Ingeniería del Riego Utilización Racional del Agua

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Ingenier Ingeniería ía del Riego Riego Utilización Utilización Racional Racional del Agu Agua a i.

Guillermo Castañón

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Alísta lístate te.. • Cortttó Cortttó • « « 0 ' • Sinfl infln npm . Esp Espat ato o

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Beina ina.Un .Uníaó íaó .

Eslírt,! Eslírt ,! Untos tos

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ingenieríadelriego.Utilizaciónracionaldelagua © GuillermoCast GuillermoCastañó añón n

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Manuel Delgado Cañizares,

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Montea Elvira San Cristóbal Producción Industrial:

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Indice Capítulo 1. Generalidades

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

i

I. I . Introducción ............. 1.2. Historia de l re gad ío esp ato ! .................................................................................................... 2 1.3. Perspectivas de ñituro ...................... .................................................................................................. • ■ 2 1.4. Precio del agua ........................ ............................................................................................. 3 1.5. G es tió n del agua .................................................................................................. 5 .................................................................................................................................... 8 ..

Capítulo 2. Relaciones agua-suelo-planta ..................... 2.1 . EJ su elo

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

.................................................................. ............................... 2 .2 . Po ten cia l deí ag ua en el su eto 2.3. Retención de agua en el suelo ............ ! ! ! ! ! ! ! ....................................................................................... .......... ................................ 2.4. Aparatos pará medir el agua en el suelo 2.5. Agua utilizable por las plantas .................................................................................................................. ........................................................... ................... 2.6 Movim iento del agu a crt el suelo ............ 2.6.1. Infiltración ........................ ................................................................................... 2.6 .2, Re distribuc ión del ag ua ........................................................................................ Apéndice I, Estudio de la infiltración ........................................................ ................................................................................................................

^ 13 ^ 15 18 19 2(1 21

C apítulo 3 . N ece sidad es hídricas de los cultivos 3.1. Evaporación y transpiración 3.2. Mov imi ento del agua en la pla nta

3.3. Ab sorción de ag ua po r las raíce s 3.4 . N ec esidad es de ag ua de ios cu ltivo s

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

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

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

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^4 ^5 25 26

V

índice

3.4.1. D eterminación de la evapo transpiración ..................................................................................... 27 ............................................................................ 29 3.4.2. Tanque evaporimétrico clase A ................. 3.4 .3. Determ ina ció n de la ev ap otranspirac ión del c u l tiv o .................................................................. 30 3.5. Cálcu lo de las nec esidad es de r i e g o ........................................................................................................... 31 3.6 . El ciclo del riego ............................................................................................................................................. 33 Apé nd ice 1. Fór m ula de Pen man ....................................................................................................................... 35

Capítulo 4. Diseño del r ie g o ................................................................................ 37 4.1. Cons iderac ione s g e n e ra le s ............................................................................................... - .......................... 4.2. Métodos de rie g o ...............................................................* .......................................................................... 4.3. Elecció n d el m éto do d e r i e g o ...................................................... ............................................................ - 4.4. Distribuc ión del agua de riego - ................................................................................................................. 4.5. Pro gram ación d¿ l rieg o ................................................................................................................................. 4.5.1 . Dosis de r i e g o ...................................................................................................................................... 4.5.2. M ódulo d e rieg o ................................................................................................................................. 4.5.3. Frecuen cia de riegos ........................................................................................................................ .

38 38 39

40 41 42 44

4.5.4. Rendim iento o eficienciade l r i e g o ...................................................................................................

44 45

4.6 . M an ej o de l rieg o ...................................................................................................... .......................................

47

4.7 . E l se rvi cio de ases ora mi ent o ai rega nte .................................................................................................... Apé nd ic e 1 .................................................................................................................................................................

48 48

C a p í t u l o 5 . R i e g o porgra vedad ..........................................................................

51

5.1. C a ra c te ríst ic a s .................................................................................................................................................. 5.2 . Venta jas e inc on ve nien te s ............................................................................................................................ 5.3 . M od alid ad es de l rie go ....................................................................................................................................

52 53 54

5.3 .1. Rie go po r c a n te ro s ...............................................................................................................................

54

5.3 .2. Rie go po r s u r c o s ................................................................................................................................. 57 5.3.3. Riego por alcorques ............................................................................................................................ 59 .

5.4. Pr ep arac ión de l terre no

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

5.5. R ed de tr an spo rte y di s tr ib u c ió n ................................................................................................................... 5.6. A plicación en parcela ..................................................................................................................................

59 61 63

5.7. Di señ o d el rie go po r g r a v e d a d ..................................................................................................................... 66 5.8. Ma ne jo de l rie go

............................................................................................................................................. 68

C a p itu lo 6 . R ie g o p or a spers ión .......................................................................

69

6.1. Ca ra ct erística s .................................................................................................................................................. 6.2. Ve nta jas e in co nv en ie nt es ...........................................................................................................................

70 70

6.3. Perspectivas de la as p er sió n ............ ............................................................................................................. 72

6.3.1. M an o de obra ...................................................................................................................................... 73 6.3.2. Ene rg ía .................................................................................................................................................. 73 6.4. Instalaciones de riego pora s p e rs ió n .............................................................................................. ............ 74 ..

6.4 .1. A sp er so re s

.................................................................... - ....................................................................

74

6.4 .2. Tu be ría s ................................................................................................................................................ 6.4.3 . Gr up o de bo mbe o ............................................................................................................................

76 77

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índice

6.5 . Sistem as de rieg o po r a s p e rs ió n ......................................................................... 6.5.1 . Sistem as m ó v ile s .............................................................................. 6.5.2. Sistemas sem imóviles ......................................................................... 6.5 .3. S iste m as fijo s

. , , , ..............................................

6.5.4. Sistemas autopropulsadosy es pe ci al es

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

6 .6. Cá lcu lo de una inst ala ció n de rie go .......................................................... 6.6.1 . El ecc ión del a s p e r s o r................................................................................

77 7g 7g 79 g0 g0 g0

6.6.2 . U nif orm id ad de dis trib uci ón y ef ic ie nc ia de rie go .................................................................. 6.6.3. Cálculo del ala de riego ........................................................................

g4

6.6.4 . Cá lcu lo de tub erí as ab ast ece do ras

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

g^

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

gg

.

6.6 .5. Cá lcu lo de tub erí as au xil iar es

6 .6 .6. Cál cu lo del gr up o de bo m be o .............................................................................................

g2

g9

90 6.7. Manejo de una instalación de riego por aspersión................................................................................... 92 6 .8. Pivo te .................................................................................................. ^3 6 .8. 1 . M o v im ie n to ......................................................................................................... 95 9^ 6.8.2 . D istr ibu ció n del a g u a ................................................................................................. 97 6.8 .3. M ane jo del r i e g o ......................................................................... 6.6.7* Ti pos de bom ba s ......................................................................................................

6.8 .4. Var iante s del p i v o t e ............................................................................................... 6.8 .5. Cál cu los hid rá uli co s de] p iv o t e .............................................................................. 6.9. Enrolladores..............................................................................................................

99 jqq

6.9. 1. D e s c ri p c ió n .............................................................................................

jqq

6.9 .2. M an ej o de l r i e g o ...........................................................................................................

jq j

C a p ít u lo 7 . R ie g o localizad o ............................................................................ 7.1. Características.....................................................................................

7.2 . Ventajas e in co nv en ien tes ..................................................................................... 7.3. Pe rsp ectivas del rie go loca liz ad o ...................................................................................................... 7.4. In stalac ione s de riego localiza do ..................................................................................... 7.4.1. Cab ez al d e c o n tr o l............................................, ................................................ 7.4.2. Red de di stribu ción ..................................................................................... 7.4.3. Red de riego ............ .......................................................................................

103 ]04 jq 4 106 107 I Q7 j jq I j0

7.4.4 . Go te ros .......................................................................................................

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7.5. Di se ño de l r i e g o ......................................................................................................... 7.5.1 . Di stri bu ció n d$l agua en el s u e l o ............................................................... , 7.5.2 . Su per fic ie y vo lum en de suelo m oja do

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

7.5.3 . Dis posi ción dé ios g o te r o s ................................................................................. 7.5.4 . El em en tos de c o n t r o l .............................................................................................

114 1 15 U 5 jj^

7.6. Cálculos hidráulicos............................................................................ 7.6.1. Cá lc ulo de la unid ad de rie go

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

7.6.2. Cál cul o de tuber ías aba stece dora s ....................................................................................

7.6.3. Cálculo del grupo de bombeo ........................................................................... 7.7. M anejo del rieg o .............................................................................................................................. 7.8. Mantenimiento de la instalación

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

A pé nd ice 1. Co efi cie nte de uni for m ida d .......................................................................................... Ap én dic e 2. D iag ram as y p rog ram as de r i e g o ........................................................................................

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1 19 j j9 ^20 J22 2I 3 124

VII

índice

C apítulo 8. Au toma tización del riego .............................

127

8 .1. Conceptos gen erales ............................................................................................

128

8.2. Rie go au to m áti co p r o g ra m a d o ...........................................................................

129

8-3. Ca rac ter íst ica s ge ne ral es de la au tom ati zac ión ..............................................

130

8 .3 .!, Rie go po r gra ve da d ...................................................................................

132

8.3.2. Ri eg o por a s p e r s ió n ...................................................................................

133

8.3.3. Riego lo caliz ad o ........................................................................................

133

Capítulo 9. Control del riego: evaluación y seguimiento

135

9 .1. Co nc ep tos g e n e ra le s ...............................................................................................

136

9.2. Evaluación de l rie go

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

136

9.2. 1. Rie go p or g r a v e d a d ...................................................................................

136

9.2. 2. Ri eg o p or a s p e r s ió n ...................................................................................

138

9.2 .3. Rie go lo ca liza do

140

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

C a p ítu lo 1 0 . R ie g o en invernade ros 10.1.

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

143

Introducción...........................................................................................................

144 145

10.2. S is te m as d e r i e g o .................................................................................................. 10.2.1. Ri eg o p or gr av ed ad ................................................................................

146

10.2.2. Rie go loca liza do

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

146

10.3. Necesidades hídricas de los cultivos en invernadero..................................

147

10.4. Manejo del riego en invernadero ....................................................................

148

10.5. Evaluación del riego en invernadero...................................... ........................

150

10.6. Au tom at iza ció n del lie go en inve rna de ro ......................................................

151

153

C a p ít u lo 1 1 . F ertirrigació n .................................................. 11.1. Co nc ep tos g e n e ra le s ............................................................................................

.

154

11.2. Ne ce sid ad es de fer tili za nte s ..............................................................................

.

154

11.3. Fe rti lid ad del su el o

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

.

155

11.4. So luc ion es fe rt il iz a n te s ........................................................................................

.

156

11.4 .1. P rod uc tos u ti li z a d o s ................................................................................

.

156

11.5. Pre pa ra ci ón de so luc ion es m ad re ....................................................................

.

158

11.6. Aplicación de las soluciones..............................................................................

.

159

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

.

159

11.6.2. Tanque de fertilización...........................................................................

.

159

11.6.3. Suc ció n con v en tur ím etr o .................................................................... 11.6.4 . Bom ba inye ct or a ...................................................................................

.

160

.

160

11.6.1. As pi ra ci ón dire cta

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Anejo 1. Calidad del agua 1.1. Generalidades ....................... 1.2. Clasificación de aguas para riego ........ *64 .................................................................. 1.2.1. Sodificación o a lc a li z a c ió n ........... ' . ’ .............................................................................. * 13. Precipitación de sales y obturaciones. . . . . . . . .................................................................... I6^ v 1.3-1. Análisis de! ag u a ...................... ..................................... ...........................................................168 ..

I

I

.

1.3.2. Evaluación del análisis .............. J.4. Riego con agua salina ..........................

3.5. Utilización de agua reciclada ...............

.....................................................................................*68

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

168

* .............................................................................

169

I A ne jo 2. C álcu lo del riego porgravedad

l7 _

2.1. Canteros a n iv el ..................

2.2. Canteros con pendiente ........ í 76 ..............................................*........................ 2.3. Surcos ............................... ........................................................................................ 177 2.3.1. Surcos a nivel ............................ ................................................................... 1?9 23.2. Surcos con pendiente ..................................................................... 179 .................................................................................................. 181 I

A n e j o 3 . A p l i c a c i o n e s e s p e c ia le s d e la a s p er sió n

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

3.1. Introducción.......................

183

3.2 . Distribu ción de estié rcol líquid o .................................................................................................. 1W 3.3. Defensa an tihé lad as ............................. .................................... ................. .......................... 184 3.3. J. Principias ge ne rale s ...... .............. Ig j ................. ........................................... 3.3.2 , Fu nc ionam iento de la insta lac ión .............................................................................. 185 ...................... .............. .......... ................................. 18 7 3-4. Riego p or aspersión refrescante ........................................................................................................... 188 ..

■ E p í l o g o ................................. ............................................................................................................................

191

I B i b l i o g r a f í a ..................... ............................................................................................................................

I

Bibliografía básica recomendad a para riegos Bibliografía de consulta para hidi&tfü* y riegos......................................................

Revista:, y publicaciones periódicas

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

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" ................................................................. ..................................................................................................

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IX

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Capítulo

Generalidades

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Capítulo 1 Ge nera lidades

1.1. Introducción El agua es imprescindible para la vida. Por ello, desde que tenemo s referencias históricas, las grandes civilizaciones se desaíro liaron principalmente a lo largo de importantes ríos. En estos lugares la pobla ción no sólo disponía de agua, sino que también pod ía cu ltiv ar las pla ntas que neces ita ba .

^ regadío ha tenido y tiene una gran importancia económico-social, asegurando y diversificando la pro duc ción ag ríco la y perm itien do, en muc hos ca so s, la permanen cia de la población rural. A ctualmente se riegan en España más de 3,3 millones de hectáreas, que consumen más del 80% del agua disponible, que actualmente se cifra en unos 30.000 Hm . Dicha superficie representa aproximad ame nte el 17% de las tierras cultivadas, lo que indica la importancia del regadío en nuestro país.

En caso de falta de lluvia o mal reparto estaciona l de la mism a, el riego tiene como finalidad sum inistrar el agua nec esaria a los cultivos, de tal form a que no sufran pérdidas de producción. A demás produce unos efectos muy beneficiosos al crear un ambiente favo rable para el desarrollo de los cultivos, provocando un microclima que disminuye la temperatura en las épocas cálidas y la aumenta en las épocas frías, dis minuyendo los problemas de golpes de calor y de heladas. Ahora bien, dicho aporte debe realizarse con la máxima eficiencia, evitando su derroche así como efectos secundarios perjudiciales (erosión, compactación, salinización, etc.) que puedan, a menor o mayor plazo, disminuir e incluso imposibilitar dicha producc ió n. Los regadíos existen desde la Prehistoria, como los conocidos casos de Mesopotamia (que aprove chaban las aguas del Tigris y del Eufrates), Egipto, las del Nilo y China, las del Huang Ho. Todos tenían en común unas condiciones meteorológicas pareci das, con elevadas temperaturas, especialmente en verano, escasez de lluvias y periódicas crecidas de los ríos, motivadas p or diferentes causas. Sin embargo muchas de las zonas regadas en la antigüedad, no se han vuelto a regar, debido a una mala utilización del agua, que ha convertido dichas zonas en poco productivas, principalmente por salinización, lo que demuestra la gran importancia de un adecuado y e ficiente manejo del riego.

1.2. Historia del regadío español______________ __________^ España, salvo la franja norte, presenta unas carac terísticas generales de escasez de lluvias, por lo que

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La primera refert®cia histórica existente sobre nuestros regadíos es, curiosamente, en la prov incia de Almería, 4.000 años S ites de Jesucristo. Los romanos fueron los primeros grandes co nstructores de infraes tructuras hidráulicas, pero se puede considerar al Islam, salvo raros casos, el gran impulsor de los regadíos españoles. Los árabes desarrollaron una agricultura intensiva que. partiendo del sistema romano existente, aportó m étodos y cultivos muy uti lizados en el Medio Oriente. No construyeron gran des obras hidráulicas pero aprovecharon para regar, mediante azudes, el agua disponible, construyendo numerosas canalizaciones y acequias. El regadío m edieval, considerado como cristiano, es heredero directo del islámico, especialmente en ciertas regiones como Aragón y Valencia. Jaime I El Conquistador, en los fueros otorgados a la ciudad de Valencia, aseguró la continuidad de los sistemas islá micos en el regadío. En el bajo Medievo, en algunos lugares, princi pal m en te de l su r pen insu lar, se in ic ia rá un proc eso que asegu rará las bases de lo que pu ede considerarse el regadío moderno a partir de finales del siglo XIX. Durante los siglos XVI y XVII se hicieron gran des obras hidráulicas, principalmente canales, Imperial de Aragón, así como embalses, Tibi, pero sobre todo se aum entaron tas acequias para riego. A partir del siglo XVIII se efectuaron grandes transformaciones en regadío y se fomentó la navega ción fluvial por medio de canales. Con el reinado de Carlos III se inició una incipiente política hidráulica, con repercusión sobre la agricultura. Poco a poco se siente la necesidad de unificar las diversas normas agrícolas existentes. C omo consecuencia, Jovellanos p ub licará su con ocid o “ In fo rm e so bre la Ley Agraria”. En esta época, los regadíos de Aragón y Levante sufren importantes transformaciones.

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Capítulo 1 Generalidades

A principios del siglo XIX aparecieron varias leyes y decretos sobre regadíos y en 1837 se pro mulgó la ley que liberalizaba todas las aguas. En 1866 se elaboró una no rmativa general sobre aguas, ia Ley sobre Dominio y Aprovechamiento de Aguas. Sucesivas m odificaciones hicieron qu e fuese sustitui da por la famosa Ley de Aguas de 1879, que ha per durado más de un siglo. Esta Ley de A guas regulaba la constitución de las Comunidades de Regantes, encargadas de adminis trar las aguas públicas de un cauce o canal. El primer Plan Nacional de Obras Hidráulicas de 1902. muy amb icioso pero irreal, todav ía atribuía la ejecuc ión de obras de riego a particulares o empresas. Ante su insuficiencia se promulgó la ley del 7 de julio de 1911, alterando el régimen de concesiones: permite que las obras de transformación en regadío sean construidas por el Estado y los regantes deberán devolver el 50% del importe en el plazo de 50 años. En ciertos casos el Estado podrá correr con todos los gastos. En el siglo XX surge la figura de Joaquín Costa, el pen sad or que m ás insistía en la defens a del regadío y planteaba que la Política Hidráulica no se limitaba a ia construcción de obras e infraestructuras para riego, pretendiendo dar una salida al acuciante pro blem a del ca mpo espa ño l m ediante u na ve rd ad era transformación agraria. Se puede d ecir que sus ideas son el soporte ideológico del regadío en España no sólo durante los años siguientes, especialmente con la dictadura de Primo d e Rivera, sino hasta la década de ios 50. La dictadura de Primo de Rivera propició una nueva política hidráulica, siendo un paso fundamental la creación de las Confec'¿raciones Sindicales Hidrog ráficas, por un real decreto de 1926. Adem ás, en 1933 se publicó el Plan Nacion al de Obra s Hidráulicas, que buscaba corregir el desequilibrio hidrográfico existente entre la zona atlántica y la mediterránea, Incluía un Plan de Mejora y Amp liación de Riegos en la zona levantina, para transformar 340.000 ha y suplementar el agua disponible en dicha zona con los sobrantes del Segura, Júcar y Turia, aportando además, aguas de los ríos Tajo y Guadiana. En dicho año de 1933 se indicaba la necesidad de los trasvases, se tardó 45 años en realizar el primero: el trasvase Taja-Seguru. Tras la contiend a civil se creó el Instituto Nacional de Colonización, posteriormente IRYDA, principal

motor de las transformaciones en regadíos. Entre 1940 y 1980 realizó la puesta en riego de más de un millón de hectáreas. Como regla general dichas transformaciones tenían como objetivo el desarrollo agrario de regio nes pobres, donde et regadío aumentaba el nivel de vida y evitaba el éxodo rural. No buscaban la mayor pro ductividad del ag ua , sino, en much os ca so s, la m ayor producción por unidad de superficie, sin tener en cue nta el consum o de agua necesario. A ello con tribuía el que ios regantes sólo recibían , en la mayoría de los casos, subvenciones o ayudas económicas y muy poca información técnica adecuada, salvo en situaciones concretas por parte del INC, IRYDA o Servicio de Extensión Agraria, tónica que se ha man tenido hasta hace poco. Desde hace unos años se puede decir que estos pla nteam iento s han ido ca mbiand o. En Esp añ a se va pro du cien do un a concienciac ió n de l pro blema del agua, por lo menos en ciertos casos, pretendiéndose racionalizar su buen uso y evitar el abuso, casi gen e ral. actualmente existente. Se ha promulgado la nueva Ley de Aguas de 2 d e agosto de 1985, que establece ía naturaleza del dere cho de uso de las aguas y define las concesiones pública s. Reg uía ad em ás el fu ncionam iento de las Comunidades de Regantes. El Plan Hidrológico Natural. PHN, cuyo objeto es racionalizar la gestión del agua en todos sus usos, no sólo los agrícolas, prevé una mejora y modernización de los regadíos, para lograr ahorrar agua, de la que somos deficitarios. Debido sobre todo, al aum ento de la superficie regable, de la población, del nivel de vida y de la industrialización, las necesidades de agua han crecido, calculándose que en la actualidad, exis te un déficit cerca no a los 3.000 Hm 3 al año.

1.3. Perspectivas de futuro El agua es una cuestión de palpitante actualidad, creciendo la inquietud, a nivel mundial, ante la limi tación de las reservas existentes y el agotamiento pro gresivo de los recursos naturales, muchas veces mal gestionados, frente a las demandas crecientes.

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Capitulo 1 Generalidades

Ello ha dado lugar a que el Consejo de Europa haya redactado la Carta Europea del Agua, cuyo segund o principio dice textualmente: "Los recursos en agua dulce no son inagotables. Es imprescindible pre servarlos, controlarlos y si es po sible, acrecentarlos", El agua es un bien caro y escaso, principio reco nocido en casi todos los países desarrollados desde hace tiempo, pero que, por desgracia, no se había tenido en cuenta hasta ahora en España. Actualmente, con demasiada lentitud, com ienza una concienciación de este grave problema, empezándose a hablar de la necesidad de una gestión racional del agua. Esta ha pasado a considerarse un bien de consu mo, siendo un componente esencial para el desarro llo, especialmente en las regiones semiáridas. Su carácter de factor limitante de la producc ión agrícola hace que, actualmente, se intente obtener la mayor pro ducc ió n por un idad de ag ua , busc an do la máxim a eficiencia en su uso y evitando su despilfarro. También, de una manera general, se empieza a considerar que el riego debe pe rmitir el desarrollo de una agricultura especializada, con cultivos de gran rendimiento y de alto precio, en mucho s casos expo r tables, que rentabilicen los mayores gastos de pro ducción necesarios. En nuestro país dicha preocupación ha dado lugar, como ya se ha dicho, a la promulgación de la nueva Ley de Aguas y a la redacción y discusión par lamentaria del Plan Hidrológico Nacional, intentan do cum plir dicho segundo principio que p odría per mitir, especialmente en las zonas con menos recur sos hídricos, disminuir y, tal vez, anular el déficit existente. Teniendo en cuenta que actualm ente los regadíos consumen aproximadamente el 80% del agua dispo nible, es fácil comprender la importancia de mejorar la eficiencia de los mism os. Si a lo anterior añadimo s la situación actual, entrada en el Mercado Común, acuerdo GATT de comercio internacional y eompetitividad a todos los niveles, es evidente la necesidad de produc ir con mayor calidad y con menores costes, especialmente en nu estros regadíos. El Plan Hidrológico Nacional pone gran interés en la necesidad de fomentar el ahorro del agua de riego y propugn a actuaciones directas sobre las infra estructuras (se prevé un ahorro de 975 Hm3 corri

giendo un tercio de las actualmente existentes, que prese ntan los mayor es problemas ). La m ejora de apn cación en parce la también se considera importante, pero no se especifica ninguna norm ativa ni acción definida para pod er realizarla de una mane ra eficaz. Este aspecto ha sido recogido por otras normati vas, de carácter nacional o autonómico, siendo uno de los más impo rtantes el R.D. 678/93, (BO E del 3 de ju nio de 1993), so bre m ejo ra y m odern izac ión de los regadíos tradicionales, implicando directamente a los regantes en el pago de dichas mejoras. Parece difícil que dichos regantes, acostumbrados a pagar por superficie regada, acepten sin problemas unos nuevos sistemas en donde se leá^va a limitar el agua que, además, les va a costar más y se les obligue a pagar! aunque sea parcialmente, el coste de la transforma ción. Además, dichas normativas se refieren única mente a a spectos parciales de las redes o de las super ficies regadas, con muchos otros requisitos previos, lo que causa que en la práctica, no sean operativas. Para un ahorro global de agua de riego las ayudas par a rehabilitar estructuras de rie go deb en , de un a manera ineludible, por un lado no hacer diferencias entre los diferentes regadíos, según sean responsabi lidad estatal (MOPTMA, IRYDA), autonómica o de comunidad de regantes y, por otro lado incluir las parce las de riego, sin lo cual los re su ltad os serán poco im portantes . Las com unidad es de regante s o los pro pio s re gante s indiv idualmen te deb en re ci bir no sólo ayuda técnica, sino, sobre todo, económ ica para ello. La actualmente existente, 40% del coste de los trabajos, hace inviable dichas rehabilitaciones y mejoras en casi todos los regadíos extensivos tradi cionales, y solamente se están efectuando algunas en zonas de cultivos intensivos, de elevado rendimiento económ ico, donde el agua es el factor limitante.

Actualmente los avances tecnológicos de todo tipo ofrecen técnicas, aparatos o sistemas muy sofis ticados, tratando de resolver los problemas que se pu ed en pre se nta r en un riego eficient e. Pero la gran cantidad de variables que influyen en la distribución del agua y su asimilación por las plantas, sometidas a un entorno climático variable, hace que, a pesar del emp leo de microprocesadores y sensores de todo tipo para obte ner dat os preciso s, todav ía ex istan pun tos negros en este tema, que es necesario estudiar para poder m ejo ra r la e ficiencia del r ie go y, e n co ns ec uen cia, el ahorro de agua. En este sentido tiene especial interés el estudio de la utilización de aguas residuales

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para el rie go , pu es pe rm ite n obte ner un dob le ben efi cio: disminuir la contaminación y aumentar las mal trechas reservas hídricas. Por esta razón la implantación de nuevo s regadíos y, sobre todo, la mejora y la adecuada conservación de los actualmente existentes, ofrece un gran campo de acción. El riego por gravedad ha venido empleándose durante milenios pero la necesidad de procedimientos y criterios depurados para su diseño no se ha sentido hasta la época actual. Los primeros intentos de un estudio racional que relacionara algunos de los prin cipales factores prácticos implicados (caudal, forma y superficie de la parcela, tipo de suelo, velocidad de avance, tiempo de aplicación de riego, etc.), no apa recen antes de principios de este siglo. Estudios más recientes y perfeccionados han añadido otras varia bles y la co m plejid ad de l problema ha ve nid o a dem ostrar dimensiones difícilmente superables. Pero los progresos han sido particularmente len tos, ya que el agua ha de mo verse en sistemas que no son fácilmente definibles y los suelos de los cultivos son de na turaleza heterogénea, con num erosas varia ble s difíc iles de conocer y cu an tificar. En este m étodo, las nuevas técnicas constructivas de cauces abiertos y tuberías de baja presión, que facilitan un control más adecuada de caudales, una más asequible y exacta sistematización del terreno, etc., permiten el diseño y la realización de sistemas e instalaciones de riego muy eficientes, inimaginables hace unos pocos año s. Los nuevos sistemas permiten instalaciones dond e se alcanzan rendimientos de aplicación del agua muy elevados, oue pueden alcan zar valores que se acercan much o a ¡os obtenidos con los otros métodos de riego. El aumento del precio de la energía, junto con las posibilidades de autom atiza ción, que evita un trabajo en condiciones bastante duras, están provocando, desde hace unos años, un nuevo aug e de este riego. Los métodos m ás modernos, riego por aspersión y sobre todo riego localizado, permiten un mejor con trol de las condiciones del riego, llegando a reducir el papel del su elo a mer o so por te de las plan tas, al apli car directamente el agua en donde se debe infiltrar Por ello permiten la puesta en riego de terrenos con condiciones edáficas poco favorables, do nde el riego de pie no es recomendable.

En riego por aspersión se tiende a la autom atiza ción, con disminución de mano de obra y del error humano, a la disminución de la presión de trabajo, debido al aumento del precio de la energía, utilizan do aspersores de baja presión o bo quillas, que se ap li can cerca del suelo para evitar el efecto del viento. En riego localizado las investigaciones tienden a com batir el mayo r enemigo de. este método; la obtura ción de los goteros, sobre todo utilizando agua s de baja calidad: salinas y con elemento s disueltos o en suspen  sión, como es el caso de aguas recicladas que, presu miblem ente se utilizarán cada vez más en agricultura;

1.4. Precio del agua_________ Es un tema de palpitante actualidad, sobre el que hay pareceres para todos los gustos. Para empezar debe quedar muy claro que no se pretende hacer un estudio técnico profundo, comparando términos que a menudo se confunden o mezclan como precio, coste o valor. Unicam ente se busca expon er unas ideas que pue de n re sultar esc larece doras a nive l de us ua rio. ¿Cuá l es el precio verdadero del agua? S obre este puntó se deb en te ner en cu enta una serie de co nsid e raciones de carácter general. Ante todo debemos decir que, en la mayoría de los casos, el precio que se paga po r el agua es mucho me nor que eí coste marginal necesario para su obten ción, sea cual sea el método utilizado. El metro cúbi co de agua de riego puede va ler desde unos céntimos, cuando se pag a un mínimo can ón por hectárea, hasta 100 o m ás pesetas cuan do se utiliza agua desalinizada. Como se ve la variación es enorme y, casi siem pre, var ía en fu nc ión no só lo de su es ca se z, sino ta m  bién del rendim iento ec onóm ico del cu ltivo . Parece lógico supo ner que el usuario es el benefi ciario del agua y que. en consecuencia, debe p agar los costes necesarios para qu e pueda utilizarla, como son los de captación y transporte. Ciertos estudiosos del tema propugnan sumar los posibles costes margina les, así como los posibles beneficios que se puedan producir. También parece claro que el precio del agua debe servir para racionalizar su consumo, permitiendo el nuevo diseño y modernización de las estructuras de

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riego, así como ei mantenimiento adecuado de las mism as, sin las cuales e s difícil dicha racionalización. Sin embargo, dicho precio no debe alcanzar valores que impidan la competitividad de los regadíos españ o les con zonas con mejores pluviometrías. Además, parece justo que pague más quien más gaste, es decir el que riegue con peores eficiencias o rendimientos, m algastando parte del agua. Para este último p unto es necesario m edir el con sum o de cada regante, lo que en muchos casos no es pos ible, dad o el diseño y el es tado d e co ns ervac ió n de muchas redes de riego. Sin embargo, lo que sí parece evidente es que el pago del agua según consumo pued e ev itar el ab uso en su utilizac ión. Hasta ahora se puede dec ir que, salvo raras excep ciones, el agua se ahorraba según el precio que se pa gab a por ella. En gran des zo na s regab les tradicio  nales del norte y centro peninsular, el agua de riego es muy barata y la eficiencia del riego muy baja, mientras que en zonas del sur el agua es cara, gene ralmente debido a su escasez y, en consecuencia, se aprovecha mucho más. De todo lo expuesto no pretendemos sacar con clusiones, ai no ser el tema de este libro, sino con cienciar al lector de la com plejidad de pod er determi nar. en cad a easo concreto , el precio real del agua o el que p uede pag ar el regante. Es evidente que éste no considera únicamente el pre cio un ita rio que paga por ella, sin o que tien e en cuenta otros factores, que determinan el coste total del agu a de riego y su rentabilidad, entre los que destacan; 1. El rendimiento económico del cultivo. Estudios efectuados en zonas mediterráneos de gran rendimiento económico han demostrado que, con precios del ag ua de 25 o 30 pesetas/m 3. los costes correspondientes representaban sola mente del orden del 5 al 7% de los costes de las pr ác ticas cu ltura les. Sin embargo., en otras zonas, dichos precios imposibilitarían cultivos extensivos de bajo precio, Nos encontramos así ante otro tema de gran interés en la actualidad agrícola española: la productividad del agua. Esta depende, como es de todos conocido, no sólo del riego empleado sino también del clima y del cultivo.


Pero en una moderna agricultura, en donde hay que tener en cuenta la PAC y los acuerdos del GATT, se pretende producir más barato, sin disminuir la calidad, reduciendo los costos de los factores de producción. El agua de riego, que se puede considerar uno de ellos, no debe sustraerse a dicha tendencia, lo que ocurre cuando se paga un canon por superficie. Adem ás, en este caso, los estudios para optimi zar el uso del agua de riego, tendrían diferente tratamiento según las regiones o zonas regables. Pero también el agua se puede considerar un bien social, imprescindible para el desarro llo. En este caso no sólo se debe considerar la pro ductiv id ad ag ríco la de l ag ua qu e, no olv id e mos, puede ser inferior a la obtenida en cual quier otro sector de nuev a implantación, debida al aumento de nivel de vida y de necesidades hídricas, tema que hay que tener en cuenta cuando se busca el desarrollo global y no sólo agrícola. Entramos en este caso en una cuestión de gran importancia como es la viabilidad de ciertos regadíos y de la puesta en riego de nue vas zonas. Actualmente existen acalorados debates sobre los regadíos españoles, debido a 1a falta de agua consecuencia de la sequía. Sin querer entrar en polémicas de cualquier tipo, parece razonable pensar qu e m ejorar los regadíos exis tentes permitiría ahorrar agua, aumentar las pro ducc io nes e, incluso , introducir cu ltivos más competitivos. Todo esto se lograría con menores costos que la instalación de algunos nuevos regadíos, cuya viabilidad no parece evi dente, dadas las condiciones ac tuales de la pro ducción agrícola mundial. 2. La eficiencia con la que dicha agua se pone a disposición de las plantas. La eficaz gestión del agua pasa obligada mente por la utilización de sistemas de riego correctamente diseñados, con una alta eficien cia de aplicación. El riego se ha modificado de manera muy notable debido a los avances tec nológicos de todo tipo, materiales, automatis mos, biogenética, etc., que modifican de una manera casi continua sus planteamientos y los consumos de agua. Es necesario remodelar los regadíos si se quiere adecuarlos a las nuevas

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Capítulo 1 Ge nera lidades

técnicas. Es evidente que los regadíos, como cualquier otra obra o construcción necesitan también, un mantenimiento para combatir los inevitables desgastes, todo lo cual cuesta dine ro. Como regla general se puede decir que los regadíos por gravedad. Eos más abundantes, cerca del 70% de la superficie regada, no han ido evolucionando con los avances tecnológi cos, presentando evidentes deficiencias y cali ficando algunos de ellos de obsoletos, La mejora de infraestructuras es imprescin dible si se quiere mejorar la calidad def riego. Debido al mal estado en que se encuen tran gran cantidad de instalaciones, su reforma y tecnificación para lograr las altas eficiencias que per mite la moderna tecnología, se puede valorar aproximadamente en un millón de pesetas por hectárea. D icho coste, que el Estado o las auto nomías subvencionan en un 40%, representa una cantidad muy elevada que los regantes, salvo los de ciertas zonas del sur que producen cultivos d e elevado precio, no pueden pagar. Tradicionalmente, el pago del riego se efec tuaba y todav ía se efectúa, sobre todo en riegos po r gravedad , med iante un canon de utilización por superficie regada, indepe nd ien temen te del volumen empleado. Eí precio del agua era políti co, sin ninguna relación con el coste real, aunque sólo fuera el de captación y transporte, como ya se ha dicho. Según Martín M endiluce ( l 993):" Salvo en el trasvase Tajo-Segura, se paga una tarifa de riego media que no permite reintegrar más allá de! 10% del coste real de las obras". Por consiguiente dicho precio no permite financiar ninguna obra de conservación o de mejora, que son inevitables para mejorar la eficiencia del riego. For esta razón dichas obras se deben pagar aparte, lo que puede p arecer poco razonable. Como aproximadam ente la tercera parte de los rega díos españoles*lL‘ne n m ás de 100 años y, en su mayor parte, se han efectuado pocas obras de conservación o remodelación, se pued e decir que este punto tie ne vita l im por tancia para lograr una eficaz gestión del agua. 3. La cantidad de agua utilizada. Depende, principalmente, de 3a respuesta biológica del cu ltivo al rie go. Para una var ie

dad botánica determinada, dicha respuesta pu ed e variar principa lm en te en fu nc ión de tres factores: A. Calidad del agua. B. Estado vegetativo del cultivo. C. Condiciones climáticas, que determinarán las necesidades de agua de las plantas, punto qu e es tu diarem os en el ca pítulo 3. A. La calidad del agua tiene una impor tancia primordial en las condiciones del riego, obligando a dispone r de instalaciones y sistemas más específicos y más caros para pode r re gar eficien te men te y co n co ntin ui dad, a medida que ésta disminuye. D epende de las sustancias dísueltas o en suspensión, ya que nunca se dispone de agua completa mente pura. Salvo en casos especiales de existencia de sustancias tóxicas específicas para los cultivos, la salinidad es el factor má s impor tante en este aspecto, pudiendo producir graves problemas de difícil solución. El agua salina es, por desgracia, bastante abundante en nuestras zonas semiáridas, especialmente las mediterráneas. Para evitar estos problemas, o al menos disminuir los efectos nocivos, la utilización de dichas aguas debe ir unida a una serie de prácticas de mejora. Pue de n incluirse las siguientes: sistema de riego adecuado, con lavado de sales si es necesario, labores de mejora del suelo, utilización de cultivos y variedades más tolerantes a la salinidad, etc., que facilitan o posibilitan su uso. P or la importancia que tiene la calidad del agua de riego, trataremos este punto con detalle en el Anejo 1. B. La planta, a lo largo de su c iclo de cul tivo. no presenta la misma sensibilidad a 3a disponibilidad de agua. Generalmente la preflora ción o flo ra ción y la mad uración del fruto son las épocas en que se ve m ás afec tada por el estrés hídrico, necesitando un ma yor aporte hidrico. Por el contrario, una vez germinada, puede soportar más fácil-

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mente la falta de riego hasta las épocas cita das. En consec uencia es posible, en una pri mera aproximación, reducir el riego en esa época. También está demostrado que un modera do estrés hídrico en las primeras fases del crecimiento del cultivo, generalmente antes de la floración, puede no sólo no disminuir la pro du cc ió n, si no pro voca r p re co cida d, lo qu e a efectos comerciales puede resultar benefi cioso. En consecuencia, menores aportes hídricos en los estados iniciales del cultivo, pu ed en ser re co m en dab les. La det erm in ac ió n cuantitativa d e dicho estrés no es fácil de cal cular, pues depende de una serie de factores, princip alm en te del co ntenido in icial de ag ua del suelo. A este respecto hay que hacer constar que existe una práctica unanimidad entre los investigadores en la necesidad de par tir de un pe rfil de su elo bien hu med ec ido antes de la siembra. El llamado ajuste osmótico, mediante el cual las plantas pueden adaptarse a déficits hídricos que aumenten lentamente, es otro factor que puede modificar, según diferen tes circunstancias, la determinación antes citada.

En España, país con déficits hídricos crónicos, se Fia producido, durante los últimos año s secos, una cier ta concienciación del problema del agua, pretendién dose racionalizar su buen uso y evitar el abuso, casi general, actualm ente existente, Pero se corre eí peligro de que al volver las lluvias, se olvide dicho tema. Con e! fin de resolver definitivamente, no paliar momentáneamente, este gravísimo problema, es necesario un ENFOQUE NUEVO, que debe incluir la correcta obtención, conservación y utilización del agua. Para lograrlo es necesario: 1. Una concienciación, a nivel general, de dicho prob lema. El ag ua e s un bien e sc aso y ca ro y no se puede ni se debe derrochar alegremente ni contaminar. 2. Un conocimiento exacto de disponibilidades y necesidades, adecuando las segundas a las prim era s. 3. Una GEST IÓN EF ICA Z de dichas disponibi lidades, con el fin de poder rentabilizarlas al máximo, a nivel nacional. Generalmente es necesario determinar prioridades para su uso, debiendo tener en cuenta que en este punto influyen también, en general, medidas políticas y sociales.

En ciertos casos conviene tener en cuenta que dicha precocidad, al acortar el ciclo de cul tivo, disminuye el núm ero de riegos y, en con secuencia, la cantidad total de agua necesaria.

La concienciación por parte de la población de este problema, debe provocar un reconocimiento general de la imp ortancia del agua y de las dificulta des causadas p or su escasez, ahorrando la que no sea imprescindible, sin malgastar ni una so la gota.

Como hemos visto la cantidad de agua que se va a utilizar y, en consecuencia el coste de su uso para el regante, puede sufrir grandes variaciones en función de su calidad, del estado vegetativo del cultivo y de la efi ciencia del riego, sin tener en cuenta las variaciones climáticas.

Las limitaciones de obtención de agu a han pasado, en muchos caso s debido a los avances tecnológicos, de ser absolutas a ser económicas. A pesar de ello, hoy en día, existen extensas áreas donde no se encuentran solu ciones viables para aliviar la escasez natural de agua.

1.5. Gestión del agua La inquietud por el problema del agua no es nueva. Desde la antigüedad, las diferentes civiliza ciones se han ocupado en mayor o m enor medida de este tema. Actualmente, debido al aumento de las necesidades hídricas, ha adquirido gran importancia.

Parece obvia la necesidad de conoc er el agua dis po nible. Sin em ba rgo, en muc ho s c aso s n o es po sible. La disponibilidad del agua en zonas áridas se obtiene principalmente de embalses, superficiales o subterráneos, y viene determinada básicam ente por el ciclo hidrológico natural. Independientemente de la construcción de nuevos embalses, tema controvertido pues no suele llover


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Capítulo 1 Gene ralidade s

A este respecto cabe señalar que la orden del MOPTMA del 24.9.92 (ROE del 16.10.92) dice "... las dotaciones brutas se obtendrán dividiendo las dotaciones netas por la eficien cia global que, A FALTA DE ESTUDIOS ES PECÍFICOS QUE JUSTIFIQUEN OTRAS CIFRAS, estará comprendida entre 0,5 y 0,6". Ante la importancia primordial del tema, del que pu ede de pender la cuantificación de la demanda hídrica, cabe preguntarse: ¿cómo es po sible ap lica r el mism o co eficiente a todos los terrenos, métodos y sistemas de riego? Asimismo, ¿qué hay que esperar para, por lo menos, empezar dichos estudios de una m ane ra fehaciente, por técnicos competentes? 5. Las Com unidades d e Regantes, salvo raras excepciones y por razones muy diversas, han efectuado pocos esfuerzos para mejorar las condiciones del riego. Para dicha mejora es necesaria una clara voluntad estatal que propicie las necesarias ayudas económicas y no sólo técnicas. Al mismo tiempo, como ya se ha dicho, se deben incluir todos los regadíos en malas condicio nes, sin discriminación debido al ente gestio nante y acondicionar tanto las estructuras hidráulicas como las parcelas de riego.


Al mismo tiempo, las Confederaciones Hidrográficas, que son ¡os organismos com pe tentes en materia de aguas, deben también p re ocuparse del regante, de su problemática y de vigilar el buen uso del agua en los regadíos. Como dijo el ministro Borrell en el seminario sobre Política Hidráulica de la Universidad Menéndez y Pelayo en 1992; "Hay que lograr la transformación de las Con federaciones hacia organismos más capaces de hacer frente a las tareas que tienen encom endadas". Resumiendo, se puede decir que una eficaz ges tión del agua, especialmente en zo nas áridas y semiáridas, debe tener en cuen ta los siguientes puntos: • El sum inistro hídrico suele presentar un marca do déficit estival, debiendo la acción humana aumentar las disponibilidades de agua y evitar la polución de los recursos existentes. • Deben conocerse exactamente las necesidades en los productos y servicios básicos en los que el agua es un input importante y dispon er de las instalaciones adecuadas para un correcto uso de la misma, sin malgastarla. • Finalmente, hay que tener en cuenta todas las implicaciones de caracter económico, político y social.

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Relacionesagua-suelo-planta

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Capitulo 2 Re lacio nes agua-sueío-planta

De todos es conocido que el agua tiene una importancia vital para el crecimiento de las plantas, que la absorben a través de su sistema radical. Las raíces se encuentran, salvo en el caso de cultivos hidropónicos o sobre sustratos, en el suelo, que cum ple, por co nsiguiente, un dob le pap el de so po rte de las plantas y de contenedor del agua y sustancias nutritivas n ecesarias para la v ida vegetal. La cantidad de agu a existente en el suelo determi na el "tempero", cuya importancia para las labores agrícolas es por todos cono cida. El suelo se encuen tra, generalmente, en estado subsaturado, pero su contenido hídrico varia continuam ente. Para la deter minación de este contenido despreciaremos los estu dios terinodinám icos y usaremos los mecánicos. Hay que tener en cuenta que los cultivos no se desarrollan en el agua aplicada con eí riego, sino en soluciones de ella en el suelo, siendo las característi cas de estas soluciones las que se deben tener en cuenta. En consecuencia un riego eficiente no se puede diseñar sin conocer las relaciones agua-suelo-planta que, muy rápidamente recordaremos a continuación.

2.1. El suelo El suelo, en general, es un sistema complejo, con tres fases bien diferenciadas: • Sólida, constituida por la matriz del suelo, compuesta por sustancias minerales y orgáni cas. • Líquida, constituida por una solución de agua y sales disueltas.

tbtiwóio: arena, entre 2 y 0,05 mm, limo, entre 0,05 y 0,002 mm y arcilla, de dimensiones menores. A med ida que las partículas son m enores, disminuye el tamaño de los poros existentes. La proporción de cada una de ellas determina la textura, que sirve para clasificar los suelos, siendo el sistema más empleado el del triángulo de texturas. Dicha textura tiene, como ya veremos, gran importancia en el movimiento del agua en el suelo. El arenoso es el suelomás simple, con un conte nid o supe rior al 70% de §pena. Tiene gran cantidad de po ro s gra nd es y, e n co nse cu enc ia, po ca ca pac id ad de retención de agua. Son suelos ligeros, que se pueden considerar q uímicamente inertes. Los arcillosos son los suelos más complicados, conteniendo m ás del 35% de arcilla. Son suelos pesa dos, que tienen ab undantes poros de pequeño tam año, con una gran capacidad de retención de agua. Su complejidad aumenta a medida que lo hace su conte nido en arcilla. Cuando ésta supera el 60% se suelen pre se nta r p ro ble mas pa ra su uso ag ríc ola. Las partículas arcillosas tienen carácter coloidal y sus m ¡celas poseen cargas eléctricas y, en consecuen  cia, los suelos no son químicamente inertes, pudiendo intercambiar iones con la solución acuo sa del suelo. Entre ambos extremos se encuentran todo tipo de suelos, con diferentes contenidos de arena, timo y arcilla. Los más adecuados desde el punto de vista agrícola son los que tienen proporciones equilibradas de los 3 elementos, con propiedades medias entre los citados anteriormente. Son los suelos llamados fran cos que, desde el punto de vista hidráulico tienen una buen a distrib uc ió n en el ta m año de los po ros.

Estas dos últimas fases o cupan conjuntam ente los po ro s del su elo. El número y tamañ o de és to s va ría con cad a tipo de suelo. La relación entre el volumen de poros y el volumen aparente determina la porosi dad de un suelo, que suele variar entre el 30 y el 60%.

Los elementos sólidos orgánicos están formados p o r la m ateria orgán ica, princip al m en te restos vege tales y humus. Esta materia orgánica tiene gran influencia sobre las propiedades tísicas y químicas del suelo. En relación a las primeras tiende a cohe sionar los terrenos ligeros, mientras que en los pesa dos tiende a contrarrestar dicha acción, debida a las arcillas. En cuanto a las segundas, el humus, como la arcilla, puede fijar los cationes necesarios para la ali men tación vegetal.

La parte sólida mineral del suelo está constituida por 3 clas es de partícula s que se cla sifica n se gún su

La combinación de las partículas elementales de un suelo determinan su estructura. Al variar su tama-

• Gaseosa, constituida por una mez cla de aire y vapo r de agua.

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Capitulo 2 Re lacio ne s agua-sueio-planta

ARCILLOSO (muyfino)

ARCILLOSO (fino)

FRANCO(fino)

limoso;

' (fino)

\

FRANCO(grueso) ARENOSO

/ \

.LIMOSO ' (grueso)

70 60 50 40~ 30~ Porcentajedearena\ Figura 2-1. Triángulode texturas. ño, su forma, su cohesión, su porosidad y su modo de agruparse se pueden formar diferentes agregados, con prop iedad es fís icas y qu ím icas dife rentes. En la estructura de cada suelo tiene una importancia pri mordial su fracción arcillosa, debido a ias interaccio nes entre sus partículas y los demás comp onentes del mismo. En lo que se refiere al contenido hídrico de un suelo, la estructura puede modificar el número y tamaño de los poros, que v ienerf determinados por la textura def mismo. sueío puede contener cantidades variables de lidas entre unos límites que van desde o total, todos los poros están llenos saturado), hasta la desecación casi ro hay

aireación, las raíces no pueden dessiendo necesario el drenaje para poder cufEn el segundo es necesario el aporte de agua ias plantas puedan desarrollarse.

Se debe ten er en cuenta qu e una gran cantidad de agua en el suelo no sirve de nada si las plantas no pu ed en ap ro vec harla. Por esta razó n, para estudia r y determ inar ei mom ento idóneo del riego es preferible conocer ta fuerza con la que el suelo retiene el agua más que su contenido hídrico, ya que es necesario que las plantas puedan extraer el agua del suelo. Pero la cantidad de agua en el suelo se puede medir más fácilmente que la tensión de d icha agua, razón por la cual se utiliza dicho dato.

2.2. Potencial del agua en el suelo El potencial expresa, de cierta manera, la intensi dad de las fuerzas que retienen el agua en el suelo y, po r consig uiente* la im po rtan cia del trab ajo qu e hab rá que efectuar para extraer dicha agua.

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Capítulo 2 Rela cion es agua-suelo-planta

El potencial total del agua en el suelo es la suma de los potenciales parciales debidos a las fuerzas que pu ed en ac tu ar so bre ella. Considerando un sistem a isotérmico en dond e et potencial térm ico, <^, no varía, el potencial total es la suma. $ =

+ fe +fei + fe

Poten cial gravitato rio, 4»^, es el q ue corres pon de a la altura geométrica del punto considerado, respecto al plano elegido com o referencia. Poten cial d e p resió n, <|>p, es la p resión hidro stática ejercida por el agua del suelo. Potencial matricial, í!)m, es el que corresponde a las fuerzas de retención de a gua en el suelo. Su valor es negativo y se suele hablar d e tensión m atricial, que es el potencial cambiado de signo. En suelos satura dos,

<{>ra = 0

ct>p > 0

En suelo s sub satu rado s,

- 0

Poten cial osm ótico , 0, es el d ebid o a la e xiste n cia de iones disueltos en el agua, que provoca una atracción que tiende a impedir la extracción de agua pu ra. Se debe te ner en cu en ta cu an do ex isten m em  br an as se m ip erm ea bles, co m o las celu lare s de las ra í ces. Es el caso de absorción de agua del suelo por las plan tas. Si la so lución del su elo es bastante concen  trada, las plantas deben efectuar un gran esfuerzo par a poder abso rb er el agua, venciendo la te nsión cr e ada entre ambos lados de la corteza radical. Como en el caso anterior se suele utilizar el concepto de ten sión osmótica. La suma de ambas tensiones, matricial y osmóti ca, es la tensión total del agua en el suelo, que deben vencer las raíces para poder abso rber el agua necesa ria para el desarro llo de la planta. Salvo en el caso de aguas salinas, la tensión osmótica no suele tener gran valor y no se suele tener en cuenta. En este caso se suele hablar ún icamente de tensión m atricial. En general se suelen englobar en un término único los potenciales de presión y m atricial, llamado también po tencial de presión. El potencial hidráulico,

(fíh = = h + z, don de h rep rese nta la tensió n ma tricial y z la cota, ambas medidas en metros. Dichos potenciales tienen especial importancia en el movimiento de agua en el suelo, ya que éste se pro duce siempre en el sentido de ios potenciales decre cientes, La intensidad del mov imiento depend e de los grad ien tes d e pote ncial V. El V4»s es siempre 1, con sentido descend ente, mien  tras que V4»m es variable, de sde 0 en sue los saturado s, has-ta valores de varios cientos en suelos muy secos.

