fc, se realiza siguiendo los siguientes pasos: 1º. Se calcula la presión media de la cuarta parte de las terciarias que dan menor presión. Como en este caso se tienen 9 unidades, la cuarta parte son aproximadamente 2, y en las dos de menor presión se han medido 1.1 y 1.2 “kilos”: 1.1 + 1.2 Media de las presiones de las terciarias que forman la cuarta parte de más baja presión = ––––––––– = 1.15 kg/cm2 2

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Módulo 4: Riego localizado

2º. Se calcula la media de las presiones medidas en todas las terciarias: 1.6 + 1.4 + 1.1 + 1.3 + 1.5 + 1.2 + 1.5 + 1.4 + 1.6 Media de todas las presiones medidas = ---––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––----------- = 1.4 kg/cm2 9

3º. Finalmente se determina fc con la siguiente expresión:

fc =

[

media de la presión en las terciarias que forman la cuarta parte de más baja presión ----–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––--media de todas las presiones medidas en las subunidades de la unidad

1.15 fc = ––––– 1.4

[ ]

]

x

0.65

= 0.88

Conociendo fc, Coef. de uniformidad(unidad) = fc x Coef de uniformidad de caudales (subunidad) = 0.88 x 92% = 81% Como se admite que el coeficiente de uniformidad de la instalación es igual al coeficiente de uniformidad de la unidad de riego, este será también del 81%. Referencia: Apartado 6.3. Evaluación de la uniformidad del riego.


Ejercicio nº 8 El tiempo que cada unidad debe estar regando se calcula dividiendo los litros que debe suministrar cada gotero entre el caudal medio de los emisores de cada unidad: 18 litros/gotero Tiempo de riego para la unidad A = ––––––––––––––––––- = 4.22 horas 4.26 litros/hora

18 litros/gotero Tiempo de riego para la unidad B = –––––––––––––––––– = 3.93 horas 4.57 litros/hora

De esta forma, regando la unidad A durante unas 4 horas y cuarto se consigue aplicar la misma cantidad de agua que regando la unidad B durante unas 4 horas, y de esa manera el cultivo se desarrollará por igual en ambas unidades. Referencia: Apartado 6.3. Evaluación de la uniformidad del riego.

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Soluciones

UNIDAD DIDÁCTICA 7. MANTENIMIENTO DE LAS INSTALACIONES


Ejercicio nº 1 Al producirse obturaciones en determinados lugares de la red de riego, el caudal que suministran ciertos emisores puede disminuir y en algunos casos ser nulo. Este hecho ocurrirá en determinados lugares de la instalación pero no de manera homogénea ni simultáneamente, lo que originará diferencias en los caudales emitidos y en consecuencia una disminución de la uniformidad y eficiencia del riego. Referencia: Apartado 7.2. El problema de las obturaciones.


Ejercicio nº 2 – Físicas: suelen estar producidas por materias minerales, normalmente partículas de suelo (arena, limo y arcilla) que taponan el paso del agua. – Químicas: se deben en general a la precipitación de ciertas sustancias disueltas en el agua de riego. – Biológicas: provocadas por la acumulación de organismos o parte de ellos (bacterias, algas, raíces, insectos, etc.) en la red de riego. Referencia: Apartado 7.2. El problema de las obturaciones.


Ejercicio nº 3 Las obturaciones de tipo físico causadas por partículas minerales y orgánicas se previenen instalando un equipo de filtrado adecuado en el cabezal de riego, compuesto por filtros de arena y de malla o anillas, en número y dimensiones que aseguren un correcto filtrado del agua de riego. Si la cantidad de sólidos en suspensión es muy elevada puede ser preciso la instalación de un equipo de prefiltrado. Referencia: Apartado 7.2. El problema de las obturaciones.


Ejercicio nº 4 La utilización de ácidos en los tratamientos contra las obturaciones de tipo químico implica ciertos riesgos, por lo que será necesario extremar las precauciones utilizando gafas, guantes y ropas adecuadas. Si es necesario utilizar altas concentraciones de ácido, la operación debe encargarse a personal especializado. Referencia: Apartado 7.2. El problema de las obturaciones.

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Módulo 4: Riego localizado


Ejercicio nº 5 Si se oxida el hierro y éste precipita antes de la entrada del agua en el cabezal, los precipitados podrán ser retenidos en los filtros. De otra forma las partículas de precipitado circularán con el agua de riego hasta los emisores. Referencia: Apartado 7.2. El problema de las obturaciones.


Ejercicio nº 6 Para evitar obturaciones biológicas la mejor solución es la cloración del agua de riego con hipoclorito sódico. El cloro actúa como agente oxidante que ataca y destruye la materia orgánica. Otros alguicidas utilizados para evitar la aparición de este tipo de obturaciones son el sulfato de cobre y el permanganato potásico. Referencia: Apartado 7.2. El problema de las obturaciones.


Ejercicio nº 7 Un buen mantenimiento de una instalación de riego localizado consiste en la puesta a punto de sus componentes antes del comienzo de la temporada de riego, así como en la revisión periódica de estos componentes durante los riegos así como al finalizar la campaña. Referencia: Apartado 7.3. Mantenimiento.

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Principios y tipos de riego localizado

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ISBN: 84-8474-135-4

9 788484 741350