2.3. Retención de agua en el suelo Las condiciones normales en un suelo son las de subsaturación, coexistiendo en los poros aire y agua. En este caso existen unas fuerzas capilares y absor ben tes, deb id as a las carac terístic as de las moléc ulas de agua y de la matriz del suelo, cuyo resultado es que la fase sólida del suelo retiene las partículas de agua con la llamada tensión matricial. Dichas fuerzas de retención aum entan a medida que disminuye la cantidad de agua en el suelo, dificultando la absor ción de agu a por las raíces, determinando la cantidad de agua que pued e recibir la planta. El riego tiene como finalidad aportar el agua necesaria para que la tensión matricial no alcance valores demasiado elevados que dificulten la absor ción hídrica de las plantas, provocando, en general, una disminución de la producción. Para una misma cantidad de agua en un volumen de suelo, dicha tensión depende de las características físicas y químicas del mismo. Modificando éstas es posible au m en tar la ca ntidad de ag ua utilizab le por la planta. Estas modificaciones se pueden lograr mediante el laboreo, que airea y modifica la estructura del suelo y las enmiendas, siendo la más conocida el estercolado, que aporta elementos vegetales y mine rales. Ambas acciones sirven tanto para aumentar el volumen de agua que puede contener dicho suelo, como para disminuir las tensiones de retención de dicha agua po r el suelo, debido a efectos de la capa cidad de cam bio, de atracciones micelares e. incluso, de iones específicos.

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Capítulo 2 Relac ione s agua-suelo-planta

El estado de energía deJ agua en el suelo depende de su contenido de agua 0. A medida que dicho con tenido disminuye aumenta la tensión con la que el suelo retiene el agua existente. Las curvas representadas en la figura 2-2 se obtie nen. experimentaímente modificando la tensión de agua en el suelo y midiendo la cantidad de agua con tenida en él. Para ello se utiliza una cámara de pre sión, en donde se co loca una mue stra de suelo, que va siendo sometida a diferentes presiones h. A cada una de ellas se mide, por pesada, la cantidad de agua © contenida en la muestra. Cuando el suelo está lleno de agua, saturado, el volumen de agua corresponde al volumen total de po ros. A medida que el su elo es so m etido a tensio ne s crecientes, © disminuye. Los poros de m ayor tamaño son los primeros en vaciarse. Por ello los suelos are nosos pierden ag ua más rápidamente qu e los arcillo sos con pequeñas tensiones de succión, disponiendo en consecue ncia las plantas de m enor abastecimiento hidrico. Por ello, en suelos ligeros, es necesario una mayo r frecuencia de riegos, reponiendo antes el agua consumida. La relación entre h (tensión ma tricial) y © (conte nido de agua) no es biunívoca, ya que depende del pro ce so que se es té pr od ucien do : hu m edec im iento o

desecación. Para una mism a h, la cantidad 0 de agua en el suelo es mayo r cuando éste se deseca que cuan do se humedece. Este fenómeno se llama histéresis. existe en todos los suelos pero tiene m ayor imp ortan cia en los arcillosos. Su causa no es bien conocida, existiendo varias teorías al respecto, pero e s debido a que los poros del suelo no se vacían, al aumentar la tensión, en el mismo orden en que se llenan cuando se está apor tando agua y se reduce la tensión. Por Ja importancia que tiene para el regante cono cer el contenido de agua ex istente en el suelo, descri bim os brevem en te los ap aratos más usad os para medir Ja humedad del suelo-

2.4. Aparatos para medir el agua en el suelo________ Tensiómetro Es un aparato muy simple, constituido por un tubo lleno de agua unido por un lado a un manómetro y po r el otro, a través de una cápsula porosa, ai suelo.

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Capitulo 2 Re lacio ne s agua-suelo-pianta

__ _______ —

Cu ando éste no está saturado, la tensión del agua en el suelo y te de la colum na alcanza n el equilibrio, que se p rodu ce cu an do el 4>P de la cá psu la es ig ua l al 4>m del suelo. La lectura del manómetro nos permite conocer ia tensión mátrica. F,1 diáme tro de las poro s de la citada cá psula de be ser muy pequeño, c or el fin que los efectos capilares no permitan que la tensión matricial pueda producir la salida del agua y el vaciado del aparato. Teóricamente este aparato sólo sirve para m edidas entre 0 y 1 atmósfera, ya que para mayores tensiones se descarga ría todo el agu a y entraría aire. En la prac tica debido a las pérdidas, no permite medir valores may ores de 0,8 atmósferas. Por ello es muy emplea do en riego de alta frecuencia, generalmente localiza do, donde la reposición continua del agua consumida perm ita pe qu eñ as te nsiones m atn cia le s en el suelo.

—

y cuando no varíen la temperatura ni la composicion química del agua. Por esta razón, se sueLen utilizar bloques de yeso que actúan como tampón de la solución de! suelo, cuando éste no es salino. Midiendo la resisrencia eléctrica entre 2 electrodos introducidas en un blo que se puede estimar la cantidad de agua existente. Los bloques deben dejarse introducidos en el suelo a So largo d el tiempo, con el fin de qu e la estruc tura del mism o sufra las menores alteraciones. Este método tiene el inconveniente de la necesi dad de u n calibrado previc, -ealizado con exactitud.

Tapa Medidor

Depósito

Sonda de neutrones Este método mide la velocidad de los neutrones emitidos por una fuente radioactiva, que son frenados cuando chocan con partículas de su mismo tamaño. El núcleo atóm ico más efectivo para frenarlos es el de hidrógeno, que tiene aproximadamente su misma masa. Hay otros núcleos como el carbono, litio y ber ilio que pu ed en pro du cir efecto s se m ejante s, per o con menor efectividad por su mayor peso atómico y, además, no suelen a bundar en el suelo. De todos estos elementos el que se encuentra en mayor proporción es el hidrógeno, sobre todo com o parte de! ag ua y. en peq ueñ a propor ción de la ar cilla y materia orgamca. Para medir la humedad se coloca a cierta profun didad una sonda de neutrones para evitar que estos escapen a la atmósfera, y un contador que mide el flujo de los mismos en un cilindro hueco de aluminio que se ha introducido previamente en el suelo.

Figura 2-3 . Tensiómetro.

Este método presenta el inconveniente de necesi tar una correcta calibración, asi como su elevado pre cio y precauciones de m anejo, para evitar problemas de radioactividad. Por estas razones solo se suele emplear por personal especializado de centros de investigación.

Bloques de yeso

Psicrómetro

Para medir la cantidad de agua en el suelo se pu ed e utilizar el principio se gún el cu al la r es iste ncia al paso de la corriente eléctrica de un material poroso varía según la cantidad de agua que confiese, siempre

Es otro aparato que se pued e utilizar con el m ismo fin va que el potencia! de agua del suelo esta rela cionado com la presión de vapor de agu a existente en

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Capítulo 2 Rela cion es agua-suelo-planta

sus poros. La presión de vapor relativa dei airé del suelo, en equilibrio con el agua contenida en dicho suelo, tiene poc a variación en el intervalo de cantidad de agua necesaria para el crecimiento de las plantas. Por ello se necesita una medida m uy exacta de la pre sión de vapor, con una variación de temperatura muy pequeña dura nte la m ism a, ya que ésta tien e gran influencia en d icha presión. Por estas dificultades el psicróm etro só lo es utiliz ad o en ce ntros ex perim en ta  les, con personal cualificado.

Sistemas electrónicos Son los más modernos. Mediante unos sensores, conectados a unos aparatos de medida, introducidos en el suelo, permiten conocer la humedad existente de una manera rápida y precisa. Su principal incon veniente suele ser su elevado precio. Uno de los más utilizados en la actualidad es el TDR; Tíme Domain Reflectometry. El principio teó rico utilizado es que la velocidad con la que una microonda eléctrica atraviesa el suelo, entre dos barras m etálica s introducidas en él, de pe nd e de la constante dieléctrica K del material en contacto con eilas. El suelo está constituido por partículas minera les (K v aría entre 2 y 3), aire (K = 1) y agua (K = 80). Como con secuencia de la gran diferencia del valor de K entre el agua y los otros componentes del suelo, la velocidad de la microonda depende principalmente del contenido hídrico existente. Su medida entre las dos barras metálicas permite determinar la cantidad de agua del suelo.

2.5. Agua utilizable por las plantas_________________________ No to do el ag ua d el su elo pued e se r ab so rb id a po r las raíces. Además, el agua está en continuo movi miento hacia zonas de menor potencial. Por ello tiene especial interés conocer los límites, m áximo y míni mo, de la cantidad de agua utilizable por las plantas. Cuando el suelo está saturado, como ya se ha dicho, el potencial matricial es nulo y el gradiente de po tenc ial gr av itatorio, igua l a 1. prod uce el des ce nso del agua desde las capas superiores. Al cabo de un :êrto tiempo de este proceso se dice que el terreno

está a CAPACIDAD DE CAMPO , CC, que se puede definir como el máximo contenido de agua en un suelo bajo co ndiciones de d renaje libre. Este concepto se utiliza para conocer la máxima cantidad de agua en el suelo utilizable po r las plantas. Pero debe quedar bien claro que esto no quiere decir que si hay más agua, suelo completamente saturado por ej em plo, las plan tas no ap ro vec he n dicha agua. La CC se produce un cierto tiempo después de una lluvia o riego abundante, y tanto el momento como la cantidad exacta de agua no son fáciles de med ir y calcular, pues dicha C C depen de de una serie de factores propios del suelo, del clima y del cultivo, que hacen difícil su determinación exacta. Por estas razones no tiene gran validez su determinación en laboratorio- Ésta debe hacerse en el campo, con las dificultades de exp erimentación que ello conlleva. En ciertos casos se h a tratado de relacionar la CC con el contenido de agua de un suelo sometido a un cierto potencial matricial. Pero este potencial varia según el tipo de suelo, por lo que se suelen utilizar valores entre 1/3 y 1/2 atmósfera. También se ha pretendido abandon ar este conc ep to, por la dificultad de definirlo. Sin embargo, por el momento, no se ha hecho y deben comprenderse sus limitaciones, utilizándolo como orientación o bien considerándolo como un cierto intervalo en el conte nido hídrico del suelo. A m edida que d isminuye la cantidad de agua en el suelo, aumenta la tensión con que es retenida y que, recordemos, deben vencer las raíces para absorber agua. Llega un momento en que éstas no pueden extraer suficiente agua y el cultivo se marchita irre versiblemente. Es el punto de marchitez permanente. PM. El valor de la tensión en dicho punto es variable según el perfil del suelo, las condiciones de creci miento de ta planta, la densidad de raíces y la deman da atmosférica, que varía según hum edad y v iento. AI igual que la CC es difícil de de termina r con exactitud. Experiencias realizadas con girasol determinaron un valor de 15 atmósferas para el PM, Ese valor, en muchos casos* se utiliza para cualquier suelo y culti vo. Aunqu e, por las razones ya citadas, no es exacto, se puede con siderar orientativo, pues (ver figura 2-2) á dichos altos valores de h la variación de 0 es muy peq ueñ a y se pue de ac ep tar dicha ap roxim ac ió n.

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Capítulo 2 Re lacio ne s agua-sueío-planta

Ademá s hay qu e tener en cuenta que al producirse el marchitamiento no existe equilibrio entre los poten ciales de agua en su elo y planta.

tados exactos es necesario la determinación en cada ca v conc reto. Es importante recordar:

Entre amb os valores de CC y PM se encuentra el agua disponible para las plantas, pero toda el agua de dicho intervalo no es u tilizable por las plantas co n la misma facilidad, pues al disminuir 0 aumen ta la fuer za de retención po r el suelo y las plantas tienen m ayor dificultad en ab sorber dicha agua. Se llama agua fácilmente utilizable (AFU ), aque lla parte del agua a disposición del cultivo sin que éste sufra merma en su producción. Su valor es varia ble . dep ende del cu ltiv o (res istencia al e stré s h ídrico ), del suelo (textura y estructura) y de las condiciones climáticas (intensidad de transpiración). Diferentes autores han propu esto valores del AFU en función del agua disponible. De forma general se pued e dec ir que para cu ltivos po co se nsibles al estrés hídrico alcanza el 50 % de dicha agua y pa ra cultivos sensibles no sup era el 25% de la misma. El AFU tiene especial interés en el riego de sus tratos inertes (perlita. lana de roca, etc.), con muy bajos va lo res de re tención. Es el agua re te nida para valores de succión comprendidos entre 0 y 50 cm de columna de agua. A título meramente orientativo se dan unos valo res prácticos de retención de agua, entre los valores estimados de CC y PM, según diferentes terrenos, pe ro re pitiend o una vez m ás. que para obtener re su l

• Cuan to más húmedo está el suelo el potencial del agua es más pequeño, ésta es más "móvil" y más fácilmente aprov echable por las plantas. • A medida que el suelo se seca, independ iente mente de la cantidad de a gua existente, ésta es cada vez menos "disponible" para las plantas, pu es aum en ta la fo rr ea co n la que el su elo la retiene. • Conviene tener claro que dos suelos diferentes, con la misma humedad, no ofrecen a las plan tas la misma po sibilidad de absorción de agua.

2.6. Movimiento del agua en el suelo Darcy fue el primero que estudió el movimiento del agua en el suelo, efectuándolo en situación de saturación. En estas condiciones la velocidad de fil tración viene determinada por la fórmula: U = K Víf^ , re co rda nd o q ue h = h + z. El factor K. de proporcionalidad es la conductivi dad hidráulica en saturación, que se consideraba constante en aqu ella época. Estudios posteriores han

Tabla 2-1 . A gua retenida por diferentes suelos. SUELO

CC %

PM %

Arcilloso ______________ 48 _________________ 19________ 18 45 Arciilo-limoso 17 41 Franco-arcilloso 16 38 Franco-limoso 15 36 Limoso 13 31 Franco 11 27 Limo-arenoso 8 Areno-limoso 18 7 Franco-arenoso 16 6 14 Arenoso-franco 5 12 Arenoso


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AGUA UTIL %

29 27 24 22 21 18 16 10 9 8 7

Capítulo 2 Re lacio ne s agua-suelo-planta

comprobado que dicha ecuación se puede aplicar al su d o subsaturado. .situación qu e se presenta habitualmente. s, el valor de K se expresa en función del con tenido de agua en el suelo 6. La conductividad hidráulica decrece a medida que lo hace 0, ya que, conforme disminuye el agua en ios poros, el espesor Je la capa de ag ua alrededor de las núce las del suelo es menor y éstas la retienen con mayor tensión, difi cultando su m ovimiento.

V ( h+z) # V ( h) La infiltración tiene prácticamente las mismas características en indas las direcciones, salvo que la humedad del terreno aum ente con la profundidad, en cuyo caso la infiltración horizontal es mayor que la vertical.

2.6.1. Infiltración ___________ Infiltración es el flujo dei agu a desde la sup erficie del suelo hacia la zona de raíces en primer lugar y po sterio rm en te hacia ca pa s más profu nd as , m ientras dura el apo ne de agua . El agua penetra en el suelo pol los poros, grietas u orificios entre partículas y agreaados del mismo. S e produce un frente de humedecí miento del terreno que inicialmente avanza con gran velocidad, velocidad que suele ir disminuyendo con el paso del tiempo.

Cuando llueve o en caso de aspersión, mojando toda la superficie del suelo, ¡a velocidad de infiltra ción del agua depende de la pluviometría, siempre que ésta sea moderada. Si es muy alta se felina una capa de ag ua sobre el suelo, como ocurre con el riego po r grav ed ad, que determ in a la ve locidad de iníiltraciónT En esta situación la infiltración es uuidimensional, vertical descendente.

La velocidad de infiltración depende principal men te de la porosidad y perm eabilidad del suelo. Esta pe rm ea bilidad dep en de de su te xtura y es tructu ra de ü materia orgánica existente y de las prácticas cultu rales efectuadas, sobre todo laboreo. Hay que distinguir la infiltración instantánea. Ij, míe es la cantidad de agua que penetra en la unidad de tiempo y la infiltración acumulada la. que es la aú n a de las infiltraciones instantáneas, medidas en el perio do de tie mpo t.

La infiltración instantánea inicialmente es eleva da v progresivamente va disminuyendo a med ida que van llenando los intersticios del suelo con el agua incitada, hasta llegar a ti" valor asintótico, corres pond iente a la co nd uctivid ad en sa tu ra ción K (o). La diferencia de energía entre el agua del riego, pr áctica men te libre y la ex iste nte en el su elo, reteni da por lá matriz porosa y som etida a las tuerzas gra ntato rias, es la fuerza que prov oca la infiltración. En suelos muy secos el gradiente de potencial -sitnco es muy elevado y el gradiente de potencial 3 3 v itatorio se puede despreciar:

Cu ando sólo se m oja parte de! suelo se distinguen dos casos: • Riego por surcos. Se mo ja una franja longitud!nal de terreno. La infiltración es bidimensional, en sentido descen dente y lateral, perpendicular a la dirección del surco. Su valor depende de la forma y de la anchura del surco. Su determina ción experimental se suele efectuar instalando dos aforadores, separados una distancia L, y determinando el volumen que atraviesa cada uno de ellos en la unidad de tiempo elegida. La infiltración producida en la longitud L del surco será la diferencia entre las medidas efec tuadas en cada aforador. En general se colocan uno en cabeza y otro en cola, para conocer la infiltración a lo largo de todo el surco. ■ Riego localizado. Se mojan pequeñas bulbos, con superficies más ó m enos circulares, alrede dor del emisor. Lá infiltración es tridimensio nal. ya que se produce en las tres direcciones alreded or de la lítente puntua l de agua. Su estu  dio se efectuará en el capitulo 7. Am bas infiltraciones, instantánea y acumulada, se pue den re pre se nta r m ediante gráf icas , co m o las indi cadas en la figura 2 A . En el Apéndice 1 de este capitulo se amplia el estudio de la infiltración. La tabla 2-2 da unos valores aproximados de la pe rm eabilida d o infiltrac ión instan táne a, según diferentes tipos d e suelo.

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Capítulo 2 Re lacio ne s agua-suelo-planta

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Figura 2- 4. Curvas de infiltración. T ab la 2-2. Infiltración ins tan tán ea (perm eabili d a d ) e n m m / h s e g ú n d i f e r e n te s ti p o s d e s u e l o . SUELO

Infiltración ins tan tán ea

Arcilloso Arcillo-ümoso Franco-arcilloso Franco-limoso Limoso Franco Limo-arenoso Areno-limoso Franco-arenoso Arenoso-franco Arenoso

4,0 5,0 6.5 7,5 8,0 9,0 11,0 14,0 16,0 18,0 20 o más

2.6.2. Redistribución del agua_________________________ La redistribución se inicia después de un riego o lluvia, cuando la superficie del terreno ya no está cubierta por el agua, que se ha infiltrado en su tota-

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lidad. En estas condiciones el potencial matricial se puede suponer pr ác ticam en te nulo y só lo actú a ei po te ncial gra vitat orio, cu yo gra diente, c om o ya se ha visto la unidad, es el que provoca el descenso verti cal del agua. En este movimiento el flujo de agua h acia el inte rior del suelo hace que las capas superiores vayan quedando con menor cantidad de agua. En conse cuen cia en ellas se va p roduciendo un au men to de la tensión matricial, lo que provoca que el gradiente que causa el movimien to vaya disminuyen do. Si a lo anterior añadimos que, en circunstancias normales, suele producirse evaporación desde la superficie del terreno y absorción por las raíces de las plantas, se comprende fácilmente que esta redistribución de carácter gravitatorio tiene poca importancia después de un cierto tiempo , tras el riego. Trascurridos uno o dos días, según ei Upo de terreno, vuelve a tene r cada vez mayor importancia, en el movimiento del agua en el suelo, el potencial matricial. Se puede decir que al cesar el aporte de agua, el máximo potencial hidráulico se encuentra en la superficie del terreno. A medida que la evaporación, la absorción por las raíces y la filtración se van pro-

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Capítulo 2 Relac ione s agua-suelo-planta

dudendo, dicho máximo se va desplazando hacia zonas más profundas, alejándose de la superficie. En ciertos casos estos factores pueden provocar que la pa rte su perio r de un terren o cu ltivad o se esté dese  cando, mientras que todavía, en zonas profundas siga fluyendo el agua desde capas superiores. La alternan cia de días y noches puede complicar todavía más dicho movim iento (ver capítulo 3, apartado 3.6).

La infiltración acumulada se representa por cur vas que se ajustan a la fórmula general siguiente: ¡a = K-ta + bt + c Entre las nume rosas ec uaciones existentes, las más empleadas son la de Kostiakof en la que b = c - 0, i. - K-t*

La redistribución depende también de la cantidad de agua existente en el suelo, según el volumen ap or tado. Esté es función generalmente del tiempo de riego y de la frecuencia, de los que va a depen der la cantidad de agua inicial, así como la tensión matricial al finalizar el riego. N o só lo las cara cterísticas del suelo influ ye n en la redistribución. También lo hacen las condiciones amb ientales, las del cultivo (densidad de raíces, nece sidades de agua, prácticas culturales, especialmente apo ne de fertilizantes). Es difícil describir o conocer con exactitud el desarrollo del proceso.

Apéndice 1. Estudio de la infiltración Experimentaímente se suele determinar la infiltra ción acumulada mediante el llamado infiltrómetro de anillo. El método consiste en clavar en el terreno un cilindro de chapa, cuyo interior se liena de agua y se va midiendo, mediante tomillo micrométrico, el des censo del nivel de ésta cada cierto tiempo. La sum a de las cantidades parciales permite conocer la infiltra ción acum ulada en diferentes periodos de tiempo, Se mide la infiltración unidimensional vertical y, par a ev itar infiltr ac iones laterales c j los bordes del apa rato, que podrían falsear p í ¿cialmente el resulta do, se construye un caballón perimetral en tierra, lle nándose la corona perimetral con agua, que e vidente mente también se infiltra.

y la del Servicio de Conservación de Suelos Nortea m erican o (SCS), en la que b = 0. ja = K-í*» + c Dicho servicio propone clasificar los diferentes suelos según familias de infiltración. Cada una de éstas viene representada po r un núm ero lf, que indica la infiltración estabilizada en pulgadas por hora, tal como se indica en la figura 2-5. Para determinar los coeficientes de la ecuación de infiltración se puede utilizar la tabla siguiente, utili zando com o dato de en trada el valor It de cada tipo de suelo.

lf

K-105

a

c-103

0,05 0,10 0,20 0.30 0.40 0,50 0,60 0,80 1,00 1,50 2,00 3,00 4.00

4,2477 4,1387 4,4425 4,8824 5,2279 5,3687 5,9536 6,5859 7,1565 8.6666 10,0720 12,9217 15.2916

0,618 0,661 0,699 0,721 0,736 0,756 0,757 0,773 0,785 0,799 0,808 0,816 0,823

6,985 6,985 6.985 6,985 6,985 6.985 6,985 6,985 6,985 6.985 6,985 6,985 6,985

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Capitulo 2 Rela cion es agua-suelo-planta

) m m ( a i , a d a l u m u c a n ó i c a r t l i f n I

Tiempo,tc(minutos)

Figura 2-5, Familiade curvas de infiltración del SCS.

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Necesidadeshídricasdeloscultivos

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Capítulo 3 Ne ces idad es hídricas de los cultivos

El desarrollo de los vegetales se produce no sólo en el suelo, sino también en la atmósfera. Debido a las condiciones climáticas existen movimientos de agua entre suelo, planta y atmósfera y para regar correctamente es necesario conocer no sólo las rela ciones agua-sueío, sino también las del suelo y la pla nta co n la atmós fera.

3.1. Evaporación y transpiración La evaporación representa el paso del estado líquido al estado de vapor. Sea cual fuere la superfi cie en la que se produzca (mar, hoja, etc.) necesita calor, prácticamente 600 ca lorías por gramo que, por lo general, es a portado por 3a energía radiante del sol. La evaporación del agua depende del poder eva po rant e en ca da punto en que se pro du ce , pero tam bién de: * Cantidad de agua en la superficie evaporante. * Estado de dicha agua, es decir de las fuerzas de retención a que puede estar sujeta. * Características de dicha superficie, tamaño, naturaleza, etc. La evaporación, por las razones anteriores, es difícil de calcular. Su estima ción es prim ordial p ara el riego, con el fin de determinar el agua que se debe aportar. La transpiración es un fenómeno físico de eva pora ció n del agua de las pla nta s hac ia la atm ós fera . Se puede considerar como la respuesta de dichas pla ntas a la dem anda atm osf ér ic a. Se pro duce, so bre todo, en las hojas, pero también a través de los tallos, las flores, etc. La mayor parte se efectúa a través de los estomas, pequeños agujeros situados en la parte inferior de las hojas, no expuestos a los rayos solares, aunque también se produce a través de la cutícula, membrana protectora que cubre las hojas. Con los estomas totalmente abiertos, la trans piración re pre senta apro xim adam en te un 60% de la evaporación de una superficie evaporante saturada. Al cerrarse éstos la transpiración disminuye y se anula.

La transpiración foliar depende de la demanda eva jp a tiv a de la atmó sfera, qu e está en función de la humeda d relativa del aire, de la temperatura ambiente y del viento. Cuando dicha demanda es superior a la capacidad de transpiración de la p lanta se corre el ries go de deshidratación por pérdida del agu a de constitu ción de sus células. El único medio qu e dispone la plan ta par a conserva r el agu a en eí interior de sus células es la disminución de su transpiración, cerrando estomas. Este cierre varía según la demanda evaporativa del aire y la luminosidad, a través de la regulación estomática. El mecanismo de regulación es muy sensible, ya que el c ierre emp ieza a producirse al perder la planta el 5% de sus reservas;' hídricas y es total al alcanzar dichas pérdidas el 15%. La transpiración puede producirse también a través de los poros de la cutícula, con una regulación muy simple: si el aire es m uy seco, las células epidérmicas pierden su ag ua , provoc an do qu e la cu tícu la que les recubre se encoja, sus poros se cierran, disminuyendo la transpiración cuticular. De todas formas esta trans pira ción es pequ eña, represen tand o só lo en tre el 10 y el 30% de la total. Sin embargo su papel tiene impor tancia pues, cuando los estomas están totalmente cerra dos, permite la suficiente refrigeración de la planta par a que siga viva. La absorción de agua no se puede separar de la transpiración: perm ite a la planta obtener en el suelo el agua que n ecesita para dicha transpiración. Mientras el suelo pueda suministrar todo el agua que necesita la planta, no existirá ningún tipo de regu lación estomática. En condiciones normales, la trans piración pued e dism in uir a men os de la mitad sin per ju ic io s ap reciab les para la plan ta, ya qu e ésta retiene menos del 1% del agua absorbida. La disminución de la transpiración provoca la consiguiente merma de fotosíntesis. En una parcela cultivada, que es la que vamos a regar, el agu a se evapo ra desde el suelo y es transpira da desde la planta. No se puede distinguir, en la prác tica, una de otra, lo que además, n o tendría ningún sen tido ni utilidad, pues al regar se debe aportar todo el agu a perdida. En consecuencia se utiliza el término de EVA POTR AN SPIRA CIÓN , cantidad de agua perdi da bajo forma de vapor, desde una superficie cubierta de vegetación, que es el utilizado para la m edida de las necesidad es de agua de las plantas.


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3.2. Movimiento del agua en la planta El desarrollo de las plantas está ligado a Una cir culación de agua, cuyas características se deben conocer pára que, en cada momento, la planta pueda disponer de dicho elemento en las mejores condiciooes. Este desarrollo hace necesario la utilización de ¿randes cantidades de agua. En general se puede decir que para obtener un kilo de materia seca es necesario entre 350 y 600 kilos de agua. La mayor san e se usa para transpirar y para transportar los eleisentos nutritivos extraídos del suelo, es decir sólo ''•pasa" por la planta. Una pequeña parte se almacena ss ella y un porcentaje mínimo se utiliza para el cre cimiento, estimándose en menos del 1% del volumen absorbido p or las raíces el u tilizado en la fotosíntesis. El movimiento del agua en la planta se efectúa de formas: difusión y convección. El flujo por difusión es debido a la respuesta a *srrentes gradientes en el potencial del agua, que oaesáa de los conocidos com ponentes d e presión, gra«m ao rioy osmótico. El flujo por convección es debi4 : a que el agua es un componente de la solución « ro s a . Esta se mueve debido a fuerzas mecánicas* pw dacid as por variacione s en los grad ientes, princi p í e n t e de presión. es importante conocer y distinguir estos dos tipos ^m ov im ien to, porque en el xtlema y a lo largo de las paaáes de las células el agua se mueve, sobre todo, « r convección, mientras que ta difusión predomina m ó transporte entre células, a través de las mem bra43 los tejidos vivos. También h ay qu e ten er en ■ p a n qu e en la transpiración intefv¿enen ambos tipos, p L acirculación

del agua se efectúa siempre en el los potenciales decrecientes. A medida que ■te aB sda d de agua existente en suelo y planta dismi■ kv^. esta es retenida con mayor tensión (potencial W L 'O I .

|b S poten cial de l ag ua en su elo y plan ta se pu ed e ■ ¡M Á tn r similar, variando desde 0, suelo saturado y ■hpB «argente, hasta decenas de atmósferas, suelo seo:», y 20 atmósferas, planta marchita.

En el aire dicho potencial Va a depender de la temperatura y sobre todo de la humed ad relativa exis tente. En verano, en muchos de nuestros campos la temperatura es superior a los 25 o 30 °C y la hume dad relativa inferior al 40 O 50%, superando la ten sión de agua las 1,000 atm. Comparado con las dece nas de atmósferas que hay en el suelo o en la planta, se comprende fácilmente la gran demanda de agua que ejerce la atmósfera. Los diferentes potenciales explican la circulación de agua, cuya intensidad dependerá de las cantidades de agua disponibles en el suelo, de las condiciones climatológicas y. aunque generalmente en menor medida, de la resistencia que los órganos de la planta opongan al paso del agua.

3.3. Absorción de agua por las raíces En condiciones normales casi toda la absorción tiene lugar a través del sistema radical siendo en ios pelos ab so rb en tes do nd e se efec tú a la m ayor parte. El movimiento del agua es debido a un gradiente de déficit de presión de difusión (DPD). Cuando el DPD de las células de la planta Sea ma yor que el de la solu ción del suelo, entrará agua en dicha planta. Su valor pued e aum enta r deb id o a una m ayor co nce ntrac ió n de solutos o a un a menor presión de turgencia, ambos consecuencia de la transpiración, aumentando la absorción de agua. La fuerza de succión provocada por el ag ua en movim ie nto hac ia la su perficie tran s pirante de las ho jas s e transm ite h ast a la raíz y el agua se puede considerar como "bombeada" desde el suelo al interior de la planta. La absorción de agua que acabamos de describir tiene lugar únicamente como consecuencia de 1a transpiración. La raíz sólo actúa como una superficie de absorción: es la llamada absorción pasiva. Existe también la absorción activa, en la cual el agua es absorbida con un gasto de energía metabóHca. aunque la cantidad asi obtenida no es importante. La absorción ac tiva tiene lugar a través de dos m éto dos: a través de acumulación de sales o a través de mecanismos no o smóticos. El transporte del agua en la planta se debe a las fuerzas de cohesión y adhesión de la misma, así como

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Capitulo 3 Ne cesida desh ídricasd eloscu tHvo s _______

a ¡as e a ra c tó tic a g del xilema. A lo largo de la plan ta desde las raíces hasta las hojas, se forma una columna líquida de forma continua :U está sometida el agua se transmite desde la parte de la planta hasta las ralees, a través de columnas

siembra y del estado de su desarrollo. La planta, a lo L oo de su ciclo fenológico, no presenta la misma seiv stbilidad a la disponibilidad de agua, pre flo ración o flo ración y la m ad urac.on del fru to son las épocas en que se ve más afectada por el estres hidnco, los llamad os periodos cnticos.

continuas de agua. La resistencia del agua a la tensión, que puede superar las 200 atm, permite que dicha co en los árboles m is altos, sea continua. La teon a de la cohesión-tensión es la explicación del transporte de agua en las plantas sometidas a gran transpiración, lo que exige el movimiento rápido de gran cantidad agua. Existe una relación directa entre consumo hídrico por la plan ta, tra ns pirac ión y pro duce ,o n de m atena seca En con secue ncia interesa conocer las variables que influyen sobre la máxima cantidad de agua que pued e ab so rb er una pla nta , que dependeia de.

La tabla 3-1 indica para los cultivos más habitua les cuáles son dichos periodos, en los que es necesa ria una may or disponibilidad de agua. Asimismo, los cultivos tienen diferentes respues tas a la tensión d 1 agua existente en el suelo. Algunos sólo reducirán buenos rendimientos cuanS un alio nivel de agua en el s u e l o con peque ñas tensiones de retención. Es el caso tipico diMas hortalizas. Otros no sufren mermas aprecables aun q ue la ca ntid ad d e agu a sea m enor, s0P ° ^ n d^ ° ; res tensiones. En este caso se enc uentran los frutal , los cereales y los forrajes.

• El camino reco rrido por el agua en el suelo hasta alcanzar los pelos absorbentes. Las raíces deben ser numerosas y extenderse en todas direcciones• Hum edad del suelo. Cuanto mayor sea ésta, aumentará el potencial del agua en dtcho sud o, • Cantidad de sales contenidas en el agua. Su aumento va a modificar el potencial osmótico, eme repercute en una mayor tensión de reten ción del agua, dificultando su ab sorción po r las raíces.

3,4. Necesidades de agua dé los cultivos

A titulo orien tativo, en la tabla 3-2 indicamos los valore s aproxim ados de tensión de agua en, el su o sin que se produzca pérdida de cosecha. No se con sideran problemas de salinidad, que harían dismi n u i r dichos valores. Las cifras interiores suelen referirse a suelos ligeros y las superiores a terreros más pesados. El llamado ajuste osmótico mediante el cual las plan tas puede n ad ap tarse a déf icits In dricos qu e aumenten lentamente, es otro factor ficar, según diferentes circunstancias, las necesidades de cada cultivo. De todo lo anterior se deduce que la ción exacta de dichas necesidades no es fácil, pues intervienen muchos factores interrelacionados que pu ed en mo dificarlas-

Como cada cultivo tiene diferente ETc, se ha con venido en utilizar el término de eyapcarnspiracion de referencia ETo o ET r, que es la perdida de a g u a de una cubierta vegetal abundante sin sueio desn udo sm limitación de suministro hídneo, cuando meteorológicos son los únicos que condicionan dicha ,ración. Los cultivos tipificao s « > * £ mineas (ETo) o alfalfa (ETr), aunque este '''« ™ es vos es vital. mucho menos empleado. Anteriomiente se ha utiliza Dichas necesidades, que generalmente se denom i do [a denominación de ETP, evapotranspiracion nan evapotranspiración del cultivo, ETc, dependen de po tencial, de term inad a segú n el mism o métod o, y . los parámetros climáticos, de la disponibilidad1 de valor se puede considerar equivalente a la E lo. agu a del tipo y varied ad de cultivo, de la dens idad de

Un negó eficiente debe aportar el agua al cultivo en el momento y en la cantidad que éste requiere. Se deben evita, tanto aportes excesivos que P ^ o q u e s su despilfarro sin produ cir ningún beneficio o insufi cientes, con la consiguiente merma de P ™ ^ ™ " ' Por ello conocer las necesidades de agua de los culti-

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Capítulo 3 Nec esida des hídrica s de los cultivos

Tab la 3-1. Period os críticos de los cultivos en relación a la tensión d e hu m ed ad del suelo (Fuente FAO), Albaricoque ____________D ura nte la floración y d esarrollo d e ye m as . Alfalfa Algodón Avena Cereza Cítricos Col Fresa Guisantes Judía Lechuga Maíz Melón Olivo Patata Remolacha Tabaco Tomate Trigo

Después de cada corte. Fa se s iniciales de crecimiento e inicio de formación de las vainas. Aparición de flóscuios ha sta la formación de cab ezu elas . Periodo de rápido crecimiento an tes de la maduración. Per iodo s de floración y fructificación. Durante la formación y desarrollo de ca bez as. Desarrollo del fruto h as ta madurac ión. Principios de floración y llenado de vainas. Fa se de floración y aparición de vainas. Antes de la recolección. Perio do de polinización ha sta fructificación. De sde florescencia ha sta recolección. Just o an te s de la floración y duran te el crecimiento del fruto. D esd e la formación de los tubérculos. Tres o cuatro sem anas despu és de nascencia. D esd e la altura de la rodilla ha sta la floración. Al forma rse las flores y rápido crecimiento de frutos. Aparición de flóscuios ha st a formación de cab ezue la.

Tabla 3-2. T e n s ió n d e h u m e d a d d e l s u e lo

soferada por diferentes cultivos sin reducc ión de Draducción. Tensión en m.c.a. (Fuente FAO). Alfalfa Algodón Cebolla Cítricos Col Flores Fresa Guisante Judía Maíz Melón Patata Pepino

Rem olacha Tabaco Tomate Trigo Uva Zanahoria

8-12 10 - 30 4-7 5 - 10 6-10 1 -5 2 -5 3 -8 6- 10 5 - 15 3 -8 3 -7

O

C o V 3

6 -8 3 -8 5 - 13 8 - 15 4 - 10 5 -6

La ETc se d etermina a partir de dicho vaior. m ul tiplicándolo por un co eficente K c, denom inado coefi ciente de cultivo. ÉTc = Kc ETo

3.4.1. Determinación de la evapotranspiración___________ Es el primer paso p ara poder determinar la evapo transpiración del cultivo (ETc). La ET se puede medir o se puede estimar. Para la medición se utilizan diferentes métodos, siendo los más empleados ios m ierometeorológicos y los hidro lógicos. Los primeros utilizan el transporte de vapor de agua o el balance d e energía. La radiación so lar Rs es la energía que p rovoca el fenóm eno d e ET, parte de la cual vuelve a la atmósfera por reflexión o como radiación de o nda larga, debido al calentamiento del

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Capítulo 3 Ne ces idad es hídrtcas de los cultivos

terreno. La radiación neta resultante, R n, es la res ponsa ble del p ro ce so . Existe una similitud entre la E t y la e v a p o r a c i ó n E 0 que permite el cálculo de la primera a partir de medi ciones o estimaciones de la segunda. Sin embargo, existen diferencias entre la evaporación del agua y la E T C, ya que la prim era se sigue produciendo durante la noche, periodo en que la segunda es prácticamente nula. Los estudios y resultados obtenidos po r Penman. demostraron una buena aproximación , a partir de datos no demasiado complicados, por lo que son muy utili zados. En el Apéndice 1 exponemos la fórmula de Penman , utilizada para calcular la evaporación. Los métodos hidrológicos utilizan el balance hídrieo y nece sitan el uso de lisímetros. Éstos son dis pos itivos que co ntie ne n un su elo y cu ltiv o cuya F.T se quiere determinar. Permiten conocer el agua no utili zada por las plantas bien por pesada (los de tamaño peq ueño) o bien por drena je, re co giend o en su fond o

el agua que se ha infiltrado en profundidad, siendo posible medir todos los té rm in os de la ec ua ción del balan ce , Por su ta m año y m ane jo su uso es tá limita  do, por lo general, a centros de experimentación. Los métodos de estimación de la ETo proponen ecuaciones utilizando datos meteorológicos disponi bles en lo s obse rv atorio s. N in guno de los em plea dos es exacto, por lo que es necesaria una calibración local para obtene r datos fiables. Para el cálculo se uti lizan valores de temp eraturas, de radiación solar, de hum edad relativa do* aire y de v ientoLos cálculos que"’usan datos de temperatura han sido los más utilizados, ya que en general, existen dichos datos en muchísimos observatorios. Presentan el inconveniente de n o existir una relación directa entre ET y temperatura, lo que puede provocar errores. Las fórmulas más conocidas son las de Thomwaite y de Blaney Criddle, que eran las tradícionaímente em plea das durante mucho tiempo, hasta hace pocos años.

a) Sección transversal deun lisimetrode drenaje (cotasen cm).

b) Secciónlongitudinal de un lisimetrodedrenaje (cotas en cm). Figura 3-1. Lisimetrode drenaje.

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Capítulo 3 Necesida des hídricas d e jo s cultivos

La primera da unas estimaciones menores en pri mavera y verano y mayores en otoño , debido al retra so qué se p roduce en dichas épo cas entre la tempera tura y la radiación solar. Por esta causa va siendo cada vez menos empleada. La segunda completa su formula con unos coeficientes de cultivo, para poder calcular con más exactitud la ETc, a partir del valor d e ETo obtenido. Modernam ente ha sido modificada, introduciendo datos de radiación, viento y humedad relativa (Do orembros y Pruitt, 1974). De todos los m étodos y ecuaciones p ara estimar la ETo. en la actualidad el más utilizado es el de Penman que, a partir de medidas simples, permite obtener resultados bastante aceptables. Como todas tas ecuaciones que utilizan la radiación tiene el fallo ¿se estimar valo res más pequeño s cua ndo hay viento y po ca hu m ed ad relativ a. Existen diferentes variantes, resultantes de m odi ficaciones de la original, buscando mayores aproxi maciones en casos concretos. La más conocida es la á*m ula Penm an Fao, en la que se diferencia entre la Arción del viento durante el día y durante la noche. En el Apéndice 1 exponem os dicha fórmula. Queremos dejar bien claro que la determinación áe la ET0, sea cual sea el método em pleado no suele se- fácil, dada la multitud de factores que influyen «fcre ella. Los más exactos son los que contemplan « av o r número de dichos factores, pero presentan el Kjconveniente de la dificultad de medir o estimar correctamente sus valores. Además, cualquier varia ción puede falsear los resultados, por lo que en sa c h o s casos se recurre a hacer ajustes, comparando ios resultados obtenidos por diferentes métodos. En roosecuencia. es conveniente, salvo en raras excep ciones, calibrar o com probar dichos métodos en cada e s o particular, antes de su utilización para cálculos

de riego. Si se desea am pliar información sobre este tema, consultar Do orembros j. y Pruitt W.O. 1979. En la actualidad existen numerosos estudios en toda España, para conocer la ET0 en la mayoría de las zonas. Por si no se dispone de dicho dato la Tabla 3-3 da unos valores de referencia para diferentes cli mas y temperaturas.

3.4.2. Tanque evaporimétrico clase A De entre todos los métodos qne se usan para conoc er la ETo. pasamos a describir el tanque de eva porac ió n clase A (FAO ), fu ndam en tado en el he ch o de que la evapótranspiración de las plantas y la eva poración d es de u na su perficie de ag ua lib re están pro vocadas po r las mismas causas: radiación solar, tem pe ratu ra . hu medad am biental y ac ción del vien to. Es un método bastante sencillo, de fácil manejo y pre cio no muy alto, que con los co nd icio na ntes an tes citados, consigue dar buenas aproximaciones. Su uti lización va aum entando ya que perm ite determ inar la ET en periodos co rtos de tiempo. La evaporación del tanque Ep se determina por diferencia de medidas del nivel de agua, efectuadas generalmente con un tomillo micrométrico. La ETo se calcula po r la fórmula: ETo = Kp Ep siendo *Cp el llamado coeficente de tanque, que depende del tipo de cubeta utilizado, a igualdad de condiciones ambientales, para lo cual debe situarse

Tab la 3-3. V alores orientativos de ETo (mm/dta). Temp eratura med ia diaria Zona climática

Subhúmeda

<15 ”C

15-25 C

4 -6 4-5 3-4 1- ?

7 -8 6-7 5 -6 3 -4

9-10 8 -9 7 -8 5 -6

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Capítulo 3 Nec esid ade s hídricas de los cultivos

en las mismas cond iciones del cultivo, generalmente rodeado por éste para ev itar diferencias. El tanque m ás utilizado es el de clase A, construi  do en hierro galvanizado, circular, de 121 cm de diá metro y 25,5 cm de altura, se debe situar a 15 cm sobre el suelo. En circunstancias medias de nuestras regiones un valor aceptable de Kp pu ede ser 0,7. Las lecturas deben efectuarse todos los días a la misma hora y para evitar diferencias de evapo ración el nivel de agua debe mantenerse entre 50 y 75 mm po r deb ajo del bord e del tanq ue .

Los periodos sucesivos más representativos deí ciclo de cultivo, según todos los autores son: a) Desde la siembra hasta la aparición de las pri me ras hojas o hasta que el cultivo cubre el 10% I del suelo. b) Des arro llo fo liar co mpleto. c) Floración y fructificación. d) Madurez. Como se ve en la curva de la figura 3-3, normal mente su valor a uir ?ata durante las primeras etapas del desarrollo, alcanzando un máximo durante la flo ración y fructificación, disminuyendo a partir de la maduración.

Kc

Figura 3-2. TanqueevaporimétricocíaseA,

3,4.3. Determinación de la evapotranspiración del cultivo A partir de los valores ya citados de ETQ, se determina la evapotranspiración del cultivo ETe. mediante un coeficiente de cultivo Kc:

Figura 3-3- Curva típicade Kc para un cultivo detomateen invernadero parral transplantado enotoño. Caja RuralAlmería.

ETc = Kc ETo

A con tinuación se dan una serie de tablas de valo res de Kc que, repetimos una vez más, tienen carác ter orientativo.

La determinación del coeficiente de cultivo, que se puede efectuar experimental mente, no es fácil, pue s dep end e d e numero so s fa ctores caracter ístic os del cultivo (época de siembra, desarrollo, etc.), así com o de la cantidad de agua en el suelo. Los valores de Kc suelen calcularse por meses o por perio dos del ciclo en que su va lo r ca mbia. Lo s valores mensuales tienen el inconveniente de la variación de época de siembra que, evidentemente, modifica las necesidades de agua del cultivo.

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La tabla 3-4 ofrece valores de Kc para cultivos herbáceos, en los 4 diferentes periodos de crecimien to de la planta, que creemo s más útiles que los exis tentes para cada mes, ya que la fecha de siembra cambia much o según regiones. Las tablas 3-5 y 3-6 ofrecen los datos mensuales pa ra frutales y cítr icos, estos últim os en la reg ión levantina, que es la mayor productora.

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Tabla 3-4. Valores d e los coeficientes d e cultivo (Kc) para varios cultivos en s u s diferentes e s t a d i o s d e d e s a rr o ll o .

Cultivo Cebada/Avena/Frigo _ Judía verde _______ Coi/zanahor'ia Alqodón/lino Pepino/calabaza Berenjena/tomate Legumbres Lechuga/espinaca Maíz duice ______ Maíz grano Melón Cebolla ________ Guisante fresco Pimiento fresco Patata Rábano Sorgo Remolacha azucarera Tabaco ___________

Estadio inicial

Estadio de máxim o crecim iento

Estadio interm edio

Estadio

0,35 0,35 0.45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0.40 0,40 0,45 0,50 0,45 0,35 0,45 0,45 0,35 0,35 0,45 0,35

0,75 0,70 0,75 0,75 0,70 0,75 0,75 0,60 0,80 0.80 0,75 0,70 0.80 0,70 0,75 0,60 0,75 0,75 0,80 0,75

1,15

0,45 0,90 0,90 0,75 0,75 0,80 0,50 0,90

En muchos casos cuand o el sum inistro de agua es Limitado, interesa con oc er las necesidades totales del cultivo, para determinar la superficie que es posible regar. La tabla 3-7 ofrece do taciones ne tas anuales de diversos cultivos en las cuencas hidrográficas espa ñolas, según datos de C astillo y N otario, del CEDEX . Debido a la importancia de este punto, existen program as de ord en ad or para dete rm in ar las nee esiijdes de agua de los cultives. Uno de los más utili zados es el CROPWAT, que ac tualmen te se pued e uiio elt e n el formato Windows e incluso está disponible a i Internet.

3.5. Cálculo de las necesidades de riego________ Cono cida la ETc, las necesidades netas de riego. V se suelen calcular a partir de la ecuación del balance hídrico.

1,10 1,05 1,15 0,90 1,15 1,10

1,00 1,15 1,15

1,00 1,00 1.15 1,05 1,15 0,90 1,10 1,10 1,15 1,10

fina!

1,00

0.70 0.75 1,00 1,05 0,90 0,85 0.90 0,65 0,60 0,80 0,90

N t = ETc - ( Pe + V 0 + Ac ) sien do - Pe : precipitación efectiva.

- ve : variación del contenido de agua en la zona regada. Su determinación no es demasiado fre cuente y se suele efectuar un riego inicial que deje el terreno lleno de agua. - A : ascen so cap ilar del agua. Por lo general sólo se considera en caso de existir una capa freática. La precipitación efectiva es la parte de la precipi tación real que es aprovech ada por las plantas, ya que pa rte se pierde principalmen te po r es corren tía y, en caso de grandes lluvias puede existir también infiltra ción profunda. Existen diferentes fórmulas para determinar Pe, según el m ayor o m enor valor de la precipitación real P. Cuando ésta es pequeña, se puede decir que se aprovecha toda ella. Por el contrario, al aumentar la

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Tabla 3-5. ValoresdeKccorrespondientesaárboleseaducifoliosfrutalesydenuez,depleno crecimic

Con cubierta vegetal

Especies

Sin cubierta vegetal (cultivos limpios, exe ntos de ma las hierbas)

Mar IAbr'Máy ¡Ju n! Jul Ago Sept Oct Nov Mar jAbr May jJun j Jul Ago! Sept |Oct Nov

INVIERNOS FRÍOS CON HELADAS LETALES: La cubierta empieza a formarse en abril IVhflllídlIW, t-OFOÍUO

-vientos de débiles a moderados, húmedos

0,5

0,75 1,0

-vientos fuertes, húmedos -vientos de débiles

0,5

0,75 1.1

a moderados, secos

0,45 0,85 1.15 1,25 1.25 1 2 0.35 0,45 0,85 1,2 1,15 1,35 1,25 1,0

-vientos fuertes, secos

1,1

1.1 1,2 1,2

1,1 0,35 1,15 0,9

-

0,45 0 ,5 ? ' (3,75 0,85 0,85 0,8 0,8 0 ,4 * 0,55' 0,9 0, 9 0,9 0,85 0,65 0,4

0,6

1,0

0,95

0,4

0,65 0,8 1,05 1.05

1,0

0,85 1.0

0,1

0,75 -

Melocotoneros, albancoqueros, perales, ciruelos -vientos de débiles a moderados, húmedos

0,5

0,7


0,5

0,7

a moderados, secos -vientos fuertes, secos

0,45 0,8 -

0,9 1,0 1,0 1,0 1,05 1,1

0,95 0,7 5

1,05 1 ,1 5 1 ,1 5

1,1 0,85 1,15 0,9

0,45 0,B

1.1 1,0

1,2

1,0

0,45 0,5 0,65 0,35 0.75 0,1 0,55 0,45 0,55 0,7 0,8 0,8 0,75 0,6 -

0,8

0,4 0,4

0,55 0,75 0,8 0,6

0.3

0,8

0 1 0 C 00,95

0,7

0,55 -

0,7

6,651■

___

INVIERNOS FRÍOS CON HELADAS LIGERAS: Sin latenc ia en la cubierta vege tal de gram ínea s Manzanos, cerezos, nogales a moderados, húmedos

0,8

0,9

-vientos fuertes, húmedos

0,8

0,95 1.1

1,0

1.1 1,1 1.1 1,15 1,2 1.2

1,05 0,85 1.15 0,9

0,8 0,8

0,6 0.6

0.7 0,8 0,85 0,85 0,8 0,75 0.95 0,7 0,9 0,85

0,8 0,8

0,75 0,65 0,8 0, 7

1,0 1,15 1,25 1,25 1,25 1,2 0,95 0,85 0,85 1,05 1,2 1,35 1,35 1,35 1,25 1,0 0.85

0,5

0,75 0,85 1,0

1,0 0,85

0,9

0,85 0. 7

-vientos de débiles a moderados, secos -vientos fuertes, secos

0,85

0,5

0.8

1.0

1,05 1,05 1,0

0,85

0,9 0,75

0,7 0,75 0,8 0.8 0,7 0,7 0,75 0,8 0,8 0,8

0,7

0,65 0,55

Melocotoneros,atbaricoqueros,perales,ciruelos,almendros,pacanos -vientos de débiles a moderados, húmedos

0,8


0,8

a moderados, secos

0,85 0,95 1.05 1,15 1,15 1.15 1.1 0,9 0,85 0,85 1.0 1,1 1.2 1,2 1 5 1,15 0,95 0,85

-vientos fuertes, secos

0.85 0,9

1.0

1.0 1,0

0,95

0,8

0.8

0,55

0,9 0,95 1,0

1,1 1,1

1.0

0,85

0,8

0,55

intensidad y duración de la lluvia se incrementan las pérd id as y la relación P^/P d isminuy e. En España, donde durante el verano, época en la que más se riega, no suele llover mucho, se puede em plear la fórmula:

Pe (mm ) “ 0,6 • P (mrn) - 10


0,5 0,5

0,75

0,7

0,6

0.7 0,85 0,9 0,9 0.9 0,8 0,75 0.65 0,75 0,9 0,95 0,95 0,95 0,85 0,8 0.7

Pero debe quedar claro que se debe conocer la precipitac ión rea! co n ex actitud, ya que en ca so de medirse en obse rvatorios a cierta distancia puede des virtuar el valor, sobre todo en verano, ya que las llu vias de carácter torm entoso suelen tener importantes variaciones locales. En muchos casos de los regadíos españoles en épocas calurosas, las lluvias así como las variaciones de humedad en el suelo son muy pequeñ as y no fácil

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Tabla 3-6. Valores del coeficiente de cultivo Kc p ara cítricos en función del áre a so m bre ad a (As) y del control de malas hierbas. As > 70%

E

FAO C on co ntrol m a la s h ie rb as Sin control malas hierbas CASTELy cois. (1986) (a) As = 50% FAO Con control malas hierbas Sin control m ala s hie rb as CASTE Ly cois. (1986) As = 20% FAO Con control malas hierbas Sin control m alas hierbas

F

M

My Jn

A o

J

A

S

O

N

D

o

Media

0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,70 0,70 0,70 0 ,7 5 0,75 0 7 0 0,90 0,90 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0 .85 0,85 0,85 0,85 0,66 0,65 0.66 0,62 0,55 0,62 0,68 0 ,79 0,78 0,84 0 ,7 3 0 ,6 3

0,69 0,86 0,64

0,65 0,65 0,60 0,60 0,55 0,55 0,55 0 ,55 0 ,55 0,55 0,60 0,60 0 ,90 0,9 0 0,85 0 ,8 5 0 ,8 5 0 ,8 5 0 ,8 5 0 ,8 5 0 ,8 5 0,85 0,85 0,85 0 ,5 2 0 r5 4 0,40 0,54 0,51 0,60 0,55 0,67 0,56 0,70 0,77 0,78

0,59 0,86 0,56

0 ,5 5 0 ,5 5 0,50 0,50 0,50 0,45 0,45 0,45 0,45 0 ,45 0,50 0,50 1,0 1.0 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95

0,49 0,96

mente cuantificabies, por lo que se suele considerar como necesidades netas de los cultivos la ETc, des precian do los otros térm in os de 3a ecuac ió n de l bala n ce hídrico. En resumen, se pued e decir que la determinación de las necesidades hídricas para riego deben poner especial esmero en los siguientes puntos: • Ob tención de los coe ficientes de cultivo. ■ Evaluación exacta de los métodos para estimar la evapo transpiración de referencia, • Valoración exa cta de la precipitación efectiva. • Determ inación exacta de pun tos críticos en el desarrollo de los cultivos. • Con ocimiento de los valores máximos del des censo tolerable de humedad en el suelo. Estos dos puntos tienen una amp lia correlación como ya se ha visto.

3.6. El ciclo del riego El riego debe aportar el agua que la planta necesia para su desarrollo norma l, reponiendo la consumi _ Dicho ap orte se alm ac ena, en gen eral, en el su elo, & donde se extrae por las raíces. La capacidad del sistema conductor suelo-planta un limite, que depen de de la cantidad de agua en

el suelo, del desarrollo radicular y aéreo del cultivo, de su estado fisiológico y de las prácticas culturales empleadas. A este respecto se debe tener en cuenta que la máxima cantidad de agua que un suelo puede contener es siempre limitada y, si la absorción de agua en la zona radicular es mayor que el flujo de reposición desde su entorno, disminuye el contenido de agua en el suelo, lo que provoca una d isminución de la absorción hasta que ésta se equilibra con dicho flujo. Una demanda atmosférica diurna que supére la cantidad de agua disponible para el cultivo provoca estrés hídrico, con cierre estomático y pérdida de tur gencia. El cultivo se encuentra en un estado de mar chitamiento, con sus funciones productivas muy reducidas. Sin embargo durante la noche, al cesar pr áctica men te dicha dem an da, el ap or te de agua desde las capas más profundas hacia la zona radicu lar, puede aumentar la cantidad de agua disponible para las plan tas. Éstas recu per an su estado turgen te. Se ha producido un marchitamiento temporal. Este marchitamiento se puede producir, en la mayoría de los casos, bien por un aumento de la demanda atmosférica, debido a una elevada tempera tura y radiación solar, o bien por disminución de la cantidad de agua en el suelo. Si la camidad de agua en el suelo no es suficiente pa ra ev itar la repe tic ión de dicha situ ac ió n, se pro du ce el marchitamiento permanente. Antes de alcanzar dicho estado, muy perjudicial para las plantas, el riego es necesario para evitar importantes pérdidas productivas o inclu so su mue rte .

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33

Capítulo 3 Nece sida des hídricas de los cultivos

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E! agua que se va a aportar viene condicionada por ia m áxima ca ntid ad qu e p uede a lm ac ena r el terre b©, según su te xtu ra y es truc tura. En es te aspe cto las prácticas cu ltur ales , de labo re a y con se rv ac ió n, tie nen una importancia decisiva, permitiendo aumentar a capacidad de retención. También influye la capaci dad de la planta para absorber agua q ue depende del número y longitud de sus raíces, que d eterminan por un lado el volumen de terreno de donde se puede ,;.r-„;r el agua y po r otro la distancia que deb e reco  rrer el agua en el suelo. Cuanto menor sea dicha di» uncía, para una misma diferencia de potencial, mayor será el gradiente existente. Las plantas peren nes suelen desarrollar mucho más su sistema radicu l a r q Ue l3s anuales. D epend e también del buen estado de la planta, sin enfermedades ni carencias que dis minuyan su poder absorbente. Para ello las prácticas ju ítura le s de be n pro vee r unos tratam ientos iítosa nita no s y fertilizantes adecuados.

- A : es el gradiente de la tensión media de vapor de agua, en relación con la temperatura del aire. - Y : es una constante psicrométrica que depende de la presión atmosférica y del calor latente de

evaporación del agua. - £a : es la energía adven*iva que depende de ia velocidad del viento. La fórmula de Penman. modificada por la FAO pa ra busc ar un m ayor ca mpo de ap lica ción de la misma, es la siguiente: ETe = C UW'Rn + (1-W) f(u)-(es - e})

en la que w =- ^ A + Y

- A : es el gradiente de la tensión media de vapor

Apéndice 1

de agua en relación con la temperatura del aire.

La fórmula de Penman para calcular la evaporacíón es la siguiente: A R n + y Ha E o — -----------------

- Y: es una constante psicrométrica que depende de la presión atmosférica y del calor latente de evaporación del agua. - fû): función de la velocidad del viento. - e : es la presión de vapor real dé la temperatura media del día. e = es.* HR/100.

en la que - R„ : es la radiación neta, que depende de la radiación global y del albedo de la superficie.

- HR : es la humedad relativa media en

%.

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Diseñodelriego

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Capítulo 4 Diseño del riego

4.1. Consideraciones generales

• Riego po r gravedad. • Riego por aspersión. • Riego localizado.

Cuand o se va a diseñar un riego hay que tener en cuenta tres prem isas fundamentales: 1. E! agua se debe captar, transpo rtar y distribuir. En ciertos casos la captación de agua ya se ha efectuado, recibiéndose una concesión de agua. 2. La cantidad de agua disponible debe ser sufi ciente para cubrir las necesidades de los culti vos. En este punto se debe tener en cuenta ía eficiencia del riego que se va a instalar. 3. El regante debe ser capaz de manejarla adecua damente. Por lo general, en el diseño de los regadíos, se hace especial hincapié en los dos primeros puntos, dejándose de lado el tercero, a pesar de su gran importancia y de ser la causa de n umerosos fracasos. Ello se puede atribuir a la dificultad de aplicación en par cela cu ando el diseñ o no tie ne en cu en ta to dos los condicionantes p rácticos existentes, especialm ente si varían las unidades de riego. Sin embargo, se suele considerar que ]a responsa bilid ad del riego , a nive l de parce la, es del rega nte, aunque paradójicamente, no se suele insistir en mejo rar sus conocimientos. Hay que destacar la gran importancia que tiene la formación del regante, que debe cono cer perfectamente su sistema de riego, con el fin de po der o btener eí máxim o aprov echam iento del mismo. Por ello en el diseño de los regadíos es necesario considerar muchos aspectos de la formación y cono cimientos del regante que, repetimos, es una pieza fundamental del riego. También se debe tener en cuenta el tamaño y tipo de suelo de la parcela de riego. Todos estos factores deben influir en el méto do y sistema de riego que se deb e diseñar, acorde con los cond icionantes reales existentes.

4.2. Métodos de riego Los m étodos de riego son tres:

38

En ciertos casos se incluye el riego subterráneo. Aquí no lo hacemos pues, casi en la práctica totalidad de los casos, este riego tiene prácticamente las mis mas características de los anteriores, variando única mente el punto de aplicación del agua. Este riego se utiliza en casos contados, para culti vos generalmente hortícolas, de elevado rendimiento económ ico, debido a sás m ayores costes. Aunque existen diferentes modalidades, ía más común consiste en suministrar el agua a las raíces baj o la su perficie del su elo, a un a pro fu ndidad varia ble, se gú n su elo y cu ltivo . Pa ra ello se utilizab an tuberías porosas y, actualmente, tuberías plásticas ranuradas o perforadas, con separación variable según las características del terreno. El agua que con tienen asciende por capilaridad. debido a la tensión de succión de! suelo seco y hu medece la zona dond e se encuentran las raices. Presenta la ventaja de no mo jar ta superficie del suelo, con el consiguiente aho rro de eva poración a la atmósfera. Es necesario que exista un subsuelo poco perme able para evitar grandes pérdidas en profundidad. También las aguas deben ser de buena calidad, pues las salinas producirían grandes concentraciones de sales en la zona radicular, ya que no es posible apor tar dosis de lavado. Las diferencias fundamentales entre los 3 méto dos consisten en que el primero no necesita energía, per o si sistem atizac ió n del te rren o, ju sto lo co ntrario que ios otros dos. Estos últimos son más modernos y, en consecuencia, requieren una tecnología más av an zada, tanto para la fabricación de sus elementos como para un dise ño óptim o. Pero deb e qued ar claro qu e el riego por gravedad también ha ap rovechado los avan ces tecnológicos, mejorando su eficiencia con las mo dernas técnicas actuales. Los dos prim eros m ojan todo el terreno mientras el tercero, como su nombre indica, aporta el agua sólo a una fracción de la superficie del terreno, variable según el marco de plantación, donde se localizan las raíces. Su ap licación econ ómica requ iere cultivos en líneas.

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Cada uno de ellos, según las condiciones especí ficas de utilización, ha dado lugar a numerosos siste mas de riego, entendiendo como tal al conjunto de instalaciones necesarias, que partiendo de los mismos prin cipio s, han id o in trodu cien do m odificaciones pa ra ad ap tar el riego a co ndic io nes pa rticulares, bus cando mejorar el rendimiento y facilitar el trabajo al regante, especialmente en condiciones difíciles.

riego de grand es zonas regables, el método de riego, la elección de éste d epende d e los siguientes factores;

Los avan ces tecnológicos, los resultados obtenidos y las nume rosas investigaciones realizadas, han aporta do sustanciales mejoras en las instalaciones de riego, existiendo en la actualidad num eroso s sistemas de riego en cada método, especialmente en los dos últimos, aspersión y goteo, en los que las diferentes casas comerciales han diseñado e incluso patentado, con diversos nombres, sistemas muy parecidos, que no aportan ningun a noved ad ni mejo ra a los ya existentes. Sobre este punto hay que recalcar que la publicidad y el marketing exhau stivo existente en algunos casos puede popularizar sistemas o insta lacion es con peores cond i ciones y prestaciones que otras más sencillas y baratas.

• Disponibilidad, precio y calificación de la mano de obra.

Los tres métodos de riego tienen características distintas y. en consecuencia, rendimientos o eficien cias diferentes. Pero eso no quiere d ecir que regando con uno u otro las plantas deban recibir menos agua , si en las mismas condiciones de clima, suelo y apli cación de riegos se desea obtener la misma produc ción. Las diferencias vienen determinadas por la forma en que cada método aporta dicha agua a la ?4anta y en que según el rendimiento o eficiencia de cadü riego es necesario una mayor cantidad de agua er¡ cabeza del sistema, debido a las pérdidas que se prod uc en ha sta que el ag ua llega a la planta. Pero áebe quedar bien claro que para que una planta tenga 'ú misma producción, sin variar la frecuencia de rie ses. debe recibir prácticamente la misma cantidad de sea cual sea el método de riego empleado. También hay que tener en cuenta que a medida f lü aum enta la calidad del agua, de primordial zrTiY^nancia en el diseño del riego, son menores las ■éírrencias existentes entre los diferentes métodos.

• Top ografía del terreno. • Características hidrofísicas del mismo. • Can tidad y calidad del agua.

• Función de producción y rendimiento econó mi co del cultivo• Inversión y costes de funcionam iento del riego elegido. La topogralia del terreno condiciona, sobre todo, el riego por gravedad. A medida que los desniveles aumentan, son necesarios mayores movimientos de tierras para la sistematización del suelo, con el consi guiente aum ento del coste, lo que pu ede hacerle poco rentable frente al riego por aspersión, que no n ecesi ta dicha sistematización. Igualmente los terrenos ligeros y permeables, con facilidad para la infiltración profunda del agua, fuera del alcance de las raíces, necesitan riegos frecuentes y con pequeñas aplicaciones hídricas, por lo que el riego po r gravedad no su ele ser recomendable. En suelos con pequ eña infiltración, generalmente pe sa dos, se su ele reco m endar el rie go por in unda ción, con la única excepción de cultivos que tío tole ren un encharcamiento prolongado. Este riego, con dosis bástante grandes, consigue una buena eficiencia de aplicación en parcela. Para dichos cultivos se pueden utilizar surcos o aspersión.

1.3. Elección del método riego________________________

Las características del cultivo también tienen gran importancia en el método de riego. En primer lugar los cultivos densos no pueden ser regados por riego loca lizado. Estos cultivos, espec ialmen te forrajes, se suelen regar por escurrimiento. salvo en suelos mu y ligeros o con elevad as pendientes. Este riego, debido al carácter tapizante de las especies, permite grandes módulos no erosivos y, generalmente, grandes longitudes de los canteros, con una menor necesidad de mano de obra.

Sin tener en cuenta los factores socio-políticos que influir o condicionar, en caso de puesta gr

La resistencia del cultivo a la sequía es un punto que hay que considerar, ya que puede determinar la

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Capítulo 4 Diseñ o del riego

frecuencia de riego. Los cultivos muy Sensibles deben regarse con mayor frecuencia, lo que a ¡jfiiíri, parec e des ac onse jar el rie go por grave da d qu e, en dichas con diciones, tiene una m enor eficiencia. En cultivos con nascencia delicada, o en suelos con facilidad para formar costras, es recomendable la aspersión. En ciertos cultivos muy rentables, que pre senten dicho problema y que se riegan por gravedad, se pueden dar riegos de nascenc ia con equ ipos móvi les de aspersión, lo que evidentemente aumenta los costes de producción. La calidad del agua es otro factor de gran im por tancia. Con .aguas buenas se puede utilizar cualquier método, mientras que al ir disminuyendo su calidad van aumentando las ventajas del riego localizado, al concentrar la sal en ciertas zonas, fuera del bulbo mojado donde se desarrollan las raíces. La alta fre cuencia de aplicaciones hídricas, al mantener la ten sión matricial en valores relativamente pequeños, a pesa r del au m en to de la tens ión osm ótica, pe rm ite un mejor crecimiento del cultivo. Su m ayor eficiencia en parce la, al dism in uir la ca ntidad de agua de rie go , disminuye el aporte global de sales. La falta de agua en muchas de nuestras regiones aconseja métodos de riego con elevada eficiencia de aplicación. Cuando el regante paga el agua por volu men consumido, estos métodos, a pesar de necesitar mayores inversiones iniciales, suelen utilizarse en mayor medida. Es el caso del riego localizado. Un ejemplo típico es el riego de árboles con un gran marco de plantación, en donde se puede ahorrar mu cha agua al no mojar toda la superficie del suelo. La prolifera ción del riego del olivar por go teo durante las últimas sequías de los últimos años es una clara demostración. La disponibilidad de mano de obra es un requisi to tradicional para el riego por gravedad. A unque con los modernos sistemas ha desaparecido, en gran parte, la dure za de es te trab ajo, este métod o sig ue requiriendo, salvo automatizaciones bastante costo sas, la m ayor cantidad de man o de obra. El tradicio nal abandono del medio rural que se está producien do ha favorecido el empleo de los métodos a presión, con más fácil automatización. Estos métodos, con carácter general, requieren una mano de obra especializada que conozca bien el sistema empleado, si se desea sacar el máximo pro vecho a dichos riegos.

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Los dos últimos factores antes citados tienen una relación evidente, ya que un cultivo con más rendi miento económico permite gastar más dinero en el riego, perfeccionando éste. Este principio se aplica tanto a nuevos regadíos como a la reforma de los existentes, donde, por lo general, el Estado puede subvencionar el 40% de los costes, como ya se ha dicho. Actualmente, en ciertas zonas del sur, se están remo delando regadíos con cultivos de alto rendi miento económ ico, con el fin de aumen tar la eficien cia del riego. Es evidente que en otras zonas del inte rior y del norte peninsular, con producciones princi pa lm en te for. ajeras, lo s precios obtenidos por dichos pr oducto s n o-pe rm iten d ic has inve rsione s a los r eg an  tes, a pesar de que la posible remodelación permitiría unos im portantes ahorros de agua de riego.

4.4. Distribución del agua de riego__________________ _ _ El suministro del agu a de riego a un a sola parce la no suele presentar problemas, sobre todo si dispo  ne de pozos o concesiones particulares. Ahora bien, el suministro a una zona regable o p erímetro de riego debe ser estudiado con cuidado, especialmente en riego por gravedad, de tal forma que los regantes reciban suficiente agua. Dicha agua se debe distribuir a las diferentes par celas en buen as cond iciones para pod er regar. Si éstas tienen dim ensiones y cultivos diferentes, dicha d istri bu ción no es fác il, pues las ne ce sidad es de rie go varí an. Po r esta causa el riego se suele fraccionar en sec tores, con condiciones más o menos parecidas. En general se efectúa por uno de los tres métodos: distribución continua, distribución p or tum os y distri bu ción a la de man da . Los dos pr im eros se em plea n, sobre todo, en riego por gravedad. La distribución continua suministra a cada parce la durante todo el periodo de riego, el caudal previs to. Tiene la ventaja de que las conducciones funcio nan continuamente, lo que es im prescindible en cana les y acequias a cielo abierto. Su sección será mínim a y, en co nsecuencia, también su coste. Su ele presentar pro blemas cu an do no su m inistra ca ud ales , en ca be za de parcela, que co rresponden al mód ulo de riego, que en estos casos, suelen ser inferiores y no se pueden

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Capítuío 4 Diseño del riego ea ne jar en parcela. La solución más empleada obli ga a construir depósitos acumuladores para almacela r el agua y poder regar con los módulos operativos, con el fin de lograr una adecuada eficiencia de apli cación.

cada tramo de tubería* determinándose los correspon dientes diámetros en función del caudal circulante. El m enor tamaño de dichas tuberías permite disminu ir la inversión necesaria, sin que la libertad del regante sufirá ningún recorte.

La distribución por turnos entrega a cada parcela el módulo de riego previsto en día y hora prefijado, durante el tiempo necesario pa ra recibir la dosis, con ía obligación de rega r en dicho mom ento. Es la dis tribución tradicional, no deja ninguna libertad al regante, que si por cualquier causa no puede regar pierde el turn o y no pued e recu per arlo . Se lija ia can tidad de agua que cada parcela va a recibir durante todo el ciclo de riego.

Dicha distribución se implantó en riego por aspersión en el sudeste de Francia, a raíz de la lle gada de los repatriados de Argelia, a los que se Ies quena entregar un sistema de riego cómodo y efi caz. En dicha zona las necesidades de agua son menores que en el sur de España, por lo que la simultaneidad de utilización de las tomas es menor. En algunas de nuestras áreas, si el agricultor no desea regar en días festivos ni durante la noche, la pro bab ilid ad de riegos sim ultáneos puede ser alia, disminuyendo las ventajas económicas que propor ciona este sistema.

Las condiciones climatológicas reales y la fase de crecimiento del cultivo condicionan las necesidades hidricas. Cuando éstas sean menores debido a lluvias, descenso de las temperaturas, etc., los regantes usa rán todo el agua que les corresponda en cada tumo. Por el contrario, si éstas aumentan, al no poder variar 3a cantidad de agua disponible, se corre el riesgo de que las plantas puedan sufrir déficits hídricos que condicionen su producción. Por todas estas razones, en la actualidad, esta distribución no es la más reco mendada, aunque se sigue utilizando en muchos de los llamados regadíos tradicionales, en funciona miento desde hace mucho tiempo. La distribución a la demanda, por el contrario, permite re gar cua ndo y dur an te el tiem po que el ag ri cultor desee. Si el sum inistro es p or cauces abiertos, los regan tes tienen q ue hacer sus peticiones por ad elantado y el caudal de los canales debe ser regulado, normal mente por com puertas, para poder atenderlas. Por lo general n o es mu y utilizada en rrtg os >or gravedad , pero sí en rie gos a presión. En este caso cada parcela dispone de una toma o bom a de riego, que le su m in istra el ca ud al su ficien te par a poder regar. Por lo gen eral, ex iste también un contador que p ermite facturar el agua gastada.

Si se reciben tumos de agua, se puede regar a la demanda construyendo depósitos o balsas, donde se acumula la dotación total, que posteriormente va siendo utilizada p aulatinamente. Este sistema presen ta el inconveniente dei aumento del coste de la balsa, por lo que só lo se su ele utilizar en cu ltivos de alto rendimiento económico. Para ampliar datos y fórmulas de cálculo ver Ciemen t y Galand ( 1986).

4.5. Programación del riego El fin dél riego es aportar suficiente agua para obtener una cosecha óptima en cantidad y calidad. El cálculo y programación del riego en parcela, ya que la de g randes zonas regables sobrepasa el objetivo de este libro, debe determinar, de la manera más exacta po sible, los siguientes pu ntos ; * ¿Cuán do hay que regar?

En este tipo de distribución, para el dimensiona• ¿Qué cantidad de agua hay que aplicar? miento de la red de abastecimiento, se parte del prin cipio de que todos los usuarios no riegan al mismo # ¿Cuánto tiemp o se tarda en dicha aplicación? tiempo, sino que lo hacen de form a aleatoria, dismi nuyendo el caudal total necesario. Se calcula el ¿ Actualm ente el riego ha pasado de ser una ciencia número de tomas funcionando simultáneamente en empírica a tener una base experimental, a partir de la

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cual se pueden determinar tos datos prácticos, princi palm en te do sis y frec ue nc ia. Hay que regar antes de que la tensión de agua en el suelo reduzca e1 suministro hidrico a la planta, de tal forma que ésta no disminuya su producción. Para lograrlo se deben conocer a fondo las características de los cultivos (necesidades de agua, funciones de prod uc ción, etc.), de los su elos (te xtura, es tru ctura, propiedad es hidro física s, et c.) y los da to s clim ato ló  gicos reales. También, en ciertos casos, especialmen te riegos de alta frecuencia, pueden inñuir los siste mas y equipos de riego disponibles.

En cultivos muy delicados se puede llegar a la determinación diaria de las necesidades del cultivo, reponiéndose el agua consumida cada 24 horas. Con ello se limita el estrés hidrico, con el consiguiente aumento cualitativo y cuantitativo de la producción. Para este tipo de riego ha cen falta sistemas o apa ratos que permitan la alta frecuencia sin aumentar los cos tes, como es el riego localizado.

La programación del riego d ebe tener en cuenta la capacidad de retención del terreno, la tuerza de absorción de las raíces y la demanda atmosférica, de tal forma que e! agua existente en el suelo sea apro vechable po r las plantas. Se suele determinar de dos formas: 1. Efectuando un balance de agua. 2. Dispon iendo de elementos de med ición de humedad. En el prim er casó es necesario conocer ía cantidad de agua existente en el suelo. Como, en general, dicho d ato no es fácil de obtener, se suele dar un neg ó a com ienzo de campaña, con el que el terreno estará prá cticam en te a CC y la re se rv a de agua será m áxi ma. A dicha reserv a se van sum ando las aportaciones (riegos, lluvias) y restando los consumos (evapotranspiración), por periodos de tiempo más o menos largos, según el tipo de riego. Cuando la reserva alcance un valor preestablecido, por debajo de! cual pued e su frir el cu ltiv o, es nece sa rio regar. En general, para determinaciones globales de cuen cas o grandes zonas, es suficiente con datos anuales o estacionales, mientras que para la aplicación en p arce las o pequeños perímetros son necesarios, por lo meno s, datos m ensuales o quincenales. íín estos casos se suelen utilizar datos meteorológicos mensuales de campañas anteriores. Los aportes netos de agua se obtienen dividiendo dichas necesidades entre el núm e ro de riegos del mes, aunque a lo largo de éste puedan variar las condiciones atmosféricas. Es el caso típico del riego por tum os en el que se establece un calenda  rio de riegos que n o tiene en cuenta las condiciones cli matológicas reales. Este método se utiliza hoy en día, sobre todo, en los llamado s cultivos extensivos.

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|

En el segundo caso, la medición de humedad puede determinarse en el suel a o p lanta (ver ca pitulo 2) y permite conocer, en tiempo real, las condiciones hídricas. Se procede a regar al alcanzar unos valores previamen te determ inados, que varían segú n la resis tencia del cultivo a la sequía. Por lo general este segun  do caso no está muy extendido en grandes regadíos. Actualmente, sobre todo en cultivos intensivos regados a la demanda, el método más em pleado para determinar las condiciones de riego es la medida de la tensión m atricial del agu a en el suelo, por m edio de tensiómetros. Debido a que no se mide la tensión osmó tica, en caso de riegos con ciertas aguas, puede falsear resultados. Para obtener resultados correctos es recomenda ble u tilizar al menos dos te nsióm etro s, un o situ ad o en la zona de máxima actividad de las raíces a 20 o 30 cm de profundidad y otro a la máx ima profundidad de raices. Según dimensión y diversidad de suelos de la parcela o perímetro de riego, será necesario variar el número de toma de datos, en puntas representati vos, para un adecuado riego de todo el conjunto. Este método se suele usar mucho en riego localizado, por lo que se describe con más detalle en el apartado 7.7. Los otros sistemas citados y especialmente senso res para transmitir datos, se suelen utilizar en centros experimentales por la com plejidad d e su m anejo y, en casos especiales, en cultivos de alto rendimiento eco nómico.

4.5.1. Dosis de riego Recordemos brevemente que cuando la tensión matricial adquiere valores superiores a la fuerza de succión de las raíces, el agua disponible en el suelo no es utiJizable por las plantas. No es aconsejable alcanzar dicha situación, ya que la producción vege tal disminuiría, Por ello es conven iente determinar un

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se adapta a su em pleo, especialmente en cultivos for zados o protegidos.

El agua útil del suelo será: CC - PM = 28- 15 = 13% En consecuencia la dosis recomendada de riego en dichas con diciones será: 0,5*0,13-0,6 m = 0,039 m = 39 mm = 390 m Vha Com o las necesidades del mes son de 160 mm se prev é dar 4 rie gos de 40 mm ca da 7 u 8 días. En suelo franco limoso la profundidad de raíces no suele superar los 70 cm y los análisis han determi nado los siguientes valores volumétricos: CC = 34%

PM = 17%

El agua útil del suelo será: CC - PM = 34 - 17 = 17% En consecuencia, la dosis recomendada de riego en dichas con diciones será: 0,5 0,17-0,7 m = 0,059 m = 59 mm = 590 m3/ha Com o las necesidades del mes son de 160 mm se pre vé dar 3 rie gos de 54 m m ca da 10 días. Una vez conocida la cantidad de agua que debe recibir el cultivo, se debe calcular la dosis bruta que se va a aportar, en función del rendimiento del riego. En ciertos casos, especialmente en condiciones de escasez, se pueden emplear los llamados "riegos defi citarios", en los cuales no se aporta la dosis completa de riego, sino una cantidad menor, que no rellena todo el almacén del suelo, pero evita alcanzar grandes ten siones matriciales, perjudiciales para el cultivo. Teórica-mente estos riegos disminuyen la evaporación desde el suelo, con lo que se puede ahorrar algo de agua. Su uso debe supeditarse al conocimiento de las funciones de produ cción y de la respuesta del cultivo al estrés hídrico, para ev itar posibles m ermas d e cosecha. Su uso esporádico, cuando no hay s uficiente agua, se puede considerar como un riego de socorro. En general, el em pleo de estos riegos deficitarios requie ren una m ayor frecuencia, por lo que no todas las ins talaciones están preparadas para ello, sobre todo en riegos por tum os. El riego localizado es el que mejor

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Es importante recordar: * A med ida que disminu ye la capac idad de retención de agua de los suelos, los riegos deben ser más frecuentes y con m enores dosis. * Las plantas más sensibles a) estrés hídrico requieren riegos más Recu entes y con menores dosis que las má< resistentes a la sequía.

4.5.2. Módulo de riego Una vez conocida la dosis de riego, ésta se puede aportar al terreno de muy diversas maneras. El caudal prá ctico que se v a a em plear e n el riego de ca da uni dad o parcela se denomina módulo de riego y debe cumplir los siguientes requisitos: * Adaptarse a las condiciones del método de riego que se va a implantar. A medida que el método de riego se perfecciona el módulo va disminuyendo. * Ad aptarse a las cond iciones del suelo: pendien te, características hidrofisicas, etc. * Ser manejado con comodidad por el regante. El módulo tiene especial importancia en el riego po r grave dad, deb iendo se r determ in ad o pre viam en  te. Suele varia r según terreno s entre 25 y 80 1/s, sien do el más habitual 40 o 50 1/s. Cuando el caudal dis ponib le es infe rior al m ód ulo , es neces ar io co nstru ir depósitos de almacenamiento que permiten utilizar dicho mód ulo durante todo el tiempo de riego. En los riegos a presión puede tener grandes varia ciones y, generalmente, el caudal disponible determina el número de regadores funcionando sim ultáneamente.

4.5.3. Frecuencia de riegos__________________________ _ Como hemos visto, el riego debe tender a mante ner la ma yor cantidad p osible de agua en el suelo, en

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aras de una ma yor producción. Los riegos de alta fre cuencia, reponiendo rápidamente el agua consumida por el cu ltiv o, inclus o co n perio dicid ad diaria en rie gos al aire libre y de pocos minutos en cultivos pro tegidos, permiten que la tensión de agua en el suelo sea peque ña, sin sufrir las grandes variacione s de los riegos tradicionales con aporte de grandes dosis de agua. En consecuencia las plantas pueden disponer de mayor cantidad de agua y aumentar su desarrollo y pr od uc ción . El riego de alta frecuencia conoce en la actualidad un gran auge, debido a los avances tecnológicos y a los nuevos sistemas utilizados, que con u na gran efi ciencia de aplicación para los pequeños aportes nece sarios, requieren poca mano de obra. Por esta razón es difícil de aplicar en los regadíos tradicionales. Pero debe qued ar bien claro que no es únicamente el riego localizado el suceptible de dicho manejo, aunqu e sea el más empleado para ello. Uno de los problemas genéricos de las zonas ári das o semi-áridas es la escasez de volumen de suelo y en consecuencia se presenta el problema de poder retener una cierta cantidad de agua y n utrientes a d is po sición de las plantas. En much os ca so s hay qu e sumar las reducidas d isponibilidades h ídricas, siendo éste un factor limitante del riego. En estas condiciones, la frecuencia de riego tiene una importancia primordial por un doble motivo: * En prim er lug ar perm ite apro xim ar la ETc y la extracción de nutrientes a las necesidades rea les de los cultivos a lo largo del tiempo. • En segundo lugar evita que como consecuencia de aportaciones puntuales excesivas, se puedan pr oducir ab undan tes lixiv iado s, co n pé rdidas de agua, nutrientes y productos fitosanitarios, que pueden provocar problemas, en ciertos casos irreversibles, po^ contaminación de recursos hídricos superficiales y profundos. Experiencias con diferentes cultivos, variando la frecue ncia de riego pero no la cantidad global de agua aportada, han dem ostrado unas ma yores pérdidas por lixiviación a medida que se aumentaba la separación entre riegos y, en consecuencia, la dosis. En zonas donde el agua es escasa, esta influencia áe la variación de frecuencia de riego debe ser tenida

muy en cuenta., por la disminución de consumo que pu ede obtene rse. Si la es ca se z repercute en el precio, el ahorro económ ico puede se r importante, siendo este factor el que más comúnmente se suele considerar. En el caso de riego con aguas de mala calidad, el aumento d e la frecuencia perm ite riegos que sin ella no serían posibles, al mantener un elevado contenido de agua en el suelo, evitando el aumento excesivo de la tensión ma tricial y facilitando la absorción radicu lar y la producción,

4.5.4. Rendimiento o eficiencia del riego___________ El agua es aportada a los cultivos de diferente manera, según el método empleado, produciéndose unas pé rdidas durante todas las operaciones de riego. Por ello la cantidad de agua aplicada al terreno es mayor que la que pueden utilizar las plantas, exis tiendo un rendimento o eficiencia de riego. Dicho rendimiento puede ser de transporte hasta la parcela, de aplicación en la mism a o global, suma d e los dos anteriores. El rendimiento o eficiencia de transporte tiene en cuen ta las pérdidas producida s al lleva r el agua hasta la parcela, tanto por evaporación en canales, como por rotura o falta de estanqu eida d en las con ducc iones y po r deficiencias en el manejo del agua. Su ele consi derarse igual a l en riegos a presión, por no existir, generalmente, pérdidas ni evaporación de agua en las tuberías. En riegos por gravedad su valor varia según el recorrido por canales a cielo abierto, el estado de man tenimiento de los mismos y las pérdidas debidas al m anejo del agua en dichas conduccionesEl rendimiento de aplicación (eficiencia de apli cación del riego) representa el cociente entre el agua que es utilizada por las plantas para su transpiración (dosis o lámin a neta) y el total del agua aplicada en la parce la (d osis o lámina bruta).

El rendimiento de aplicación varia con cada méto do, con el estado de m antenimiento de las instalacio nes y con el manejo del mismo, por lo que asignar

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valores genéricos puede se r causa de grandes errores, principalmen te en el rie go po r gravedad .

CU = 100 (1 - X/M ■n ), don de - CU es el coeficiente de uniformidad , expresado

En general se puede decir que el rendimiento de aplicación (o eficiencia de aplicación) es mayor en riego localizado, después en aspersión y finalmente en riego por gravedad. El con siderar que la eficiencia de este último método es much o más baja que la de los riegos a presión no debe generalizarse. Actualmente, con las modernas tecnologías de riego por gravedad (nivelación con rayos láser, distri buc ió n de ag ua por tuberías de baja presión, « u ti li  zación de! agua de escorréntía en cola de parcela) se pu ed en alca nza r eficiencias muy par ecid as a las de la aspersión e incluso del goteo. Pero generalmente los riegos tradicionales no disponen de dichas tecnologí as, lo que justifica su me nor eficiencia.

en %■ - X es la sum a de las n desviacione s de la altura de agua distribuida con respecto al valor medio M de dicha altura en las n medidas tomadas en diferentes puntos d6l i m mojada. Su principal inconv eniente es qu e no refleja si las desviaciones son positivas-o negativas y, en conse cuencia no se conoce la distribución real del agua, con los efectos que puede producir sobre la producción.

Ah ora bien, se debe ten er en cu enta que la eftc'encia no es el único parámetro que determina la calidad del riego, pues no debemo s olvidar que éste debe apo r tar la cantidad de agua requerida para un con ecto cre cimiento de ¡as plantas. Cuan do no se aporta suficien te agua se produce un déficit que, caso de ser grande, pue de tener efec tos muy nega tiv os en la produ cción. Por lo general en estos casos la eficiencia de aplica ción suele ser elevada, ya que prácticamente todo e agua es aprovechada por la planta, a pesar de lo cual no se obtiene el fin buscado. Para un riego correcto no basta co n que la relación H„/Hb se a elev ad a, lográn  dose una buena eficiencia o un buen rendimiento de aplicación, sino que se deben aportar cantidades de agua suficientes para que los déficits hidncos sean pe qu eñ os y co m pa tib les co n un a prod uc ción correcta.

En seneral, aunque la dosis o lámina neta Hn que recibe el terreno sea la requerida, ésta no tiene una distribución regular, existiendo puntos que reciben más agua y otros menos. En estos últimos se puede pro duc ir un peq ueñ o dé ficit h ídrico , que determ in a la zona no adecuadamente regada. Dichos déficits se pu ed en med ir o estim ar, de term in án dose el llamad o coeficiente de déficit:

Cd: . Hd Hr dond e Hd represen ta la altura me dia del déficit para la altura requerida H r

En g eneral una bue na eficiencia o rendimiento del riego está directamente relacionada con una buena uniformidad de distnbucíón del agua en toda ia par cela. El diserto adecuado de cualquier riego debe lograr una adecuada distribución del agua, compati ble co n los condicionan tes ec on ómicos de la in stala ción. Estos puntos se tratarán en profundidad al estudiar cada mé todo de riego. Una uniformidad de distribución perfecta, en que todos los puntos de la parcela reciban la misma canti dad de agua, no existe. Para medir dicha uniformidad se suele utilizar el coeficiente de uniformidad CU. Existen varias ma neras de determinarlo (Ver capitulo , Apéndice 1) y ei más empleado es el de Chnstiansen, cuyo va lor viene determinado po r la expresión:

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Figura 4-1 . Esquema de distribución de aguade riego. En el Apén dice 1, al final del capítulo, se desarro lla con amplitud este tema, estudiando las diferencias

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que pueden producirse en función de los diferentes métodos de riego,

4.6. Manejo del riego Un buen diseño es condición necesaria pero no suficiente para una buena eficiencia. Decía Merriam: "Las bajas eficiencias no son culpa del método sino de! manejo del riego". A veces se obtienen mejores eficiencias con un buen manejo de una instalación no muy bien diseñada, que con un mal manejo de una bien pro yec tada. Sirva es te pre ám bu lo para in dic ar la importancia del man ejo del riego. Ante todo debemos decir que un diseño correcto debe preve r un manejo del riego adecuado de cada ins talación, de acuerdo c on sus co mpon entes. Kilo signi fica que el regante debe poder manejarla como se ha previsto, tenien do los co no cimientos ne ce sario s que le capaciten para ello. No sirve de nada una instalación muy mode rna y sofisticada si el usuario no la entiende y, en consecuencia, n o la maneja eficientemente. Este manejo puede consistir en obtener la máxima prod ucción por unida d de su pe rficie cu an do el ag ua es atondante, generalmente barata y la superficie limita ba. Tamb ién en bu scar la m áxim a prod uc tiv idad del xzua. lo que generalmente se pretende cuando existe escasez de sum inistro hídrico. Este segund o caso es el frecuente en nuestro país y, normalmente se inten ta ahorrar agua, sin disminución apreeíable de la pro ducción unitaria, para aum entar la superficie regada. En toda instalación de riego se presentan varias posibilid ad es de m anejo , con difer en tes resu lta do s, H más adecuado para una óptima producción, fin 9¿cmo de todas Jas operaciones de cultivo, es el que se debe indicar al regante y n<^ dejar al albur o a la üperiencia de este último, su buena utilización. A respecto es necesario reo© dar que un riego efi a n t e debe ir acompañado de las necesarias prácti c a culturales y tratamientos, en calidad y cantidad. a r las cuales no será posible obtener dicha óptima xión. En los últimos tiempos se ha producido un ,to considerable en las medidas tomadas para este aspecto. Una de las herramientas más as es la simulación de diferentes manejos, ente modificando las principales variables

de operación, para conocer los resultados obtenidos en la calidad del riego. Actualmen te existen num erosos estudios al respec to que ofrecen diagramas de operación, de sencillo uso, y programas de simulación, que nec esitan utilizar ordenador, encaminados a facilitar la toma de decisio nes en el manejo del riego. Todos eilos suelen cuantificar uniformidades, eficiencias y déficits en la aplica ción del agua, según la modificación de una o dos variables de operación. El tiempo de aplicación y el caudal o módulo de ap licación son las más empleadas, Los resultados obtenidos, calculados en con dicio nes específicas, no siempre coincídentes con las de nuestra parcela o instalación* deben ser comprobadas in situ, si queremos obtener el máximo provecho de este sistema. Al m ismo tiempo evitarem os errores de apreciación o de interpretación que pueden ser muy per ju diciales, so bre todo en rie go loca lizado. Es precisamente en esté m étodo, por sus caracte rísticas de menores aportes hídricos m uy controlados, en el que se suelen utilizar más estas herramientas. En el Apénd ice 2 del capítulo 7 se amplía este tema. En resumen de todo lo desarrollado en este capi tulo, se puede decir que un buen diseño de riego debe conseguir un uso eficiente del agua en parcela, sin lo que no se obtiene el resultado pretendido. Para lograrlo, en todo momento se debe: 1. Conocer el agua disponible^ lo que hace nece sario disponer de unos sistemas de control que lo permitan. 2. Pod er con trolarla, tanto en el ma nejo d e la misma, evitando pérdidas innecesarias, como en la distribución a cada parcela, que debe p er mitir su medición, para poder distribuirla de acue rdo con las necesidad es. Por desgracia, en muchos regadíos estos controles no suelen existir. Se fija una dosis de riego y es la expe riencia y pericia del acequiero o del guarda la que determina la cantidad de agua entregada. 3. Conocer, con la mayor exactitud posible, las necesidades de riego, para saber cuándo y cuánta agua aplicar. 4. Finalmente, determinar el método y sistema de riego m ás adecuado, según características espe

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cíficas de cada caso, teniendo en cuenta las carac terísticas del suelo y del cultivo, la calidad del agua y la calificación del regante.

4.7. Servicio de asesoramiento al regante (S.A.R.) Para efectuar los riegos en las debidas condicio nes hay que tene r información fidedigna d e las nece sidades reales del cultivo que, como ya se ha dicho, van cambiando a ló largo del ciclo vegetativo y del tiempo atmosférico. Con los avances tecnológicos actuales es posible determinar con bastante precisión dichas necesidades. Aho ra bien, el agricultor no pued e dispon er de todos los medios necesarios para dichas determinaciones, Su experiencia de largos años de cu ltivos de regadío le hace tener un "ojo clínico" que le permite, en caso de regan tes experimentados, saber con bastante aproximación cuándo y cuánto regar. Sin embargo no siempre se cum  plen esas cond iciones y cu alqu ier inform ación al res pe cto debe ser bien recibida. Co n ella ob tendrá dos importantes ventajas: asegurarse una buena cosecha, tanto en cantidad como en calidad y, al mismo tiempo, ahorrar agua, evitando despilfarros. En caso de duda siempre es preferible pasarse que quedarse corto, sobre todo c uando los costes del agua son baratos, lo que ocu rre, como ya se ha dicho en nu merosos regadíos. Buscando aprovechar el uso del agua, en muchos pa íses y en ciertas re gio ne s esp añ olas, se h a p ues to en funcionamiento el servicio de asesoramiento al regante por parte de ciertos organismos. La información al regante se puede dar antes de cada campaña, a partir de datos climáticos medios y para los cu ltiv os típicos d e la zon a. Por lo ge ne ra l h ay que d istinguir las diferentes fechas posibles de siem b ra que pu ed en existir. También se puede informar diariamente o sema nalmente mediante boletines, prensa o radio, de los datos necesarios para el riego correcto. Habitual mente se dan a conocer bien la ETc del día anterior, o bie n los dat os se m anales de la ET o re gistrad a, habiendo previamente dado a conocer los coeficien tes Kc de los principales cultivos de la zona.

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t Estos datos deben haberse determinado con exactítud y el entorno al que son aplicables con plena va li dez depe nde de tas variaciones climáticas que se pu e dan producir. Co mo reg la general se puede decir que cada microclim a necesita de determinaciones espec í ficas, si se quiere obtener unos buenos resultados y no sólo dar una información más o menos aproxima da que, en ciertos casos, pu ede tener poco interés. Por lo anteriormente dicho un S.A.R. de buena calidad requiere instalaciones de experimentación y equipo humano bier adiestrado, que debe trabajar continuamente Dara tener todos los datos al día. En otras condiciones eLasesoramiento se convierte en unas meras recomendaciones generales, que se pue den enc ontrar de muchas otras maneras.

Apéndice 1 En gravedad, salvo raras excepciones, en cabeza del cantero se infiltra la máx ima cantidad de agua Hniax. mientras que en cola ló hace la mínima Hm¡n. Estas diferencias son debidas al inevitable tiempo que tarda la lám ina de agua en recorrer la longitud del cantero o surco. Como , en general, se pretende que la dosis de riego prevista se infíltre hacia el final de la parce la, el resto de la m is m a recib e m ay or ca ntidad , ya que el agu a está en contacto con el suelo y, en con secuencia, infiltrándose más tiempo en cabeza que en cola de la unidad de riego. Las cantidades infiltradas a lo largo del cantero o ala de riego se representan en las curvas de distribu ción del agua (ver figura 4-2). Se suele determinar experimentalmente o bien mediante simulación a par tir de datos previos, con el fm de poder conocer las condiciones reales del riego y estimar la eficiencia de aplicación. La lámina infiltrada media Hm es la suma de la lámina infiltrada neta Hn y de la lámina media perdi da por filtración profunda Hp. H m =

+ H p

Si, además, se pierde por escorrentía una lámina media la lámina bruta total aplicada tiene el valor: Hb = H n + Hp + Hc

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Capítuio 4 Diseñ o del riego

Figura 4-2. Esquemas de distribución de agua con déficit (a)ysindéficit (b). Sí dividimos ia expresión an terior por Hb obtene mos la siguiente relación:

en la que los dos últimos términos san: - Cp : Coeficiente de pérdidas por filtración pro funda. - Ce : Coeficiente de pérdidas por escorrentia. Cuand o no hay escorrentia, caso d e parcelas a nivel,

En riegos a presión el tiempo de aplicación del agua es el mismo y todo el terreno se moja simultá neamente. Un buen diseño no debe p roducir pérdidas por e sc orrentia. Sin em bargo, de bi do a las inev ita bles pérd id as de ca rg a q ue se prod uc en en las tuber ías, los regadores, aspersores o goteros, suelen tener mayor pre sión de traba jo en ca bez a que en cola de los ram a les o alas de riego y distribuyen mayor caudal. En consecuencia, recibe may or cantidad de agua la zona donde la presión es mayor. En el esquema de distribución del agua, donde sólo varía la forma de la curva, son de aplicación las definiciones anteriores.

^tn ~ En este caso se puede utilizar la uniformidad de distribución en cantero DU, definida por la relación. DU =

H min Hn + Hp

Cuan do hay déficit se cumple: Hd = Hr - H n % cuando no hay déficit, = 0, todos los puntos están adecuadam ente regados, cumpliéndose: Hmiti= Hr

y en consecuencia

Ra = ^

= DU

Figura 4-3. Esquemadedistribución de agua en riegosa presión.

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Capítulo

5 Riegoporgravedad

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5.1. Características Es el más antiguo de los métodos de riego y el único qu e no precisa aporte de energía. En el riego por gravedad, el agua servida en cabeza de parcela o can tero, avanza a lo largo de éste movida por la energía gravitato ria y, al mism o tiemp o, se va infiltrando. Es el único de los 3 métodos tradicionales que utiliza la superficie del suelo para la distribución del agua. Por ello éste debe estar bien preparado y n ivelado, para que el movimiento del agua no encuentre obstáculos o diferencias de cualquier tipo y pued a ser regular. Estas características diferencian este método d e los de asper sión y goteo que necesitan agu a a presión y un sistema de distribución compu esto por tuberías y em isores.

matización de) terreno, dotando a las unidades de riego de pendientes uniformes, que facilitan el flujo d í : gua de una manera regular, buscando unas ade cuadas eñciencias de riego.

En los primeros regadíos tradicionales, los m ovi mientos de tierras que se realizaban no eran dem asia do im portantes y se utilizaba lo que se podían llamar métodos naturales. Éstos se adaptaban a la configura ción natural del terreno, sin necesidad de grandes obras d e tierra, de tas que sólo se efectuaban las nece sarias para las conducciones de agua. Eran en gran parte por inun dac ión na tu ral, co mo el conoc ido ca so de Eg ipto, aprovechando las crecidas del Nilo. También se regaba por desbordamiento natural los terrenos situados a cota inferior, construyendo las regueras sensiblemente horizontales, que conducían el agua por rasas de control y otros sistemas parecídos que aprovechaban las condiciones naturales. Los terrenos tenían pendientes naturales relativamente peq ueñ as , po r lo g en eral men ores de l 2% . L as dim en  siones de las unidades de ne gó d ependían de la incli nación del suelo, disminuyendo la longitud a medida que esta ú ltima aumentaba. Como regla general se puede decir que todos estos sistemas tenían poca uniformidad de distribu ción, que es un concepto bastante moderno y consu mían abundante agua. La cau sa era que la dosis va na  ba co n la cota del terren o, ya que en las pa rtea más ba jas ei ca lado de l agua era may or , recibiendo m ay or cantidad de agua. Con el paso del tiempo y los avances tecnológicos se ha ido perfeccionando ei método, buscando un ahorro del agua que, en muchos casos, es un factor de pro ducc ió n es ca so y, en co nse cu en cia, de be apro ve charse al máximo. AcLualmente no se concibe un riego po r gravedad sin una bu ena preparación y siste

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Una característica de este método es que el agua cubre el terreno, permaneciendo sobre él durante la duración del riego, produciendo un ercharcamiento momentáneo mientras se va infiltrando. Cuan do el cultivo, por sus características fisiológi cas, es sensible a dicho encharcamiento, así como en ciertos cultivos en líneas, se utiliza el riego po r surcos, que no moja todo el tereno ni la parte aérea de las plantas. El ag ua circ ula po r ei fond o de los mism os, infiltrándose vertical y lateralmente hacia e! caballón del surco, donde se encuentran las raíces del cultivo, plantad o en el lomo o pa rte su perior del mism o. Las unidades operativas cuando el agua avanza en im frente ancho, generalmente de varios metros, reci ben diferentes nombres: fajas, am elga s, tablares o can teros. utilizando en nu estro caso, por lo g eneral, ei últi mo de los citados. El movim iento del agua da la impresión de que una manta de ag ua cubre el terreno, po r lo que se ha gene ralizado la denominación com ún de riego a manta, por oposición al riego por surcos. Estos últimos pueden siderarse como canteros de mínima anchura. Según la pendiente del terreno, tanto los canteros como los surcos se clasifican en: Con pendiente: Riego por escurrimiento o ver tido. Al llegar al final del cantero el agua escu rre fuera de la parcela. El agua está moviéndo se sobre el cantero hasta el final del riego. Existen pérdid as de ag ua en cola de parcela, los llamados retornos, que se deben recoger mediante los correspondientes azudes y reutilizar para el riego de parcelas situadas aguas abajo, o devolverse al cauce de don de han sido tomados, con el fin de no desperdiciar agua. En caso de no recogerse, dicha escorrcntía se con siderará como pérdida, disminuyendo la efi ciencia dél riego. Sin pendiente: Riego por inundación. Al final del camero el agua es retenida por un caballón transversal y se va acumulando, por lo que no existen pérdidas por escorrentía. El avance del

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Cap ítulo 5 R íego po r gravedad

agua sobre el terreno es debida a la pendiente hidráulica del cauda! aplicado, siendo su velo cidad menor que en el caso anterior. La longi tud del cantero también es menor. Se puede decir que a partir de las dos modalida des básicas de riego por vertido e inundación, según sistemas de distribución, pendientes y diferentes tipos de terrenos, antecedentes históricos y geográficos, etc., existen gran número de variantes, incluso con diferentes nombres según las regiones, cuya clasifi cación es bástante complicada. Losada (1992) propone la clasificación que se pu ed e ve r en la figur a 5-1.

5.2. Ventajas e inconvenientes Este método presenta unas evidentes ventajas. En prim er luga r las nec es id ad es en erg éticas so n prá ct ica mente nulas, lo que puede ser decisivo con ciertos condicionantes económicos. En segundo lugar no necesita material de riego en parcela, no teniendo el regante que pagarlo como por lo general, en los otros métodos de riego. En comparación con la aspersión, el viento no representa ningún obstáculo.

La inevitable sistematización del terreno encarece la puesta en riego y en casos de terrenos con grandes pen dientes, su elev ad o co ste pued e im pedir Ja trans formación en regadío. Pero, por lo general, dichos trabajos suelen realizarse po r la Adm inistración, que suele reperc utir los costo s sobre los regan tes con grandes subvenciones y dilatadas formas de pago, por lo que no suelen ser gravosos para los usuarios. En consecuencia, dicho coste no suele incluirse dentro del riego, que de esta forma suele resultar más barato que los otros métodos. En terrenos poco profundos la nivelación puede no ser aconsejable al modificar la fertilidad de los mismos y no pod er obtener las producciones norm a les en regadío, siendo recomendable utilizar otros métodos. El riego por gravedad también presenta inconve nientes. Por un lado n ecesita ma yor cantidad de mano de obra, comparándolo con los otros métodos, en condiciones de mayor esfiierzo físico. Por otro lado, las pérdidas de agua pueden ser importantes, tanto por ev ap oración com o po r ro tu ra s e infiltrac ión, durante el transporte del agua, cuando éste, como suele ser tradicional, se efectúa por conducciones al aire libre, con muchos años de uso y mal conserva das. Actualmente se tiende por esta razón, sobre todo en nuevas instalaciones y en zonas donde el agua es el factor limitante, a conducirla por tuberías de baja pre sión, pre fe riblem en te ente rrad as para su mejor Inundación de canteros Id. tablas de contorno

Tablas a nivel RIEGO S POR SUPERFICIE

Alcorques Cubrimiento parcial Surcos a nivel Escurrím iento en canteros c o n p e n d i e n t e r e g la d a

Tablas con declive

Desbordamiento con pendiente natural

Po r rasas de contorno

Cubrimiento parcial: surcos y variantes

Figura 5-1. Clasificación propuestapor Losada (1 99 2).

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Capitulo

5 Riego por

gravead

_

S pro tecc ión, ev itan do la ev apo ra ción y ta s pérd id as po r infiltración. Para obtener una buena en parcela hace falta que ^ alcance uno s valores mim™

•

-

módulo de negó

grand, ^ f ^ teireno y se pue arô ^ ^ tnidade s de n e E

qlle en h » n la

a c e ^ b íe , unifpt^ necesario que dicho bUga a depósitos acu-

con el consiguiente aumento de coste.

que en terrenos pesados. G eneralm ente se e ^ l ^ — dep en d iend o d t c t o t n ^ a l o , ^ ^ y de la época del an , , cultivo y la evarc po ng an el ag ua c o n s u m P ’ ^ su£¡lo p T a d a p o r e l su elo. La c i u d a d ^ ^ su fre im p orta ntes v an a c o n e ^ ^ separación entre neg ó . ^ alcanzar v a l o r e s " t e Por ello se puede produ cir pe r.u)cia H drico en las plantas, c ^ cultivos

^ ellos, estrés

Para este negó e, rectangulares. S£nera'™ ^ (¿ ' tomos o caballones unid ade s de riego van s P _- .; j a¿ e3 la de servir de longitudinales cuya pncipa ^ ^ avance

sensi-

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frecuentes.

Rgura 5 - 2 . a) Riego p o r c i a s o parcelas a n i v e l a s ) .

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Capítulo 5 Riego por gravedad

Figura 5-2, b) Riego por fajaso parcelascon pendiente. raímente en V o en U. Su altura depende del calado que puede alcanza r el agua y su anc hura, relacionada con la anterior, debe ser suficiente para aportarles estabilidad, con taludes suficientemente tendidos que eviten por un lado la erosión por el agu a y por otro la debida al paso d e aperos de cultivo. En algunos casos, ¿obre todo si se utiliza maquinaria pesada, puede ser conveniente prever zonas para el paso de la misma.

Constantinídis propone las siguientes relaciones entre a-anchura y L=longitud de los canteros;

Este riego se utiliza generalmente para cultivos Tupidos: cereales, praderas, alfalfa, etc., y terrenos con infiltraciones de medias a altas. Sin embargo, en zonas donde es el único método utilizado se riegan iodo tipo de cultivos, salvo los que no toleran en charcamiento, que lo hacen por surcos.

Actualmente se tiende a grandes longitudes, com pa tib les co n un a bu ena unifo rm idad de distribu ción que dep ende de las condiciones del su elo (pendiente, textura, infiltración) asi como del agua disponible (módulo), buscando siempre un rápido avance del agua sobre el terreno, sin producir daños.

Las dimensiones del cantero tienen gran impor tancia en la uniformidad del riego, como veremos más adelante. Su lorjg'tud debe ser to más grande po sible, co n el fin de a&aratar los co stes al dism in uir ias obras necesarias, acequias terciarias que suminis tran el agua y az udes de recogida de escorrentias, en caso de riego por vertido. Adem ás, la mayor longitud facilita la mecanización de los cultivos y aumenta el rendimiento d e las máquinas, que tienen q ue efectuar menos giros. La an chura de dichas unidades, función de su longitud, puede variar entre 5 y 20 metros. Conviene que sea múltiplo de la anchura de trabajo de la maquinaria, con el fin de abaratar su uso.

El caudal de riego que se puede utilizar sin pro ducir erosión, va a depender del tipo de terreno y de la pendiente del mismo. A co ntinuación, a título sola men te informativo, se ofrecen unas fórmulas orientativas sobre dichas caudales:

* Terrenos ligeros:

1/10 < a/L < 1/6.

* Terreno s med ios:

1/15 < a/L < 1/10.

* Terrenos pesados :

1/20 < a/L < 1/15.

Tipo de terreno:

q (l/s por m. de ancho)

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Medio:

0,267 Q “ g0.625

0,174 = 0,75

Pesado:

s

al final del cantero, evitando encharcamientos y posi bilitand o su reutilización . Ésta se pued e efec tuar en jiro s ca nteros a men or cota, has ta dond e se tran sp or ta el agua por gravedad, o bien, mediante bombe o, o que evidentemente encarece el uso del agua hasta otras parcelas. En este seg undo caso se suelen utilizar ba lsas de reco gi da , d onde se alm ac en an los ex ce so s de escorrentía de los canteros, rebombeándose caudales múltiplos de los módulos de aplicación, que permiten el riego de v arios canteros.

en donde - q : caudal por metro de ancho de cantero.

En estos casos la escorrentía producida se puede considerar como pérdida a nivel de parcela, pero no a nivel de perím etro ir riego, mejoránd ose la eficiencia del riego d~ la z$na.

- S : pendiente en tanto por 1. En riego por escurrimiento las dimensiones son mayores que en inundación, mientras que ios m ódu los a igualdad de dimensión, suelen ser menores, briscand o siem pr e ev ita r la eros ión. La p en diente lon gitudinal suele ser pequeña, siendo la mas em pleada de 0,2 a 0,3%. La pendiente lateral debe ser nina, aunque se permite un pequeño desnivel que, en todo caso no debe su perar la tercera parte del calado de Sa lámina de agua, con el fin de obtener bu enos resulta dos del riego. Es difícil dar longitudes óptimas. Con pendientes peq ueñ as , b as ta 0,2% , ciertos au to res am erican os dan los siguientes valores, como datos únicamente onen tativos: * Suelos arcillosos: hasta 40 0 metros.

Evidentemente esta recirculaelón necesita un£ mayor inversión en costes de infraestructura y uno* ma yores gastos de la energía necesa ria para el bombeo hasta las acequias de distribución. Cuando el agua es factor limitante, el coste de «utiliz ació n de dicha agua suele ser bastante menor que el coste real del agua de riego, aunque éste no sea el pagado por el regante. Estos sistemas de recogida de agua deben prever se con secciones más grandes, calculadas para con ducir las escorrentías debidas a lluvias que, en nues tras regiones, sobre todo en ¡as med iterráneas, pueden ser muy abundantes en ciertas épocas. En estos casos los caudales acumulados pued en ser muy superiores a los del riego y causar graves daños, erosionando el terreno y arrastrando la capa su perior fértil. Lo s can  teros a nivel, sin escumm iento, pueden también nece sitar sistemas de recogida del agua de lluvia, con el fin de evitar los daños que acabamos de citar.

• Suelos francos % ftáncoarcillosos: entré 150 y 300 m etros. ■ Suelos franco arenosos: basta 100 metros. En general en N orteamérica se tiende a regar con mayores mód ulos que en Europa y, en consecuencia, las longitudes de los canteros serán mayores. Aunque en suelos arenosos no parece recomend a ble es te rie go , no qu iere dec ir que no se ap liq ue , con peq ue ña s long itude s y un as eficien cias peores. Existen pérdidas por escorrentía en cola de parce la lo que obliga en instalaciones de riego modernas, a construir sistemas de evacuación del exceso de agua

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Figura 5-3. Esquema de riegocon sistemade recogida deescorrentía.

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En riego por inun dación los canteros están nivela dos. por lo que el movimiento del agua se produce, únicamente, por la pendiente hidráulica debida al calado del frente de avance del agua. La velocidad no debe ser erosiva, pero la ausencia de pendiente deí terreno permite mayores módulos que en el caso anterior. Las longitudes de los canteros son menores, la dosis o lám ina de riego se introduce en el cantero, inundándolo rápidamente y se deja que se váya infil trando, mientras se van regando sucesivas unidades. El sistema se suele emplear cuando se deben regar terrenos ligeros, con pequeñas unidades, en donde al no existir escorrentías, las eficiencias de utilización del agua son mejores que en riego por escummiento. También es bastante utilizado en terrenos pesados, con baja condu ctividad hidráulica y, por con siguien te, larga perm anen cia del agua sobre el terreno para que se infíltre la dosis, evitándose las abundantes escorrentías que se producirían en riego por vertido. En estos terrenos, si el cultivo es sensible al eneharcamiento producido, se utiliza el riego por surcos.

5.3.2. Riego por surcos En este riego, como ya se ha dicho, sólo una parte del suelo recibe directame nte el agua, que corre p or el fondo del surco, mientras el cultivo se encuentra en los lomos. La infiltración bidimensional, vertical y fajera!, aporta la humedad a la zona de raíces desde

ambos lados, siendo recomendable que se unan las zonas mojadas. Si esto no se produce se debe a que la separación entre surcos es demasiado grande. Dicha separación dependerá del tipo de terreno. La forma de surcos y cab allones tiene una influen cia sobre la eficiencia del riego por surcos. Por un ladoT ía forma (sección transversal) debe ser la adecuada para tra ns portar el ca ud al nece sario para una distribu  ción uniforme de ag ua a ío largo de todo el surco, ev i tando la erosión en cabeza. Por otro, la separación o distancia entre surcos, que depende de la conductivi dad hidráulica de cada suelo, debe permitir un eficaz humedecimiento de toda la superficie cultivada, por infiltración desde los laterales de los surcos, sin dejar en el centro zonas secas. Como generalmente la com ponente vertical de la infiltra ción es mayo r que la late ral, es conven iente que las raíces se desarrollen en pro fundidad y que el agua en el surco alcance un nivel suficiente, no sóio para aum entar la velocidad de avan  ce (el radio hidráulico es ma yor al aumen tar el calado del agua), sino también para aumentar la infiltración lateral hacia la parte central del caballón. En suelos ligeros deberán disminuirse la separación entre surcos, ya que la componente vertical de la infiltración es mayor que en suelos pesados, en los que pueden sepa rase más dich os surcos. Por esta razón en terrenos de textura arenosa no suele ser recomend able este riego que, caso d e utili zarse. requiere por lo general surcos cortos y estre chos, con pequeñas dosis, y por consiguiente bajos

Figura 5-4. a) Surcos con la separacióncorrecta.

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Capítulo 5

Riego

por gravedad_____________________

Figura 5-4. b) Surcos demasiado separados. Llegapocaagua, las raíces dei ort iv o . La forma más corriente del surco es en V. Los sur-

:r£S?2

T xT lo tltó n. d i ñ a n d o el empleo de m a q u ^ . El sistema llamado corrugación consiste en surcos

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suelo. Una vez trazado el surco, el agua modificarás»

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u j a l del surco, por donde se produce la mfiitractó . En terrenos ondulados y c on pendientes variables

cadai ™ caudales en cada surco suelen ser pequeños,

m e . E n esto s ca so s u na

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recomendable en suelos ligeros. Fste rieeo se recom ienda pata plantas sensibles al

^ W o r i e n t ó v o s se p u ed e us ar l a fó rm u la p ro pu es -

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evita enfermedades en cultivos proel,ves a ellas,

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como en el caso de fes cucurbitáceas. Es el sistem a d e rie go po r g ravedad * ‘^ en ritas cultivos que necesitan aporcado, Laso de Z t e o q“ c Z z » mulching o c u b i e r t a s p l a c a s para o t a e r precocidad, como el caso típico de la fresa.

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en la que o

■es el caudal máximo e 1 es la pendiente fl/ * expresada en /o.

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El adecuado manejo del riego por surcos suele requerir mayor cantidad de mano de obra que los otros sistemas de riego por gravedad. Por está razón >e tiende a automatizarlo más. El sistema que requiere menos mano de obra es el que utiliza tube rías con compuertillas, alimentadas por válvulas eléctricas que se van abriendo unas detrás de otras iver capítulo 8).

El manejo d el riego se suele efectuar sum inistran do agua alternativamente a dos surcos o grupos de surcos, durante intervalos de tiempo que dependen del tipo y forma de los mismos.

Los sistemas modernos tienden a que los surcos sean lo más largos posible, facilitando la mecaniza ción de las principales labores. Requieren una correcta nivelación con el fin de lograr un avance regular del agua, para obtener una buena eficiencia. S ü tienen nada que ver, generalm ente, con el sistem a tradicional, "mediterráneo", de eortos surcos por inundación.

Es un sistema de riego por gravedad que se usa principalmen te para el riego de árboles. Su mayo r aprovechamiento se produce cuando el marco de plan tación es muy grande y. mojando todo el terreno se infiltraría mucha agua en las zonas donde la densidad radicular no es grande, no siendo aprovechada por la plan ta. Adem ás ofrec e la ventaba de e vitar la aparición de m alas hierbas entre las hileras de árboles.

Actualmente se están utilizando mucho los surcos a nivel, bastante anchos, con suministro de agua por ambos extremos para aumentar la eficiencia de riego. En terrenos de buena calidad, incluso de reducida infil tración, llanos y con nivelaciones muy exa ctas, median  as rayos láser, se están logrando regar grandes longitu des, con el consiguiente ahorro de obras de infraestrucstra para él suministro del agua y obteniendo grandes eficiencias de aplicación, que superan el 80%.

Es una modalidad del riego por inundación. El agua de riego es aportada hasta el árbol po r un surco o reguera y se deposita en un alcorque o poza prepa  rado alrededor del árbol, donde se va infiltrando. Cuando el alcorque se llena, el agua, por gravedad, pas a a los siguientes. La zo na m oja da depende del porte del á rb ol, co n el fin de o bte ner u na ex tensión de las raíces que puedan sostener el árbol.

5.3.2.1. Riego por impulsos Para aumentar la eficiencia de aplicación del agua a> los surcos, actualmente se utiliza el riego por mpulsos, en el que el aporte de agua se hace por periodo s in term iten tes y no de form a co ntinu a. Este astenia presenta la ventaja, según las experiencias pali zadas, de que el ag ua av an za más rá pi da m en te al fn al del surco. Las diferencias de tiempo s de contac*? entre cabeza y cola son más pequeñas y se logra más u niforme distribución del agua, con menores aerdidas por infiltración profunda en cabeza. La causa no se con oce todavía con exactitud, pero ac ec e ser que tiene que ver con la dispersión de los agregados del suelo. Cuan do cesa el flujo del agua las partículas de ar ci lla co nt inúan su ex pan sión, dism inevendo el tamaño de los poros. Al mismo tiempo, t e partículas más finas, generalmente limosas, arras a d a s por la corriente de agua, tienden a depositarse «¿’í r e el fondo del su rco, con lo que también dism iv y e la infiltración.

5.3.3. Riego por alcorques

Este sistema se debe aplicar a los árboles recién plantados, par a que las raíces se des arro llen en las cercanías de la zon a mo jada. Si se quie re modiíicar el sistema de riego, con árboles adultos en donde se riega toda la superficie, se recom ienda ir reduciendo pau la tinam ente la zo na mojada , en la qu e se pro duci rá un m ayor desarrollo radicular, quedando las raíces de las zonas secas en dormición. En ciertos casos, sobre lodo en terrenos ligeros y zonas con escasez de suministro hídrico, para evitar pér did as por infiltración en las re gueras , se suelen cubrir éstas con una lámina plástica.

5.4, Preparación del _____________ terreno Constituye el prime r paso para la transformación en regadío y es imprescindible para conseguir un riego eficiente, para lograr una dism inución del con sumo de agua qu e, como ya se ha dicho, es un bien de pro du cc ió n es caso .

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En muchos regadíos tradicionales, los terrenos no están correctamente sistematizados, ni los módulos de riego bien adaptados al tamaño y características hidrofísicas de las parcelas, lo que explica la mala calidad del riego, con unas abundantes pérdidas de agua. Dichas pérdidas se producen por infiltración pro fu nda, so br e todo en ca bez a de par ce la o p or esc orrentía, en cola de canteros con pen diente. Co mo las primeras no se ven , m ientras que las segundas son muy llamativas, hay una tendencia a evitar estas últi mas, que en un riego correcto son inevitables, a cam bio de au m en tar, en m ayor cuantía, las prim eras , co n lo que se disminuye la eficiencia, logrando el efecto contrario al deseado. Existe un cierto con senso entre los estudiosos del tem a en reconoc er la imp ortancia de dichas pérdidas, p o r las razo nes citada s. En muchos casos, cuando el agricultor paga el agua de riego po r volumen consum ido, tas eficiencias de riego son mejores, pues al gastar menos agua con la misma producción, dism inuyen los costes de culti vo y, teóricamente, se aumentan los beneficios. Esto generalmente ocurre en los riegos a presión, donde los costes de energía son proporcionales al volumen utilizado, que además se suele medir, ya que se dis pone de los cor resp on dientes co ntadores para poder hacer la facturación correspondiente. Actualmente la moderna tecnología permite unos movimientos de tierra que eran impensables hace unas décadas. La explanación debe ir precedida por un estudio topográfico exacto, con el fin de elegir las pen di en tes más ad ecu ad as para que la op erac ió n se a lo más b arata posible. Todo ello debe hacerse dentro del rango de pendientes aceptables en cada tipo de riego y manteniendo unos tamaños mínimos de uni dades, compatibles con un sistema ag rícola moderno y mecanizado. Los movimientos de tierras están condicionados por la pen die nte na tural del terren o que , cu an to más parec id a se a a las de las un idades de rie go, dismin ui rá las excavaciones y rellenos que hay que realizar. Debido al natural esponjamiento del terreno se debe tener en cuenta que no coincidirán los volúmenes de desmontes y terraplenes, siendo necesario efectuar estudios previos, que no trataremos aquí. Dichos movimientos suelen ser caros, debido al elevado volumen de tierras que hay que mover. Como ejem plo téngas e en cu enta qu e un a hec tá re a con de sn ivel

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longitudinal de 1 m, necesita mover un mínimo de 5.000 m3 de tierras para su nivelación. Como, por lo general, la capa superior de suelo agrícola y el subsuelo tienen diferentes característi cas, los movim ientos de tierras no deb en mezclarlas, pues dism in uiría la fertilidad de! su elo resu lta nte. En caso de que la excavación necesaria supere el espesor de la capa superior, es necesario quitar ésta en primer lugar, efectuar la nivelación del subsuelo y, a conti nuación, volver a extenderla, con el consiguiente aumento de los costes de preparación del terreno. Como las pendientes utilizadas en los modernos sistemas de riego-no suelen ser muy elevadas, la pen diente natural del terreno condiciona la longitud de unidades de riego, pues lógicamente se deben evitar grandes desmontes y terraplenes, así como grandes; alturas de separación entre sucesivas terrazas. Dicha longitud viene también con dicionada por las caracte rísticas hidrofísicas del suelo, que detenninan su infiltración. La longitud debe dismin uir a medid a que ésta aumenta, con el fin de ob tener una eficiencia de riego aceptable, como ya verem os más adelante. La preparación del terreno debe incluir también los azudes de recogida de aguas para que, en caso de lluvias, se pueda evacuar la escorrentía resultante y evitar que ésta, si no dispone de un cauce de salida* pued a irse ac umulando y pro duzca dañ os por a rras tre de las tierras recién movidas. La nivelación del terreno debe ser bastante exac ta, no dejando zonas altas que dificulten el ava nce del agua o. en casos extremos, lo imposibiliten, dejando superficies sin cubrir, ni zo nas bajas donde se embal se, redundando todo ello en una mala eficiencia de riego. Tiene especial impo rtancia una bue na nivela ción transversal, con pendiente lateral nula. Los avances tecnológicos modernos, especial-J mente los rayos láser, permiten una excelente siste-, matización del terreno, con diferencias de pocos cen tímetros sobre el nivel deseado. La normativa esta dounidense del Soil Conservation Service obliga a que el 80% del terreno se encuentre con un error de cota m enor de 2 cm sobre la teórica prevista. De todas formas los sucesivos riegos, las labores mecánicas necesarias para el cultivo y otras causas pr odu cen un su ce sivo d esnive l dife renc ial d e la sup er  ficie del suelo. P or ello, es necesario ca da cierto tiem-


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Disminución de la cosecha

Figura 5-5. Efectos de malanivelación delterreno. Elexcesoo la falta deagua disminuyen la cosecha. po, re finar la su perficie para vo lver a lo gra r una pen  diente correcta y uniforme, sin la cual disminuye la eficiencia del riego. La necesidad d e dicha corrección se puede determinar muy fácilmente al observar el movimiento del agua sobre el suelo, lo que permite determinar la existencia de zonas altas o bajas. Esta ¿b or de refino se ha visto también m uy facilitada por 'a utilización de rayos láser en los movimientos de tierra. Su coste es el principal inconveniente.

Dichas redes, a cielo abierto, tienen inevitables pér di da s por e vap oración , esp ec ialm en te en zo na s de clima cálido, como son la mayoría de las españolas. Suelen ser de tierra en los regadíos m ás antiguos o de materiales impermeables en los modernos, siendo por lo general el hormigón el más empleado, bien mediante prefabricados o ejecución in situ. De esta manera se evitan las pérdidas por infiltración a través de los paramentos del cana!.

Por desgracia es una labor de man tenimiento que, so r lo gene ral, no es mu y frecuente, al igual que la áe limpieza y mantenimiento de canales. Por esta causa disminuye el rendimiento o eficiencia de apli cación en parcela y de transporte del agua, con los cwísiguientes peores resultados del riego y un m ayor consumo de agua.

En la figura 5-6 se esquematizan las pérdidas de agua más habituales en las canalizaciones de tierra:

5.5. Red de transporte y distribución____________________ El agua es transportada hasta la unidad de riego o o s e r o por una red de transporte y distribución. La m á de transporte, constituida por las conducciones p s it a ria s y se cu ndarias, lle va el agua de sd e el pu nto é c suministro, por lo general un embalse, hasta la je e a rega ble o co m unid ad de regan tes. En es te pu nto h red de distribución reparte el agua a todas las tomas riego según unos tumos, por lo general preestable•■- 7. qu e el regante no pue de mod ificar.

1. Pérdidas por evaporación desde la superficie libre del agu a. 2. Pérdidas po r infiltración profunda desde la solera. 3. Pérdidas por infiltración lateral a través de los quijeros. 4. Pérdidas por desbordamiento. 5. Pérdidas por rotura sen los paramentos verticales. 6. Pérdidas debidas a los caudales sobrantes no utilizados. En dichos canales las pérdidas por infiltración pu eden se r im po rta ntes, so bre todo en te rren os Sigetros. Por esta razón es recomendable su sustitución por ac eq uias revestid as o prefa br icad as o tube ría s de

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Figura 5-6. Pérdidas de agua encanales.

bala presión, actualm en te muy utilizad as y perfec ta mente puestas a punto. Este último sistema añade la ventaja de no producir pérdidas por evaporación > facilita el manejo y conservación de la red, sobre tótto si se entierran las conducciones. Si no se conservan adecuadamente, lo que suele ser bastante frecuente, especialmente en el caso de conducciones en tierra, con pérdidas por filtración y nacimiento de vegetación que dificulta y disminuye el flujo de agua, el rendimiento de transporte puede ser bajo. Po r de sg ra cia los p e q u e ñ o s desperfectos, inevi tables y fácilmente reparables, si no se subsanan, se convierten con el paso del tiemp o y del agua, en gran des daños que provocan importantes pérdidas hidncas tanto por roturas como por dificultades de mane jo . Este man tenimiento, que ev id en tem en te obliga a inversiones continuas, no suele efectuarse por diver sas razones no sólo económicas, causando un grave despilfarro de agua de ¡a que estamos tan necesitados y provocando la creencia general, errónea, de que el rendimiento del riego por gravedad es, inevitablemen te mu y bajo, siendo conve niente reemp lazarlo por

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otro método m ás eficiente. El mantenim iento de la red pe rm itiría un aliorro de ag ua su fic iente para dism inuir los déficits hidricos existentes y, en ciertos casos, incluso para cubrir su totalidad. Una red de transporte y distribución moderna ; bien diseñ ada, de be cum plir una serie de requ isitos, entre los que destacan: • Cap acida d para sum inistrar la cantidad de agua | necesaria a cada toma de regante. • Facilidad para el ma nejo de la misma, lauto en la exactitud de los caudales que debe aportar, como en las necesidades de mano de obra. • Facilidad de mantenim iento, con el fin de con-1 servar la eficiencia de riego prevista, logrando | que se cum pla el punto primero. El agua desde la red terciaria de distribución, es servida en cabeza de unidad o cantero mediante las | denominadas tomas, que pu eden ser:


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Diámetro sifón

1 cm 2 cm 3 em .4 cm 5 cm 6 cm 7 cm 8 cm 9 cm 10 cm

Carga hidrostátiea 5 cm ____________ 10 cm

0,05 l/s 0,19 !/s 0,43 l/S 0,75 I/S 1,17 l/s 1,68 l/s 2.29 l/s 2.99 l/s 3,78 l/s 4,67 l/s

0,67 l/s 0,26 J/S 0,59 l/s 1,06 l/s 1,65 l/s 2,38 l/S 3,24 l/s 4¡23 l/s 5,35 l/s 6,60 l/s

20 cm

0 ,08 l/s 0,32 l/s_ 0,73 l/s 1,29 l/s 2,02 l/s 2,91 l/s 3,96 l/s 5,18 l/s 6,55 l/s 8,09 l/s

0,09 l/s 0,37 l/s 0,84 l/s 1,49 l/s 2,33 l/s 3,36 l/s 4,58 l/s 5,98 l/S 7,56 l/s 9,34 l/s

Figura 5-7. Caudalesaportadospo rsifonesde diferentesdiámetrosy cargas hidrostáticas. a) Toma directa. La acequia terciaria suministra directam ente el agua de riego a la parcela. Si es de tierra, se rompe el caballón con azada y se deriva p arle o todo el caudal. Al acaba r el riego se recompone el caballón, Si es de hormigón existen tomas de fábrica con sus correspon dientes compuertas que se abren para riego y se cierran al acabar éste.

b> Acequia auxiliar. Este sistema se utiliza sobre todo en aceq uias de tierra, para evitar el deterio ro que produce el sistema anterior. La acequia auxiliar, paralela a la terciaria, recibe el agua mediante cajas o tom as de derivación, previstas a tal efecto. De ésta pasa a los canteros, muchas veces m ediante el trabajo de azada ya descrito. c> Sifones.Sistema utilizado principalmente com o el que describimos a continuación en el riego por su rcos . Los sifo nes son tubos flexibles
Figura 5-8. Tuberíacon compuertillas. Las tomas d eben ser de fácil manejo, con sistemas de apertura y cierre sencillos, en los que no se pro duzcan pérdidas. Su tamaño y si es necesario su número, asi com o los pertinentes dispositivos de con trol, deben proporcionar el caudal o módulo previsto, adecuado a los canteros diseñados, que permitan un buen m anejo y e ficiencia del rie go . El ag ua debe dis tribuirse uniformemente en toda la anchura, sin pro ducir erosión en el suelo.

5.6. Aplicación en parcela Desde la acequia de cabecera, el módulo de riego 0 a través de las correspondientes tomas, vierte al can

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tero, de longitud L y anchura B. Por unidad de ancho se aplica el llamado m ódulo unitario q0 - Q/B. Dicho módulo se aplica durante un cieno tiempo de a p l i c a c i ó n de riego tar necesario para poder apor tar la cantidad de agua necesaria para conseguir la dosis o lámina bruta Hh.

m a i M n es horizontal, pues por tratarse de agua estancada, el receso es prácticam ente simultáneo. El agua ha permanecido sobre el terreno durante el llamado tiempo de contacto tc, diferencia entre el tiempo de avance y tiempo de receso. En cada punto, situado a una distancia x de la cabeza del cantero po dem os med ir dic ho tie mpo :

30 1
Recordam os (ver el apartado Frecuencia de riego del ca pitulo 4) q ue 1L.. ■ Hr.T!a, por lo q ue p ara d eter minar el valor de tar es necesario, al m enos, una esti mación de dicho rendimiento de riego. El cantero va progresivamen te quedan do cubierto de agua a medida que ésta avanza du rante el llamado tiempo de avance t ,, basta alcanzar la longitud total L del cantero, constituyendo la fase de avance. Seguidamente se inicia la tase de almacenamiento durante la cual el agua que cubre el suelo, sigue infil trándose. Esta infiltración y en su caso la escorrentia, hacen que una vez terminado el tar, el agua va des apareciendo en sucesivos puntos del terreno en enla mado tiempo de receso tp de cabeza a cola, inicián dose la fase de receso. Si medimos los tiempos que el agua tarda en lle gar a cada punto x, podemos determinar la curva de avance en coordenadas t y x, desde que se inicia el riego. De igual manera, podemos medir el tiempo de receso en que el agua desaparece en cada punto y determinar la curva de receso en las mismas coorde nadas. En el caso del riego por inundación, esta últi

" rDurante dicho tiempo . - produce la infiltración, que no es uniforme, disminuyendo con el paso del tiempo, a medida que aumenta la cantidad de agua en el suelo. La curva de infiltración acumulada (consultar el apartado Infiltración del capítulo 2) se suele ajustar a unas fórmulas como las siguientes: ia = K t ca + C

o b ie n

ta ^ K 'y 1

Igualando d icha infiltración a la lám ina requerida Hf, obtenemos el tiempo de contacto que debe per ma necer el agua sobre el suelo para ap ortar la dosis o cantidad deseada. La eficiencia del riego e stá fundam entada en una bu ena unifo rm idad en el re par to de ag ua en pa rcela, busc an do que to dos los pu ntos reciba n la misma ca n tidad. Para elio sería necesario que el tiempo de con tacto fuese el mismo en todo el cantero, lo que equi valdría a que las curvas de avance y receso fuesen paralelas, Como es o no es po sible, se busc a que el

Figura 5-9. Curvas deavancey receso, a) Escorrentia. b) Inundación.

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avance sea lo más rápido posible, horizontalizándo su curva, para que los tiempos de contacto sean lo más semejantes en todo el cantero. Por esta razón el módulo debe ser lo mayor posible (aumenta la velo cidad d e avance del agua), pero sin llegar a erosionar ei terreno. En consecuencia su valor dependerá del úpo de suelo y, en cienos casos, especialmente en condiciones de escasez de agua, de la disponibilidad de la misma. La determinación de la curva de avance se efectúa considerando la distribución del agua. Se cumplirá siempre que el agua aplicada en parcela será la suma de la existente sobre el terreno y de la que se ha infil trado. Para dicho estudio se supone que el terreno es uniforme en todo el cantero, infiltrándose en cuajsjuier punto la misma cantidad de agua, cuando el sem po de contacto es el mismo. En la figura 5-10 se mdica dicha distribución de agua , en sucesivos perio dos de tiempo. La velocidad de avance del frente de riego no es aliforme, ya qu e a medida que avanza, el agua se va infiltrando en una superficie cada vez mayor y dismi nuye la pendiente hidráulica de la lámina hídrica sobre d terreno. El avance se va ralentizando y su curva representativa se va verticalizando, hasta llegar a un punto en qu e el ag ua aplicad a se infiltra en su totalidad. Aunque aumentem os el tiempo de riego no lograremos que el agua siga avanzando y moje mayor superficie, ano únicamente disminuir la eficiencia del riego. En estas condicion es la longitud L del cantero será el factor con diciona nte del rend imiento del riego, pues

las diferencias de tiempos de contacto entre cabeza y cola van aumentando a medida que L es mayor. Se pued e inclus o lle gar a no produc irse escorrentía. Si la pendiente no es uniforme, independiente mente de hacer variar la velocidad de avance del agua, el suelo pu ede erosionarse en las zonas de pen diente más fuerte y depositarse en las de pendiente más suave, defecto que puede ir aumentando hasta pro ducir g ra ndes da ño s. Eu getierul se diseña el rógo para que 'nada e\ final del cantero se infiltre la dosis prevista. En estas condiciones se producen, en toda su longitud, pérdi das por filtración profunda del exceso de agua apor tada, qu e cond icionan e! R3 E n ciertos casos, para aum entar la eficiencia del riego, la dosis prevista no se aplica al final, sino en un punto anterior. Esto pro voca un pequeño déficit hidrico Hd, en la zona no adecuadamente regada, pero disminuye las pérdidas por filtra ción pro fu nd a. To do ello se pued e obse rv ar en la figu ra 4-2. Conviene disponer de un control mínimo en la toma de parcela, para conocer el caudal realmente disponible y poder asegurar una correcta dosis de riego. En muchos casos dicha toma, una compuerta que se levanta para dar paso al agua, no permite nin gún tipo de control o medida, po r ío que todos los ele mentos de diseño para obtener una correcta aplica ción en parcela que hem os recomendad o, tienen poca efectividad si el mó dulo varía, variando las carac terísticas del riego.

Figura 5-10. Distribución del agua Infiltraday noinfiltrada.

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En ei riego por inundación no hay pérdidas peí escorrentía en cola de p arcela, mientras que éstas son inevitables en el riego por vertido, desde que el agua alcanz a el final deí came ro hasta que fina liza el riego. Estas pérdidas pueden evitarse o disminuirse, sobre todo con pendientes muy pequeñas, construyendo un cabal tón al final del ca ntero que retenga el agua. Pero debe tenerse en cuenta que dicho embalsa miento no provoque problemas al encharcar durante demasiado tiempo la parte final del cantero. También se debe cuidar que una excesiva acumulación de agu a no rompa dicho caballón, produciendo daños aguas abajo* Dichas pérdidas también se pueden disminuir aplicando el recorte de m ódulo, consistente en dismi nuir el caudal en cabeza de parcela* una vez que el agua ha cubierto prácticamente toda ella. De esta forma no se modifica la curva de avance sino Tínica men te el calado o tirante del agua que es me nor, dis minuyendo la cantidad perdida por escorrentía. Prácticamente la carga de agua no influye sobre la infiltración y el nuevo módulo mantiene cubierto el terreno durante el tiempo de contacto necesario para que se infiltre la dosis de riego. El recorte debe se r tal que con eí agua no entregada en cabeza de cada can  tero se pueda comenzar el riego de nuevas unidades cuando, com o es el caso m ás gen eral, la distribución sea por tumos. Dicho recorte debe efectuarse cu ando el frente de avance se encuentre al final del cantero o cerca de él, para ev itar que la dism in ución de l m ódulo y, en co n secuencia, la deí calado provoque una menor veloci dad de avance del agua, vertícalizando la curva de avance. En este caso aumentarían tas diferencias de tiempos de con tacto entre cabeza y cola, disminuyen  do el rendimiento del riego. Para evitar despilfarros, dichas pérdidas por esco rrentía deben recogerse mediante un azud p canaleta, situada al final del cantero. De esta manera el agua pued e reco nduc irse y utiliz arse en el rie go de otras parcelas , co nsiderándos e en es te ca so , pérd id a de agua en parcela, pero no en el perímetro o zona rega ble. La únic a dificu ltad para es te sistem a co ns iste en el aumento de los costes de recirculación de dicho agua.

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5.7. Diseño del riego por gravedad El riego por gravedad se estudia a partir del m ovi miento del agua en cauces abiertos, porosos, en los que el agua avanza y se infiltra simultáneamente. El movimiento resultante es variable y variado, por lo qu e su estudio hidráulico es bastante comp licado. Por lo general se acudo á simplificaciones que faciliten los cálculos, junqyg se sea consciente de que los resultados no serán totalmente exactos. Por ello, sobre todo en proyectos con grandes superficies para regar o con suelos no uniformes, es n ecesario, por no decir imprescindible, comprobar experimentalmente las previsiones teóricas. A esta dificultad se añade que en sucesivas apli caciones del riego, varía tanto el estado del terreno como el del cu ltivo. En consecuencia, el cauce po r el que se desplaza el agua, constituido por el terreno enraizado, ve modificadas sus características. El coe ficiente de aspereza, se utiliza generalmente el de Manning, y la forma y área del cauce, sobre todo en surcos, pueden sufrir modificaciones que no son fáci les de cuantifiear. Es ta diferencia es much o mayo r, en general, en el primer riego, con el cultivo sin des arrollar y el terreno más suelto, como consecuencia de las labores que ha recibido. En riegos sucesivos se suele producir un apelmazamiento del terreno, así como un transporte de parte de las partículas ligeras, alcanzándose una cierta uniformidad a partir de la segunda o tercera aplicación. Teniendo en cuenta estos cambios, los cálculos no deben efectuarse para dicho riego inicia!, much as veces de presiembra, sino para un riego en condi ciones medias tanto del terreno como del cultivo. Los coeficientes deben ser representativos de las circunstancias medias a lo largo de la campaña de riegos. Como se puede fácilmente deducir de los párrafos anteriores, son muy nume rosas y de mu y distinta índo le las variables que influyen en el riego po r gravedad. Además su importancia relativa va cambiando según las condiciones existentes en el momento de cada riego. El incluirlas todas ellas para obtener, analítica mente, resultados exactos no es posible con el estado actual de nu estros conocimientos.

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Al enfrentamos a una puesta en riego por graveésrf necesitamos unos criterios de proyecto que nos perm itan ca lcular la s cara cter ístic as del rieg o (dim en  sión de canteros, mód ulos de riego, etc.), con el fin de pod er diseñ ar tos traba jo s y transform ac iones qu e se áeben efectuar. Por todas estas razones, la experimentación ha asiído y tiene una importancia primordial en el planteamiento de dichos criterios, que se fundamentan, volvemos a repetir, en simplificaciones que p ermitan oteener resultados aproximados. Históricamente han existido muchos enfoques para re solv er es ta cu es tión. A ctu alm ente se utiliz an , >obre todo, dos enfoque s para el diseño de riegos por gravedad: • El aná lisis hidráu lico del mo vimien to del agua sobre el terreno. • El balanc e volum étrico. En ambos casos los cálculos de los elementos de! riego son complicados, requieren unos conoci mientos profundos y, como ya se ha dicho> se fun damentan en simplificaciones que permitan llegar a formulas y conclusiones con un grado de exactitud aceptables.

Actualmente, debido a la complejidad dei diseño, si se quieren tener en cuenta todos los factores que interv ienen en el movimiento de avance y de infiltra ción del agua, se suelen utilizar modelos matemáticos para el c álcu lo del riego p or gravedad , Partien do de las variables de proyecto: características hidrofisicas del terreno, geométricas del cantero o surco y mó dulos de riego, permiten determinar las condiciones del riego. Estiman las curvas de avan ce y receso, la infiltración y escorrentía que se pueden producir, asi com o el rendi miento del riego. Son muy útiles y ofrecen resultados bas tante ajustado s a la realidad del riego. Pero co nv ie ne contrastarlos sob re el terreno, pues las variables teó ricas de cálculo pueden sufrir cambios, especialmente es superficies de cierta importancia. Los modelos más utilizados para diseño son el BORD ER, Basin y SFRF, de la Universidad de Arizona y para la simulación el SIRMOD de la Universidad de Utah. La figura 5 -11 muestra un ejemplo de utilización de dichos modelos. Indica la curva d e avance y el volu men de agua aplicada, infiltrada y sobre el terreno. Por si no se dispone de algún m odelo, en el Anejo 2 exponemos el cálculo hidráulico del riego por grave dad» según las norm as del Servicio d e Conservación de Suelos de los Estados Unidos.

X X ta Cm) O

vw vz 0*3) Cm3) C«n3)

31 63 93 124 158 188

0 .3 0 .9 1 .6 2 .2 3 .1 3 .9

12 23 35 47 63 79

Vb

0 .2 0 .5 0 .9 1 .2 1 .5 1 .8

0 .1 0 .4 0 .7 1.0 1 .6 2 ,1

Figura 5-11. Simulación deriego p o r ordenador. Datosofrecidosen pantalla.

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5.8. Manejo del riego La longitud L y la pendiente I son parámetros de diseño del riego, mientras que el tiempo de aplicación tjj. y el mód ulo qo son parámetros de manejo, salvo en ciertos casos de riego por turnos, que permiten modificar la cantidad de ag ua aplicada en cada riego. Pero se debe tener en cuen ta que al mod ificarlo, cam biam os también la ef icen cia del rie go . Com o siem pr e se infiltrará mayor cantidad de agu a en cabeza que en cola de cantero, la diferencia será menor cuanto más dure el riego, es decir aplicando mayor lámina o dosis, debido al valor decreciente de la infiltración con el tiempo. Por esta razón los terrenos más pesa dos son más recomendables para los riegos por gra vedad qu e los ligeros. Para éstos es más recom enda ble la inun da ción, co n can tero s nivelad os , busc an do un rápido avance del agua con menores longitudes y un receso simultáneo, con c urva horizontal. En el man ejo del riego se debe tratar por todos los med ios de mantener constante el módulo de riego que entra por cada toma. Estas tomas suelen estar calcu ladas para utilizarse con una carga o altura de agua determinada que, en caso de variar, no permite el gasto previsto. Para man tener o en su caso, dar dicha carga, normalmente se instalan en las acequias unos dispositivos llamados retenes. Éstos consisten en com puertas móviles, que se instalan en posición ver tical cuando hay ranuras previstas para ello, en ace quias revestidas o de hormigón o bien en posición inclinada, ajustando con el fondo y los lados. M uchas veces se usa n represas portátiles, hechas con plástico

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o caucho, soportadas por un travesano colocado transversalmente a la acequia.

Figura 5-12. Instalación de represas portátiles en riego por gravedad. En riegos por esco rrentia tiene especial importan cia, caso de utilizarse, el recorte del módulo que, como ya se ha dicho, tiene lagar cuando el agua alcanza o está próxima al final del cantero. Al variar el módulo o caudal entrante en el cantero o surco, varían también los tiempos de aplicación del riego. Además, en el caso de los surcos, disminuye el perí metro m ojado al producirse el recorte, lo que se debe tener en cuenta, ya que modifica la infiltración. Se pued e decir, sin tem or a equiv ocam os, qu e es te siste ma de riego exige un esm erado man ejo por paite del regante, si se quieren obtener los máximos beneficios de su uso.

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Capítulo 6 Riego por aspersión

6.1. Características La aspersión es un m étodo de riego que distribuye el agua en form a de lluvia sobre el terreno. El agua no se transporta, com o en el riego de pie, a cielo abierto o, más modernamente, mediante tuberías de baja presión aprovechando la pendiente del terreno, sino que va en conducción forzada hasta el aspersor y desde éste, por el aire, cae en forma de lluvia sobre la parcela, infil trándose, sin desplazarse sobre el suelo. Para poder ser distribuida de forma eficiente es necesario instalar material de riego en parcela, así como que el agua alcance una cierta presión, llamada presión de trabajo del aspersor. Dicho material está constituido por aspersores y tuberías, al que es necesa rio añadir, por lo gene ral, un grupo de bombeo que proporcione la presión de tra ba jo ne ce saria . Este método representó un avance en la tecnología del riego, ya que anteriormente sólo se regaba por gra vedad. En poco tiempo aumentó de manera espectacu lar su utilización en los regadíos, debido a la mayor adaptabilidad que presenta en terrenos con topografía y propied ad es físicas no de masiado apropiadas para dicho riego tradicional y a la posibilidad de regar nue vas tierras que , hasta entonces, se considerab an no aptas para el riego, po r carecer d e l a tecno logía a decuada. La aspersión presenta evidentes ventajas en algu nos casos, así como inconvenientes en otros, siendo necesario conocer todos ellos para poder diseñar y man ejar este método de riego en las mejores condicio nes, con el fin de obtene r el máximo rendim iento en el uso del agua. Sin embargo, las primeras son mucho más conocidas que los segundos, pues no olvidemos que también es un producto comercial y la publicidad nunca anuncia aspectos negativos. Por ello vamos a estudiar sus características de empleo, considerando su s pros y sus contras, especial mente en comparación con el riego por gravedad.

6.2. Ventajas e inconvenientes De forma general se puede dec ir que presenta las siguientes ventajas:

• Permite el riego de terrenos mu y ondu lados, sin necesidad de sistematización de los mismos. A veces la nivelación de terrenos presenta gra ves inconv enientes, sobre todo si la capa arable es poco profunda o el subsuelo presenta condi ciones impropias para el cultivo. • Permite el riego de terrenos que no es posible nivelar o cuya pequeña o alta conductividad hidráulica no aconsejan el riego por gravedad, debido a las cuantiosas pérdidas que se producen, por escorren tía y arrastre de terren os en el prim er caso y po r'filtración profunda en el segundo, • Permite una disminución de la man o de obra necesaria en el riego, en comparación con los sistemas tradicionales por gravedad. Este ahorro es muy variable pues depende del tipo de instalación diseñada. La mano de obra se utiliza especialmente en el traslado de alas móviles de asper sores a sucesivas posiciones de riego, existiendo dife rentes sistemas con necesidades variables. Los siste mas fijos y los mecanizados se han diseñado para solu cionar el problema de la mano de obra rural. Como dato orientativo digam os que un solo homb re, utilizan do el sistema por bloques, pued e regar más de 100 ha. El regante no necesita ning una especialización, lo que en zonas de nuevos regadíos puede tener impor tancia, ya que la técnica del regante, al no manejar el agua, no influye en la eficiencia del riego. Asimismo el trabajo es menos penoso desde el punto de vista físico, no alcanzando la dureza, por las condiciones en que se realiza, de los tradicionales riegos por ver tido o inundación, que en ciertos casos, repercute en un aum ento de los jornales. • Permite regar casi todos los cultivos, salvo algunos muy delicados a los que el tamaño de la gota puede causar daños. En este caso se debe tener en cue nta que las fuertes lluvias pue den causar el mismo efecto. • Evita la construcción de canales y acequias sobre el terreno, tanto de los definitivos como de los provisionales. No existen obstáculos para una fácil mecanización, cada vez más necesaria en la agricultura moderna, y para un manejo m ás eficaz y rápido de la maquinaria, lo que repercu te en meno res gastos de utilización de ésta.

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• Al mismo tiempo desaparecen los trabajos de conservación de dichas redes de distribución, que tan necesarios son para una buena eficien cia en eí uso del agua. En cuan to a la superficie cultivada que por esta misma razón se gana, salvo raras excepciones, no tiene gran repercu sión, aunque algunos autores le den cierta importancia. • Co nserva las prop iedad es físicas óptim as del suelo, al no necesitar movimientos de tierras que destruyen su estructura. Al distribuir el agua en forma de lluvia no se producen, estan do bien diseñado el riego, compactaciones ni costras. Todo ello favorece el desarrollo de los cultivos, pudiendo incrementar su producción, ya que se pueden modular muy fácilmente volúmen es de riego según tipos de su elo y pro fundidad radicular de los cultivos en las dife rentes etapas del ciclo vegetativo. • Posib ilita la distribución en el agua de riego de diferentes sustancias, sieudo las más utilizadas las fertilizantes. La fertírrigación se trata en detalle en su correspondiente capitulo. • Produ ce una gran oxig enación del agua, por lo que se pueden emplear aguas ácidas y cierto tipo de residuales que no es posible utilizar en riego por gravedad. Este aspecto puede adqui rir, con los problemas de escasez d e agua exis tente en amplias zonas españolas, una gran importancia si. como parece lógico, se incre menta la necesaria depuración de aguas conta minada s y su posterior reutilización. • En caso de nuevo s regadíos, la transformac ión se puede realizar fácilmente por sectores, con una inmediata puesta en producción del sector acabado, lo que permite por un lado fraccionar [a inversión necesaria, y por. otro obtener más rápidamente u na rentabilidad económ ica de los trabajos efectuados. Todo ello repercute favo rablemente en la viabilidad de la puesta en riego, disminuye ndo las necesidades de tesore ría para dicha transformación. Cuando los nuevos regadíos son de carácter prilo este punto p uede alcanzar una gran importancia. ■ En caso de instalaciones de carácter fijo, hay que añadir la posibilidad de defensa antihelada.

sistema hoy com pletamente puesto a punto, En muchas de nuestras regiones es imprescindible com batir las heladas para producir ciertos cul tivos m ás rentables. Con respecto al riego localizado la aspersión p re senta ui; m enor costo de instalación y una may or ver satilidad para pod er eiectuar camb ios de cultivos una vez diseñada la instalación, que se adapta a impor tantes cambios en el marco de la plantación. Pero también presenta algunos inconvenientes que es n ecesario conocer, con el fin de p oder obtener el máximo aprovechamiento del riego que se va a diseñar. * Eievad o co ste de instalación resp ecto al riego por gra vedad, de bid o a la ne cesid ad de dispo ner, satvo raras excepciones en que exista una presión su ficien te deí agua , de gr upos de bo m  beo así c om o de tu ber ías y as perso res. Aun qu e las obras de infraestructura sean realizadas por un ente estatal, como en el caso del riego tradi cional por graveda d. la adqu isición del material que se va a utilizar en parcela corre por cuenta del regante. • May ores costos de funcionamiento respecto a los otros métodos, ya que necesita una presión de trabajo a la salida del asperso r como m ínimo del orden de 20 m.c.a, En cabeza de la instala ción la presión necesaria será mayor, debido a las pérdidas de carga que se producen en las tuberías, aumentando con la longitud de estas últimas. Es evidente que eí aumento del precio de la ener gía en los últimos años obliga a reconsiderar una serie de criterios sobre la utilización de ciertos sistemas de riego por aspersión, principalmente los de alta pre sión, que en su día y con ciertos condicionantes, conocieron un gran auge. En este aspecto la nueva tarificación eléctrica aporta nuevas perspectivas de utilización, como ya veremos más adelante.

• Necesidad de un suministro de agua de forma contin ua o a.1 men os lo más prolon gada p osible. La distribución discontinua del agua, caso típi co de los tumos de riego, obliga a aumentar el __ equip o, con el fin de pod er utilizar toda la dota-

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Capitulo 6 Riego por aspersión

cion durante el horario en que ésta se recibe, o bie n a la construcción de un depósito de alma cenamiento. En ambos casos se produce un aumento de los gastos de instalación. • Dism inución de la eficiencia de aplicación en pa rcela cu an do ex iste viento co n ve locida d sup erior a 2,5 m/s,

Perspectivas de la aspersión 6 . 3 .

lie todo lo dicho anteriormen te se puede conside rar que, con carácter general, la aspersión se puede recom endar en los siguientes casos: Terreno con topo grafía muy ondulada. La siste matización del mismo para riegos por gravedad pued e re su ltar muy co stos a. • Suelos poco profund os. La nivelación de los m ism os p uede ser perjudicial o su correcta ejecución puede ser m uy costosa. Terrenos poco o muy p ermeables, L a aspersión perm ite obte ner bue na s ef iciencias de rieg o y apreciables ahorros de agua. Agua obtenida de pozos profundos. Son nece sarias grandes elevaciones de agua con poten cias de bombeo importantes. Él aumento de energía que requiere la aspersión no tiene gran des repercusiones económ icas. Ausencia de mano de obra especializada que conozca el manejo del agua de riego. Esta cir cunstancia puede producirse en zonas de nue vos regadíos donde para riego po r gravedad uti lizado correctamente, es necesario formar al regante. De igual manera la aspersión se puede desaconse ja r en los siguientes casos: ■ Suministro de agua discontinuo. El riego está sujeto a horarios o tumos de cortos espacios de tiempo y gran ca udal, que obliga a instalaciones de aspersión muy grandes, con mucho material

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de riego, o a la construcción de depósitos para regulación del agua. Tradieionaímeníe tam bién se desaconsejaba su uso en caso de agua co n abundantes sustancias disueltas o en suspensión, ya que el material puede su frir co rrosión o eros ión. Actualm en te la tecnología existente permite subsanar estos inconvenientes y únicamente en casos muy especiales debe evitarse la aspersión. Existen también limitaciones de tipo económico, que en algunos casos pueden ser importantes, refe rentes a costes de funcionamiento, necesidades de: mano de obra, alturas máximas de elevación del agua de i*íego, etc. Para poder dar valoraciones exactas eo cada caso se requiere un detallado estui dio. En éste hay que tener en cuenta los diferentes costes de inversión, funcionamiento y m antenimien to, que fluctúan con los diferentes precios de mano de obra, energía, etc. Estos costes, además, deben estar cu consonancia con el rendimiento económico del cultivo, también variable estacionalmente. Todo el mundo sabe que un cultivo con mayores rendi mientos o con precio de venta más elevado permití mayores gastos de producción y, por ende, de riega A lo largo de los años el riego por aspersión ha venido sufriendo una serie de alternativas y modifi caciones, en función de las variaciones producidas en los parámetros que intervienen en su diseño y, sobre todo, en su coste. Inicialmente la aspersión contemplaba, en gene ral, la posibilidad de regar durante un e xtend ido hora-, rio, lo que disminuía el caudal de riego, la longitud j el diámetro de las tuberías necesarias para el misma lo que repercutía en una menor inversión inicial.

Todo ello era posible ya que la mano de obra era relativamente barata y las jom ada s de trabajo, sobra iodo en el campo, tenían pocas limitaciones. Al mismo tiempo se podía considerar que la en em a no era cara. . Poco » PBeo. la variación de estos dos factores, princip alm ente s l ¡ encarecimiento, ha pro\ evado un paula tino ca m bio en el diseño y utiliz ac ió n de las instalaciones de aspersión, favorecido por las nu<* vas tecnologías, especialmente la de tuberías plásti cas, que lian permitido un auge de las instalaciones tijas al abaratar las tuberías de pequeños diámetros

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6.3.1. Mano de obra

asalariados, pudiéndose re gar en fas épocas pu nta, en jo m adas de mayor du ración .

La mano de obra, a lo largo de ios años, ha sufri do también variaciones importantes. Por un lado su precio ha ex perim en tado gran des au m en to s y por otro ios horarios hábiles han disminuido, buscando al mismo tiempo una mayor comodidad en los mismos > un me nor esfuerzo físico en la mayoría de los casos.

Ah ora bien, en grande s exp lotacione s fes muy difí c il por no decir imposible o a precios muy elevados, que la mano de obra asalariada riegue regularmente fuera del horario de trabajo existente, salvo en cir cunstancias muy excepcionales. Por esta razón se tiende a los sistemas anteriormente citados.

Este aumento del precio de la mano de obra, unido a la dificultad dé encontrarla, debido al masivo aban  dono del m edio rural, ha tenido una gran incidencia en el diseño de las instalaciones. Se h a buscado ía dis minución de la misma que. como regia general, va acompañada por un aumento de la inversión inicial. Esta alcanza sus mayores cotas en los sistemas auto pr op ulsados en ios qu e aq ué lla es prá cticam en te nula durante el riego y sólo necesa ria para arranque s, para  das y control del riego y de sus accesorios.

Al mismo tiempo la comodidad en ei trabajo no aconseja diseñar alas móv iles de diámetro superior a 3 pulgadas, pues el mayor peso de los tramos de tube ría hace más penoso su manejo y aumenta los tiem pos de tra ns porte, co n el consiguiente en carec im ien to de los gastos de explotación.

Por esta razón, el sistema tradicional de alas de riego móviles, generalmente de duraluminio, que es necesario desmontar, transportar a brazo o en remol que y volver a montar, tiende a ser sustituido por las siguientes modalidades, clasificadas de mayor a menor necesidad de m ano de obra:

Como regla general se puede d ecir que la progre siva tecnificación de este m étodo, buscando mejores rendimientos de riego, repercute en una m ayor inver sión. po r lo que los sistemas más sofisticados sólo se pued en re ntabíliza r en cu ltivos co n m ayores re ndi mientos económicos.

6.3.2. Energía

• Sistemas con m angue ras, trineos o carritos* que perm iten ei fá cil arras tre so bre el te rren o de todo el ala de riego hasta Ja posición siguiente. Mu y utilizados en las dos última s décadas, pero actualmente en regresión.

Es evidente que el aumento del precio de la ener gía desde la década de los ochenta ha obligado a reconsiderar el diseño y, a veces, la tecnología de la aspersión, debido a la gran incidencia en los costes anuales de explotación que provoca.

• Sistemas fijos de cobertura total, con tuberías enterradas, donde únicamente se transportan los aspersores y, en ciertos casos éstos también son fijos, no necesitándose prácticamente nin guna m ano de obra. La aparición de la autom a tización ha sido un paso más en dicho sentido.

En España las horas anuales de riego son elevadas en casi todas las regiones, debido a las grandes nece sidade s hídricas de los cultivos, por lo que este factor tiene mucha mayor importancia que en otros países. Po r esta razón ciertos diseños y mo dalidades de gran difusión en el extranjero no deben ser empleados, pues lo s co stes de ex pl otac ión so n co mpletamen te distintos.

• Sistemas mecanizados y autopropulsados, con may or o meno r automatización, donde la mano de obra necesaria puede ser prácticamente nula. El horario diario de riego también ha variado, acoplándose a los horarios de trabajo actualmente en v igor que, ge neralm ente, son de 8 o 9 h oras diarias. Un factor que se debe considerar a este respecto es la superficie de la parcela. Una explotación pequeña no ■ x J suele presentar graves problemas por esta causa, por su carácter generalmente íamiliar, sin o con escasos

Actualmente no parece a consejable la utilización de sistemas de alta presión en nuevas instalaciones, modalidad que en su día conoció un gran auge, salvo casos especiales y siempre regando en horas noctur nas para aprovechar la tarifa eléctrica más barata. — ■ “ 'V M , V V U L l U I U h l v a u v La nueva tarifa eléctrica, con ho ras pun ta, valle y y -llano, ha aportado una importante modificación a los horarios de riego, tanto en duración com o en la elec-

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ción del mismo, pues el riego nocturno, horas llano, tendrá un coste d e energía sensiblemente inferior (ver apartado 6.7). Estas ventajas deben com paginarse, como m *se na dicho, con los posibles problemas de p ersonal tra bajan do fu er a de los hora rios normales, Lo s m oder nos sistemas autopropulsados y automatizados han facilitado la solución de este problema.

6 . 4 . Instalaciones

de riego

por aspersión Las instalaciones de riego por aspersión com pren den las siguiente partes, empezando por el material de negó y acabando con el punto de suministro de agua: * Alas de riego, m óvites o fijas, que constituyen la pane regante propiamente dicha del disposi tivo, Algunas veces reciben e¡ nombre de late rales de riego o de tuberías terciarias. Sobre ellas van instalados los aspersores, que son los emisores a través de Jos cuales se distribuye ef agua. Una red de tuberías principales, constituyendo las redes primaría y secundaria, cuya misión consiste en llevar el agua hasta !as parcelas de riego, instalándose sobre ellas las tomas para la conexión de las alas anteriormente citadas. • Un punto de alimentación de agua, que puede ser una toma conectada sobre una red de distribu ción a presión, o bien un depósito, un río, un canal, un pozo o cualquier otro punto donde e] agua pueda ser aspirada por un grupo de bom beo, q ue le sum inistrará la p resión ne ce sa ria para un eficaz tuncionam iento del sistema de riego.

6.4.1. Aspersores Los aspersores son los aparatos que distribuyen a través de una boqu illa po r donde sale un chorro a pre sión, el agua sobre el terreno en forma de lluvia, giran do sobre su eje vertical. Los normalmente empleados en agricultura son los de chorro rotativo y se subdivi-

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den en d os grandes grupos: aspersores de giro rápido \ de giro lento. Los del primer grupo sólo se u tilizan cr ja rd in ena, inve rnaderos, peq ue ña s parce las, etc., y por su escasa importancia no vamos a describirlos. Los del segundo grupo, giro lento, son los más empleados en el riego agrícola. Según la causa que prod uc e el giro se clasifican en aspersores de reacción, de turbina y de choque. Actualmente se utilizan casi exclusivamente estos últimos. Su rotación se realiza porq ue el ch orro de ag ua incide so br e un brazo, pro visto de un muelle recuperador que hace girar el aspersor de forma intermitente, mediante sucesivos choques. Pueden tener una o dos boquillas, siendo mas empleados en agricultura los del segundo tipo, por su m ay or £ ^ n c e , de bid o al diá m etro más grande de la boq :ilfa qiue no provoca el giro. El caudal Q que sale a través de la boquilla se ajusta a la ecuación de descarga de emisores: Q - K • Hx

siendo

- H : la altura de presión a la entrada del emisor, en m.c.a. - K : el coeficiente de descarga (caudal con carea unitaria). - x : exponente de descarga que depende del tipo de flujo. En el caso de aspersores vale 0,5 y la fórmula se puede escribir: Q = C d • S • (2 gH )1/2

sien do

- Cd . coeficiente de gasto, que en aspersores con bu en a ca lid ad de fabric ac ión varía en tre 0 95 \

nGe

'7

S : la sección de boqu illa, gen eralme nte circular. - g es la aceleración de la gravedad: 9,8 1 m/s3. A la salida de la boquilla del aspersor la presión, que se puede medir fácilmente mediante un tubo de • se c on vie rte en ve lo cid ad , fo rm á nd os e u n c h a rro que se va dispersando en el aire y cae sobre e! suelo, determinando el área mojada. La distribución de este chorro en gotas de dife rente tamaño tiene gran importancia, ya que las gotas demasiado grandes tienen gran energía cinética \

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Figura 6 -t. Diferentestipos de aspersores.

| pKden producir compactatión del terreno o daños p o b r e las partes aéreas del cu ltivo, mientras que las f m i y pequeñas pueden p rovocar vaporización excesi■**con pérdidas p or evaporación y mala uniformidad * distribución ai ser fácilmente desviadas por el f líenlo. El tamaño de las gotas viene influido por el diá«ctrt» de la boquilla y la presión de trabajo del ásper os: Su determ inación a lo largo del cho rro es difícil y K cesita aparatos s ofisticados y cálculos no sencillos, «feralmente aplicando principios balísticos, por lo V * no trataremos este tema. Si se desea ampliar infor a c ió n al respecto puede hacerse consultando liñu elo (1999). Como el reparto del agua a lo largtf del chorro no es uniforme, se aumenta la uniformidad de distribu ción solapando los chorros de varios aspersores. Para ello los aspersores se sitúan a distancias fijas, sobre el « n ?n o , determinando el llamado marco de aspersión, va a depender de! diámetro de la boquilla y de la sresión de trabajo (ver elección del aspersor). Actualmen te, debido al etevado de \a ener. i es aconsejable utilizar la menor presión de traba: posible, compatible con una correcta distribución --1aSua sobre la superficie que se va a regar, en funetóü del m arco elegido.

Respecto a este parám etro, los aspersores se cla sifican en tres grupos: Baja presión. Ésta puede alcanzar hasta un máximo de 2 fegf/cm2. Su caudal y radio moja dos son pequeños y se usan principalmente en ja rd in ería, hue rtos e in verna de ros. Den tro de esta categoría se encuentran los aspersores de ángulo bajo, para el riego bajo árbol, que en ciertas condiciones, cuando no co nvenga m ojar las hojas, pueden resultar muy útiles. M ed ia pres ión, ^Ésta está comprendida entre 2,5 y 4 kgf/cm2. Son los más comúnmente empleados, ya que alcanzan marcos bastante amplios, llegando hasta la disposición de 24 x 24, con una correcta distribución del agua, con el consiguiente ahorro de material en parcela. • Alta presión. Ésta es mayor de 4 kgt/'cm2. Generalmente se les suele llamar cañones. Su marco puede alcanzar grandes dimensiones, con aparatos situados cada 60. 80 e incluso 100 metros. La distribución del agua no es buena, el viento ejerce mucha influencia y debido a la gran altura de caída y al tamaño de las gotas pue den prod ucir daños a los cultivos y com pactar el terreno. Po r todo ello sólo se suelen usar para el - ¿ego de praderas y forrajes en zonas con relieve

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ondulado y, en ciertos casos, en los sistemas lla mados enrolladores.

ó.4.2. Tuberías Las tuberías principales suelen ser generalmente fijas, aunque en pequeñas instalaciones pueden ser móviles o incluso no existir. Es el caso más sencillo donde la bomba, gene ralmente acoplada a la toma de fuerza de un tractor, alimenta directamente una peq ueña ala de as pe rsores. Dichas tuberías fijas generalmente van enterradas y tradicionalmente se construían en fibrocemento, pe ro en peq ueñ os diám etro s ca da vez se utilizan más las tuberías de plástico, PVC y polietileno principal mente, debido a su más fácil montaje. En diámetros grandes no se suelen em plear por su mayor coste. No hay nin guna re gla qu e dé pre fe re ncia técnica mente a un determinado tipo de m aterial. La solución óptima debe buscarse en cada caso particular, tenien do en cuenta las condiciones de uso y los precios resultantes. Sobre estas tube rías existen a intervalos regulares, prev iamen te calculad os o b ien a nivel de ca da parcela, boc as do nd e se cone ctan las alas d e rieg o móvi les o los aspersores de los sistemas fijos. Estas tom as presentan una gran variedad de dispositivos, desde los simples acoples rápidos, los mal llamados hidrantes que mediante una caperuza conectan tuberías enterradas y móv iles, hasta las m ás sofisticadas tomas de riego.

Figura 6-2. Conexión detubería enterradacon tuberíamóvil.

Estas últimas pueden incluir, además de la llave de paso, un limitador de caudal que ev ita el paso de caudales superiores a los módulos de riego previs tos, un regulador de presión que m antiene ésta cons tante en la salida de la bom a y un con tador median te el cual se conoce el volumen total utilizado y perm ite la fa ctu ra ció n corr espond ie nte , cuando existe una tarificación según cantidad de ag ua con  sumida. Por lo general se utilizan en zonas regables de gran extensión y cada una de ellas suele regar varias hectáreas. Las tuberías móviles generalmente están consti tuidas por elementos ligeros, duraluminio y material plá stico principalmen te. So n de dos tipo s: tu ber ías rígidas y tuberías flexibles o m angueras.

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Figura 6-3. Tomaderiego con contador, regula do rde presióny limitador de cauda!. Las primeras están compuestas, generalmente, por tram os de 6 o 9 m etros de longitud y su diámetro

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varia entre 50 y 100 mm . En con secuencia la distan cia entre aspersores debe ser múltiplo de 6 o 9 m, siendo los más empleados 12 y 18 m. La tendencia actual es utilizar tubos de pequeño diámetro para fácil itar ei transporte de los m ismos. Las uniones de estos tramos se realizan de tal forma que permitan un cierto movimiento ang ular de los elementos. La estanqueidad s e consigue mediante ju ntas de ca uch o ironc oc ónicas. co m prim id as por la presión de l ag ua . En es te ca so , el sistem a de enga n che entre dos elementos consecutivos tiene como finalidad evitar su separación, pero no tiene efecto sobre la estanqueidad. Junto a estos tramos de tuberías existen numero sos accesorios del mismo material, entre los que se pueden citar co dos, tes. tapo ne s, válvulas, redu cc io nes. etc,, qu e permiten un lacil tendido de dichas tube rías y su pue sta en riego sin tener qu e interrumpir, en caso necesario, la circulación del agua en toda ia red. Todas estas tuberías y accesorios se caracterizan por su se ncille z, lig ereza, facilid ad de m anejo y re sis tencia a los g olpes y a la Corrosión. Las segundas, salvo las de sistemas autopropulsa dos, no suelen tener diámetros superiores a 40 mm ipulgada y media), ni longitudes tan largas com o las anteriores, debido a las mayores p érdidas de carga que !=e produ cen. Están fab ricadas co n ca uch o reforz ado o materiales plásticos de calidad, con el fin de soportar los esfuerzos d urante su traslado sobre el terreno.

dable ev itar alturas de elevación excesivas, con gran de s coeficientes de seguridad en el cálcu lo de Las pér didas de carga, que sólo sirven para encarecer el riego, sin ninguna ventaja de utilización. También hay que evitar que el caudal que se va a elevar tenga importantes variaciones, con el consiguiente cambio del punto de funcionamiento y del rendimiento de la bo mba, p o r Lo que se debe re gar siem pr e con un mismo número de aspersores. Los motores eléctricos son cada vez m ás em plea dos debido a su facilidad de m anejo y al gran desarro llo de la electrificación rural, reemplazando a los de combustión en la gran mayoría de los casos. Deben llevar todos los dispositivos de seguridad adecuados para evitar a cc iden tes, so bre to do po r de scarga s eléc  tricas, teniendo en cuenta que suelen existir humeda des en las cercanías de ios grupos motobombas. Los elementos del bombeo deben ser protegidos de los factores atmosféricos para obtener una mayor duración y un funcionam iento óptimo de los mismos.

6.5. Sistemas de riego por aspersión Los sistemas de riego por aspersión se pueden dividir en cuatro grandes categorías: • Sistemas móv iles. • Sistema s seraimóv iles.

6.4.3. Grupo de bombeo Compuesto por una o varias bombas, según la po tencia ne ce sa ria . En to m as o co nce sione s de ag ua superficiales o pozos con peq ueñas alturas de aspiración se suelen utilizar las centrífugas. La instalación de bombeo p uede ser móvil, en caso de pequeñas ins talaciones que requieran poca potencia y que gene ralmente sólo constan de un ala regadora. En este caso se suele emplear la tom a de fuerza de un tractor para acci onar la bomb a. Las características del grupo de bom beo deben ser calculadas con esmero, para obtener un punto de fun cionamiento rentable, que responda a las necesidades reales de la instalación. A este respecto es recomen

• Sistemas fijos. • Sistemas autopropulsados y especiales. Dentro de cada sistema ex iste un gran número de mo dalidades, ya que partiendo de idénticos conceptos, los fabricantes van modificando piezas y perfeccio nando mecanismos con el fin de aportar al agricultor soluciones qu e se adapten me jor a cada caso concreto. En consecuencia, entre aparatos clasificados dentro de la misma categoría pueden existir inmensas diferen cias, teniendo únicamente en común un concepto básic o del sistem a de rie go . Por la m ism a razón apa  ratos o sistemas prácticamente idénticos pueden pre sentarse bajo aspectos muy diferentes, buscando una más fácil comercialización.

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Capítu lo^ Riego por aspersión

6.5.1. Sistemas móviles Como su nombre indica ninguna de sus partes es tija. La superficie regada suele ser pequeña. S í «n ple an generalmente para dar riegos de complemento o de socorro. No suelen emplear un punto fijo de toma de agua sino uno diferente en cada posición de riego generalm ente a lo largo de un cauce, emb alse, etc. ’

6.5.2. Sistemas semimóviíes Cuando la superficie regada aumenta, tanto el giupo motobomba Como las tuberías abastecedoras son mayores y en consecuencia más pesadas y de más difícil manejo. Al mismo tiempo, si su utilización requiere que sean móviles, su precio sufre una gran subida. Por ello parece aconsejable una instalación tija, debidamente protegida (grupo motobomba bajo techado y tubería entenada), con el fin de aumentar su vida útil y no presentar obstáculos a la maquinaria agrícola.

Es el mas simple de los sistemas. El grupo moto bom ba móvil, en num ero sa s oca siones bo mba ac o pla da a la to m a de fu er za de un tra ctor, en via el ag ua a una tubería con acoplamientos rápidos, general mente de duraluminio, que se tiende sobre el terreno dlcira t l t e í a van instalados los aspersores aunque actualmente, el fm de disminuir el núm e Generalmente las alas de riego se mantienen ro de posiciones de la bomba y de dicha tubería se sobre el terreno, moviéndolas manualmente de una acoplan a ella mangueras con un aspersor en su extre mo. Este es el que se desplaza y para facilitar su posic io n de riego a ía siguie nte. La unión con las tubenas enterradas se hace mediante tomas, que movimiento suele ir montado sobre ruedas o trineo luera de la época de riego son los únicos elementos Cad a aspersor ocupa su cesivamente varias posiciones que sobresalen por encima de! terreno. Para su antes de ser necesaria mover toda la instalación. mayor duración conviene que vayan protegidos, por arq ueta s de alb añileria o p o r cualq uie r otro Este sistema, sobre todo si no se utilizan mangue bien sistema. ras, tiene el inconveniente de necesitar una abundan te mano de obra, po r lo que salvo en pequeñ as expíoLa mano de obra disminuye con respecto al siste raciones, es cada vez menos utilizado. ma m óvil, ya q ue se transportan menos tuberías.

Figura 6-4. Transporte manual deaspersión.

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Capítulo 6 Riego por aspersión Aspersorestamañomedio Acopierápido

- o -

-

0-

Conducciónprincipal

Zonaregada j

Figura 6-5. Sistemasemimóvíl. a) Detalledeconexión detuberíasy b) Esquema de funcionamiento. En esta misma categoría podemos incluir el siste ma llamado de cobertura total, que consiste en tender sobre el terreno todas las alas de riego y transportar únicamente los aspersores de una posición a la siguiente, con el consiguiente ahorro de m ano de obra. Está indicado en cultivos frondosos o de porte alto (maiz por ejemplo), en donde e! traslado, carga y desc arga de los tubos es difícil y arduo. De esta form a dichas tuberías sólo se mueven dos veces ai ano: al princip io de la c am pañ a para instalarlas y al final para recogerlas. En algunos c asos se p uede llegar incluso a dejar también instalados los aspersores, buscando una vez má s la disminuc ión de mano d e obra, siendo únicamente necesario abrir o cerrar las válvulas en cabeza de las tuberías.

6.5.3. Sistemas fijos________ En los tipos de instalación descritos anterior mente la mano de obra suele ser un factor limitante y condicionante. Con el paso deí tiemp o ésta ha ido escaseando, sobre todo en labores arduas y al mism o tiempo ha ido aum entando su coste. Por este motivo han ido aumentando también las instalacio nes fijas. En éstas se entierran las tuberías, quedando úni camente sob re el terreno las conexiones d e los asper

sores. generalmente acoples rápidos. Este sistema se ha visto favorecido por la evolución de la tecnología de los plásticos, que permite tuberías de diámetros más p equeños qu e las tradicionales de fibrocemento, con el consiguiente abaratamiento. Se suelen utilizar pe qu eñ as se cc io ne s, ya que circula única men te el caudal de pocos aspersores, que son los que van ocu pa nd o suc es iv as posiciones de riego a lo largó del ala o tubería terciaria enterrada. Este sistema tiene fácil aplicación en parcelas irregulares, pues pueden instalarse tuberías y asper sores con el marco más conveniente, sin la rigidez a que obligaban las tuberías móviles en función de la longitud de sus tramos. Un sistema más perfeccionado ha derivado del que acabamos de describir, Es aquél en el cual los aspersores son también fijos y, en consecuencia, la mano de obra muy pequeña, consistiendo únicamen te su labor en dirigir el riego, abriendo y cerrando válvulas de paso, para que el agua llegue hasta los diferentes aspersores. Existen dos modalidades. La prim era busc an do dism in uir costes, re parte los as per sores por toda la parcela y, en consecuencia, dismi nuye los caudales de las tuberías y su diámetro. La segunda agrupa los aspersores que riegan simultáne amente. de donde recibe el nombre de riego por blo ques. Esta modalidad req uiere tuberías de m ayor diá metro pero presenta la ventaja de una mejor unifor midad de distribución en c aso de viento.

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Un paso mas adelante, favorecido por los avances tecnológicos, es la automatización total o parcial de todas estas operaciones de riego, que puede alcanzar Í

del X T en ™ rCha del ^ b ombeo hasta del ultimo aspersor, sin necesidad de ninguna

es necesario conocer exactamente las necesidades dncas de los cultivos. Las características hidrofisicas del terreno nos permiten determinar las dosis o aminas de negó que hay que aportar, así como ¡a separación entre riegos.

r Z n a d o r ' ’PU£S10d° e‘Pr° CeS0 ™ * * * * * ^ caDto lo S«lSÍr ma5 t0taJmellte so m á tic o s , (ver capitulo 8), de gran porvenir por todas las ventajas te de sTCT ’ ‘T ™ P°r Cl m0Tnent0 el lnconveniende su elevado costo y de una difícil y laboriosa S

r

t0 dC iOS S™ sores a ¡ " V m m de riego

6.5.4. Sistemas autopropulsados y especiales Su finalidad es disponer de un sistema de riego p o r asp er sión qu e su stitu ya al riego fijo, co n una

d o necesidades Z s mínimas l meÍ0 do unas deT mano de obra. Los granton -0n5í,'Uldos b,en P°r ™ ^ l o aspersor de fcran tamaño, o bien por alas o ramales con varios o numerosos aspersores, se mueven sobre el teireno al ~

mP°

riegan' COnStÍtU^ 0 máquinas

Actualmente se han desarrollado una gran cami nes * apf atos de c™ pequeñas modificacio nes sobre los principios enunciados, buscando m ejo rar Ciertos aspectos, en junción de las características del terreno, del cultivo o del clima, con diferentes nombres comerciales. Los más usados en nuestro p S

Ei primes paso en el diseño de] riego por asüersion es la elección del aspersor.

6 .6 ,1 . Elección del aspersor as características del aspersor, que se deben determinar en eada caso concreto en función de los pará m etros de l rieg o, so n las sig uien tes: 1- Presión de trabajo. 2. Marco de utilización, que determinará la plu viometría aplicada sobre ei terreno, en función ael dato siguiente. 3. Caudal, que varía según el diámetro de la boq uilla o bo quillas em pleada s. El marco de aspersión define la distancia a que deben situarse los aspersores sobre el terreno. Se expresa mediante dos guarismos (a,b), el primero de os cualesi indica la separación entre dos aspersores a ent distimcia e n t ree ddos o s p o s i c i o n e s neg c o n °s e Y c u *t iv Sa se gd m e dd i°c hlaa ala cuan do e sta es m óvil O la distancia en tre tuberías abastecedoras en sistemas rijos.

El valor de a es en alas m óviles, mú ltiplo de 6 o , que so n las longitudes de los tramos de la tube * y lGS pÍ™ teS' ^ ríadescribiremos empleada^ Si se utilizan mangueras o instalaciocap ítulo arem ° S C0" m aO T d eta l|e al final de este es fijas dicho valor puede variar, al ser más fácil instalar los aspersores, agujereando fácilmente el maten*] en el lugar adecuado e instalando un collann de toma.

6.6. Cálculo de una instalación de riego

En la aspersión, como en cualquier tipo de riego para el co rrec to dise ño y cá lculo de las instala^'

El valor de b suele tener las mismas característi cas, aunque no sea necesario que se mantenga por razones constructivas, dicha multrplicidad. Los mar cos mas empleados son los cuadrados (a = h) y los rectangulares, usándose también, en algunas ocaslones, la posicion triangulan


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Capítulo 6 Riego pór aspersión

Disposición en cuadrad o

abastecedoras, y al mismo tiempo pequeñas presiones de trabajo, con el fin de disminuir la energía necesa ria para el riego. Sin embargo, siempre hay que tener en cuenta que Ja presión mínim a uíilizable debe ser com patible con una adecuada distribución del agua, obteniendo un coeficiente de uniformidad aceptable. Para los mar cos antes citados» las mínimas presiones de trabajo suelen ser de, por lo menos, 2,5 o 3 kgf/cm 2.

Disposición en triángulo

Por lo general se empieza eligiendo la presión de trabajo compatible con el marco elegido, según el tipo de instalación, móvil o fija. Con estos dos pará metros se determina el tipo de aspersor y e! diámetro de boqu illa conv eniente para obtener la pluviometría adecuada. Dicha pluviometría, altura de agua aportada sobre el terreno en la unidad de tiempo, no debe ser mayor que la conductividad hidráulica del terreno, con el fin de no producir encharcan)iento ni provo car escorrentías. 1= Pluviom etría (mm /h) = Q • 1.000/S, siendo - Q : caudal del aspersor en m-Vh. - S : superficie regada, que viene representada por el marco a q ue está instalado el aspersor, a ■b m-.

Disposición en rectángulo

La conductividad hidráulica de un suelo no es constante y varía según ta cantidad de ag ua existente en el mismo, disminuyendo a medida que avanza el riego. En consecuencia es necesario conoc er el tiem po de aplica ción de rie go , tar, para de te rm in ar l a plu viometría del aspersor, ya que siendo la curva de infiltración instantánea decreciente, deberá disminuir en riegos de m ayor duración.

Por ello se debe utilizar en los cálculos del pro yecto un valor medio, válido para toda la duración de dicho riego, que puede ser el valor de la infiltra ción instantánea al cabo de las t horas de riego o bien te niendo en cuenta que durante to do el rie go la infiltración no ha sido la máxima, se elige un valor Figura 6-6, Esquemas de disposición de mayor, que no produzca encharcamiento, al no aspersores. sobrepasar la infiltración acumulada de dicho suelo. Gráficamente se determina cuando el área 1, que Las tendencias actuales son grandes marcos (dis- _ carc a el déficit de infiltración en las prim eras horas pos ició n 18 x 18 y 24 x 24), con el findedisminuir sea igual o ma yor que el área 2, exceso de infiltrael material nece sario y lalongitud de las tuberías ción en las última s lloras.

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fi (mm/h)

que se aumenta mucho el material necesario, con ei consiguiente aumento del coste del riego. Por estas razones el solape de aspersores es una cuestión muy debatida y los diferentes investigadores y autores no se ponen de acuerdo en cuál es la sepa ración óptima. Se han efectuado numerosos estudios sobre este tema, siendo los más conocidos los de Chn stiansen, que obtuvo las siguientes conclusiones: La DU del agua por los aspersores varía mucho con la presión de trabajo, el viento, el marco de aspersión, la rotación dei aspersor y su altura sobre el suelo.

Figura

6 7 Determinación de la pluviometría del -

.

aspersorsegún infiltración de! suelo. La ventaja de esta ma yor pluviometría es aportar a dosis en menos horas, de gran interés para poder regar en ios tramos de mayor discriminación horaria de la tarifa eléctrica. También permite disminuir el material en parcela, sobre todo c uand o se utilizan alas móviles. Sin embargo , en caso de viento (ver apartado 6.7), pued e in teresa r d ism in uir la pluv iometría .

Uniformidad de distribución y eficiencia de riego 6 . 6 , 2 .

Sin entrar en complejidades técnicas, de todos es conocido que el aspersor no distribuye u niformemen te ei agua, variando la cantidad a ío iarso dei chorro según e¡ tipo de emisor etegido. La uniformidad en la distribución (DU) tiene importancia por los efectos y pérdidas de agua que pro duc e, teniendo una gran repercus ió n en la eficien cia del riego. La separación entre aspersores debe perm itir un re cub rim iento de las área s m oj ad as , bus cando una buena uniformidad. Si el recubrimiento es total, separación entre aspersores igual al radio moja do R. la uniformidad será muy buena. Pero existe el inconveniente de que la pluviometría será alta y de


Con marcos apropiados es posible lograr una aplicación bastante uniforme. • Las distribuciones de agua de forma aproxima damente cónica, donde la máxima de aplica ción se registra cerca del aspersor y disminuye gradualmente hacia ei borde del área regada, pro du ce n una buen a uniform id ad cu ando los aspersores no están separados entre sí más del 50 al 65% del diámetro mojado. • Para separac iones sup eriores pued e obtenerse una aplicación más uniforme con una coloca ción triangular equilátera de los aspersores, que con un a cuadrada o rectangular. Para el cálculo de la uniformidad, Christiansen ha detenn inado la fórmula siguiente: CU = 100 (1 - X/M • n), donde - CU : es el coeficiente de uniformidad, expresado en %. - X : es la suma de las n desviaciones de la altura de agua d istribuida con respecto al valor medio M de dicha altura en las n medidas tomadas en diferentes puntos del área mojada. C omo norma general se puede decir que en distri bu ción cu adrada la distancia e nt re asperso res y lín ea s más utilizada suele varia r entre 1,2 R y 1,5 R. La acción del viento disminuye la DU, ya que modifica la longitud del chorro y la pluviometría a lo largo de éste. Para obtener una buena distribución del agua se suele disminuir la distancia entre aspersores.

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la dirección del viento dominante. Para ciertos estigadores se puede considerar que para veloci'es de 5 km/h es necesario acortar, en la dirección mame, la separación en un 10% y para 10 km/h un 25%. Sin embargo, para otros, hasta una veto-ad del viento de 2 ó 2,5 m /s, no es necesario tener cuenta dicho factor, por variar poco la humedad terreno, al producirse en el interior dej suelo una ’stribución del agua aplicada.

minación se utiliza umversalmente el abaco de Schvvalen y Frost (ver figura 6-8). Esta evaporación del agua contribuye a crear un microclima con una mayor humedad relativa v, en consecuencia, una mayor demanda atmosférica’ dis minuyendo las necesidades hidricas de las plantas. Poi ello, ciertos autores no consideran como pérdida esta evaporación. De hecho, en ciertos cultivos deli cados, se Utiliza la aspersión para aumentar la hume dad ambiente y disminuir la temperatura, creando unas condiciones más favorables para el desarrollo de los cultivos. Ver Anejo 3. Riegos refrescantes.

Existe otro factor que tamb ién influ ye en el rendito del riego; la evapo ración en el chorro de agu a se produce desde la salida por ¡a boquilla del rsor hasta su llegada al suelo. En consecuencia, el terreno recibe una cantidad de ua menor que la suministrada en cabeza de la instaón. En esta pérdida por evaporación influyen la tem tura y humedad ambientales, la forma y longitud I chorro, que están en función de la toquilla utili ce n el aspersor y de la presión de trabajo de éste asimismo, de la velocidad del viento. Para su dete r

Hasta ahora hemos considerado los factores que influyen en la uniformidad dependiendo únicamente del aspersor y de las condiciones climatológicas. Sin embargo, hay un factor primordial que modifica dicho parametro y cuya variación depende del pro yectista: la presión dé trabajo de los aspersores, Al ir los aspersores sobre las alas de riego (caso general), la presión existente en la boquilla de cada uno de ellos será diferente, ya que se producen unas

P O R C E N T A J E D E H U M ED A D

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inevitables pérdidas de carga en dichas tuberías, dis minuyendo a medida que aumenta el recorrido del agua. En consecuencia et caudal de los aspersores también disminuirá a medida que nos alejamos de la cabeza del aía de riego. La variación de la presión de trabajo depend» n a vez elegido el aspersor y determinado su marco y caudal para la presión nom inal de trabajo, del diseño del ala de riego, punto que trataremos m ás adelante. Al mismo tiempo, la cota a que se encuentra situado cada aspersor también influirá en ella. Por ello la aplicación del agua no es uniforme. La figura 6-9 muestra la distribución del agua de riego a lo largo del ala y las pérdidas po r infiltración pro funda, supon iendo qu e la escorrentía superficial es nula. El caso a) corresponde a una lámina Hr aplicada al final del ala, no existiendo déficit, mientras que la b) co rres po nde a un pequeñ o défic it Hd, que de be se r siempre com patible con u n rendimiento adecuado del cultivo. Se puede apreciar en el segundo caso, un ahorro de agua qu e puede ten er gran interés en zonas con escasos recursos hídricos. Como resultado de la imperfecta distribución del agua sobre todo el área regada y de las pérdidas de agua, sólo un p orcentaje del total de agua sum inistra da para el riego queda a disposición de las plantas. Como ya se ha visto en el capítulo 2, la eficiencia de aplicación en parcela es un parámetro utilizado para determinar la calidad del riego.

Para un riego por asp ersión correctamente diseñado, su valor puede variar entre el 75 y el 85%. Su J determinación exacta debe efectuarse mediante una evaluación del riego. Ver capítulo 9. A título m eram ente orien tativo se dan los datos de la tabla 6-1.

6.6.3. Cálculo del ala de riego________ La variación de la presión de trabajo depende , una vez elegido el ¿spersor, de dos pa ráme tros del ala de riego: • Diámetro , ya que al aumentar éste disminuirá la pérdida de ca rga producida. • Longitu d , ya que al acortarse ésta disminuirán los aspersores y, en consecu encia, la pérdid a de carga producida. N os en co ntramos ante un dilem a. Po r un lado la presión de be ser lo más hom og én ea p osible, es dec ir las alas de riego cortas, para lo cual será nece sario aumentar el número y la longitud de las tuberías abastecedo ras, con eí consiguiente encarecimiento de la instala ción. Po r otro lado la instalación debe s er lo más renta-

Figura6-9. Esquemadedistribucióndel agua en aspersión ygoteo, a) Sin déficit, b) Con pequeñodéficit.

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l a b i a 6 - 1. E f ic ie n ci a d e a p l ic a c ió n c fel a g u a e n u n r ie g o p o r a s p e r s i ó n c o n v e n i e n t e m e n t e d i s e ñ a d o . Dosis neta ET cultivo (mm/día) de riego (mm) 5 m m 5 a 7,5 mm 7,5 mm Velocidad medía del viento de 0 a 6 km/h 25 50 100 150

68 70 75 80

65 68 70 75

62 65 68 70

Velocidad me dia del viento de 6 a 16 km/h 25 50 100 150

65 68 70 75

62 65 68 70

60 62 65 68

Velocidad media del viento de 16 a 25 km/h 25 50 100 150

62 65 68 70

60 62 65 68

58 60 62 65

iFuente: Manual 24 de la FAO, serie “Riego y Drenaje".

fcie posible, lo que generalmente se consigue con una ■ve rsión menor, a base de alas de riego más largas.

mente las curvas de nivel, pues asi el desnivel será mínimo.

Entre estos extremos se debe estudiar una soluletón que compagine ambas posibilidades, es decir lias lo m<ás largas posible, pero sin que la diferencia presión re su lta nte entre asp er so res su pere un cie r to valor, para el cual se obtengan un coeficiente de IWDiformidad y un a ef icien cia de riego ac epía bles .para b fin alidad bu scada.

Queremos reco rdar que este último se suma a las pé rd id as d e ca rga co n su sign o, po sitiv o o neg ativo según sea en contra de pendiente o a favor. Luego, salvo raras excepciones en ciertos tendidos ladera abajo, al existir posiciones de riego a ambos lados de la tubería abastecedora, si las alas no se tienden sen siblemente horizontales, tendrán bien longitudes diferentes o bien presiones diferentes, lo que no es aconsejable para el diseño general del riego.

> Universalmente se ha aceptado la regla formulada p o r el ya citado Christian se n, se gún la c ual para ob teae r una eficiencia de riego aceptable, ia máxim a dife1pencía de presión en tre los aspe rsores ex tremo s de un ala debe ser inferior al 20% de la presión de trabajo Bomtnal del aspersor. Dicha diferencia incluye dos factores: pérdidas de carga y desnivel topográfico. Como ya hemos mdicado es aconsejable utilizar alas de riego de la may or longitud posible, para lo que es necesa rio que ese 20% se gaste en pérdidas de carga, razón por la t que se propugna un tendido que siga aproximada 

Debe quedar bien claro que el citado valor del 20% es el m áximo admisible, pero que cuanto meno r sea la diferencia de presión entre los aspersores, mejor será la uniformidad del agu a distribuida y, por ende, la eficiencia del riego. Son los planteamientos económ icos los que determinan, dentro de unos valo res aceptables, las diferencias existentes en cada caso y el cqü fíjente diseño del riego. Con el fin de que todos los aspersores fiincionen aproximadamente con la misma presión de trabajo,

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existen los limitadores de caudal, aparatos instalados antes deí aspersor, que como su nombre indica, impi den la salida de un may or caudal del previsto, aunque exista una cie ña variación de la presión. Instalando estos limitadores de c £ M las alas no tendrán la limitación del 20% de la presión de traba jo , ya que ésta será se ns iblem en te igua l en todos los aspersores, permitiendo longitudes mayores. Se utili zan poco en riegos tradicionales y muc ho más en sis temas móviles de gran longitud.

El cálculo se efectúa usando como velocidac agua la inicial en cabeza del ala y multiplicand valor obtenido en la fórmula por un coefic.i reductor F, en función del número de aspersores í temes. Ver tabla 6-2. El valor de F se puede calcular, de forma sin ficada, por la expresión;

m+ 1 Una vez conocida la longitud de las alas, en fun ción generalmente de las dimensiones y topografía de la parcela que se v a a regar, es nec esario determinar el diámetro de tas mismas. Para ello es necesario conocer las pérdidas de carga que se produce n, que están en función del cau dal circulante y de las características de la tubería. Existen numerosas fórmulas para calcularlas, pero en alas m óviles de as pe rsión co n ac op lamientos , la más empleada es la de Scobey;

h f = Ks/387 *L • U 1’9 /D 1’1 en donde - h f ; pérdida de carga producida, en metros. - L : longitud de la tubería en me tros. * U : velocidad del agua en metros/segundo.

2 N + 6N 2

siendo m el exp one nte de la velocidad en la fórn de pérdidas de carga utilizada (1,9 para Scobey, pa ra tu berías hidr áu lic am en te lisas, etc.) y l'' núm ero de aspersores. Al valor de esa pérdida de carga debe sumar el desnivel topográfico con su signo, y el total obtenido debe ser menor que el 20% de la prei nominal de trabajo del aspersor. N orm alm en te las alas de rieg o m id en su diám en pulgadas, debido a la influencia de los Esta Unidos, que fue el país donde más se desarrolló ciaJmente este sistema. Las tuberías móviles empleadas son las de 2, 2,5 y 3 pulgadas. En caso de instalaciones lijas, en donde las ti rías suelen ser de poíietileno o PVC, para el cák de las pérdidas de carga se utiliza la fórmula Blasius, considerándolas com o h idráulicamente li Si se dese a utilizar otra fórm ula, la aspereza de dic tuberías tiene un valor K = 0,025 mm.

- D : diámetro interior de la tubería en metros. - Ks : coeficiente característico de la tubería. Dicho coeficiente varía según el tipo de tubería empleado, pero generalmente para tubos de duralu minio, con acoples corrientes cada 6 o 9 metros, su valor se puede calcular entre 0,37 y 0,40. Es una prá ctica habi tual tom ar pa ra cá lculo s es te últim o, ligeramente p or exceso, con el fin de tener un cierto margen de seguridad. En la aspersión la velocidad del agua varía a lo largo del ala, ya que cada asp ersor va dejando salir su correspondiente caudal de riego a distancias constan tes a lo largo de la tubería. Es lo que se llama distri buc ión disc re ta.

6.6.4. Cálculo de tubería abastecedoras La red principal de una instalación de riego constituida por el conjun to de tuberías abastecedc de las alas de riego. Sobre ellas no van instalados aspersores y las únicas salidas que suelen tener los hidrantes o tomas. A partir de una cierta superficie para regar dic tuberías suelen ser fijas y enterradas, con el fin de entorpecer las labores agrícolas yTal mismo tiem amp liar su duración al estar protegidas tanto de los 1


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Tabla 6-2. Valores del .coeficiente de reducción F, Núm ero de salidas

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teres atmosféricos como de los h ü m a é * En instala■3° nes "J 35- ías alas regadoras ta mb ién van enterradas. La profundidad a que van colocadas debe s er sufi j o s » pa ra qu e no sean af ec tada s por las labo res de a ltiv o haciendo especial mención de las presiones podu eid as por el paso de apero s, maq uinar ia y, sobre ido, camiones. En caso de que se prevean grandes cargas, cada *K mas habituales en una agricultura mo derna las abenas deben protegerse eficazmente contra las rxuras asi provocadas. El sistema más empleado es

Sco&ey

reforzar « m hormigón los lugares donde se producira el paso por encima de la tubería. En otros puntas de la red. donde puedan produ cirse sobrepresiones y grandes empujes sobre ele mentos de la tuberia. especialmente puntos singula res, sera necesario calcular los correspondientes ele mentos de protección (ventosas, válvulas, anclajes de hortm gon, etc.}, para ev itar el deterioro y las posibles roturas de la misma, t a*Ttd deberá poder vaciarse (ver apartado 6.7). ara este fin se instalan las correspondientes llaves.

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generalmente en los puntos más bajos. Para evitar encharcam ientos se tiene que prever un adecuado sis tema de drenaje, siendo el más empleado la excava ción de unos pocetes, rellenos con g rava o mo rro, que facilitan la infiltración profunda del agua contenida en la red. En estas tuberías sin salidas de aspersores, la tolerancia de pérdidas de carga es solamente cues tión económ ica, teniendo únicamente en cuenta que la velocidad de circulación del agua no debe ser inferior a 0,30 m/s, para evitar sedimentaciones, ni superior a 2 m/s. para obtener una correcta distribu ción de la misma. Por lo general velocidades infe riores a 1 m/s no se suelen utilizar, pues encarecerí an la instalación. La determinación de los diámetros de las tuberías se puede hacer m ediante com paración entre la reper cusión anual del coste inicial de las mismas y de la energía consumida en vencer las pérdidas de carga, en los posibles casos q ue puedan presentarse. Al aumentar dichos diámetros crece la inversión inicial pero disminuyen las pérdidas de carga, es decir el gasto de energía. En este cálculo, un factor que hay que tener muy en cuenta es el número de horas anuales de riego, pues repercute en la energía tota! consumida. Prácticamente en casi toda España las campañas de riego son m uy largas y el porcentaje de la energía en el total de los gastos de riego es mayor que en otros países, io que se debe tener en cuenta cuando se utilizan d atos extranjeros. Existen numerosas fórmulas para calcular las pér didas de carga, siendo ia más conocida la de Darcy Weisbach: h f = f • L/D ■U-/2g,

siendo

Todos los fabricantes de tuberías facilitan las pér didas de carga que en ellas se producen, calculadas según diferentes fórmulas, que son variantes de la ya citada de Darcy-Weisbach. Cuando se utilizan tuberías plásticas, principal mente PE y PVC, se pueden considerar hidráulica mente lisas, y utilizar la fórmula de Blasius. Ver ejemplo de riego por goteo del apartado Cálculo de una Instalación de Riego. Los puntos singulares son aquéllos en que se pro duce una variac ió n en el régim en de la co rriente. Existen en toda red de tuberías, siendo los más conocidos los codos, tes, estrechamientos, válvulas, etc. En todos ellos se produce una mayor pérdida de carga qué en e? correspondiente tramo de tubería recta. Dicha pérdida se puede calcular en cada uno de ellos, pero lo normal, salvo en redes muy complica das, es estimar la producida en dichos puntos cómo un 5 o 10% de la calcu lada para toda la tubería, según la menor o ma yor complejidad del trazado. Los caudales circulantes por dichas tuberías y, en consecuencia, los diámetros de las mismas, irán dis minuyendo a med ida que los aspersores o, en su caso, las alas vayan tomando el agua necesaria para el riego. La solución con siste en dim ensionar la tubería por tramos, según el caudal máximo que pueda circular por ellos, que dep ende del nú m ero de as persores que deben abastecer. Conociendo el caudal Q que debe transportar cada tubería se determ ina fácilmente el diámetro, ya que: Q = U • w = U-7t D ’2/4

- h f : pérdida de carga en metros. - f : coeficiente.

La velocidad a dm isible de cálculo varía entre 1 y 2 m/s, como ya h emo s indicado con anterioridad.

- L : longitud de la tubería en metros. - D : diámetro de la tubería en metros. - U : velocidad del agua en metros. - g : aceleración de la gravedad. 9,81 m/s2

Una vez elegido un valor de cálculo para U, deter minam os el correspondiente a D \ diámetro que no coincidirá con ninguno com ercial existente en el mer cado. El valor real D del diámetro de la tubería será el más próxim o que se fabrique, por exceso si hemos elegido una velocidad alta y por defecto si es baja.


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En fíbroeemento las tuberías tienen los siguientes diámetros co m erciales en mi límeteos, que rec orda  d o s, son interiores: 80, 100, 125, 150. 17 5,2 00 ,25 0, aumentando hasta 500 de 50 en 50 milímetros. En PVC los diámetros se expresan por su medida exterior que es común, m ientras ia interior dependefá de la presión de trabajo máxima, ya que al aumen  tar ésta los tubos deben tener mayor grosor, para po der so portar sin ro m perse ios co rre sp on dientes empujes. En riego por aspersión ias presiones de trabajo más habituales en estas tuberías son ó y 10 atmósfe ras- A continuación damos un cuadro de los diámeEros exteriores existentes en el mercado y de sus correspondientes interiores, según la presión máxima que puede soportar la tubería.

Tabla 6-3. Diámetros interiores d e las tub erías d e P V C s e g ú n l a p r e s ió n d e tr a b a jo .

D. ext.

6 atm.

TOatm.

75 90 110 125 140 160 200 250

70,6 84,6 103,6 117,6 131,8 150,6 188,2 235,4

67,8 81,4 99,4 113,0 126,6 144,6 180,8 226,2

Lo s diámetros más glandes no suelen emplearse

por se r m ás caro s que los corr esp ondie nte s de fíbrocemento.

6.6.5. Cálculo de tuberías auxiliares ____________________ En los sistemas lijos las conexiones entre tuberí as abastecedoras y las alas de riego se efectúan mediante tes de los correspondientes diámetros, pre viamente calculados. En estas últimas se suelen utili zar collarines de tom a o tes con diámetro 3/4 o 1 pul gada, en cada posición de riego, en donde se instala

un tubo vertical, generalmente acabado en acople rápido, para instalar el aspersor. Las conexiones entre tuberías abastecedoras, generalmen te enterradas, y las alas de riego móviles se efectúan mediante tomas o bocas, ya descritas en el apa rtado 6 4-2. Fuera de la época de riego, las tomas, bocas o los acoples para los aspersores son los únicos elementos que sobresalen del terreno, presentando un obstáculo para las labo res y siendo fácilm en te deterio rado s, por lo que generalmente van protegidos y señalizados, par a evitar ch oq ue s co ntra ellos de las máq uinas utili zadas en las labores agrícolas. Cuantos menos sobre pa sen el nive l del suelo, m enor es la probabilidad de que se produzcan dichos choques. Además, las bocas suelen ser piezas caras, por lo que para disminuir su número, se suelen utilizar tube rías auxiliares, que permiten regar varias posiciones, dependiendo de su longitud. Estas tuberías suelen ser del mismo material y diámetro de las alas y presentan el único inconve niente de aum entar la pérdida de carga del conjunto, por lo que las m ás e m plead as cubre n 1 o 2 po sicion es a cada lado de la toma 0 boca de riego, dividiendo entre 3 o entre 5 su número. Se conectan mediante una caperuza qiie permite la apertura y cierre de las ya mencionadas bocas. El cálculo de las pérdidas de carga se efectúa de la misma manera que para las tuberías abastecedoras. Conviene recordar que para su cálculo, a diferencia de Jas alas de riego, no hay salidas intermedias y no se puede aplicar el coe ficiente F de reducción.

6.6.6. Cálculo del grupo de bombeo____________________ La bomba viene definida por el caudal Q que debe ele va ra una altura de elevación H, factores que deter minan el punto de funcionamiento. Este punto debe encontrarse dentro de la zona de máximo rendim ien to de la misma, con el fin de disminuir la energía necesaria para su funcionamiento, que vendrá deterPor potencia de la bomba:

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p , = ^

i t| - 75

0 b!e n

P 2 , - 1 l5 L Ü n

- P] : potencia de la bomba, expresada en C.V. - P2 : potencia de la bomba, expresada en watios. - pe : peso esp ecífico de] agua, ex presad o en kgf/m-l - y : peso específico dei agua, expresado en Ne wton/m^- Q : caudal que hay q ue suministrar, expresado en m3/s. - H : altura de elevación, expresada en metros. - 1] : rendimiento d e la bomba. El caudal Q será el total del riego y vendrá deter minado por el número de aspersores regando simul táneamente. Con el fin de que el grupo de bombeo funcione siempre en las mejores condiciones y que el rendimiento del mismo no disminuya, es convenien te regar siempre eon ei mismo, o por lo menos pare cido, número de aspersores. Si aumentamos los aspersores, disminuirá la altura de elevación y si los disminuimos au men tará dicha altura y, en ge neral, el rendimiento del grupo disminuirá en ambos casos, con la consiguiente repercusión económica. En los sistemas fijos, salvo casos excepcion ales, no se suele variar el número de aspersores en funciona miento, pero en los móviles, sobre todo al reg ar parce las irregulares, se debe tener en cuenta la recomenda ción anterior, para obtener una b uena calidad del riego. La altura de elevación del agua comprende los siguientes sumandos:

En ciertos casos, para estar seguros de obtt una presión suficiente en los aspersores, se tiene aum entar el valor de dicho dato. Con ello únican te se obtiene un mayor gasto de energía, totalm* innecesario, y que sólo sirve para aumen tar el c del riego. Una vez determinado s estos valores Q y H, se e la be .vba teniendo en cuenta que según las cur características que de be fac ilitar el fabrican te, el reí miemo de ía misma sea lo más elevado posible, p dism inuir la energía necesaria p ara su fúncionamiei Para ese mismo fin conviene que los grupos bom be o estén co rrectam en te instalad os pa ra que ti la potencia consumida sea activa, evitando la rea va, para ío que se suelen instalar los correspondier condensadores. Las tarifas m ás empleadas tienen \ bonificac ió n pro gre siva a med ida que dism inuy e energía reactiva, que alcanza un 4% cuando ésta nula. Al utilizar aguas subterráneas, especialmente sondeos profundos, se pueden lograr de esta man importantes ahorros.

6.6.7. Tipos de bombas Las bombas más comúnmente utilizadas para riego por aspersión son las centrífugas h orizontal que son las más simples, baratas y de más fá mantenimiento.

* Pérdidas de carga producidas en las diferentes tuberías por donde circula el agua (abastecedo ras, alas, etc,).

Su limitación de uso está provocada por la alti neta de aspiración (n.p.s.h.), que en este tipo de boi bas pued e alca nza r un máxim o de un os 7 metros que representa la máxima diferencia de cotas q pued e ex istir entre el nive l lib re de l agua y el ej e de bo mba . Si el ag ua es tá a m ayor pro fu ndidad, es nec sario utilizar bombas verticales sumergidas. Cada v son más utilizadas, pues los regadíos usan ca da vez ma yor proporción agua obtenida en sondeos.

* Desnivel existente entre la lámina de agua y la po sición que se debe rega r.

Existen 2 tipos según la posición del motor qi las acciona:

* Presión de trabajo del aspersor. * A ltura del porta-aspersor.

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La determinación de esta altura de elevación tener en cuenta todos los factores que en ella ir vienen. Un correcto cálculo de la misma es imp cindible para lograr un perfecto funcionam iento c instalación.

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No su mergibles , co n m oto r en la su per ficie del terreno, lo que obliga a la existencia de un eje desde el motor hasta Ja bomba, cuya longitud limita la profundidad de la instalación. No se utilizan en nuevas instalaciones. * Sumergibles, que com o su nombre indica tie nen un m otor eléctrico sumergido. Toda la ins talación se encuentra dentro del pozo o sondeo y únicamente sobresale el cable eléctrico que suministra corriente a la instalación. Los avan ces conseguidos en los motores eléctricos, reduciendo sus dimensiones y aumentando sus pr es taciones , hac en pre ferible la utiliza ción de bo mbas ver tica le s su m ergid as , ne ce sarias en el caso de sondeos profundos. La potencia total que se debe instalar está eaicu pa ra el periodo de m áx im as ne ce sidad es , en el normalmente se riega toda la superficie. Sin rgo, si la alternativa incluye diferentes cultivos, muy frecuente que a lo largo de todo el ciclo agríno se riegue toda la parcela o bien que las can3S de ag ua qu e se van a ap ortar varíen, según la itología y cultivo existente. En este caso, la uti:ión de toda la potencia de bombeo calculada no necesaria. Por esta razón y salvo en caso de pequeñas instaiones con poca poten cia, se suele divid ir la potenque se va a instalar en dos o más bombas, que ionen separadamente cuando disminuyan las sidades del riego y conjuntamente cuando éstas lo requieran. Deben ir instaladas en paralelo, con misma altura de elevación (la altura an terionnencaleulada) y diferentes caudales, cuya suma debe el caudal total necesario para el riego. El cálculo de dichos caudales deberá tener en ~*enta principalmente la alternativa ée cultivo y las superficies que se van a regar en cudi época, de tal fa m a que se pueda regar en ciertas épocas de menor consumo sin utilizar todas las bombas. I Esta solució n tiene la ventaja, adem ás de la ya indicada de ah orrar energía y agua de riego, de poder regar si alguna bomba se estropea. En caso de existir una sola no sería posible, con los consiguientes per juicios para el cu ltiv o, s ob re todo si el fa llo se pr odu ce en la época de máxima utilización. Aunque en dicha circunstancia el riego, efectuado con un caudal mferior al necesario en dicha época, necesite un

mayor horario o aporte menor cantidad de agua al cultivo de la prevista, siempre co ntribuirá a defender la cosecha con riegos de socorro hasta efectuar la reparación. Las grandes instalaciones suelen no sólo fraccio nar la potencia de bombeo, sino disponer de un grupo motobomba suplementario de socorro, que sólo se utiliza cuando alguno de los usados para el riego sufre una avería. A m odo de recordatorio, a continuación queremos repetir las principales ideas para proyectar correcta mente una instalación de riego por aspersión: 1. Dividir eí caudal de riego lodo lo posible, con el fin de dism inuir el diám etro de las tuberías y consecuen temente su costo. 2. El dimensionamiento de las tuberías abastece doras debe, sobre todo en zonas con muchas horas de riego anuales, evitar grandes necesi dades energéticas por pérdidas de carga, que repercutirían en grandes costes de utilización. 3. Las alas de riego deben situarse lo más nivela das posible, para lograr una m ayo r longitud de las mismas con la misma variación de presio nes. Cuando sean móviles, su diámetro debe ser único para facilitar su transporte y montaje en las nuevas posiciones, pudiendo intercam bia r la situación relativa de lo s dife re ntes tra mos de tubería. 4. En este último caso, la mano de obra necesaria pa ra el riego de be esta r bien ca lculada , co n el fin de poder cumplir el calendario de riegos. A este respecto conviene tener en cuenta que el rendimiento del trabajo del personal eventual pued e ser m enor que el del lijo. 5. El trazado, para áreas de forma irregular, debe hacerse de manera que exista el m ayor número de alas de igual longitud. 6. Es conveniente mantener constante el número de aspersores regando simultáneamente, para que la bomba pueda funcionar siempre en las mism as condiciones, sin variaciones de caudal. 7. La altura de elevación del agua debe calcularse ,con exactitud. Eí curarse en salud, con cálculos

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y coeficientes por exceso, trae como conse cuencia un aum ento de la potencia calculada y un mayor coste para el regante, desa forr an do energía sin ningún beneficio.

6.7. Manejo de una instalación de riego por aspersión Un buen manejo debe incluir labores de conser vación y protección tic la instalación. Como norma general se puede d ecir que conv iene vaciar la red en épocas sin riego, por un dob le motivo. En primer lugar, para evitar [.a congelación del agua en zonas de tuertes heladas, que pueda provocar roturas. En segundo lugar, para evitar la sedimentación o incrustación de sustancias transportadas o disucltas, cuando el agua no circula. Además, cua ndo ex isten abundantes sustancias en suspensión, puede ser conveniente una limpieza de las tuberías. Para ello, una vez abiertas las llaves de desagüe, se hará circular el agua a la máx ima presión para que ar ra stre los se dimen tos. Por la misma razón es conveniente recoger el material móvil durante el invierno, evitando su des gaste cuando no se utiliza. El almacenamiento debe hacerse de una manera ordenada, principalmente en caso de tuberías móviles, para evitar su deterioro o rotura. En el manejo de! riego por aspersión se pueden distinguir dos aspectos diferentes, que no tienen que ser excluyentes. Por un ¡ado, se debe buscar la dismi nución de los costes de energía eléctrica, que es la normalmente utilizada, finalidad idéntica para todos los riegos a presión. Por otro lado, una buena eficiencía de aplicación. Para disminuir los costes de en ergía suele ser inte resante el estudio de la tarifa eléctrica que se va a ele gir, según potencia instalada y horas de uso, buscan do abaratar la factura que se va a pagar. Con el actual sistema discriminatorio se puede decir, con carácter ba sta nte gene ra] sobre todo en gra ndes ex plo taciones , que se tiende a utilizar al máximo las horas nocturnas más baratas y evitar tas horas punta (4 horas, en gene  ral por las mañanas), de coste m uy elevado. Los hora

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rios nocturnos presentan el inconven iente del mayor coste de la mano de obra, por lo que se suelen utilizar en sistemas fijos o mecanizados. El viento suele ser el principal condicionante para este riego. En zonas ventosas se suele recom endar, I además de las m odificaciones de m arco de aspersión j ya citadas, disminuir la pluviometría y aumentar el j tiempo de aplicación. Com o los vientos no son cons tantes en intensidad y dirección, la mayor duración del riego permite mejorar su uniformidad, pues s< pue den co m pen sar par cia lm en te las distorsiones p ro -, ducidas por dicho viento. Al mismo tiempo, al dismi nuir la ca .tidad infiltrada, la redistribución alcanza I may e importancia, contribuye ndo a m ejora r la tmi- i formidad de distribución. En equipos autopropulsados o móviles la dismi-1 nución de la pluviometría se consigue modificando su velocidad de desplazamiento (ver ap arta do s. 8). El | único con dicionante que puede existir es regar toda la I parce la en el tiem po máximo prev isto de sep aració n ! entre dos riegos. Sin emb argo, en s istema s fijos dicho L cambio implica, en genera], mod ificaciones en la p re -l sión, que se debe disminuir, y caudal utilizados. En] consecuencia el rendimiento del grupo motobomba] vana, así como la duración de los horarios de riega Por estas razones no se suelen efectuar cambios,! debiéndose tener prevista ía acción del viento al dise-1 ñar la instalación.

i

En caso de grandes vientos, no habituales, que i causan una pésim a distribución del agua y grandes I pérdid as por trans porte de las go tas, es recom endable ! 110 regar hasta que éstos disminuyan (figura 6-ÍO). En general las diferentes dosis o aportaciones del riego a lo largo del ciclo de cultivo se logran modifi-J cando el tiempo de riego. Este cambio se puede efec-1 tuar fácilmente en instalaciones fijas, donde no se] mo difica ei núme ro de alas, aum entando únicamente J el horario de riego. Por el contrario, en equipos » » í - | les obliga a aumentar el material necesario en parce-1 la o bien la mano de obra. En ambos casos se aum en -l tan los costes de inversión o de explotación. Sobre estas variaciones en el manejo es posible utilizar diagramas de operación o programas de orde nador, que permiten simular las operaciones de rieao y p rever los resultados que se pu eden o btener al cam biar las variables de op erac ió n, busc an do un óptim o rendimiento. Pero debe quedar claro que estos resui-

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Figura, ó - 10 . Riego po raspersióncon excesivoviento. Sólose humedece medio círculo. sados teóricos simulados tienen que s er comprobados en la realidad, pues eJ funcionamiento de la instala ción puede ser algo diferente deJ previsto teórico. Existen numerosos modelos y como ejemplo indi camos un diagrama propuesto por Juana, L, et al 11991). En él se estiman los valores del coeficiente de déficit, Cd, del rend imien to de aplicac ión y de la íracción adecuadam ente regada f, partiendo de valores previstos del coeficiente de un ifo rm idad CU y de la relación H/H r que represen ta la aportación de agua. Para aspersión el programa más utilizado es el Catchcan. que permite estimar la uniformidad de d is tribución de agua, según diferentes marcos, presiones de trabajo y vientos prev istos. También calcula la dis tribución real del agua según datosj>btenidos en eva luaciones sobre el terreno.

6.8. Pivote El pivote consiste en un ala de riego que gir a airededor de uno de sus extremos, anclado en el suelo y por el que se su m inistra el agua. Dicha ala está constituida por sucesivos tramos de tuberías con elementos regadores, apoyados en torres

metálicas móviles, que son los elementos de sustenta ción y transporte. Su separación, a lo largo del ala, varía generalme nte entre 30 y 70 m , aunque los tramos más empleados tienen 38 o 50 m de largo, en función de la pendiente del terreno, recomendándose los más largos, ya que d ichas torres son e lementos caros. Van montadas sobre ruedas para facilitar su des plazamiento. Actua lm en te se han im pu esto las de neu máticos, especialmente diseñados para el riego, con huellas muy profundas que se adaptan fácilmente a terrenos pesados, disminuyendo las posibilidades de deslizamiento o atascamiento sobre el suelo mojado. La longitud de estos aparatos suele variar entre 100 y 800 metros, aunq ue en nuestro pa ís los más uti lizados tienen aproximadamente 400 m. El pivote centra! es la parte más cara y, al aumentar la superfi cie regada proporcionalmente al cuadrado de la longi tud. la repercusión por hectárea de la inversión nece saria es m enor cuanto m ás largo es dicho aparato. En general todos los equipos, para aumentar la longitud de riego, suelen llevar instalada en la última torre una tubería en voladizo de longitud variable, generalmen te entre 9 y 18 metros, con sus correspon dientes regadores. Si éstos son aspersores, en el extremo lleva uno de máximo radio mojado para la

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Capítulo 6 Riego por aspe rsión

0 0 . 2 0 9 . 1 0 8 . 1 0 7 . 1 0 6 . 1 0 5 . 1 0 4 , 1 0 3 . 1 0 2 . 1 0 1 . 1 0 0 . 1 0 9 . 0 0 8 , 0

Figura 6-11 . Diagrama para estimarel riego a presión.

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sonde trabajo, con objeto de aum entar al máximo tongitud regada,

mecan ismos necesarios para un p erfecto funcionamien to del equipo, que suelen ser tres: alineación, parada y pro te cc ió n eléctrica .

.8.1. Movimiento El m ovim iento, inicia Imeiiíe de c arácte r h idráulies en la actualidad casi exclusivamente de aecioiento eléctrico, po r las imp ortaníes ventajas que inte:

Fuente de suministre)

1. Los pivotes se pueden desplazar sin necesidad de regar, lo que en ciertos casos puede tener gran importancia, representando al mismo tiempo un ahorro de agua. 2. La velocidad de desplazamiento puede variarse fácilmente, lo que p ermite ajustar la pluviom e tría según e! tipo de terreno. Se puede incluso, con grandes velocidades de giro, reponer dia riamente el agua co nsumida por el cultivo.

a)

3. La topografía de la parcela no influye en el movimiento como en el accionamiento hidráu lico, lo que en terrenos queb rados puede tener una importancia decisiva en la eficiencia del riego. En este tipo de pivotes cada torre se desplaza 'pendientemente, ya que lleva instalado un motor ico de una potencia aproximada d e 1 o 1,5 CV ■ q mode lo), con sus correspondientes reductores, el movimiento de tas ruedas es muy lento. Sí no dispone de suministro eléctrico* la energía se ene sin ningún problema mediante un pequeño erador, pues la potencia necesaria no es grande.

b) El movim iento se puede conside rarj:omo de velo cidad angular uniforme, por lo que las sucesivas torres tienen una velocidad lineal djfc/ente, que se determina para la última, que es la que regula el pegante. El des pla za m iento se re aliza por m ovim ien tos sucesivos de cada tramo, girando el equipo sensi blem en te en líne a recta, m ediante un mecanism o constituido, en general, por rótulas articuladas, que permite n lig eras desa lin ea cione s entre tra mos co nse  cutivos. En cada torre hay instalada una caja de control rara regular el desplazamiento automático de la misma, en la que se encuentran agrupados todos los

Figura6 -1 2. a) Esquemade funcionamiento de un pivote, b) Torrede pivotecon motor eléctri coy reductora. La alineación se produce a través de un interrup tor de parada/marcha, llamado de alineación, que en función de la posición del tramo siguiente, mueve o para la torre. Para ello el siste m a d e alinea ción disp one generalmente de brazo de mando, v arilla y leva de alineación. Si el mov imiento se interrumpe por cualquier ca iaN J allo del interruptor de alineación, obstáculos


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imprevistos, atascamientos, etc.), en cada caja existe un microinterruptor de seguridad que al ákanzar la desalineación entre dos tramos un valor previamente calculado, para automáticamente el equipo, incluida la bomba, interrumpiendo el riego.

6.8.2. Distribución del agua

pivotes de gran long itu d. Es te par ám etro de be ser tenido muy en cuenta, pues limita la longitud dei equipo que se va a instalar, especialmente en el caso de teiTenos pes ad os . Su elen ex is tir p ro blem as de des lizamiento y atascamien to d e las ra ed as cuan do el terreno se encharca, aunque sea momentáneamente., al ser mayor la pluviometría que la conductividad hidráulica del suelo.

La distribución del agua se efectuó inicialmente mediante grandes aspersores. Actualmente, debido al aumento del precio de la energía se están utilizando aspersores de baja o media presión y boquillas o sprays, debido a su m enor presión de trabajo (0,7 a 1 kgf/cm2). El uso de uno u otro tipo de regador pre senta las siguientes diferencias: • La pluviom etría instantánea es ma yor en el caso de boq uillas, debido al m enor radio mojado, En terrenos pesados puede haber problemas de escorrentia y de rodadura, que pueden dificultar el movim iento. Por ello, en ciertos casos, se uti lizan boquillas que sólo mojan medio círculo (180°), después de haber pasado las ruedas. • La boquilla pulveriza más el agua , po r lo que se pro ducen m ayores pé rd id as por ev ap oración , especialmente en climas muy áridos o con vientos frecuentes. Para evitar este inconve niente, las boquillas pueden colgar al extremo de u n prolongador, a poca distancia del suelo. La boquilla no tiene partes móviles y, en con secuencia, su duración es mayor que la del aspersor. La distribución de aspersores y boquillas a lo largo del ala no es uniforme ya que al aumentar la velocidad lineal conforme nos alejamos del punto central, la pluviometría deb e ser mayor, pues dismi nuye el tiempo durante el cual se está aplicando el agua. Es necesario disminuir la distancia entre los emisores o bien instalar aspersores o boquillas con m ayor caudal y pluviometría a me dida que nos aleja mos de la cabeza del sistema. Com o consecu encia de todo esto, la pluviometría instantánea en el extremo del círculo regado puede llegar a ser muy elevada, especialmente en caso de

Figura 6-13. Detalle de boquillay profongador en un pivote. Estos problemas aumentan en el caso de existí pendientes, ya qu e se produce n i'enó men os de esco rrentía que pueden producir arrastres de la capa ars ble y en char ca m iento s en zonas de m en or co ta, eau sando com o mínimo, menores producciones. En esto casos conviene que el agua escurra hacia la zona n<_-1 regada, donde se infiltra más fácilmente, condicioJ nando el sentido de giro del aparato. Actualmente la disposición y características__ los regadores se su ele calcular por ordenador, consi guiéndose una uniformidad de distribución de agu.


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IVelevada, del arden del 95%, lo que repercute en 2 buena eficiencia del riego.

En sistemas donde se pueden prever variacio nes importantes de presión o caudal de riego. Independientemente de estas casos, la utilización de dichos reguladores asegura una más perfecta disinbucion del agua y ciertos modelos los emplean para reducir presión en los aspersores más cercanos a la tom a de agua, donde las pérdidas de carga y [os posi bles de sn iv eles so n más peq ue ño s. «luda! de riego va a depender de la longitud de] equipo y es conducido po r tuberías de acero gal vanizado en la mayoría dé los casos. Dicho material une la gran resistencia a ¡a rotura del acera y las ven tajas del galvanizado frente a ¡a corrosión. Las tuberías más comúnmente utilizadas son las de 4 a 8 pulgadas de diámetro, aumentando, como es lógico, con la longitud del pivote. Los espesores son, en general, de 3 a 4 milímetros. La veloc idad del agua en cabeza de la instalación puede alcanzar los 5 m/s Estas tuberías de gran longitud, igual a la distancia entre las torres en que se apoyan, están sustentadas po r un siste ma de so po rte de difere nte diseñ o segú n los modelos, generalmente de tipo triangular o de celosía.

figura. 6-14. Rodadura de un pivote con posible atasco. Como en los riegos por aspersión tradicionales la máxima diferencia de presión entre ¡os regadores extremos no debe sobrepasar el 20 % d e la presión de trabajo, lo que puede condicionar el diseño y la lon gitud del equipo, especialmente en el caso de peque ñas presiones. Por esta razón, para asegurar un correcto funcionamiento de los equipos se suelen uti lizar reguladores de presión, que se deben instalar en los siguientes casos: Pivotes de boquillas con presión de trabajo del orden de 1 kgf/cm-. En este caso, aun con pe qu eñas pe ndientes, se su eíen alca nzar d esn i veles mayores que la máxima diferencia de pre sión admitida, me nor de 2 m.c.a. • En terrenos muy escarpados, con desniveles muy a preciables, con e l fin d e p ode r instalar equipos de m ayor longitud y más rentables.

La presión necesaria en cabeza de la instalación es la de los aparatos regadores, más las pérdidas de carga que se producen en todas las tuberías. Dichas pe rd id as au m en tan con la long itu d del eq uip o de riego y como ya se ha dicho no es recomen dable que sobrepasen el 20 % de la presión de trabajo, salvo en el caso de u sar reguladores.

6.8.3. Manejo del riego El riego con pivote tiene unas características pro pias, que le distin guen de otros si stem as de rie go , incluso de los riegos por aspersión Iradicionaíes. En primer lugar, como todos los sistemas fijos, o en su caso d esp lazab as a lo largo de una vía de sumi nistro de agua, permiten riegos de alta frecuencia sin, prác tica m en te, aum en ta r los gas to s, co ns iguiend o una pequeña tensión de agua en el suelo, en beneficio de una mayor producción. Al mismo tiempo, no está sometido a horarios de riego rigidos, ya que, salvo en caso de una automatización completa, sólo se requieü utrol humano para la puesta en marcha y la para-

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da, cotí la posibilidad de uso por ia noche sin ningún pr ob lem a de man o de ob ra.

No ap to par a re gar cu ltivos aitos, espe cialmen  te árboles,

El riego nocturno, especialmente en zonas áridas o en época s de fuertes temp eraturas, perm ite un mayor aprovechamiento del agua, disminuyendo las per did as p or e va po ra ción, esp ec ialm en te en el dirá™ agUa; Al m ismo tiempo la factura eléctrica dismi nuye, al utilizar na h orario de riego en donde el pre cio de la energía es menor, según las nuevas tarifas que b onifican el emp leo de dicha energía en horas de menor consumo. Esta razón que penóle abaratar ei negó, hace que la mayoría de los horarios sean noc turnos. Salvo raras excepciones el horario de negó no suele sobrepasar las 20 horas diarias, evitando ¡as horas punta de tariia eléctrica. En segundo lugar, se puede modificar la pluvio metría deseada con sólo variar la velocidad del eq ui po, lo qu e per m ite fácilm en te m odificar las ca ntida des de agua aportadas en función del terreno, el c t* tivo o la evap otransp iración . Con este sistema se pueden efectuar con com odi dad y pocos gastos., riegos para facilitar ciertas labo res como las conocidas de alzar, sembrar, etc., manteniendo el tempero del suelo. También se suelen aprovec har las horas de menor velocidad de viento, con el fin de aumentar la efi ciencia del riego, de especial interés cuando el agua es lactor limitante y de elevado precio. Si esas condi ciones se producen durante la noche, como es el caso en muchas regiones, se pueden reunir todas las ven tajas que hemos venido citando, lo que no serta facti ble en ca so de ne cesitar m ayor m ano de obra. El pivote también presenta ciertas limitaciones de utilización, entre las que se pueden citar como más importantes: Elevado precio, especialmente para pequeñas superficies. Uso difícil o complicado en terrenos pesados, obligando a pequeñas pluviometrías para evitar pro blem as de at as ca m ientos, so bre to do si ex ís ten p endientes. • Dificultades de man ejo en parcelas muy irregula res o que presenten obstáculos como pueden ser caminos, rendidos eléctricos, edificaciones etc

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6.8.4. Variantes del pivotp Las superficies mojadas son circulares, lo que pued e pre se ntar dificultade s al dejar partes sin reg ar en zonas donde el terreno sea factor limitante y/o el cultivo tenga gran rendimiento económico. En estos casos se puede instalar un brazo retrác til, unido a la torre final, que se extiende y se replie ga al pa s a d o r cada esquina, permitiendo el riego de parc ela s cu adradas . Su m ovim ie nto se pued e con, por va no s medios, siendo los más m ode rno, electrónicos. Esta variante presenta el grave inconveniente su elevado precio y de su complejidad técnica, p o r» que suele ser poco utilizada. Si se desean regar las esquinas no mojadas, generalmente se instalan ellas sistemas fijos de cobertura total, completando riego de las parcelas cuadradas.

Existen modelos que permiten cambiar la oriente cion de las ruedas, diseñados para poder ser traslad dos a diferentes p aréelas, ¡irados generalme nte po r a tractor. Para ello hay que separar el aparato de ■ anclaje central y disponer de otros en las diferents po sicione s de negó. Su elen se r poco utiliza do s. pu¡ aumentan la mano de obra necesaria y se pierde ventaja de una alta frecuencia de riegos. Eos llamad os sistemas lineales son aparatos de 1 mism as características, con la única diferencia de qc el abastecimiento de agu a no es fijo, sino que se efe tua en sucesivos puntos, regularmente espaciados, el recorrido regado o a lo largo de un canal o reeue de abastecimiento. La toma de agua se hace media te acoples m óviles y m angueras flexibles, Su mov imiento es longitudinal en vez dé circula con la misma velocidad de avance en iodos sus nu tos, sin presentar ninguna limitación por una exce va pluviometría instantánea. Tiene ia ventaja <¡ poder re gar m ayor superficie, pu es su re com d pued e ser m uy gr an de, ha ciéndo lo de form a re™ guiar, stn deja r Konas sin hum edecer. El movimiento rectilíneo se consigue por ma de unos cables tendidos a lo largo del recorrido, q u *

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Figura ó -15. Sistema lineal con manguerade toma de agua. sirven de guía al aparato, provisto de unos palpadores. En ciertos casos se utiliza un sistema de onda corta, mediante emisores que dirigen el desplaza miento. Este sistema, mucho más sofisticado, no es muy corriente. Su principal inconveniente suele ser el suministro de agua durante todo su desplazamiento, que puede pre se nta r pro blemas y re su ltar co sto so.

riegos sucesivos mediante la relación H = N/R*. siendo Ra el rendimiento o eficiencia de aplicación del equipo. Como dato orientativo, para un pivote bien dise ñado. dicho valo r puede oscilar entre 0,85 y 0,80. Para obtener el valor exacto se puede efec tuar una evaluación (ve r capitulo 1 1 ). caudal descargado por unidad de longitud (metro) del pivote, q, aumenta a me dida que nos ale ja m os del centro. A una distan cia r de dicho ce ntro, dicho caudal será q(r) y el área mojada, a, será una corona circular de I m de ancho y 2nr de longitud. El

6.8.5. Cálculos hidráulicos del pivote Supongam os un pivo te de longitud L (m) v radio mojado R (m), que riega un cultivo del qiJe se cono cen las necesidades de agua N. R>L si la ú 1 ima torre lleva, como es habitual, un voladizo. La superficie mojada será A = jtR 2 y si se desea distribuir una lámina H en un tiempo de aplicació n de riego de tap el caudal en cabeza de la instalación se obtendrá me diante la ya conocida ecuación Q ‘ tar = H.A . (1) La lámina H a aportar, como ya se ha dicho, se calcula según las necesidades N del cultivo entre dos

a = 2 frr(m). I(m) Se cum ple que q(r). tar - a-H qu e junto a la ecua ción ( I ) nos permite escribir Q/q ~ A/a ~ k R -/ 2 kt = R 2/2r de donde se deduce q(r) = 2rQ/R 2=cte.r En el extremo del pivote, r —R, el caudal descar gado por un metro de lateral será q(R) = 2Q/R. Sí a la distancia r del centro del pivote los emiso res están separados una distancia e, el caudal de cada emisorÛi:

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Figura 6-16. Enrolladorregando.

q(r).e = 2rQ e/R 2 El caudal total necesario a una distancia r del cen tro del pivote, Q(r), se calcula integrando el caudal q(r), ya calculado, entre r y R

6.9. Enrolladores 6.9.1. Descripción

Q{r) = J q(r) dr = / (2Q/R2) r.dr =Q/Rü (R 2 —j2) de donde:

Q(r)= Qf l-Jr/R ffl Finalmente interesa conocer la pluviometría máxima, Pm, que se produce en el extremo del pivo te. Su valor viene limitado ya que no debe producir encharcamiento prolongado ni escorrentía del agua de riego. Su valor va a depe nder del caudal Q en cabeza, de ía longitud del pivote y del radio mojado por los aspersores situados en el extremo del equipo (ra). Según Tarjuelo (1995), suponiendo elíptico el modelo de aplicación del agua de dicho pivote el valor de Pm se puede expresar como

PlW

/M

Pm(mm / h)

100

14.400 - Q{1 / s) 7t •R( m) - ra (m)

------------------ — -----------

Los enrolladores, nomb re con el que son popular- I mente conoc idos, son má quinas de riego consistentes en una parte móvil, generalmente un aspersor de gran tamaño montado sobre ruedas, que recibe el agua a través de una tubería flexible y una parte fija com pu es ta por un ta mbor giratorio y el m ec an ism o impu l sor de dicho tambor. Dicha manguera, generalmente de polietileno. de \ longitud variable, arrastra el equipo de riego al irse } enrollando en el tambor. El m ovimiento se produ ce por la propia presión del agua, que acciona un pistón, usado para aparatos pequeños, o una turbina para los de mayo r tamañ o, que mediante una cadena o un piñón dentado accionan el tambor. Generalm ente todos estos equipos están preparados para acoplar fácilmente un grupo de bombeo, por si fuese necesario aumentar la pr es ión de l agua. Am bos accionamientos disponen de un sistema de regulación que perm ite mo dificar el giro del tambor, con el fin de mantener constante la velocidad de arrastre de la tubería, a medida que ésta se va enro- j liando, para lograr una adecuada uniformidad de dis- I

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tribueión del agua. Disponen también de un regulador mecán ico o un laeómetro, para poder variar ía veloci dad de recogida, permitiendo mo dificar la pluviome tría del riego, en función de las características del terreno y. del cultivo. Por su pequeño coste y gran movilidad son fácil mente transportables en un remolque o arrastrados porun tractor, estos equipos se utilizaron inieialmente para dar riegos de socorro en diferentes parcelas. Se buscaba aportar, de forma barata, un complemen to hídrico para asegurar o m ejorar la producción, sin nece sitar una gran eficiencia de riego. Por esta misma razón, buscando cubrir una mayor supe rficie, su presión de trabajo era alta y et tamaño de la gota grande, lo que no perjudicaba a las praderas y cultivos forrajeros donde se empleaba más, pero que podia p rodu cir da ño s a o tro s cultiv os y c om pac tar cier  tos terrenos. En con secuencia este sistema no se reco mendab a para cultivos delicados, especialmente en los pe riod os iniciales d e cre cim iento. i El viento es un gran inconveniente, sobre todo legando con un aspersor de gran tamaño, pues dismi nuye drásticamente la uniformidad de distribución del agua. Como cada postura de riego generalmente dura muchas horas, regándose franjas adyacentes en dias sucesivos, si las condiciones eólicas son muy diferentes, la eficiencia del riego puede no ser dema siado buena. Sobre estos puntos, que inieiahnente reducían el campo de aplicación de estos aparatos, se han conse guido mejoras importantes, tanto en ta fabricación de los equipos (adecuación de diámetros de boquillas y de presiones de trabajo, men or ángulo de desc arga del b sp sra » , íwi t a «wtaB co m o l'en el manejo del riego (solape adecuado de franjas, velocidades de desplazamiento adecujdas para saumentar la eficiencia del riego). En la actualidad existe una variada gama de modelos adaptados a las diferentes necesidades q ue se pueden presentar, según 1 distintos cultivos, parcelas y condiciones de riego. La eficiencia de riego, por lo general, alcanza Imenores valores que en otros sistemas de aspersión, I por lo que no suelen ser empleados en cultivos deli cados o d e aílo rendimiento. Buscando aumentar dicha eficiencia, en ciertos | casos se ha reemplazado el aspersor por una pequeña

ala de riego, que evita los inconvenientes de un solo aspersor de gran tamaño. Este sistema no suele ser muy utilizado, pues necesita mayor inversión y más mano de obra para su traslado, lo que le hace perder pa rte de las ven tajas iniciales de diseño .

6.9.2. Manejo del riego La distancia regada en cada postura depende de la longitud L de la manguera, que varia desd e 100 o 150 m en los aparatos pequeños hasta 300 o 350 m en los grandes. La mayor longitud aumenta las pérdidas de carga producidas en dicha tubería, por lo que es nece sario un ma yor diámetro, que suele variar entre 50 y 1 Í 0 mm, con el fin de disminuir dichas pérdidas. Tiene Ja ventaja de abara tar la inversión ne cesaria por hectárea regada, pero el inconveniente de incremen tar la presión de trabajo y, por ende, los costes def riego y dificultar el arrastre del equipo regador. Com o en el caso del pivote, el riego nocturno en horas de tarifa eléctrica reducida permite disminuir el coste energético, siendo por esta razón muy utilizado. La anchura efectiva de riego es variable según el aspersor o aspersores empleados, desde un 70 a un 90% de la mojada, pues para una correcta uniformidad de riego es necesario un recubrimiento parcial de los extremos de ías franjas regadas. Éstas, en general, pue den variar entre un mínimo de unos 40 m y un máximo de unos ¡00 m, según el tipo de regadores empleados. Para evitar problemas de traslación del carro, el aspersor no sue le regar un círculo com pleto, sino un sector variable entre 200 y 240° hacia atrás, de tal mane ra qu e e’l ca rro vaya ava nzand o siem pre sobre terreno seco. De esta forma la pluviometría puede ser más elevada, ampliando la superficie que se puede regar con ca da aparato. El riego se inicia con la tubería totalmente exten dida y el aspersor o ala regadora va recorriendo la distancia que le separa del tambor, mientras se pro duce el enrollamiento. Una vez acabado éste, un inte rruptor autom ático detiene el riego, la parte central se gira 180° y la parte móvil, lirada gene ralme nte por un tractor, se desplaza en sentido opuesto hasta extender toda la tubería, momento en que se reanuda el riego, cubriendo en total una distancia 2L. En los extremos se produce, al com enzar y finalizar cada postura, una

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menor aplicación de agua, que afecta a superficies peq ueña s. Pa ra m ejo ra r el re parto se pu ed an in sta la r unos temporizadores que retrasen el comienzo del mov imiento al em pezar a regar y retrasen la parada al acabar el riego. Una vez acabada esta segunda postura se puede repetir el ciclo (caso de riegos de alta frecuencia con peq ue ño s ap ortes de ag ua y gran velocida d de des  pla za m iento), au nque esta op ción no su ele se r ha bi tual, o bien trasladar el equipo a otras posiciones sucesivas, para regar franjas paralelas a las ya moja das o bien otras parcelas. Se puede calcular, como media, que el tiempo necesario para cam biar de postura a estos aparatos es de l hora. Como no se suele regar, al igual que el pivote, en los perio dos de m áxim a ta rifa eléc trica, el equipo puede regar durante 20 horas, aprovechando pa ra efe ctua r el ca mbio el horario an tes citado . Todos estos equipos disponen de un interruptor automático d e parada que detiene el riego en caso de mal funcionamiento (avería en el tambor, mal enro llamiento de la tubería, etc.). Asimismo, todos los

aparatos suelen llevar un dispositivo que permite accionar el tam bor sin que sea necesario regar, gene ralmente una toma de fuerza que se puede acoplar fácilmente a un tractor. Com o resumen final de todo lo dicho, para lograr una buena uniformidad de riego se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones: Para regar con viento conv iene efectuar el despla zamiento perpendicu 1armen te a la dirección dom i nante de dicho viento. I a presión de trabajo debe aum entar a medida que lo hace el-caudal de riego utilizado, con el fin de que el tamaño de la gota no varíe demasiado. Se reco miendan presiones entre 300 a 400 KPa para cauda les de 10 a 25 mVh y entre 400 a 550 K Pa para cau dales de 30 a 50 m^/h. El chorro del aspersor debe tener un ángulo ap ro ximado de 2 2 ° sobre la horizontal. El sector regado, tal como se indica en 3a figura 6-17, debe cubrir un ángulo aproximado de 220 °. i

Figuraó -17. Esquemadel riegocon un enrollador.


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Riegolocalizado

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Capítulo 7 Riego localizado

7.1. Características

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Es el más moderno de los métodos y su desarro llo se debe principalmente a los avances tecnológicos des arrollados en Jas últimas déc adas, sobre todo en el tema de los plásticos. El riego localizado es un método que agrupa todos los sistemas c aracterizados po r una red de dis tribución de agua fija y en carga, que perm ite peque ños aportes hídricos continuos o frecuentes en luga res determinados e n relación c on el cultivo, de forma que la infiltración de dicha agua sólo se produzca sobre una fracción reducida de la superficie del suelo. AI no dep ender de las condiciones edá ficas ni de las climáticas, ya que el agua va siempre entubada hasta su aplicación al terreno, permite una buena efi ciencia de riego en casos de difícil utilización de los otros dos métodos. Es muy usado en condiciones especiales de mala calidad de suelos y/o aguas y con diciones climáticas adversas, sobre todo en terrenos muy ligeros, aguas salinas y condiciones xéricas. Suele ser un sistema fijo, que cubre todo el terreno, por lo qu e la man o de ob ra necesaria es mín im a y per mite ia alta frecuencia de riegos sin aum entar los gastos, manteniendo un alto contenido de agua en la zona de raíces, con las consiguientes ventajas para la produc ción de los cultivos, punto que trataremos con detalle. Generalmente se considera este tipo de riego como una técnica nueva , comp letamente desarrollada durante los últimos 25 o 30 años. A este respecto hay que ma tizar que situar directamente cerca de las raí ces el agua de riego que necesitan las plantas no es una invención reciente: desde el siglo XIX se practi caba el riego subterráneo. Pero, aunque sus ventajas se habían con siderado indiscutibles. la tecnología de la época no había logrado una p uesta en práctica efi caz y rentable. En los últimos año s las nuevas tecno logías, que han hecho posible el uso de tuberías de pequeñ o diám etro y de em isore s a precios ba ratos, han permitido dicho logro. Existen dentro del riego localizado varios sistemas, siendo los principales riego po r goteo, riego por tuberias o cintas perforada s y micro aspersión . A. Riego por goteo. El agu a se distribuye puntualmente a través de unos em isores que la deposi-

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tan gota a gota sobre el terreno, llamados got ros. Su pequeño caudal y la poca superfic mojada por cada uno de ellos hace que número sea muy elevado, especialmente í horticultura y que necesite mayor cantidad t tuberías, en las que van insertados los gotero Es el sistema más difundido y al que dedican mos mayor atención. B. Tuberías o cintas. Suministran el agua a lo la: go de toda su longitud, a través de orificio; Pueden ser de 2 tipos: - Perfora das, con orificios a distancias con . tantes. * Porosas, que rezum an agua de forma eonti nua. Su fabricación es m ás sim ple que los goteros su principal inconveniente es la falta de uni formidad en la aplicación del agua, con peo eficiencia dei riego. En contrapartida, su baji pre cio pe rm ite qu e las instalac io ne s se an m á baratas qu e las de go teo. En ge ne ral se puedi decir que son mucho menos empleadas. C. Microaspersión. Este sistema utiliza mi croas pe rs ore s o difuso re s p ar a d istrib uir el ag ua , coi radio mojado pequeño, menor de 6 metros Aunque una pequeña parte del recorrido de agua se hace por el aire no suelen existir pro' blem as de ev aporación. La su pe rficie mo jadí es mayor que en el caso de goteros, por lo qu< se usa, sobre todo, para el riego de árboles, er donde un microaspersor puede sustituir varios goteros, Puede crear, además, un ciertc microclima que en ciertas especies es más favorable para la producción.

7.2. Ventajas e inconvenientes El riego localizado y en espec ial el goteo, está perfec tam ente adaptado a los cultivos en lineas tipieos de la horticultura, tend iendo los ram ales’ a lo largo de las hileras de plantas. Esta disposición facilita otras labores de cultivo, ya que se puede n utilizar con como didad las interlíneas, que a diferencia de

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otros tipos de riego no se humedecen, siendo posible Simultanear las prácticas culturales c on el riego. La instalación suele ser fija, po r lo que la mano de >ra, aun en las instalaciones más rudimentarias, es mínima, lo que facilita la alta frecuencia de aplica| eiones. Dicha alta frecuencia obliga a peque ños apor res hidricos, generalmente reponiendo el consumo de las plantas. El pequeño caudal unitario de los emíso[ res perm ite un buen control en la aplicación del agua, I aun en pequ eñas cantidad es, lo que permite obtene r ! una alia eficiencia en este tipo de riego. No moja ndo to da la super ficie se puede lo gra r un menor consumo de agua, debido a la m enor evapora ción producida desde el suelo, dependiendo del área I mojada. Sin embargo Ja cantidad de agua evaporada no se reduce en la mism a cuantía que las superficies evaporantes, puesto que éstas están alimentadas de forma prácticamente continua, siendo su evapóra la ción perm ane nte. Al disminuir la evaporación, el volumen de agua l correspondiente se encuentra disponible y puede ser I utilizado por la planta, de tal forma que si el suelo I esa poi a un poco me nos, la planta transpira un po co I más. Como la fotosíntesis tiene una estrecha relación con la transpiración, el riego localizado, al aumentar teóricamente la transpiración, puede provocar una | mayor producción de materia seca para una misma [ cantidad de agua. Por otra parte hay abundantes experiencias que I demuestran que existe una correlación más o menos I acusada entre los niveles de producción de diferentes 1 cultivos y el nivel de humedad o cantidad de agua en d suelo. Este método, que man tiene más agua en el I saeio. favorece, en teoría, un aumento de producción [ o un ahorro de agua a igualdad de producción. Precisamente la determinación del percentaje de \ suelo que se debe mojar, de la cantidad de agua que [ se debe aportar y de la consecuente frecuencia de riei son las variables que requieren mayor estudio. | Estos aspectos serán estud iados con detenimien to [ posteriormente. La disminución de la superficie mojada tiene como inconveniente la aparición de estrés hídrico más rápidamente en caso de falta de suministro de agua, especialmente en el caso de riegos de alta fre cuencia, Este pun to deb e ser tenido en cuen ta en el

diseño, para evitar interrupciones en el riego no dependientes de Ja instalación, como puede ser la falta de fluido eléctrico. Este mé todo es muy apropiado para terrenos lige ros, especialmente para los arenosos, que por su peq ue ña ca pa cida d de re tenc ió n nec esitan ap ortes peq ue ños p ero frec ue ntes, co n el fin de dism in uir las pér di da s por fil tra ción pro fu nda y poder obtener una bu en a ef iciencia de aplic ac ión. Igualmente se obtienen mejores resultados en el riego con aguas de peor calidad, especialmente fas salinas. La alta frecuencia permite un mayor conteni do de agua en el suelo, por lo que la tensión matricial no alcanza valores tan elevados como en otros siste mas de riego y, en consecuencia, permite un mayor aprovechamiento por las plantas. Este método facilita también el uso de la fertirrigación. a plicación d e fertilizantes con eJ riego, con el consiguiente ahorro de la mano de obra y energía necesarias en esta operación, comparándola con el método tradicional de abonado. También este tema será tratado, en profundidad, en el capítulo 1 1 . Asimismo permite una fácil automatización si se desea regar durante largos horarios diarios e incluso las 24 ho ras del día. sin increm entar los costes. Dicha automatización también es aplicable a la distribución de otras sustancias con el agua de riego, permitiendo fraccionar, cuanto sea conveniente, los aportes. Finalmente se puede considerar como el método ideal para regar con aguas recicladas, pues al no mojar la parte aérea de la planta, disminuyen los ries gos de contaminación de hojas y frutos. Para más información consultar el An ejo 1. En contrapartida hay que decir que el riego loca lizado presenta, en el caso más general, dos impor tantes inconvenientes: a. El pequeño diámetro de salida del agua de los emisores facilita la obturación de los mismos, ûe puede producirse po r los siguientes motivos: * Obturación física, causada por partículas sólidas en suspensión en el agua. Obturación química, producida por depósito de sales disueltas. Puede ser de varios tipos,

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aunq ue las dos m ás generales; *1^ la calcá rea, por depósitos de carbonatéis en aguas calizas y la ferruginosa por depósitos de hie rro ferroso. “ Ob turación biológica, producida por algas, bac terias e inclus o inse ctos . Es típic a de los riegos desde balsas descubiertas. Para evitar dicho problema es necesario un filtrado eficiente, dependiendo dei tipo de agua de riego y un manejo adecuado de la instalación, con los correspondientes trata mientos para limpieza y buena co nservación de la misma. b. Es te métod o requ iere unas may ores in ver sio nes, debido a un mayor coste de instalación y de m anejo, principalmen te energía, que el sis tema de gravedad. Sin em bargo debemos hacer constar que dicho coste depende del marco de plantación, aum en tando con la de nsidad del cultivo, lo que también producirá, lógicamen te, una mayor producción y unos mayores ingresos económicos. A las consideraciones anteriores hay que añadir que el riego localizado puede au men tar ei peligro de plaga s o en ferm ed ad es, que pu ed en pro life ra r en las zonas húmedas, que con ca rácter permanente existen, si no se tratan adecuadamente. Asimismo es necesario una mayor tecnología de los usuarios, si quieren obtene r el máximo provecho de la instalación, evitando problemas e inconvenientes que puede producir un mal manejo de la misma, que pu ed e en ca sos ex trem os hacerla inclus o poco rentable.

7.3. Perspectivas del riego localizado Debido a sus características específicas, este método va ampliando sus campos de aplicación. Sin embargo quedan todavía variables de este método que no están suficientemente estudiadas y contrasta das para conocer, con toda exactitud, las modalidades de aplicación más adecuadas y ventajosas. Se están efectuando num erosas investigaciones al respecto en todo el mundo, con el fin de optimizar su uso.

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Pero al mismo tiempo presenta una serie de pr ble m as pro pio s, inherentes a nuestro s su elos , ag uí condiciones climáticas y cultivos, que son los qi verdaderamente debemos solventar. Es imprescinc ble par a ello la inve stigac ión ap lic ad a en dich os casi concretos. El riego con aguas salinas, aun en goteo y p muy bien diseñado que esté, produce inevitabl mente una salinización progresiva del terreno, lavado de las sales acumuladas es el sistema m empleado para disminuir dicha salinización, que todas maneras es, actualmente, la asignatura pe diente £n la ciencia del riego siendo a medio y larj pla zo im posible pre decir los posib le s re su ltados dichos riegos y, en casos extrem os, la futura viabil dad de los mismos. La determinación exacta de las necesidades agua de los cultivos con aplicaciones de alta frecuei cia, con aportes hídricos casi continuos, es otro pun no bien conocido y en el que se deben con centrar 1 investigaciones, buscando la mayor productividí del agua. Es un tema de especial interés en las cond ciones actuales en que se encuentra gran parte España. En ciertos casos la ausencia de datos y de invest gacio nes correspon dientes a nue stras necesid ades n< obliga a aceptar los que han sido determinados otras condiciones. Es necesario para conseguir 1 mejores resultados, que las experiencias extranjer; que nos pueden guiar hayan sido efectuadas en coi diciones similares. A pesar de ello, deben ineludibli mente co ntrastarse in situ, si se quiere verdaderame i te obtener el máximo provecho d e dichos estudios. De todo lo que acabamos de exponer se puede obtener una serie de consideraciones importante sobre el diseño e implantación de este tipo de riego Por tratarse de un método muy específico s campo de acción es más reducido que los otros, m¿ general. Ahora bien, cuando se cumplen todas h condiciones requeridas, su eficacia y reníabilida suelen ser excelentes. En situaciones de escasez agua, su uso puede p ermitir importantes ahorros, dif ciles de evaluar según condiciones de suelo, clima cultivo. En dichas circunstancias muy habituales e España, su empleo puede aportar soluciones bastanl buen as a los pro ble m as de se quía ex istentes en algi ñas de nuestras zonas.

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La fácil automatización, posible en casi todos los sos. va aum entando a medida que la mano de obra al disminuy e o se encarece. Dicha automatización míe, además, evitar ei error humano, que auinen» a m edida que la tecnolo gía del usu ario disminuy e > -to perm ite obtener los mejores resultados. No deb em os olv id ar qu e ei riega loc-aliíastó, con 1 gran porv enir en España, exige para desarrollar J° ’u potencial, conocimientos exactos en la con d ó n de la red de riego, en su instalación y tal vez 2 el punto más importante, en su manejo y manieTiento por parte del agricultor. Con esto no queremos decir que sea una panacea _> que deb a re em plaza r sistem áticam en te a los otros leséiodos. no olvidemos que no se puede aplicar trenllifcfemente a cultivos densos. Se trata de una técnica I Boy bien adaptada a casos precisos, especialmente Im irto ya se ha dicho con aguas y suelos de maiá cali|¿ a d . de los que po r desgracia, existe un ampl io reperrio en nuestro país.

7.4. Instalaciones de riego localizado Las instalaciones de riego localizado comprenden las siguientes partes, enumerando desde la loma de agua hasta llegar a los regadores:

2. Tan qu e o equip o de inyección de fertilizantes Como su nombre indica permite el suministro de elementos nutritivos directamente al agua de riego. Este punto se tratará con todo detalle en el capítulo de fertirrigación. 3. Sistema d e filtración Es una pieza fundamental para evitar el atasca miento de los goteros que, como hemos dicho, es uno de los principales inconvenientes de este método. Incluye todos los elementos nece sarios para evitar la entrada de sustancias en suspensión en las redes de riego. Cuan do el agua no es mu y limpia y. sobre todo, lleva o arrastra abundantes sustancias, antes del cabezal de riego suele ser recomendable instalar unos aparatos qué efectúen una prime ra limpieza, separando las partículas de mayor tamañ o, que col matarían rá pidam ente ios fil tros del cabezal. Los más co nocidos y sencillos son los desarenadores o depósitos de sedimentación que, al dis minuir la velocidad del agua, provocan el depó sito d e las sustancias en suspensión. También se utilizan mucho los hidrociclones, recipientes que provocando un movimiento rotacional del agua, hacen que las partículas sólidas, más pesa das. vayan depositándose en su fondo, de donde se pueden extraer fácilmente.

7.4.1. Cabezal de control Como su nombre indica es la parte que permite conseguir las condiciones calculadas para un riego 1 eficiente, controlando el suministro de agua a la red i de riego. Por lo general va conectado a la loma de agua. Suele comprender: 1. Equ ipo de bombeo Imprescindible, salvo que el agua sea suminis trada por una red a presión. Debe suministrar la adecuada presión de trabajo a la instalación, y debido al elevado número de horas de utili zación anual debe cuidarse el diseño del mismo, con un elevado rendimiento.

Figura 7-1 . Batería de hidrociclones en cabeza de una instalación de riego localizado.

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Los filtros más utilizados son los de r a p . y los de mallas, instalándose, por lo generad ambos para ase gura r un co rrec to filtra do . En prim er lugar se coloca el de arena que, debido a la tor tuosidad del recorrido que deben recorrer las partícu las y a su m ay or vo lumen filtran te, retienen más fácilmente las partículas orgáni cas. Aunque no se puede hablar con absoluta seguridad, parece demostrado que las sustan cias orgánicas, fácilmente deform ables, tienen una cierta facilidad para atraves ar los filtros de mallas, a! adaptar su forma a la estructura de éstas. Por esta razón se utilizan para retener restos inorgánicos, especialmente de sustan cias fertilizantes, instalándose después del punto de inye cc ió n de lo s aparatos de fertirrigación. • Filtros de arena El filtrado se produce a través de la absor ción física a través de un cierto espesor de arena. El agua que se desea tratar debe entrar de forma lenta, recorriendo los inters ticios existentes entre los granos de arena, cuya form a y textura facilita la adherencia y retención de las sustancias en suspensión, quedando filtrada a la salida.

tes mayores velocidades para, de esta mane ra, disminuir la superficie del filtro y la inversión. El funcionamiento del filtro produce el colmatado del m ismo, al ir llenando las partícu las retenidas los poros de la arena. Este pro ceso dificulta eí paso del ag ua y aum enta las pé rdid as de carga. Si la colmatac ión es elev a da se pueden producir compactaciones y cos tras, que dificultan una eficaz filtración. par a so lu cio nar este pro blem a se pro ce de al lavado del filtro. Este proceso se realiza a contracorriente, es decir se invierte la direc ción de circulación del agua, que recorrien do la sustancia filtrante en sentido contrario y con la má xima presión posible, arrastra las pa rtícula s re tenid as , lim pia ndo de dich a suciedad los poros. Dicha agua de lavado se suele verter al exterior.

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Una cuestión importante es la profundidad del lecho filtrante. Parece evidente que cuanto mayo r sea el rec on ido del agua, tanto mejor va a ser la retención de las sus tancias en suspensión. Sin embargo la expe rimentación ha mostrado que a partir de una pro fu ndid ad dete rm in ada, gen era lm ente alrededor de 70 o 75 era, el incremento de sustancias retenidas se va haciendo práctica mente despreciable. Por el contrario se difi culta el contralavado, llegándose a formar, en este caso, vías preferenciales que dismi nuyen la eficiencia del filtrado. Por todo ello, las alturas del ¡echo filtrante suelen tener entre 50 y 70 cm. La velocidad d e filtrado es un a característi ca que hay que tener en cuenta, ya que la eficacia aumenta al mismo tiempo que la superficie filtrante, a m edida que disminuye la velocidad. Las máximas velocidades no deben sobrepasar tos 70 m3/h de agua por m 2 de filtro. Sin embargo son m uy frecuen

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Cuerpo en chapa de acero pintada con epoxi

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Cartucho en acero inoxidabte

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Camisa de nylon

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Boca para vaciado de arena

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Purgador 1/8"

Figura 7-2. Esquema de filtro de arena.


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La frecuencia de lavado depend e de las con diciones del agua de riego, que a menor lim pie za pro voca m ayo re s co lm ataeióne s. En consecuen cia se suele lavar cuando la pérdi da dé carga produc ida en el filtro alcance un m.c.a. En ciertos casos, con ag uas mu y lim pias se su elen lim pia r los filtros ca da per io  do de tiempo determinado. Teniendo en cuenta que esta limpieza no es perfecta* se va prod uc iendo pa ulatinam ente el colmatado del m aterial, por lo que h ay que cambiarlo después de un cierto tiempo de servicio, variable según ía calidad del agua. 4 Filtros de mallas

Están co nstituidos p or cilindros metálicos y más modernamente de material plástico anticorrosivo, que llevan en su interior una serie de discos concéntricos de mallas, que debe atrave sar el agua, depositando en ellos las partículas en suspensión. Cuanto más densas sean las mallas menor será el lamaño de las partículas que pueden pasar, per o con uu m ay or co ste de fabrica ción. Estas mallas utilizan como unidad de medida el mesh, que es la densidad de mallas

por pu lgad a cu ad rada. Com o reg la ge ne ral se pu ede dec ir qu e deben utiliza rse m aJías cuyo tamaño sea la décima parte del tamaño del orificio del gotero. CewiS) 3 b f t t o ¿fe m ena e'i ne c e sa rio W a do se hace po r contralavado, aunqu e en cier tos casos.* en general filtros pequeños, se pued e hacer man ualm en te, ab rien do la car casa del filtro y con una m anguera, limpiar los discos. 4. Regulador de presión Pieza imprescindible para evitar variaciones de presión en los ra m ales de rie go , deb id as a las diferentes cond iciones de funcionamiento (fertirrigación, limpieza del filtro, etc.) y obtener una buena eficiencia de riego. Cuando la insta lación es grande se pueden o sé deben, según diseño, colocar también en cabeza de los dife rentes sectores de riego. 5, Válvulas de d istribución y de corte Su número y situación en la red de riego deben per m iti r un co rrec to mane jo de la instalac ión, independizando sectores. Se evita de esta manera, en caso de mal funcionamiento o de roturas, pérdidas innecesarias, así como se per-

Figura 7-3. Esquema de cabezal.

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mite el correcto funcionamiento de lás-Uhas o sectores no afectados en Los que no se inte rrumpe el riego. El importe de estos elementos no suele ser elevado y cumplen una misión fun damental en el manejo adecuado de la instala ción. Debe existir al menos una por cada uni dad de riego. 6. Dispositivos de regulación, programación y automatización

N o so n im presc indib les y pue de n reem plazarse por m an o de ob ra , so bre to do en peq ueñas par celas. Son generalmente utilizados a medida que la superficie regada aumenta.

7.4.2. Red de distribución Comprende las tuberías principales y secundarias, que conducen el agua desde el cabezal a la red de riego, así como los elementos de control necesarios (válvulas, moduladores, etc.}. Dichas tuberías suelen ser de material plástico, bien rígido, generalmente PVC, bien flexible, PE de baja densidad. En instala ciones pequeñas van tendidas sobre el terreno, mien tras que en las grandes pueden ir enterradas, lo que facilita su conservación.

7.4.3. Red de riego_________

Figura 7-4. Esquema de instalación de riegopor goteo. Los emisores constituyen junto con los filtros la pa rte más im po rtan te de todo el rie go loca liza do. Su adecuada elección es imprescindible para un buen funcionamiento del sistema. Deben cu mp lir las condiciones siguientes:

Comprende las tuberías terciarias o portarrama les. los ramales o alas de riego y los emisores, que son los dispositivos que sum inistran el agua, coloca  dos en los ramales.

•

Las tuberías terciarias derivan de las anteriores y se suelen tender perpendicularmente a las líneas de cultivo. Suelen ser de PVC o de polietileno y alimen  tan los ramales o alas de riego, tendidos junto a las líneas de cultivo, que son generalmente de PE de baja densidad. Su sección depende de su longitud, que determina las pérdidas de carga. Los diámetros exte riores más empleados son los de 10 y ¡2 mm y de man era general se puede decir que las longitudes más habituales varían entre 50 y 100 m, en instalaciones al aire libre,

• Tener la may or sección de paso posible para disminuir al máximo los problemas de obtura ciones.


Apo rtar caudales pequeños, pero uniformes y constantes. Normalmente se busca que las inevitables variaciones de presión Ies afecten en la me nor medida posible.

• Ser baratos, robustos y durad eros, resistiendo ataques químicos y físicos durante su m anejo, • Su fabricación deb e ser esmerada, de tal forma que el coeficente de variación de fabricación sea pequeño, para obtener una buena eficiencia de aplicación.

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Las dos primeras condiciones impuestas son bas tante contradictorias y para intentar cumplirlas se han estudiado una gran gam a de soluciones, con tipos de muy diferentes características. Existen 3 clases de emisores: * Goteros.

1. Régimen de flujo. a. El régimen de flujo dentro del gotero es laminar, pero la entrada y salida provocan que el valor de x varíe entre 0,7 y 0,95. Suelen tener un largo y estrecho conducto, muchas veces en forma helicoidal donde se pro voca la pérd id a de ca rga. E n este ca so se encuentran los microtubos.

* Tuberías perforadas. * Mícroaspersores. Por ser el riego por goteo el más utilizado, vam os a estudiar las principales características de los primeros.

7.4.4. Goteros Un gotero es un aparato fijo en el ramal de riego, cuya misión es dejar salir el agua do una manera con trolada. gota a gota o m ediante un pequeño chorro.

b. El régim en de flujo es tran sito rio o pa rc ia l mente turbulento, con valores de x menores a los anteriores, entre 0,55 y 0.65. Son los goteros de laberinto, en donde un largo con ducto tortuoso aumenta la turbulencia del flujo en el interior del gotero. c. El régimen de tlujo es completamente tur bule nto y el exponente de des car ga sue le se r pró xim o a 0.5. So n los llam ad os go tero s de orificio y goteros vértex. G o t e r o tipo orificio

El caudal depende de la presión de trabajo H. del capón ente x que depen de del régimen de flujo dentro del em isor y de un coe ficiente de d escarga caracterís tico K. que representa el caudal correspondiente a una presión de 1 m.c.a. 0 (caudal):■= K ■H x Los caudales suministrados suelen variar entre 1 y 12 litros por hora, para una presión de trabajo entre 10 y 15 m,c.a,(l y 1,5 bar). En general los caudales más empleados son los de 2 y 4 litros por hora. Las secciones de paso, menores de 2 mm. hacen necesa ria una gran precisión en su fabricación, debiendo utiii zar material garantizado para yn correcto funcio namiento del riego. Conviene tener en cuenta que el inevitable coeficiente de variación de fabricación modificará, aunque sólo sea mínimamente el caudal real de cada gotero.

Tipo laberinto

0,-5 < X < 1, x = 0,5

Gotero autoeom pensanie

x^ O.O Onficio de salida

ISO ae agua

7.4.4.1. Características de los goteros ___________________________ Los goteros se pueden clasificar según varias características. Las principales son;

Disco eiastic Plano eiaslico

o

Conducto en esp'f

Figura 7-5. Diferentestiposde goteras.

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Capitulo 7 Riego localizado

va a l t e ? 6 * ‘T ™ a 8r™ ¡ "P o r ta n d o p ues va a determinar ¡a sensibilidad del gotero a las ración. ¿>e cumple que;

paso. Presentan ei inconveniente de su maV( P r e c i o  y de Ja poca durabilidad de dicha men

brana, que su ele hac er nec es ario su ca mbio eo tipos

dq/q = x dH/H es decir que cuanto m enor sea x, meno res serán ías yanac one s de caudal para una mi™ ! « d e j ó l o na variación de caudal prevista que permita una buena uniformidad, será posible aumentar diferen cia de presiones en la instalación per ñutiendo por lo general mayores pérdidas de carga o desniveles.

que^ m~

La curv a c aracterística del gotero, qUe genera] me nte se representa en coordenadas Q v H nos ndica para diftrentes presjones d d «0 e r o a ? d 0 ’ ln d ic án do no s Ia O i b i l i d a d del gotero a las vacaciones de presión. A medi p e îón n re ffi,n r d re pro ^ porció ^ n ên la prres pe rc Uye ute elVa,° en meno

mTs^rémV3510' raZ™ P°' laqUeCada ma s, se emplean goteros turbulentos.

uenc'a q ue  lo s S ° te ro s  de otro

Son m uy utilizados en ramales d e grandes Ion tente o T q" e laper did a dc Cí"-ga no es ¡i™ c á rc e l! ™ d esn iv eIe s ^ J a b í e s er

pe™,ilr adecuadas

2, Tipo de fijación a la tubería.

d t c S ° SmÍCr0tUbOS- eXÍSta™ ™ s ‘ ¡P 0

a. Sob re línea U s emisores se fijan a la pared de la tube ría mediante una perforación. Se pueden colocar directamente sobre la tubería o bien introducir en dicha perforación una alargaera a clJy ° ^ naf se conecta e! gotero. b. En línea Ei gotero se introdu ce en la tubería, uniendo os segmentos de la misma, que se corta rued en venir ya embu tidos de fábrica a dis tancias prefijadas o instalarse sobre el terre

3 (l/tl).

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Figura 7 -6 . Esquemas de cutvascaracterísticas de goteros.

a st e sistema se suele emplear mucho en fru ticultura para instalar mayor „úmero de goteros, a medida que crece el árbol y las necesidades bidricas aumentan. Para ello el ramal de negó, cuyo diámetro se ha previs to para poder transportar todo el caudal necesario para el riego de árb oles adultos, se corte en los puntos adecuados, introducendo el emisor. c. Integrados

se u t ^ í U m m “ ira a ™ i fo™ ,d a d d e rie go n i g,,ter0S a te , ?n o s q u e se in te n ta o b t e n e T ^ ^ ^ ^dependiente de la presió„, eon un va¡ür Pepeno, proximo a 0. Para ello. en ge„eral F lu y e n una membrana fle.vible que s " “ baj0 ,a Ptes,o n- disminuyend o la sección de

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K 1 gotero queda introducido dentro de la tubería durante el proceso de fabricación La separación entre goteros es constante Presentan la ventaja de una may or robustez del conjunto, ya que la tubería no presenta cortes ni perforaciones y suelen tener vida media mas larga.

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' Los goteros .deben tener alta uniformidad ds Fabricación. Todos los goteros deben haberse probado para conocer tes variacíotres en ei caudal qué apor tan. Dichas variaciones son inevitables en todo pr oce so indu strial. La tole ra ncia se es tablece medíante una clasificación cualitativa del coe ficiente de variación de fabricación, que es prá cticam en te inde pen diente de la p resión.

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1 año

Las normas- ASAE especifican que p sra una instalación correcta, los goteros deben tener mi Valor uc dicho .o el'c ten tc sup erior a 0.-X.\ A este respecto se debe tener en cuenta que la mimaturización del gotero disminuye dicha uniformidad, los circuitos largos tienen más uniformidad que los coitos. L as piezas móviles prod uc en siem pre m enor uniform idad que las fijas, lo que se debe tener en cuenta en el caso de goteros auto compensan tes. Se deben evstar los goteros susceptibles de obturación.

Figura 7-7. Esquemade instalaciónsucesiva de goterosen plantación de árboles.

7.4.4.2. Criterios de elección Ante el gran número de goteros existentes y sus diferentes características, surge la pregunta ¿cuál es el mas adecuado en cada caso concreto? Evidentemente no es facíI y. desde luego, no pretendemos dar una receta para la elección de cada goterojsino únicamen te plantear [os aspectos más importantes que se deben tener en cítenla, Queremos recordar que ante todo, la economía nene un papel preponderante, ya que fija el Umite superior de la inversión, por encima del cual ésta no sena rentable, a pesar de su m ayor perfección técnica Este limite viene impuesto, en muchos casos, por la rentabilidad económica del cultivo que se va a regar. La elección de un gotero debe tener en cuen ta los siguientes aspectos;

Aunque con los avances tecnológicos se han efectuarlo grandes avances sobre este punto, con filtros muy perfeccionados co nviene recor dar que. a igualdad de otros parámetros la obturación será m enor cuanto m ayor sea la sec ción de salida. El conocimiento de la calidad a 8 ua y de ■» partículas que transporta es prim ordial para ev itar es ios pro blemas y dise  ñar el tipo o tipos de filtro necesarios. Si el terreno no es llano se deben elegir goteros con exponente \ pequeño, que permita mayores variaciones de presión a lo largo de ¡n instala ción. Los goteros autocom pensantes pueden ser recomen dables en estos casos.

7.5. Diseño del riego El correcto diseño del riego debe buscar una bu en a un ifo rm idad de distrib ución de l agua , con un valor elevado del coeficiente de uniformidad (CU) que. por lo general, debe sobrepasar el 90%. En este método, donde se busca el máximo aprovechamiento d e j^ ji a . además del CU de Christiansen. ya citado.

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se suelen utilizar otros c riterios para determina rlo. En el Apéndice 1 se estudia con detalle este tema.

suelen presen tar en las diferentes regiones. Sin embar go, se han obtenido algunas conclusiones prácticas:

El diseño empieza por la elección del emisor o gotero, que se efectuará en función de las caracterís ticas del terreno y determinará las dimensiones del bu lbo mojado.

* El volumen de suelo húmedo es proporcional al volumen de agua aplicado e inversamente pro porcion al al contenido de ag ua ex istente en el suelo al empezar el riego.

7.5.1. Distribución del agua en el suelo La distribución de agua en el suelo se efectúa con carácter tridimensional, a diferencia de los otros métodos de riego. Depende principalmente de las características hidrofísicas del suelo, pero también influyen el caudal del gotero y el tiempo de aplica ción del riego. Al aumentar este último aumenta el frente mojado en superficie y en profundidad. Estas 3 variables determinan las dimensiones del bulbo moja do o vo lumen de suelo hum edecido por cada gotero. Se ha tratado, desde hace tiempo, de calcular la forma del bulbo en función de las propiedades hidro físicas del suelo. No se han obtenido buenos resulta dos debido a la gran heterogeneidad de suelos que se

• La superficie mojada está en función de la succión capilar del suelo y del tiempo d e apli cación. La profundidad alcanzada es inversa mente p ropo rcional a la anterior. Por lo general se puede decir que la forma del bulbo es más pro fu nda y estrec ha en su elos lig eros {m ayor influencia; de las fuerzas gravitatorias) y más ancha y superficial en suelos pesados. Hay que tener en cuenta que en general, pero especialmente al existir horizontes diferenciados como es el caso de los enarenados, el área mojada en la superficie del suelo puede no ser representativa de la existente en profundidad, lo que puede inducir a errores sobre el volumen real del bulbo mojado. Damos a continuación un esquema tipo de bulbo mojado en dos clases de suelo (ligero y pesado), como orientación de la distribución de agua. Para una determinación exacta es recomendable realizar ensa yos sobre el terreno.

Figura 7-8. Esquema de bulbos mojados.

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7.5.2. Superficie y volumen de suelo mojado

función de sustentación de ja parte aérea que efectúa an las raíces, por lo que en ciertos casos una pequeña superficie radical, en árboles de gran porte, puede causar problemas de caída de los mismos.

En este riego no se humedece todo el terreno, I como ya se ha dicho. La superficie que se deb e mojar. | dependiendo de! marco de plantación, es una variable ¡ sobre la que no se ha podido llegar a un consenso entre los estudiosos del tema.

Como ya se ha dicho, cuando no se moja todo el terreno se produce en general una m enor evaporación y una m ayor transpiración del cultivo, regando con la misma cantidad de agua. Como la reducción de eva pora ci ón se pued e conside rar m ayo r que el au m en to de transpiración, disminuyen Jas necesidades de agua.

Es evidente que es necesario mojar ia zona radi cular, Pero las raíces son hidrófitas y tienden a con centrarse en las zonas húmedas, con m ayor densidad . radicular, que pued e llegar a ser hasta 4 veces sup e rior que en un suelo regado en toda su superficie. Experimentos realizados para ver el cambio en ía I distribución radical, muestran un gran crecimiento de | raicea en las zonas mojadas, mientras que en las zonas secas las existentes entran en dormaneia. Es decir, que las raíces se adaptan rápid ame nte a las nue  vas condiciones. Como el riego resulta más barato a medida que se m oja men or superficie, disminuyendo el material necesario, parece lógico determinar la superficie mínima que se pu ede regar sin disminuir la pro du cció n. Este punto no es representativo en cultivos con marco de plantación peq ueño, g eneralmente en horti cultura, en donde prácticamente se moja casi toda la superficie, pero sí en marcos grandes, como los de fruticultura. Para ello se propuso inicialmente (Karmeli y Keller) determinar P, porcentaje de suelo mojado con respecto al área total de cultivo. Como dicho valor pu ed e variar co n el m ar co de plantació n, poster io r mente los mismos investigadores creyeron más racio nal determinar un valor P' referido al área media mojada por planta referida al área sombreada, de tal forma que la relación P tiene ei valor: P = P' (área somb reada/marco de plantación) Experien cias real izadas en diversas circun stancias han demostrado que dicho valor viene condicionado po r el tip o de suelo y por la existencia de lluvias que mojan toda la superficie. Se puede decir que en caso de pocas precipitaciones, como en la mayor parte de España, es suficiente con mojar el tercio del suelo. Para esta determinación no se ha tenido en cuenta la

Existen diferentes fórmulas para determinar las necesidades en el riego por goteo, partiendo de datos de los otros riegos trad icionales o de ía determin ación de la ETc del cultivo. El ma nejo del riego v, en espe  cial. la frecuencia del mismo tiene gran importancia y pued e m odificar dichas necesidades, por lo que hay que ser muy cuidadosos al respecto. Lo más conve niente es hac er ensayos o utilizar datos, ya con trasta dos, de explotaciones cercanas. Se puede decir que cuando el cultivo cubre más de los 2/3 partes del suelo se utiliza la ETc. En culti vos de tipo arbóreo (frutales, olivos, etc.) se cuantifican. en general, las necesidades por árbol, variando según su estado de crecimiento y su desarrollo. A titulo orientaíivo y recordando que los valores obtenidos deben ser debidam ente contrastados, expo nemos dos fórmulas, determinadas por investigado res de ren omb re, Keller (I) y Decrotx (2), para "obte ner las necesidades reales en Función del porcentaje de la fracción de área sombreada A. fl ) Necesidad es = ETc (0,1 + A) (2) Necesidades = ETc [ A +- 0,15 ( 1 - A) ] Como parece evidente el valor de los paréntesis no deb e sobrepasar la unidad.

7.5.3. Disposición de los goteros Los goteros se dispondrán a lo largo de las hileras de plantas, de tal forma que todas ellas reciban agua. La econom ía de la explotación tiende a disminu ir el núme ro de ram ales necesarios. Las disposiciones más

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Capítulo 7 R iego localizado

usuales, que varían según el marco de pi'4$J»ción y tipos de goteros, se representan en el esquema adjun to, podiendo existir otras no indicadas.

fabricación ha disminuido mucho su coste, el precio de un microaspersor es menor que el de los goteros necesarios en cada árbol. En ciertos casos, el ahorro asi obtenido puede hacer aconsejable su instalación.

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7.5.4. Elementos de control

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' !n adecuad o diseño debe disponer de los elemen tes de cofitrnl necesarios para asegurar la eficiencia del riego,

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en Zig-Zag

Figura 7-9. Disposiciones de goterosmás usados. El número de goteros dependerá de! marco de plan tación y de ¡a su perficie total que se des ee m ojar, pe ro no su elen instalarse más de 2 emisores por metro cuadrado. En cultivos de alta densidad, generalmente hortícolas, la distancia entre plantas puede ser dife rente de la existente entre goteros, por lo que puede ser recomendable un solape de los bulbos, mojando franjas longitudinales del suelo, para que todas las plan tas se en cuen tren en ¡as mism as co ndiciones de humedad. En cultivos de baja densidad, árboles o arbustos, se instalan varios goteros por planta, que se pue de n ir colo ca ndo a medida que cre ce ésta, dismi nuyendo de esta forma la inversión inicial. En este caso se pued e también u tilizar microaspersores, en general uno por árbol. Actualmente este sis tema tiende a usarse en cultivos en los que el microclima creado por la evaporación en el pequeño chorro favorece la producción. También los avances en su

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Independientemente del cabezal de control, ya descrito y pieza fundamental de Ja instalación, es conven iente que en cabeza de cada unidad se instale, salvo en instalaciones m uy pequeñas, un regulador de pre sión, para ase gura r una pre sión de trab ajo estable,, sin variaciones imprevistas. También se debe instalar al menos un m anómetro, para pod er conocer, en todo mom ento, la presión de trabajo realmente existente y determinar, caso de que se produzcan, variaciones en las condiciones del riego. Por esta razón, la instala ción de un con tador que permita med ir el volumen de agua aplicado es una práctica recomendable, que facilita el control del riego. El coste de inversión es mínimo y se compensa holgadamente con las venta ja s que ap or ta, pu es pued e evitar grande s pérdidas: económicas por deficiencias en el riego.

7.6. Cálculos hidráulicos lina vez elegido el gotero y conocido su núme ro, así como la disposición y longitud de los rama les de riego y tuberías abastecedoras, se deben efec tuar los cálculos necesarios para un funcionamiento correcto de la instalación, con una buena uniformi dad de distribución,

7.6.1. Cálculo de la unidad de riego______________ El primer paso es determinar la máxima diferen cia de gasto aceptable entre los dos goteros con

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. c r y m m oi aportación QM y Qm en la subunidad. ' alores van • condicionar la uniformidad y efi-

-la del rif8t>. que aumentarán a medida que aportaciones se vayan igualando. Esta diferencia dependerá de la calidad que quedar a la instalación o de la resistencia del culai estrés hídrico. Por lo general, los valores más 'es son el 10 o 15% de diferencia de gasto entre 2 goteros citados. En ciertos casos se utiliza e] concepto de coefjde variación del gotero:

Ciertos autores, especialm ente Howell, proponen ?todo de cálculo, pa ra el cual es necesa rio conocn ôs ram ales y g oteros la relación entre Q var y el o el coeficiente de uniformidad, CU. Una vez el _e ctista de fina el R.f desea do, det erm in a el va lor Q Var correspon diente, y co mo con oce el gasto «erído del gotero elegido Qr, obtiene los gastos irnos y mínimos mediante las fórmulas: n r —QM l+Q va r/100

Qm 1~
El gasto del gotero, que depen de de la presión de o. como ya se lia dicho, viene determinado por ecuación: Q (caudal) = K - H*

Ustas pérdidas de carga con dicionarán los diám e tros de las tuberías correspondientes. Hay que tener en cuenta que cuanto menor sea el «(ponente x mayor será la variación de presión para una misma variación de caudal, y en consecuencia, mayores las pérdidas de carga que se puedan producir en la unidad. A igualdad de caudales los diámetros: podrá n se r más peq ue ño s, con la. ventaja de dism inuir la inversión. Las tuberías de polietileno se consideran como hidráulicamente lisas, siendo posible utilizar la fór mula de Blasius para el cálculo de las pérdidas de carga o cualquier otra con los coeficientes y valores correspondientes a dicho material. La fórmula de Blasius es la siguiente:

h f = 0,465- q '-75 D"4-75.L F siendo; - hf : pérdida de carga expresada en metros. - L : longitud del ramal en metros. - D : diámetro del ramal en milímetros. “ Q caudal del ram al en litros po r hora. - F : coeficiente de reducción por salidas.

que permitirá calcular Jas correspondientes presioAhora bien, se debe tener en cuenta que la inser de trabajo máxima y mínima HM y Hm. La difeción de goteros pinchados y lá sección de paso de los ’ia entre ambas determinará las máx imas pérdidas goteros en linea, incluidos los integrados, da lugar, carga de los ramales y tuberías terciarias o portadebido a la disminución de sección de paso de la - ales de la unidad de riego. En la+ariafión de tubería, a unas pérdidas de carga singulares en cada ion de trabajo entre 2 goteros taniHén influye, punto de co lo ca ción de goter os. Estas pérd id as pue  o ya hem os visto, el desn ivel existente entre den determinarse en función del sum ando cinético, o Por esta razón, al igual que en aspersión, se bien en fu nc ión de la lo ngitud eq uiv alen te (le) de tender los ramales según las curvas de nivel, 11 tubería que produce la misma pérdida de carga. En el fin de que dicha variación de presión sea debigeneral se suele u tilizar esta segun da determinación. pr mcipalmen te a las pérd id as de ca iga. Cua nd o o no es posible, los ramales ascend entes suelen ser Los valores de le. dependiendo del tipo de gotero •s cortos que los descendentes, para que la diferen y de inserción, suelen variar entre 0,25 y 0,40 ni. En cia de presión de trabajo (suma de pérdida de carga y ciertos casos, los valores pueden ser mayores. desnivel con su signo) entre el primer y último gote ro se mantenga con e¡ mismo valor, para lograr una Su importancia en el cálculo de las pérdidas de bu en a un iform idad de rie go. carga £ .pende del número de goteros por ramal. En

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Capítulo 7 Riego locafizado

cultivos muy densos, como los hortícolas, muchas veces con distancias entre goteros e= 0 # u v dic hos puntos singular es pued en aum en tar más del 50 % las pérd id as de ca rga y, en ci erto s ca so s, casi do blarlas.

dispone de 2 goteros, ambos con el mismo caudal nominal 3 l/h a una presión de trabajo de 10 m.c.a.. uno de régimen laminar, con gasto Qj = 0,38 H ü’9 y el otro turbulento Q 2 = 0,91 H 0 52.

Los fabricantes deben indicar el dato de pérdidas de carga por inserción de sus d iferentes emisores.

Calcular el diseño hidráulico de la unidad en el caso de un cultivo ho rtícola con m arco de plantación 0,5 x 1,2 m, suponiendo que el cabezal se encuentra en cabeza de la instalación.

La ecuación de Blasius, antes citada, consideran do le se convierte en:

Solución: h r = 0 ,465 ■Q 1,75 ■D

• L(1 + le / e) ■F

Cuando la topografía o forma de la parcela no obliga a longitudes prefijadas de ramales, puede ser conveniente alcanzar las longitudes máximas., en fun ción de la diferencia de presión admisible. Una de las fórmulas más empleadas para determinar la longitud máxima de los ramales, fundam entada en los trabajos de Howell, es la siguiente:

Los r males de riego tendrán una longitud de 25 m a anbos lados de la tubería terciaria o portarramales de 50 m de largo, separados entre sí 1,2 m. En con se cuencia el número total de ram ales será 2 (50/1,2) = 82. Los goteros irán separados 0.5 m y cada ramal constará por consiguiente de 50, siendo el caudal nominal en cabeza 150 l/h. El caudal total de la uni dad será de 12.300 l/h. Los caudales no minales dé ambo s goteros serán:

i ...

!.M¡

Q j = 0,38 • 10°>9 = 3,02 l/h

siendo:

Q 2 - 0,91 ■10o*52 = 3,01 l/h

- L : longitud del ramal en metros. - D : diámetro interior del ramal en milímetros. - e : separación entre goteros en metros.

Por desconocer la relación éntre Qvar con el ren dimiento y la uniformidad vam os a considerar que la máxima variación de caudal no supere el 10 % y que el gotero de menor gasto aporte 3l/h. Con esta hipó tesis el gotero de mayor gasto aportará 3,30 l/h.

- q : caudal nominal del gotero en litros por hora. - Hfr : máxima diferencia de presión admisible, suma de la pérdida de carga y del posible desni vel, con su signo según sea favorable (+) o des favorable (-).

Para dicho valor determinamos las presiones correspondientes en amb os goteros: 3.3 - 0,38 H ,W

H ím = 11,05 m.c.a.

3.3 - 0,91 H 2ü’S2 _ H2M =11,9 m.c.a. Estas unidades de medida son las que habitual mente se em plean en este riego. Caso de utilizar otras unidades, el coeficiente 1,91 obligatoriamente variaría.

7.6.1.1. Ejemplo práctico ________ Para aclarar ideas y que este pun to se comprenda bien va m os a poner un ejem plo. Se desea regar por goteo un invernadero comple tamente llano, de dimensiones útiles 50 x 50 m. Se

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lo que significa que si elegimos el primer gotero, la máxima diferencia de presiones en la unidad deberá ser 1,05 m, m ientras que al e legir el segundo será : 1,9 m. Calculemos ah ora las pérdidas de carga producidas en los ramales, que pueden ser de 10 o 12 mm de diá metro exterior, con espesores de 0,9 y 1 mm respecti vamente. U tilizaremos la fórmula de Blasius para pér didas de carga:

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hf ~ 0,465 ■Q 1 75 • D"4-7-5 • L ' F ( 1 ) donde: - h f : pérdida de carga expresada en metros. - L : longitud del ramal en metros = 25.

En general, debido a la gran longitud de ramales necesarios, se tiende a disminuir al máximo su diá metro, aumentando si es necesario el de las tuberías terciarias de m enor longitud, para disminuir la inver sión. En este caso concreto, hay 50 m de tubería ter ciaria y 205 0 m de ram ales, lo que refleja claramente el interés de fas consideraciones anteriores.

- D diámetro del ramal en milímetros. - 0 3cau dal del ramal en litros por hora - 150. - F : coeficiente de reducción por salidas - 0,35. Con ramal de 12 mm (diámetro interior D - 1Ora ra) pérdida de carga prod ucida es de 0,47 m, mientras en el caso de ramal de 10 mm (D = 8,2 mm) la per es de 1,18 m, En consecuenc ia no es posible utilizar con el gotelaminar el ramal de menor diámetro, y en conse —cia m ás barato. Si utilizamos el segundo gotero, con ramales de 10 mm. disponemo s de tina pérdida de carga en la tubería terciaria o portarramales de 1,9 - 1,18 m = 0.72 m. Calculamos m ediante ía fórmula (1 ) el diámetro nece sario para que se cum plan las condiciones previstas:

7.6.2. Cálculo de tuberías abastecedoras Para el cálculo de las tuberías abastecedoras se utiliza el criterio de velocidad admisible, el mismo que se utiliza en aspersión. Las velocidades suelen variar entre 1 y 2 m/s. según criterios de rentabilidad, en función del número de horas de funcionamiento. En general se utilizan tuberías plásticas, PVC o PE, p or So qu e se pued e em ple ar la fórm ula de Blasiu s pata deter m in ar las pé rd id as de ca rga prod uc idas. En general todos los fabricantes, en sus catálogos, indi can las pérdidas de carga de sus tuberías, así como las fórmulas utilizadas para dicha determinación.

0,72 = 0,46 5 (1 23 00 )1*7* *D*4-75 • 50 ■0 3 5 (2)

7.6.3. Cálculo del grupo de bombeo____________________

obteniéndose un valor del diámetro D de 54,76,una. Si instalamos tubería de PVC. de 6 atm. de presión de trabajo, el diámetro comercial no minal correspondiente seria 63 mm.

La potencia de bombeo se calcula al igual que e! riego por aspersión, ver apartado 7.6.2. por la fórmula:

En caso de hab er utilizado el primer gotero lami nar, utilizando ram ales de 12 mm. la pérdida de carga dispon ible sería de 1,05 - 0,47 m - 0,58 m. Siguiendo el mismo procedimiento el diámetro para la tube ría terciaria se ob tend ría m ediante la misma fórmula (2 ), cambiando únicamente el valor de 0,58 en lugar de 0,72. La solución sería D - 56,1 mm, d ebiéndose utilizar la misma tube ría de 63 mm. Como se ve en este ejemplo, el hecho de instalar el gotero turbulento en vez de laminar permitiría reducir los diámetros de los ramales de riego, con el consiguiente ahorro de inversión, sin disminuir prác ticamen te na da la cal ¡dad del riego,

p - P c Q H 75 Rb en donde: - pe : peso específico del ag u a ex presado en kg f/m1. -

P : potencia de la bomba, expresada en C.V.

- Q : caudal qu e se va a suministrar, expresado en nP/s. - H : altura de elevación, expresada en metros. -

: rendim iento de la bomba,

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Capitulo 7 Riego localizado

El caudal Q será el total de l riego y v endrá^determinado por el numero de goteros que estén redando de forma simultánea. La altura de elevación del agua com prende la pre sión de trabajo del gotero, todas las pérdidas de carga existentes en ia instalación, sin olvidar el cabezal de ne gó , y el desnivel existente. Dam os, a título orientativo pues puede existir algún otro sumando, una lista de los sumandos que determinan dicha altura: • Presión de trabajo del gotero. Perdidas de carga en las diferentes tuberías que llevan el agua hasta el gotero, red de «fetribución y red de riego. • Pérdid as de carga en piezas especiales. Pérdidas de carga en cabezal: filtros, tanques o inyectores de fertilizantes, válvulas, regulador de presión. Varían a lo largo del tiempo y un valor de referencia pu ede ser de 8 a 10 m. • Desnivel existente. En el ejemplo. Q - 12.300 i/h = 0,0.0341 m 3/s H es la suma de: - Presión de trabajo del gotero = 10 m. - Pérdidas de carga en tuberías - 1,05 m. Hemos tomado la máxima pérdida permisible. Por ser una instalación pequeña no hay tuberías abaste cedoras. - Instalamos 1 contado r volumétrico, en el que se produ ce una p ér did a de 2 m. - Pérdidas en cabezal - 10 m. - Otras pérdidas = 1 m. - Desnivel = 0m . Total = 24,05 m. La altura de elevación de la bom ba se rá 25 m, deb iéndo se bu sc ar en el corres pon diente catálogo el rendimiento de dicha bomba.

7.7. Manejo del riego En lo referente al ahorro de ene rgía es válido todo lo expuesto en el apartado 7.7. Únicamente hay que tener en cuenta que ios riegos de alta frecuencia nece sitan riego diurno, como veremos más adelante. Una vez determinadas las necesidades d e los cul tivos el riego debe apo rtar la cantidad exa cta de agua en las mejore s condiciones. Sobre este punto incide e! factor económico, que siempre hay que tener en cuenta Po r un lado la mejora de la instalación obliga a m ayores céfstes de inversión. Por otro, el prec io del agua, especialmente elevado en muchas regiones, o su escasez, son los determinantes principales para bu sc ar una m áxim a efic iencia en su uso. El m anejo del riego ha de tene r presente, como ya se ha dicho, que a una buena uniformidad de aplica ción y eficiencia de riego debe ir unido el aporte de una lámina cuyo posible déficit sea compatible con un desarrollo adecuado del cultivo. Un buen m anejo debe aseg urar que la cantidad de agua en el suelo no limite la transpiración de los cul tivos. Por eílo ía frecuencia sueíe ser elevada, repo niendo el agua consumida, con el fin de que ésta sea fácilmente absorbida por las plantas. Ello trae como consecuencia ia posibilidad de una mayor produc ción, pues generalmente coinciden los máximos de temperatura y de luz, con mayor demanda evapotranspirativa y mayor fotosíntesis. En general, los rie gos más abundantes se efectúan en las horas centra les del día, que suelen coincidir con horas punta de las tarifas eléctricas d iscriminatorias, por lo que éstas pu ed en no se r re ntables en ci er to s casos.

Ahora bien, también un exceso de agua en el suelo que no p ermita una adecuada aireación es per ju d ic ia l para la pla nta , por lo que no hay que co n fundir alta frecuencia con aportes hídricos excesi vos, encharcando el terreno y produ ciendo pérdidas de agua y de cosecha. Un adecuado manejo debe evitarlo. En baja frecuencia, caso de riegos tradicionales, la duración de la infiltración es m uy pe queña respec to a la extracción. AI aumentar dicha frecuencia la importancia de la infiltración aumenta. En riegos de alta frecuencia y, además, con una gran densidad de raíces, se minimiza la importancia de la redistribu-


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Capitulo 7 Riego focalizado

cton delI agua en el suelo, aumentando la de la infil trad o» de! agua y su extracción po r los cultivos. e n / a f s/ sPec ia f c , con un a s ofistic ad a cada^rtoT' fr' CUencla de rieí « “ « « te fijar ^ 0 mpD V k cím!idad V * & « a ap orta r sana ble según los condicionantes dei cultivo sé

Por lo general la duración del primer riego se erm ita po r el tiempo necesario para que la tensión d smm uya prácficameiué a cero, y ese tiempo “ el que generalmen te se repite en sucesivos riegos.

El estrés hídrico que puede sufrir un cultivo no pro voc a los mismos resu ltad os a lo largo de i cic lo la presión de 2 í )V8Hand? sl ,¡if PDde trabajo 110 suele cambiarse. vegetativo, siendo generalmente más peijudicial a par tir de la p r e f W i r in o de la flo ración, pudie nda La variación dei contenido del agua en el suelo pro duc ir en los p rim eros es tados veg etativ os preco eid. En cons ecue ncia el ma nejo del riego, en ciertos .on este sistema localizado hace recomen dable el uso casos, puede aprovechar esa coyuntura con el frn de de ensiom etros pa ra un más tóoil control del riego Se * ,n a ak l d° s * < * *• uno poco profundo ( 1 0 a to S T f T Pr¡m0T’ dc v alor comercio! siem  pre mas elevad o, sin dism in uir la produ cción. fi SU! y t l ° trB 3 UnOS 40 ° S0 cm de Pr°. ndidad , situad os ambo s a tina distan cia Variable del El gasto jun to con el tiempo de riego determinan -otero, según tamaño del bulbo mojado. Estos aparaPer™ 1™ cono cer la tensión matriciai y, por ende VOlUmen de a8 ua d= 0 cho tiempo suele hacerse variar a lo largo de la fa cantida d de agua en el suelo, en dichos p untos cam pana, de tal forma que se aporten las cantidade s necesa rias, según las necesida des del cultivo Com o d gasto de los goteros no es completamente uniforh i S CaUSai ya conocidas, habrá en la subunidad diferentes aportes que expenmentalmeníe es posible conocer. Si el tiempo de aplicación es tal que se aporte en VT Z mZ 7 ap0ttso,'ón Vm valor previsto r. toda la unidad estará suficien teme nte regada sin “ E' — o de agua aportada por todo" f o n d aT J '• T S“ PO!' M l h ^ i ó n profonda dete rm inara el valo r de Ka. Si po r el con trario dicho tiempo de aplicación es menor, de tal forma que Se produzca un pequeño déficit en los goteros de m enor gasto, com patible con la resistencia ai estrés hidneo del cultivo, una parte de la parcela no estara suficientemente regada, habrá menores pérdidas por infiltración profunda y aum entará Ra, Ver figura 6 9

Esquema de situación de tensiómetros.

Figura 7-10.

Los tensiómetros indican el momento en que se debe iniciar el riego al alcanzar [a tensión matriciai P a rle n o prCeS'abiec,do^ desea sobrepasar. d l° ® ^c esa rlo conocer previamente el Máxi mo estrés hídrico que pued e sop ortar cada planta sin disminuir ía producción.

La presión de trabajo es otra variable que puede mo dificar el funcion amien to del riego. Por lo general no t* considera variable de manejo. emprc la misma. Pero es evidente que a cada valor eita pres,on “ rresponde un gasto Q¡ de cada eoteS n l T T 8B“ ¡> mcdi0 del sist™ a Dicha pre sión se puede regular por diferentes dispositivos generalmente colocados en cabeza de la subunidad' Para un mismo tiempo de aplicación de riego se pu ed e variar de este modo la aportación prevista aunque repetimos, no es lo usual. H ay que tener en cuenta que en negó localizado,. ■ me nor superficie mojada y una concentración de

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dón det agua en el suelo, aumentando la de la inñlrraetón del agua y su extracción por los cultivos, Salvo en casos especiales, con una sofisticada lutomatización, la frecuencia de riegos Se suele fijar cada cierto tiempo y la cantidad que se va a aportar, variable según los condicionantes del cultivo, se regula variando el tiempo de riego, pue s la presión de trabajo no suele cambiarse. La variación del contenido del agua en el suelo con este sistema localizado hace recomendable el uso de tensiómetros para un más fácil control del riego. Se cuelen instalar dos de ellos, uno poco profundo (1 0 a 20 cm según suelo) y el otro a unos 40 0 50 cm de pro fundidad, situados ambos a una distancia variable del gotero, según tamaño del bulbo mojado. Estos apara tos permiten conocer la tensión matricial y , por ende, la cantidad de agua en el suelo, en dichos puntos.

Por lo general la duración del primer riego se determina po r el tiempo necesario para que la tensión disminuya prácticamente a cero, y ese tiempo es el que generalm ente se repite en sucesivos riegos. El estrés hídrico que puede sufrir un cultivo no pro voca los mismos re su ltad os a lo largo del cic lo vegetativo, siendo generalmente más perjudicial a part ir de la pre fioración o de la floración , pudiendo pr oduci r e n los prim er os estad os ve getativ os pre co ci dad. En consecuencia el manejo del riego., en ciertos casos, puede aprovechar esa coyuntura con el fin de obtener cultivos de primor, de valor comercial siem pre m ás elevad o, sin di sm in uir la p roducc ió n. El gasto junto con el tiempo de riego determinan la aportación o volumen de agua de cada gotero. Dicho tiempo suele hacerse variar a lo largo de la campaña, de tal forma que se aporten las cantidades necesarias, según las necesidades del cultivo. Como el gasto dé los goteros no es completamente unifor me, debido a las causas ya conocidas, habrá en la subunidad diferentes aportes que experimentalmente es po sible conocer. Si eí tiempo de aplicación es tal que se aporte en el gotero de menor aportación Vm el valor previsto Vr. toda la unidad estará suficientemente regada, sin existir déficit. Eíl exceso de agua aportada por todos los demás goteros, que se pierde por infiltración pro funda, determinará el valor de Rj,. Si por el contrario dicho tiempo de aplicación es menor, de tal forma que se produzca un pequeño déficit en los goteros de menor gasto, compatible con la resistencia al estrés hídrico del cultivo, una parte de la parcela no estará suficientemente regada, habrá menores pérdidas por infiltración profunda y aumentará Ra. Ver figura 6.9.

Figura 7-1 0. Esquema de situación de tensiómetros. Los tensiómetros indican el momento en que se debe iniciar el riego al alcanzar la tensión matricial un valor preestablecido, que no se desea sobrepasar. Para ello es necesario conocer previamente el máxi mo estrés hídrico que p uede so portar cada planta sin dism inuir La produc ción.

La presión de trabajo es otra variable que puede modificar el funcionamiento del riego. Por lo general no se considera variable de manejo, utilizándose siempre la misma. Pero es evidente que a cada valor de esta presión corresponde un gasto Q¡ de cada gote ro. así como un gasto medio del sistema. Dicha pre sión se puede regular por diferentes dispositivos, generalmente colocados en cabeza de ía subunidad. Para un mismo tiempo de aplicación de riego se pu ed e va riar de es te modo la aportac ión prevista, aunque repetimo s, no es lo usual. Hay que tener en cu enta que en riego localizado, con meno r superficie mojada y una concentración de

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Capítufo 7 Riego localizado

raíces imp ortante en dicha zona, las plañías -a más sensibles a la falta de agua que en otros métodos de riego donde el sistema radicular se encuentra m ucho más desarrollado y acostumbrado a mayores varia ciones en la cantidad de agua disponible en el suelo. Pueden producirse importantes pérdidas económicas por dich a ca usa, deb id as algu na s vec es a un mane jo inadecuado del riego, aunque el diseño sea correcto, como ya se ha dicho.

Como ya hemos visto el principal inconveniente de este método es la obturación de goteros y tuberías, por lo que las op erac iones de limpiez a so n tundamentales. Consisten en evitar que los inevitables depósitos y p recipitaciones de las sustancias conteni das en el agua alcancen tamaños que dificulten o modifiquen su flujo, o incluso impidan la salida del agua. Para ello existen, fundamentalmente, 2 tipos de limpieza: con agua a presión y con ácidos diluidos.

Por esta Tazón y con los adelantos producidos en la electrónica, se suelen utilizar modelos de progra mación pa ra simular diferentes condiciones de m ane jo y co noce r su efec to so bre el cu ltivo . Este te m a se amplia en él Apéndice 2.

En el primero, una vez destapados los finales de los ramales y ■tuberías de ía pa rte que s e dese a lim piar, se inye cta el ag ua a la m áxim a pr es ión en la red de riego, arrastrando las sustancias depositadas, prin cipalmente partículas y m ateria orgánica. El aum ento de presión se puede conseg uir al no pasar el agua por el cabezal o bien mediante un inyector. En este caso se debe tener en cuenta que dicha sobrepresión no debe ser excesiva, causand o d esperfectos en la insta lación, Este sistema no suele servir para los depósitos o incrustaciones de carácter químico.

En todo caso siempre es deseable un adecuado manejo del riego, para lo cual son necesarias unas instalaciones correctamente diseñadas que permitan controlar las principales variables de las que depende la correcta aplicación del agua, permitiendo las correcciones correspondientes en caso de mal funcio namiento. Toda instalación debe disponer de unos mínim os aparatos de control o medida para garantizar su buen servicio. El importe de los mismos, general mente no muy elevado, aunque encarece la instala ción, queda compensado holgadamente por los bene ficios que aporta. Un control más exhaustivo, buscando el conoci miento exacto de todas las variables anteriormente citadas, tanto del equipo de riego como del suelo y del cultivo, requiere equipos sofisticados y personal especializado y generalmente, debido a la multitud de datos que proporciona y que se deben interpretar, hace necesaria una autom atización, punto que tratare mos en el capítulo 8 .

7.8. Mantenimiento de la instalación Para obtener tos resultados previstos es necesario un adecuado mantenimiento o conservación de la ins talación, con el fin de que siempre funcione en las condiciones de diseño. Este apartado incluye no sólo la reposición de p iezas y elementos rotos, desgastados o defectuosos, sino también la limpieza de la instala ción. Se podría incluir en el manejo del riego, aunque po r su im po rta nc ia pref erim os co ns ider arlo ap arte


En el segund o se introduce ácido diluido en la red, con el fin de disolver los precipitados de sales exis tentes en las paredes de las tuberías y sobre todo de los goteros. Se utilizan C1 H y, sobre todo, N 0 3H, que tiene la ventaja de aportar nitrógeno. É ste tratamien to es m uy utilizado cuando se precipitan carbonatas, caso m ás general. Amb os tratamientos se pueden com binar, según la causa que provoque los depósitos. La frecuencia depende de la calidad del agua , pues no es aconseja ble de ja r q ue los dep ósitos o in cr us tacione s alcanc en grandes tamaños, tanto por los problemas que causan como por la dificultad para su posterior limpieza. Aun con aguas muy puras, es recomendable efectuar dicha limpieza al menos una vez por campaña. Los ramales y tuberías de riego, tendidos sobre el terreno, se suelen desmontar y guardar o almacenar durante la época fría en que no se riega. Con ello se facilitan otras labores y se aum enta la vida med ia de la instalación, evitando golpes, roturas y la exposición a condiciones climatológicas adversas. Una recogida cuidada, sin maltratar las tuberías, así como un alma cenam iento ordenado de las mism as es necesario, si se quiere conservar la instalación en buen estado. Este método de riego se suele aplicar, en general, a cultivos de gran rendim iento económico. Cu alquier variación en la cantidad de agua aplicada puede cau-

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_

sar importantes pérdidas en la producción. Por esta m m 'e n K m e i n c tu k e» el m antenimiento de instalación unas evaluaciones periódicas de la misma para conocer las posibles variaciones que se nan podido producir.

1 “

Capítulo •• Riego Ictealizadó

menos agu a, con una posible me m * en la produce,ón. or ello, en riego localizado, en donde se busca el m a r o » aprovechamiento del agua, ,¡enen especial importancia las zonas con déficit. Kartneli y Keller han propuesto un coeficiente de uniformidad; tenien do en cuenta dicho dato.

d ipitulo CS’e rie8° pro iü ndi üa d en el ca 9 . “ “ «“ «liará con más

Apéndice 1. Coeficiente de uniformidad det< rn,ina l I dis ô lu c “ió nr¡eg° P° r Soleo «term inadd!a por la de presión a lo larao de lOi ramales de riego, debido a las inevitables pér dida.-, de carga que se producen. Kilo da lugar a varia, «u ne s en el gasto aportado por cada gotero. Se puede « ter m in ar un coeficiente de variación de gasto kidraulico (CVh), según las caraeterislieas del riego proye ctad o. 5 Pera se debe tener en cuenta que la fahnI o u o n industrial de goteros determina que no todos I «an exactamente iguales, produciéndose unas varia ciones en sus gastos. Existe, en consecuencia, un coeJiLiente de variación de fabricación
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ülauon con limpieza p0r solución ácida. esta varia ble su ele te ner poc a impo rtanc ia. d e h ^ raHa’fm entar El co efieiente de uniformidad se deb en de form a general, |flgrar presione s dc ll ab m sem ejantes, para lo que se suelen dism inuir pér b f n ™ i caFâ ‘ a m e n ta n d o di ám etro dc tu berías , o bien mslH|a r m as regula dore s de pr es ión. Todo ello epucute en un mayor precio de !a instalación.

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iC PUCde talCUliir por la S1^ ten
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dÍCh° ’ e " £l rie 8 ° í ^ e r e ^ qu e |a

distribución del agua sea unifomte. Se suele utilizar *1 codicíente de umfonnidad CU como uno de los w ? t e Vld en te q u e lo idlMl e s ^ el C U s ea e xc efactores de calidad del riego. ^ ^ se debeSCtener el PUedeenaIcal,za el valor valor 00 . Sm embargo, cuentar que, por lo general, el aumentar el CU obliga a ele r el á S S « f ;¡eEí de Chri* ia" ^ - y a citado en var el precio de la instalación que puede no comI el apartado 6.6.2, que da el mism o valor a las desvia o b Z ¡a n .eCm0mÍCamente C° n lüS reSu!M os 1“ * ciones con respecto a la media, tanto por encima como por debajo. Las primeras indicarán derroche de jíu a , qu e no afec tará a la pro ducc ió n, pero si al co eLa uniformidad de riego depende en principo de: Leiente y las segundas indican que la planta recibe

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• El núm ero de goteros obturados, • Las diferencias de presión de trabajo de los dife rentes emisores. Depende del diseño adecuado de ía instalación (tuberías, reguladores, etc.). Con el paso del tiempo influirá la calidad de los materiales empleados para que su variación sea mínima y la conservación efectuada. • La respuesta de dichos emisores a dichas varia ciones, dependiendo del coefícente K y del expone nte de descarga x, • La calidad de los mismo s, coeficiente de varia ción de fabricación pequeño y desgaste y enve je cim ie nto deb id o a su utilización. La uniformidad aumenta a medida que es mayor el número de emisores que suministran agua a cada pla nta, c om o es el ca so típico de la as persión, co n los solapes entre chorros. La elección del CU para una instalación que, a priori siem pre deb e se r alto, dep en de prin cipa lm en te de los siguientes factores: • Respu esta de! cultivo al riego. Cuanto más sen sible sea dicho cultivo a los posibles déficits mayor debe ser dicho coeficiente para no dis minuir la cosecha, a no ser que se apliquen mayores can tidades de agua para asegurarla. • Rendim iento econó mico del cultivo, A me dida que aumente se podrán aumentar los gastos de riego y m ejorar éste. • Precio del agu a y de la energía. A me dida que aumentan, es más evidente que un mejor CU disminuirá tos costes anuales, compensando la mayor inversión efectuada para mejorar la ins talación.

Apéndice 2. Diagramas y programas de riego El riego localizado es el método más sofisticado y el que permite un mejor control del agua de riego.


Se suele aplicar a cultivos sensibles al déficit de humedad y, en muchos casos, en zonas áridas donde el ahorro hídrico tiene un interés primordial. Por ello, tanto su diseño, buscando el abaratamiento de la inversión, como su correcto manejo tienen una importancia primordial. En los últimos años se ha producido un conside rable aumento d e los estudios realizados para me jorar estos aspectos, buscando una optimización en el uso del agua. Les programas de diseño y de m anejo del riego, así como los correspondientes diagramas, permiten simular las diferentes decisiones tanto del proyec tista como del regante. En el primer caso se busca, en función de las variables de diseño, obtener una instalación eficiente y lo más simple posible. Para ello se u tilizan mod elos hidráulicos que d eterminan la distribución del agua teniendo en cuenta las características del sistema de riego. En el segundo, en función de las variables de manejo, simular los resultados de las diferentes decisiones que puede tomar el regante, que afectan a la distribución del agua, buscando una mejor aplicación de la misma. Como es lógico el resultado se plasmará en la obtención de una mejor cosecha, fin último del riego. Existen un gran número de programas en el mer cado, cada uno de ellos diseñado a partir de condi cionantes de todo tipo: hidráulicos, económicos, constructivos, etc,, respondiendo a necesidades de casos concretos. La utilización correcta debe implicar la comprobación de los datos teóricos previstos, mediante los correspondientes trabajos y evaluacio nes de campo , para determinar cuál es el que mejor se adapta a nuestras condiciones. De un manejo más simple, los diagramas de ope raciones de riego permiten determinar fácilmente pará m etros del rieg o a partir de dato s pre via m ente conocidos. La figura 7-11 representa un diagram a de opera ción de riego aplicable a los de presión, realizado por Juana, L. Permite determinar, entrando con valores elegidos de déficit, rendimiento, etc., los otros pará metros de la operación de riego.

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CU a:

o 0 3 , 1

5 2 , 1

0 2 , 1

5 1 , 1

o g ) e f i r a m r e d o

0 1 , 1

n

n n ó i i ó c c u a r b i r e t s p i o d

5 0 , 1

0 0 . 1

e e d d s i

a s e m t ó a p r i g H a ( i D

5 9 , 0

0 9 , 0

5 8 , 0

Cu = 10 0(1 - y

i = (D- normal) = 100 ( 1- ^2liT CV)

Figura 7-11. Diagrama cfé operación de riego.

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Automatiza Automatización ciónde dell rie riego

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Capítulo Capítulo8 8 Automati Automati2 ac¡óndel ac¡óndel riego riego

8.1. Conceptos generales Los adelantos científicos en los campos de la meteorología agrícola, de la edafología, de la fisiolo gía vegetal y de la hidráulica han permitido ampliar nuestros conocimientos sobre todos los factores que afectan a la eficiencia del riego. Al mismo tiempo, el desarrollo de la informática ha p ermitido una fácil fácil uti lización de muchos de los conocimientos anterior mente citados, tanto en la recogida de datos en condi ciones de campo como en el estudio y análisis de los mismos, p ermitiendo ermitiendo la obtención de resultados prác ticos co n la suficiente rapidez p ara po der ser uti lizados lizados de inmediato, resolviendo los problemas existentes. Con los avances tecnológicos actuales es posible aportar a cada planta el agua que necesita en cada momento. Para ello se deben conocer todas las varia bles bl es qu e inte in terv rvie iene ne n en el riego. La automatización pe rm ite co n oc er de m an era er a m uy ex ac ta dich di ch as v aria ar ia bles bl es , de las la s q ue d ep e nd e un rie go de ca lid ad , de term te rm i nando con mayor o menor precisión, según e l nivel adoptado, los paráme tros del mismo. Los condicionan tes económicos pueden hacer posible, es decir renta ble, ble , dich di ch o nive ni ve l de auto au tom m atiz at izac ac ión, ió n, o p o r el co ntra nt rario rio hacerle inviable, obligando a disminuir el número de variables consideradas. Los riegos de afta frecuencia, con pequeñas ten siones de agua en el suelo durante el ciclo producti vo, permiten permiten en igualdad d e condiciones productivas, mejores producciones. Su m ayor d ificultad ificultad estriba en el crecimiento crecimiento del costo de explotación al aum entar el el número de riegos. La automatización resuelve en gran parte este problem a, al al dism inuir las necesida des de mano d e obra, facilitando facilitando la puesta en riego de u na manera fiable y eficaz. Muchas veces se tiende a considerar que la auto matización tiene como fin exclusivo el ahorrar mano de obra, lo que puede ocurrir en ciertos casos. En muchos otros es necesaria para asegurar resultados correctos, debido al gran número d e factores que inter vienen y que es necesario no sólo conocer sino inter pret pr etar ar ráp rá p idam id am en te p ara ar a re so lv er íos prob pr ob lem le m as qu e se van presentando, modificando las condiciones del riego, con los los posibles perjuicios que pued en provocar. La automatización presen ta una serie de ventajas e inconvenientes que es necesario conocer y tener en cuenta si queremos sacar provecho de su utilización. utilización.


* Facilita Facilita un buen manejo del riego, riego, pue s permi te cono cer Ja situación situación real en en cada mo men to ) detecta anomalías en su funcionamiento. * R edu ce ía mano de obra n ecesaria y evita ei ei error huma no q ue, en ciertos casos de cuitivo cuitivoss delicados o de situaciones críticas, puede pro ducir importantes pérdidas productivas. En contrapartida, para su correcto funcionamiento, exige una especialización de la misma, con conocimientos específicos sobre el tema. * Cuand o utiliza utiliza los parámetros de manejo: con diciones climáticas, humedad en suelo o planta, per p er m ite it e un unaa m a yo r ra cio ci o na liza li za ción ci ón d el rie g o, aportando el ag ua cuando la planta lo necesita, necesita, en las mejores condiciones. Se consigue una mayor eficiencia, lo que repercute en un ahorro de agua, de gran importancia en casi todas las regiones españolas. Para ello necesita unos conocimientos y una tecnología avanzados. * La optimización del uso del agua permite,, generalmente, una disminución de costes del riego. Los inconvenientes también existen, siendo eí pri p rinn c ip al u n m a y o r co c o sto st o de los lo s eq u ip o s, q u e en c ie r tas zonas o para ciertos cultivos pueden hacer invia ble b le e s te sist si stem em a. A l m is m o tie ti e m p o , p ar a u n co rrec rr ec to funcionamiento de los mismos, es necesario una mejor formación del regante, con el fm de obtener los mayores beneficios que esta nuev a técnica puede aportarle. Para que la automatización aporte todas las venta ja s po sibl si bles es e s nece ne ce sa rio el uso us o d e inst in stru rum m en taci ta ción ón y : tecnología debidamente adaptada a las necesidades exactas de cada caso. Esto requiere la existencia de empresas diseñadoras e instaladoras competentes yj competitivas, que sepan aportar en cada caso la solu ción idónea, dentro de unas condiciones económicas aceptables. Finalmente se debe tene r en cuenta la necesidad de disponer de energía eléctrica de forma continua, para; disponer de información en todo momento y no inte rrumpir las operaciones de riego. Por esta razón, las instalaciones instalaciones automatizadas suelen suelen dispon er de baterí bateríaa as o placas solares, con el fin de paliar los posibles fallos en el suministro eléctrico, eléctrico, mu y com unes en cier cier tas zonas.

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Capít Ca pítul ulos os Automatizac Automatización ión deJ deJ negó |

Este aug e ya con tentado, que provoc a un áiimenF d e 8 vv™ ™ taSj taSj *“ exp eriencias ob tenidas en difeI * 1"1 1"111* “ iidicío tás y las las investigaci investigaciones ones que se vievieE »en realizando sobre este tema, permite una disminuI c o n del coste coste de ios ios aparatos. aparatos. Al mismo tiempo se va consiguiendo una simplificación y mejora de los mis inos, que repercute en un más fácil y simple manejo se ias instalaciones de riego.

8.2. Riego automático programado El riego automático programado es un nuevo con cepto. que se desarro lla con el fin de mejora r las con  diciones de aplicación del agua, e„ c| raomento más adecuado para la planta. Se ha diseñado para poder mntrolar todos, o al menos los más importantes fac tores variables que pueden influir en las condiciones * mismo, con el el fin fin de log logra raT T la máx ima eficiencia eficiencia ¿■el riego. Cantidades de agua, características del flujo, con diciones climáticas como temperatura ambiente vien to. radiación solar, etc., humedad de! terreno, tempera tura y potencial foliar y muchas otras variables que pu edan ed an inte in tere resa sa r s e cono co no ce n auto au tom m átic át icam am en te en cada ca da

mom ento, a io io largo largo de toda el ciclo de neg ó D e esta esta forma se pueden cono cer exactamente tanto las las necesi dades como ¡as ¡as aportaciones aportaciones de agua que se están pro duciendo en cada instante. En consecuencia se pueden acoplar casi al instante las segundas a las primeras. fcn los sistemas normales de riego la aplicación prev pr evls! ls! a ' " C i m e n t e d e fo rm a c o rre rr e c ta v con buen a uniformidad, sufre una serie de variacio nes a causa de los muchos factores que afectan a su lujo. Variación de presiones en cabeza, desgaste de tuberías y aparatos, coim atado de filtros, filtros, errores en el manejo, manejo, pueden modificar poco a p « o las condicio condicio nes del riego modificaciones modificaciones que generalmen te son son difíciles de advertir hasta que adquieren una cierta importancia, tiempo durarte el cual el riego ha apor tado. generalmente, menos agua de la necesaria, con el Consiguiente Consiguiente perjuicio p ara el cultivo. cultivo. La automatización "computerizada" permite lograr un cas. exhaustivo control de todos esos esos factores ase gurando unas condiciones adecuadas para un funcio namiento c orrecto de la instalación, instalación, con la consiguien consiguien te mejora del riego y de la producción. Simultáneamente se puede detectar cualquier fun cionamien to defectuoso del sistema de distribución distribución de agua, debido a desgaste, roturas, falta de presión y una larga larga lista lista de otras causas, que se pu eden determinar y

Figura. Figura. 8-1. 8- 1. Case Caseta ta conpla con placas cas solar solares es para para prevenir preveni r fallos fallos eléctricos. eléctricos.

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Capítulo 8 Automatización del riego

localizar con bastante precisión, posibilitando un rápi do arreglo de la ano ma lía y el reto mo a las .. .diciones no rmales de servicio, con lo que el aporte de agua no sufre grandes variaciones sobre los datos previstos. En las grandes zonas regables de varios miles de hectáreas, que comprenden muchos kilómetros de tuberías o de canales y acequias de riego, la regulación y distribución del agua para que llegue en las debidas condiciones a cada parcela presenta grandes dificulta des. Es evidente que la apertura o cierre de una toma, bien en un canal o en un a tubería, p ued e hace rse fácil mente por el personal de servicio o por el regante, a pes ar de toda s las se rv idum bres que el lo im pone. Sin embargo, la adecuada gestión de una red de riego, con todas las variables de tipo espacial que representa el negó de varios cientos de parcelas, pre senta grandes dificultades, que un sistem a automático, con datos reales actualizados, puede solventar con mayor garantía. Por dichas causas la gestión de redes colectivas fue la primera y, en ciertos casos, la única que se automatizó. Actualmente se deben distinguir en ía automatiza ción dos partes claramente independientes: por un lado la obtención de los parámetros del riego, obteni dos a partir de datos reales en parcela, determinando aportes hidricos o. lo que es lo mismo, tiempo de riego y separación entre riegos. Por otro lado aplicación de dichas cantidades de agua con uniformidad de distri bu ción , co ns iguiendo un a bu ena eficiencia de riego.

* Conocimientos exactos de la técnica del riego y de los sistemas de riego utilizados. • Informac ión correcta de los datos básicos de climatología, suelo y planta, que van a determi nar el riego. • Diseño correc to de la instalación de riego, dis poniendo de todos los el em en to s de control necesarios. La automatización del funcionamiento de las ins talaciones de riego puede hacerse en función del tiempo de riego, calculado según la dosis o lámina de agua que se quiere aportar o del volumen aplicado. En el prime r caso es necesario tener la seguridad de que el caudal de riego sea constante, pues cualquier disminución provocará un d éficit de agua, po r lo que es más utilizado el segundo caso. Dicha automatización puede comprender los siguientes niveles: • Apertura manual de cada válvula, con parada automática de la misma una vez acabado ei riego,

Es evidente que también es posible automatizar tíni camente la segunda y efectuar la otra con los medios tradicionales que se han venido utilizando. Actual mente esta automatización de las instalaciones de riego en mayor o menor grado es más habitual, existiendo pocas instalaciones au tomáticas de toma de datos, situadas generalm ente en centros de investigación, para la determ inación de los pa rámetros del riego.

8.3. Características generales de la automatización Para que los resultados sean óptimos, la automa tización requiere:

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Figura. 8-2. Automatización mássencilla. Válvula contadorconparadaautomática. * Ap ertura manual de la primera válvula y posu ñores cierres y aperturas automáticas secue ciales de las otras, cone ctadas en tre sí, según i orden p refijado qu e no es posible cambiar.

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Capítulo 8 Automatización delrtégo

Apertura y cierre automático de todas las vál vulas. incluso también de la de puesta en mar cha de la instalación, mediante programa u ordenador.

Conductores eléctricos para transmitir la com ente eléctrica.

La transmisión de las órdenes de ap ertura y cierre I * las válvulas se puede hacer por transmisión feidráu ica o eléctrica. Por su m eno r coste, el sistema hidráulico se,utiliza mucho en instalaciones pequeñas .^ medianas, m ientras se está impo niendo ej sistema Eléctrico y electrónico en las instalaciones con auto matización más avanzada.

Unidad principal de control, generalmente un ordenador, que da Jas correspondientes instrucciraies de riego. Estas se pueden impartir según progr am as pree stab lecidos, a partir de datos pr ev ios, gen era lm ente segú n resu lta dos de añ os anteriores o bien a partir de datas reales, toma dos in situ, mediante tos correspondientes sen sores que envían fos resultados al ordenador, que determina los riegos según las condiciones reales en parcela.

En este caso, las diferentes órdenes se transmiten mediante impulsos eléctricos a través de cables estando todavía en experimentación su transmisión por radio. Los prin cipales co m ponen tes de dicha automatización son: Electraválvuias, válvulas hidráulicas acciona das por la corriente eléctrica, que permiten o cierran el paso del agua. Es con ven iente, po r no decir imprescindible, prever el manejo manual ae Jas mismas en caso de avería. Solcnoides, aparatos que permiten que la com ente eléctrica convertida en señal hidráulica, accione la válvula.

Esta automatización de la programación del rieeo necesita una mayor infraestructura, con sensores en campo que suministren información continua y equi pos qu e perm itan el registro de los mismos, as i como una m ayor tecnología para pod er utilizar eficazmente esas fuentes de información, convin iéndo las en datos de negó. Los datos reales que se suelen utilizar pueden sen Cantidad de agua en el suelo que modifica el po tenc ial hídrico ex istente, determinad a a par  tir de tensiómetros. generalmente equipados con transductores o aparatos más modernos como puede ser el TDR o la sonda de neutro nes. este ultimo aparato poco utilizado. * Pote ncia l de agua en la planta, qUB es d meJor indicador del estrés hídrico que ésta soporta. Son muy empleados los psicrómetros de hoja v últimamente, por su com odidad de manejo los termómetros de infrarrojos, que determinan ia temperatura de la cubierta vegetal. Esta aumen ta al disminuir la cantidad de agua en planta, Evapotranspiración. Se determina mediante los tanques de evapotranspiración, de fácil manejo y lectura, y los lisimetros. más complicados, tamo de diseño, instalación y obtención de resuhados.

Aparatos de control de gasto, bien mediante tiempo o volumen, que en muchos casos pue den ir unidos a las válvulas. Si no se asegura un gasto constante son preferibles los segundos para obte ner el aporte hídric o previsto.

Por lo general, debido a la sofisticación de casi estüs aparatos- se requiere personal y conoci mientos especializados, por lo que sólo se suelen miJizar en centros experimentales. Pasamos a describir brevemente la automatiza ció ne n los tres sistemas tradicionales de riego.

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8.3.1. Riego por gravedad El riego por gravedad es el sistema m ás tradicio nal y el más extendido tanto en el mundo como en nuestro país. Por ello el lograr una buena eficiencia ™smo es de Prmordial importancia. Últimamen te se han venido desarrollando importantes estudios para m ejorar sus resu ltad os, tanto en la distribu ción del agua en ¡as redes de cond ucción com o en su apro vechamiento en parcela, minimizando las pérdidas por p erco lación y por es co rre ntía. Como ya se ha dicha, se ha obtenido una gran mejora eti la eficiencia de dicho riego gracias a la posibilidad de un a per fe cta si stem atizac ió n de los terrenos que se van a regar, con pendientes muy n u lares y exactas. AI mismo tiempo investigaciones sobre el movi miento del agua en el suelo han ap ortado nnevos cono cimientos para mejorarlo, determinando con mayor exactitud longitudes, pendientes, caudales y tiempos de aplicación más adecu ados a cad a tipo de terreno. Generalmente los sistemas de riego por superficie ya construidos, con turnos de riego establecidos desde hace mucho tiempo según el dimensionamiento de las redes, no permiten aumentar el cauda] en cabeza 111 (a frecuencia de los riegos. En muchos casos tampoco es posible aumentar el horario de riego, ya de p or sí m uy amplio, sobre todo en las épocas punta.

mediante mecanismos que, según unos datos preesta blecido s, abren o cierran las mismas , con el fin de mantener el calado entre unos limites aceptables que pe rm ita n una buen a distribu ción del agua. El movimiento de dichas compuertas se logra bien por el diseñ o de las mism as , ba sc ulando en 11110 u otro sentido según el empuje producido por el agua o bien m ediante sensores que, según el calado alcan zado por el agua, provocan la apertura o cierre de las mismas. La uniformidad del agua en parcela se ha venido mejorando mediante nuevos sistemas de toma y dis tribución. Uno de los de más fácil manejo es el de siíoncillos, empleado sobre todo en riego por surcos pero que nece sita una ca rga constante en la ac eq uia de cabecera para su correcta utilización. Actualmente la utilización de tuberías de baja presión, en sustitucion de aceq uias a cielo abierto, con Ja ventaja de evitar las pérdidas por evaporación y, caso de ir enterra das, una más fácil mecanización, permite la distribu ción del gasto mediante válvulas. El manejo de éstas se puede automatizar hidráulica o eléctricamente siendo actualmente más utilizado el segundo sistema mediante programador de tiempo o de volumen. Dichas válvulas suministran el agua necesaria para ei riego de las superficies previstas, lo que en función de las longitudes de amelgas o surcos, determina la distancia entre ellas. En el caso de surcos, dichas salidas pueden ali mentar tuberías con compuertilías regulables (gated pipes ), situ adas a intervalos coi nc id en tes co n la separación entre surcos, que dejan salir un caudal varia ble seg ún la su pe rficie de pas o. Este sistem a es el uti lizado en el riego por pulsaciones (surge flow irrigaíion), que se describe en el apartado 5.3.2.1

Un riego por su perficie eficiente necesita obliga toriamente una buena regulación del caudal transpor tado en los canales primarios y secundarios, el con trol del mismo en las diferentes derivaciones, parti dores o tomas con el fin de que cada unidad de riego reciba el caudal previsto. Para ello es necesario dis La frecuen cia y el caudal unitario varían según las poner de una infrae structur a ad ecuada que muc has condiciones del terreno y los sucesivos aportes hídriredes no poseen, lo que hace necesario unas obras de adecuación de las mismas. Las compílenos de regula eos en tiemp o y can tidad exa cta, se ven facilitados ción, siendo generalmente las más usadas las de por la au tomatizac ión de dic has oper ac iones , sin la cual sería necesaria una gran cantidad de mano de aguas arriba, los módulos de reparto y las tomas de obra, efectuando operaciones muy repetitivas y sin parce la, sin ex clu ir cualq uie r otro mecanism o que ninguna dificultad técnica. pueda ser nec es ario, deb en ase gura r un ad ec uad o contro del agua, sm el cua l no es posible lograr un Los sistemas más empleados son tuberías con negó de calidad. compuertilías. en las que un tapón, arrastrado por cables, se desplaza en su interior y, alternativamente La automatización del funcionamiento de las compuertas se viene efectuando desde hace tiempo, pe rm ite o cierra el pa so del a gu a, segú n la frecue ncia preestablec ida.

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8.3.3. Riego localizado

Figura. 8-4. Automatización del riego por surcos: Válvula eléctrica que alimenta tuberías concompuertillas.

8.3.2. Riego por aspersión En aspersión los sistemas fijos se automatizan más fácilmente, mientras que se tiende a mecanizar los móviles, de los que solamente en algunas partes se utilizan sistemas automáticos. A este respecto debemos tener en cuenta que un aspersor giratorio es un aparato automático, y que por ejemplo el pivote presenta una automatización casi perfecta. No só lo dis pon e de interrup to res au to m át i cos de arranque y parada, de regulador automático de velocidad, sino que al acabar una vuelta vuelve a estar en situación de dar un nuevo riego, necesitando únicamente la orden correspondiente. En el caso de cobertura total, el riego se automa tiza mediante el mismo sistema de válvulas descrito en el sistema de riego por superficie a baja presión. Las únicas diferencias consisten •en qre el agua cir cula a mayor presión y en que l§s válvulas alimentan las tuberías de riego en donde se encuentran instala dos los aspersores. Dichas válvulas pueden alimentar bien una o varias alas de riego con aspersores que riegan sim ul táneamente, el llamado riego por bloques, o bien un sólo aspersor. En este último caso son necesarias numerosas válvulas, tantas como asp ersores, y el diá metro de las tuberías es mínimo, ya que conduce el caudal de un solo aspersor.

Este sistema de riego es el que por sus especiales características ofrece mayores posibilidades y necesi dades de automatización, que aumentan a medida que crece el tamaño y la complejidad de las instalaciones. Salve raras excepciones, las pequeñas explotaciones de carácter familiar,, generalmente con cultivos hortí colas, protegidos o no, no suelen disponer de automa tización, salvo válvulas volumétricas que paran el riego cuando se ha utilizado el caudal previsto. La causa es la existencia de suficiente mano d e obra fami liar que permite ahorrar la inversión n ecesaria para la automatización, no sólo en el riego, sino en todos los aspectos d e la explotación agrícola de los cultivos. El riego localizado, como ya hemos visto, no interfiere con el resto de prácticas culturales. Esto, añadido a la recomendable alta frecuencia del mismo que obliga a sucesivas operaciones muy repetitivas pe ro sin nin guna c om plicac ió n té cn ica, ha pr ovoc ad o el desarrollo de la automatización de este riego, prin cipalmente en instalaciones de cierta envergadura. Se puede decir que los avances tecnológicos actua les permiten una automatización completa de dicho método, comprendiendo las siguientes funciones: 1 - Programación y/o ejecución dei riego. 2. Arranque y parada dé bombas. 3. Limpieza de filtros. 4. Program ación y/o ejecución d e la fertirrigación. 5. Control del funcionamiento del sistema. Generalm ente tas más em pleadas son la primera y la cuarta, principalmente la ejecución de las mismas, sobre todo en instalaciones de tamaño medio. En ranch os de estos casos se suele utilizar el tensíómetro para determ in ar el m om en to del riego, con el fin de que la planta no sufra un estrés hídrico super ior al previamen te ca lculad o. La ejecución del riego se efectúa generalmente mediante válvulas eléctricas, anteriormen te descritas, a través del correspondiente programa o de las ins trucciones del ordenador, si éste está recibiendo datos de los correspondientes sensores.

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Los punto s segun do y quinto requieren la stalación de sensores especiales. Se utilizan únicam ente en instalaciones mu y sofisticadas, ya que generalme nte la am ortización y manten ¡miento de dichos equipos son muy superiores a los costes de ejecución manual. La limpieza automática de filtros se ejecuta por inversión de flujo. La limpieza manual se suele efec tuar una vez acabado el riego, mientras que fa auto ma tizada requiere la instalación de d os filtros o jue  gos de filtros, en paralelo, para qu e al no deten erse el filtrado durante la limpieza eviten la entrada de impu rezas en la red de riego. Esta operación se puede e fec tuar por tiempo transcurrido desde la ultima limpie za, por volumen que atraviesa el filtro o po r la pérdi da de carga produ cida al ir tupiéndose éste. La fertirrigación, por las grandes ventajas que pr es en ta, se utiliz a prá cticam en te en to das las instala ciones de riego localizado. Su automatización no sólo asegura el aporte de las sustancias nutritivas necesa rias a la planta, sino que presen ta las siguientes ven tajas económicas: • Em pleo de cantidades correctas, evitando erro res y reduciendo gasto de sustancias fertilizan tes y de energía. • Inyección de la solución en el mom ento ade cuado, con un adecuado control de pH y con

ductividad eléctrica de la misma, evitando pro  blem as nutric ionales . El primer punto puede ser de importancia pri mordial en ciertos tipos de instalaciones, en especial en el caso de cultivos en sustratos inertes, donde una dosificación errónea puede causar graves daños a la pro du cc ió n y donde el err or hum an o no se pued e descartar, po r la m ultiplicidad de sustancias y aplica ciones diferentes que se deben efectuar. Para ello, evidentemente, es necesario un programa de fertili zación correcto y estudiado especialmente en cada caso. El segundo punto tiene especial importancia en la conservación de las instalaciones, evitando deterioros, incrustaciones y obstrucciones, que disminuyen la duración de los elementos del riego y la calidad del mismo. La automatización de esta operación se puede hacer po r tiempo o volumen, siendo recomendable la segunda opción, como ya hemos dicho anteriormen te. Generalmente el aporte de fertilizantes se hace mediante inyectores, que son los mecanismos más adaptados para una correcta dosificación, ya que se conoce la cantidad exacta de fertilizante en cada inyección. Estos pu ntos se tratan co n detalle en el capítulo 11.

Figura, 8-5 . Equipo automático de fertirrigación.

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Control del riego:evaluacióny seguimiento

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Capítulo 9 Control del riego: evaluación y seguimiento

9.1. Conceptos generad No es posib le pre ver analític am en te , con exacti tud, los resultados reales del riego, debido al gran número de factores que pueden influir, muchos de los cuales están fuera del campo del proyecto. Por ello son necesarias pruebas de campo o evaluaciones que nos determinen e xactamente dichos resultados. Estas determinaciones nos suelen indicar la uniformidad de distribución del agua, de principal importancia en una adecuada eficiencia de aplicación en parcela y deben servimos para poder mejorar la calidad del riego. Pero, como ya hemos dicho, esta primera premisa debe ir acompañada por un adecuado manejo del riego, con el fin de conseguir una buena productivi dad del cultivo. Para ello hay que efectuar un seguimiento del riego que nos permita comp robar que la aplicación del agua se efectúa en cantidad y tiempo requerido por las plantas, co n el fin de lograr su co rrec to desarro llo . La evaluación del riego perm ite conocer, o por lo menos estimar con buena aproximación, los déficits reales existentes para cada tiempo de aplicación, así com o, en general, las pérdidas po r filtración profunda. Las informaciones así obtenidas pueden ser utilizadas para cua ntificar los ex ce sivo s o deficien tes ap ortes y así poder modificarlos. Muchas veces será posible lograr un ahorro de costes, de gran importancia en la econom ía de la explotación, aunque éste no sea el fin principal de la ev alua ción . Ta mbién se rv irá para me jorar nuestras futuras instalaciones y compararlas con otras en funcionamiento, bascando una mejor efi ciencia en las condiciones específicas de campo. Las evaluaciones deben efectuarse en parcelas representativas del área que se va a estudiar y. dentro de ellas, la toma de datos se efectuará en puntos tam bién re pre se ntativo s del conj un to de l rie go . A ve ces es conveniente efectuar alguna medida com plementa ria para comprobación, especialmen te en caso de dis parid ad es , dism in uye ndo la posibilid ad de errores, tanto experimentales com o de toma de datos. La aplicación del agua, prevista inicialmente con bue na unifo rm idad , su fre una se rie de va riac iones con el paso del tiempo, el desgaste de las instalacio nes y posibles deficiencias en el manejo. Estos cam bio s no se su elen ad vertir has ta que al ca nz an cierta importancia y, en general, perjudican al cultivo apor


tando menos agua de la necesaria. Por esta razón, una evaluación o seguimiento que permita conocer los cambios que se pueden p roducir tiene gran importan cia para lograr m antener los parámetros previstos y la calidad del riego. Simultáneamente se puede d etectar cualquier fun cionamiento defectuoso del sistema de distribución de agua., debid o a posibles roturas, falta de presión y un largo etcétera de otras causas,, que se p uede n deter minar y localizar con bastante precisión. Es posible un rápido arreglo de la anomalía y el retomo a las condicior^s normales de servicio. De los resultados obtenidos se puede deducir bien la neces id ad de ef ec tu ar cam bio s en el man ejo del riego o de mo difica r la instalación. En el primer caso se pueden efectuar sobre la marcha, mientras que en el segundo es necesario esperar, como míni mo, al final de Ja camp aña, siempre y cuan do las dis ponib ilid ades ec onóm ic as lo per m ita n. Por lo gene ral se tiende, por imperativos económicos, a obviar los defectos del segu ndo caso, mo dificando el man e jo del rie go , Es el ca so típ ico de los rieg os por g ra  vedad donde se disminuye la longitud de los cante ros, cuando el caudal o módulo disponible no es suficiente para un adecuado avance del agua, muy lento al final de parcela, por lo que aum entan mu cho las pérdidas po r infiltración profund a en cab eza de la misma.

9.2. Evaluación del riego A continuación exponemos brevemente las prin cipales características y operaciones que se deben aplicar para la evaluación de los 3 métodos de riego, sin llegar a un estudio exhaustivo. Para dicho caso se pu ed en co nsu lta r los trabajos de Merriam , 1983 y Losada et al, 1992.

9.2.1. Riego por gravedad Se puede evaluar un cantero o unos surcos. En síntesis el método es el mism o, con la única diferen cia de que para un estudio com pletó del segundo caso es necesario efectuar unas mediciones suplementa rias, tal como se indica posteriormente.

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Capítulo 9 Controí del riego: evaluación y seguimiento

¡fc La preparación de una correcta evaluación hace tecesarío:

el central, con el fin de evitar el posible efecto bo rde.

I

Es conveniente comprobar en varios puntos la sección del surco, que debe ser uniforme por la importancia que tiene en el movimiento del agu a y en la infiltración transversal.

* C lavar estaquillas cada 20 o 30 metros a lo largo del cantero o surco. * Estimar la aspereza del suelo así com o la canti dad de agua existente, o en su lugar, e! conteni do de humedad, * M edir el caudal o módulo de riego que se va & utilizar en ca beza del cantero ó surco. * Puede ser recomend able comp robar la pendien te longitudinal para estimar su posible falta de uniformidad.

Para determinar las condiciones del riego se utili zan aforadores de estrechamiento largo, Se deben ins talar por lo menos 2 aforad ores en el surco» separados una distancia L, que permitirán con ocer los caudales existentes en dichos puntos y, po r diferencia, la can tidad de agua infiltrada a lo largo del tramo L Dichos aforadores suelen estar diseñados especialmente para estos casos, con el fin de que los errores en las medi das sean m ínimos.

L El desarrollo de una evaluación exige com o míni m o las operaciones de camp o siguientes: * Po ner en march a el cron óm etro al iniciar el riego. * Registrar el tiempo que el agua tarda en llegar a cada estaquilla (tiempo de avance). En can te ros, si el frente de avance no es uniforme, tomar el tiempo cuando el agua ocupe el 50% de la anchura. * Co rtar el sum inistro de agua al alcan zar el tar previsto en un rie go ha bitual. * Registrar el tiempo en que el agua desaparece del terreno en cada estaquilla (tiempo de rece so). En canteros aplicar el mismo criterio que para el tie mpo de avan ce . * En riego por escurrimiento medir, o por lo menos estimar de una manera aproximada, si no se dispone de instrumental adecuado, la escorrentía producida en cola. * Pasadas 24 o 48 horas determin ar, med iante bar rena o método simila r, la prof und id ad moj a da en varios puntos a lo largo del cantero. En el riego por surcos se presentan algu nos aspec tos diferentes, que conviene tener en cuenta para lograr buenos resultados.

Figura9 -1. Aforad or utilizadoparala evaluación de un riego por surcos.

La evaluación debe hacerse regando al menos 3 surcos consecutivos y efectuando las med iciones en

A las operaciones de campo indicadas hay qu e aña dir las lecturas periódicas en los aforadores, asi como

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Capítulo 9 Control del riego: eva Juación y seguimiento

k determ inación de] calado que alcanza ef en te s d ista nc ia s d esd e la c ab eza del s u r ^ P o d e r estim ar con may or exactitud [as condiciones del riego. e f e c t u T n d o ' l^ f ^ b t e * l w ! el se c om p le ta ctectuan do los sigu,entes trabajos de gabinete:

Determinar y dibujar las curvas de avance v y receso. • Calcu lar el tiemp o real de contacto. A partir de estos resultado s estim ar la (amina infiltrada a lo r ? " '. y las medidas tomadas 24 o 48 horas después dei riego. Estimar la escorrentia, en caso de existir. Estimar los principales parámetros del rieeo que determinan su calidad: CU, Hd y R Estas evaluaciones tienen el inconveniente de necesitar un mmimo de 4 o 5 personas en las operaho ras SSonCe : ^ medio para dUraCÍ™ dcexacti va™ s horas. Son el|1P° utnco conocer es con

q - ê h t S e c t a d o r 0 *^

* * * *

Í0S

La necesidad de abundante mano de obra ha pro ™ aTauto m'tU,í'ra 7 L'' lle Se eS‘™ desa Irolia "<<° siste« ¿ S * tom a de d*®> mediante senso res. Estos indican la presencia o ausencia de agua en tíemp™ de"’’ * " !n' : ' a :i" t e r m i n a n d o lo s lempos de avance y receso. La diferencia entre ambo s perm ite estimar. con basta nte exactitud el agu a aplicad a en cada pvmto y, en conse cue ncia la uniformidad de aplicación del riego, p r o e r a , n r r ÍS,Óni de eS“ S ^ * U" ^ e n í f e o confo s e ha l indicado r r ™ en el“capitulo C8da ve2 como se 8. mas « ¡ f e * * Si por cualquier causa no se pueden real¡7 ar evaS r u T C° " lp' etai” siemPre es P ^ ib le tratar de me o r T r n ™n d,''™ cs reaies Hego. para poder mejorar posibles deficiencias Debemos hacer cons-

^ PP“ede" ^ dlnduclr 0bSe™a errores, 6Í° neS sobre ,eemplaC™ a ™ d>todo si no se está acostumbrado a las operaciones de campo En

ffteil £ i¡ yy puede S “ provocar ° " ^ CaUdaíes etl cada t0™ael meames eirores. Sin embargo caudal es, a veces, la única solución factible a corto plazo, cuand o la prep aración del terreno es defí-

c ó i r tnH0d° eSt° P^ e ap‘1Carse a las «con-entias ei ios en’S ™

maS d'fíC1,eS de

O -

módu

N o es difícil com pro bar los tiem pos de avan ce pue s basta un relo j, lo que pennite deter min ar ti avance y e sta m r si la pendiente longitudinal no tiens grandes variaciones. En canteros, si el frente de av m « ® regular en todo su ancho no existen urandes fado U T ' a!eS qUe d H u . hacia un var„ , n,ve aeiún tamb>é» ^ puede obser va; pues jas portes elevadas no son cubiertos inicialmeiite per el agua. En surcos, el avance debe ser sensiblemente] s em e ja nte en to do s e llo s. De lo c on tra rio po“ deducir que considerando que la pendiente y el cau da) no vanan, Ja sección es diferente. En secciones mas estrechas el agua avanza con m ayor velocidad.

aevaíu?C'i™"”'0f? W“V0bmhiénPuede

» ■ u j jrieg°' metl0r crecimiento suele indicar I a igualdad de todos los demás factores de la produc e n , una mala operación de riego, bien por falta A ‘ agna, zonas con nivelació n demasiado alta o bien noi exceso, zonas donde se acumula el agua y el encharc S E P™düC,
se m d-

9.2.2. Riego por aspersión Se pnede e valuar un asperso r aislado, un sistens de riego convencional o un pivote. Trataremos sol los dos últimos casos pues el primero es más propio mmar eíC“ 5 1 7diseño * “ de aspersores. minar el correcto

P ™ deter

vió m etCTaIUaCÍ,™ C™ SlSte ® Coloca r un a red * Pl» v omet os en el campo y medir la» principales vari bles del rieg o: tie mpo de rie go , volum en de agua e cada pluviómetro, dirección y velocidad del vicnu como las características del aspersor. Los pluviómetros son simples botes, de 10 a 151 cm de diámetro y unos 15 cm de altura, que deb '

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Capítulo 9 Control del riego: evaluación y seguimiento

F i lt r a c i ó n  p r o f u n d a

Figura 9-2 . Canterodemasiado largo, con insuficiente infiltración en colay pérdida de cosecha. colocarse perfectamente rectos, con el fin de que la sección de recogida del agua sea la misma. Se pueden situar a distancias lijas unos de o tros, con una separa ción hab itual de 2 o 3 metros en aspersión tradicional. Se colocan sobre el terreno cubriendo una cuadricula de dimensiones mayores que el diámetro mojado, cuando se evalúa un aspersor, o del marco, en caso de evaluar una instalación. En ciertos casos se puede efectuar la evaluación radial, en la que se instalan sólo los pluviómetros correspondientes a 1 o bien 2 diámetros perpendiculares, con el fin de efectuar un menor número de medidas. En caso de viento fuerte esta determinación no es aconsejable. La evaluación de un pivote, en la que se instalan los pluviómetros sólo a lo largo de un radio, se trata más adelante. La preparación de una correcta evaluación hace necesario: • Elegir dentro de la instalación un ramal represen tativo y 3 aspersores consecutivos con presión de trabajo similar a la media de la instalación. ■ Colocar los pluviómetros con ía separación ele gida. dentro del área regada por los 3 asperso res. Su número no debe ser menor de 24, si querem os una eva luación de cierta calidad. • Po ner un pluvióm etro fuera dél alcance de los aspersores, con una altura de agua conocida, para m edir la ev aporación pro du cida du rante la prue ba .

• Med ir el marco de aspersión. * Determ inar la presión de trabajo me díante un tubo de Pitot y el caudal mediante mangueras acopladas a las boquillas, cubo aforador de 10 litros y cronómetro. Estas medidas deberán com probarse en 2 o 3 aspersores del ramal, con el lín de asegurar que representan valores medios de la instalación. Al mismo tiempo se evitan posibles errores, en caso de una única determinación. El desarrollo de una evaluación exige como míni mo las operaciones de cam po siguientes: * P oner en m arch a la instalación, midiendo el tiempo q ue dura ía prueba. • Determ inar la direcció n y velocida d del viento, medíante diferentes lecturas en anemómetro, a lo largo de la prueba. Caso de no disponer de éste debe estimarse cuidadosamente este punto, debido a los efectos que provoca en la unifor midad y distribución del agua. Una vez acabad o el ensayo se mide el volumen de agua recogido en cada pluviómetro. El tiempo de funcionamiento de la instalación debe ser suficiente para re co ger un a c antid ad en cuya med ició n no influ yan significativamente los inevitables errores de medida. Esto suele ocurrir con pequeñas precipitacio nes, por ío que se recomienda un mínimo de 2 o 3

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capítulo _9 C M

M

negó; evaluación y seguimiento

jo o un mal recu brimiento de los aspe rsor es , que pro vocan u na me nor cantidad de agua asperj ada Evaluación del pivote

^ C

del r,e80* “ -™

p o r t e o d e ? " ^ ,0S J SU,tados vi™ " facilitad os

i I S c í t5 ‘í condicionesdel v,ento’se

i este caso se disponen únicam ente a lo largo d un radio pluviómetros separados Se, 10 metros según la longitud del aparato. Por lo general se disponen 2 ™ m . eb gld 3, con el fiB de dism i™»- los posif e f e n d d “ Penme.m f s l n '™ t a « t e deben situara to n l Ct“ C£ de 105 • * * * « * ■ La duración de Pivote en H ' H P° r ^ Hempn «ue tarcla ^ Z ° dismi " r la JdueS3r ’0S del b0‘“ensa - En para dism inmr ración vo ,CÍerí0S de bido"asos< a la

J

El program a m is conocido es el Catch Can aue incluso presenta en 3 dimensiones la distribución de agua y permite simular los resultados que se obten

pe qu eñ a velocidad de de splazamiento ce rca del eje de giro, no se instalan pluviómetros en el prim er tramo. Una vez puesto en marcha el aparato, se efectúan pivote h'a sohr P T ’ ^ y cu an do ei sé r e í S‘f epasado > ™ ja la zona de! ensayo recogen tos botes y se miden los volúmenes de agua recogidos. En este caso, debido a la diferente

Viento

nul° nos quB aum enta a medida que nos alejarnos del centro, los datos recogidos deben seguir un tratamiento diferente para el cátodo del CU, ya que los volúmenes no son iguales en cada pluvi óm etro y los cá lculo s son algo más co mplicados.

9^2.3. Riego localizado Figura. 9-3. Esquema de distribución delagua n aspersión utilizando eíprograma Catch Can. ciónSd r , T r ib ! í h evaIuació". fe observas ones Le T p e im itim o s saía r algunas concluS m es , pero .solamente cuando tas diferencias de fimV is u T ení°

105 aspersores 50n bastante grandes

p^ e c i f e s¡S er de £StÍmar S¡ t0d° 5 b s <*“ * » son' ™ r ’ 31811,1 asp erso r funcion a con poc a o mucha presión. pcr0 es m ay á i m d pequeíias diferencias. Es posible detectar si algún aspersor no gira o no iúncona. También se pueden m e d ir T a U

En este método, debido a sus aportes puntuales a , 7 CU' tlVOS’ “ genL'ral más 5ens|bl « m 2 ^ dBl SUeI°- es re® niendablc seguim iento mas continuado del riego Asimismo parec e reco m en dab le efeemar, como m i ™ ” c ^ r T í “ n d f ‘n de ™ tar P°slb,es variatent“ n " J í 1 * I W * h n c au sa r nn po rto te s perdidas en la producción. Dichas variaciones dos°üeneS1StemaS * fÍeg0 ° mucho “ °UltÍ™ S men os deJi«>-’ , tienen una repercusión menos importante. Cuando se realizan evaluaciones periódicas se debe determinar, al menos, los caudales reales de los Tamb tóñP ara COnOCeS 13 ™ ifo™ 'dí>d de d istrib ución También es recomendable conoc er la presión ex ista ,' - .e n ó m e t r o s de los ramales suele ser el propio tubo doblado y a te d í

indicar, en general, una men or presión de traba-

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desatand^, s -p u e d e medir facilmen desatando la extremidad e introduciendo un manó-


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Capitulo 9 ConíroJ dé¡ riego: evaluación

^ c t ó n ' r ' 0 - ^ P“drá dCKnilÍnar «

«

de

desaguan ¡os emisores durante un tiempo t conocido p ro b e ta s g rad u a d a s.PrUe ^ a *

nudo o COn jas pk m as poco d(.sam j||adas ^

®asíc)s se n ii d e n en

^

t r si e.\]sten goteros taponado s y, en su caso corre f frto . c cam biad os, evitando q ue q u e d e ™ " « fic ie “ t a « f c ? r i e g a '^ S' m P, e !DSPeCC' Ún meJ Orará ia

azar 16 pos ,con es de riego, en cada una de las c u a te -

y seguimiento

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ü a r * - a í ¡í cr r ; ; r : r '

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ge d f fl é to n’arCh3 la instalación, se recon n,r , ? g° íer0 « d o n a d o . Para esta Peracon se sueier utilizar bandejas sobre las que

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Instalación

100 - 90

Excelente

90 - .80

líucíia

70-80

Aceptable

<70

Inaceptable

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14 1

Capítulo 9 Control d.el riego: evaluación y seguimiento

Debemos decir que, en muchos casos, especial mente en cu ltivos sensibles al estrés hídrico y de a rendimiento económ ico, no se suelen ac eptar valo menores del 80%. La variación de presiones de la instalación nos indicará la calidad del diseño y, sobre todo, permiti rá determinar si el CU es bajo, si este resultado es debido a una diferencia de presiones no adecuadas que provocan diferencias en los caudales aportados superiores a las previstas en un riego eficiente. La obtención d e los resultados vienen facilitados por ei uso de hojas de cá lculo , donde partie ndo de

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los volúmenes de agu a medidos en cada bandeja, calculan caudales aportados por cada gotero, aporta ciones medias, distribución del agua a lo largo del ramal, desviación típica y cuantos datos se crean convenientes para poder determinar CU, Hd y Ra y todos los parámetros que se deseen dei riego efectuado. Existen también program as de ordenador prepara dos para simular, a partir de los volúmenes y datos de pre sión obtenidos en la ev aluac ió n, el riego efe ctu a do. asi como estimar diferentes resultados que se obtendrían al varia- los parámetros medidos. Con ello se facilita la optimización de los futuros riegos.

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Capítulo

1 0 Riegoeninvernaderos

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C ap itu lólo Riego en invernaderos

10.1. Introducción "

Como es natural también tienen inconvenientes: -

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La agricultura moderna, apoyada en otras nume rosas ciencias, ha podido acometer con éxito la explotación agrícola en zonas de difícil climatología o con pocos recurso s productivos. En especial la plasticultura, de reciente introducción, ha permitido la explotación de dichas áreas, antiguamente margina das. mediante la más fácil protección de cultivos. Esta protección depende de las características climá ticas, siempre y cuando no existan factores limitantes ue cualquier otro tipo. La temperatura, la humedad, la radiación y el viento son lis p rincipales variables que pueden deter minar el tipo de protección más adecuado. Las más sencillas son aquellas en las que únicamente eí mate rial de cubierta es el agente modificador del clima pio duciendo el llamad o efec to invern ad er o, que p er mite unas condiciones térmicas adecuadas para el normal desarrollo del cultivo. Un invernadero es una construcción aerícola con una estructura muy simple, capaz de soportar una cubierta transparente a U luz solar, con altura y anchura suficiente para poder realizar fas labores de cultjvo y que debe disponer de unos sistemas minimos de ventilación. Desde el punto de vista de la energía solar pode mos considerar el invernadero cómo el sistema más simple y económico de captar dicha energía para su aprovecham iento por los cultivos. Dichas construcciones presentan, en general, las siguientes ventajas: Permiten cultivar fuera de la época tradicional determinada por la climatología de la zona, aj mejorar las condiciones de cultivo, • Permiten un aum ento de la producción debido a la misma razón anterior, • Posibil ¡tan una mejora de la calidad y de la pre  cocidad de las cosechas. • Disminuyen la probabilidad de riesgos catas tróficos y facilitan un me jor control de plagas y enfermedades, p or tratarse de lugares cerrados.

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M ayor cosíe de la instalación, que es la princi pal des ven ta ja de estas co nstru cciones , por lo que se suelen emplear para cultivos de mayor rendimiento económico. Existencia de la inversión térmica que, en cier tos casos, puede resultar muy perjudicial para el cultivo. ■ Necesidad de una mejor formación técnica del agricultor, acostumbrado a la agricultura tradi cional. para que pueda obtener todas las mejo ras que-este sistema de cultivo propicia. ■ Caso de producirse, los riesgos catastróficos alcanzan una mayor amplitud, con repercusio nes muy graves por las grandes pérdidas económicas que provocan. Se puede decir que, en nuestro país, los inverna deros, dejando aparte aplicaciones especiales como semilleros, centros de investigación, etc., se utilizan principalmen te pa ra: Producciones hortícolas en zonas mediterráneas de clima cálido, con el íin de conseguir cosechas en pleno invierno, cuando no existe práctica mente producción en otras regiones, abastecien do los m ercados nacionales e internacionales. Producciones en zonas tradicíonalme nte hortí colas, con el fin de adelantar la fecha de reco lección (cultivo de primor) o de aumentar la cosecha, con el consiguiente aumento de pre cio. • Produ ccione s hortícolas cerca de las grande s ciudades, con el fin de abastecer, con cierto adelanto, sus mercados. Debido al clima, que pued e ser poco favo rable, los inve rn ad eros uti lizados en este caso son más complejos y de tecnología generalmente m ás cara.

Actualm ente la mayor superficie de invernaderos corresponde al primer caso. Destaca la zona almé nense con más de 25.000 hectáreas, superficie que representa más del 60% del total nacional. La inmen sa mayoría de dichos invernaderos son del tipo "Parral", que tiene como origen las estructuras y mallas de alambre utilizados en la zona para el culti-

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Capitulo 10 Riego en invernaderos

vo tradicional de la uva. La cubierta está formad a por dos entramados de alambre entre los que se introdu ce el plástico, casi siempre polietileno traslúcido, Se trata de los invernaderos más sencillos y, en conse cuencia, baratos, sin calefacción. Los cultivos bajo invernadero, a diferencia de los tradicionales, ofrecen al agricultor la posibilidad de modificar diferentes parámetros climáticos, como son temperatura, higrometría, radiación, etc. Dichas modificaciones podrán efectuarse en mayor o menor grado según la tecnificación de su invernadero. Ahora bien, dicho agricultor se encuentra ante una problemática mucho más compleja que su hom ónimo al aire libre: debe com binar los diferentes tactores sobre los que actúa de una forma coordina da, teniendo en cuenta las interrelaciones existentes, con el fin de obtener los mejores resultados, peni siempre bajo fa prem isa de que el coste sea mínimo. Para ello necesita una serie de conocimientos técni cos y prácticos sin los cuales no pod rá lograr dichos objetivos. Se enfrenta a un problema de optimización de variables de producción, muchas veces dependientes, que aumentan a medida que se desean o btener mejo res resultados. Inicialmente se simplificaban y gíoiialízaban los factores de producción, considerando úni camente los más importantes, sin tener en cuenta la complejidad de todas las interacciones existentes. _L os avan ces te cn ológicos y la introducción de la informática (ver capitulo 8), han permitido un mejor conocimiento de los factores de producción y la posi bilida d de utiliza ción de técn icas de cul tiv o muy p er feccionadas, que permiten grandes aumentos de pro ducción y d e calidad. Como consecuencia de lo anterior los cultivos bajo inve rn ad ero se dife rencian también por unas inversiones mucho mayores (¿¡abiertas, preparación del terreno, fertirrigación, sombreados, posible caleIacción, etc,). Se puede decir que en ciertos aspectos, sobre todo en los casos más sofisticados, nos encon tramos ante un sistema productivo muy parecido al industrial. Por consiguiente d ebe ma nejarse con rigor, analizando y planificando todos los factores de pro ducción, para pode r obtener una máxima revalorización de la inversión efectuada. Uno de estos factores es el riego, con ciertas peculiaridades que vamos a estudiar.

En los invernaderos las condiciones climáticas tienen unas características específicas de radiación solar, temperatura, higrometría y ausencia de viento, que debe ser contrarrestada con una correcta ventila ción. P or ello las necesidad es hidrica s de los cultivos pu ed en variar m uch o co n resp ec to a las ex istentes a! aire libre o en otros invernaderos con diferentes características. El suelo no suele presentar problemas, ni ser fac tor limitante, pues po r tratarse de m étodos de cultivo con mayores inversiones, caso de ser necesario, éste suele estar mejorado o incluso aportarse (enarenados sustratos, etc.), para asegurar unas buenas condiciones productivas. La calidad del agu a tiene una importancia primor dial en las condiciones deí riego, obligando a instala ciones y sistemas más específicos y más caros para poder regar eficient em en te y con cont inuidad a m edi da que ésta disminuye. Depende de las sustancias disueltas o en suspensión, ya que nunca se dispone de agua com pletamente pura, como ya se ha dicho.

10.2. Sistemas de riego Los sistemas de riego más empleados en inverna deros son esencialmente los de gravedad y localizado, aunqu e cada vez se está utilizando m ás este último. Con buenos suelos, alta densidad de plantación y aguas de calidad aceptable no presenta grandes ven tajas el riego localizado, porque e! posible ahorro de agua no es grande y los gastos necesarios aumentan. En caso de aguas salinas, cultivos en lineas de menor densidad y suelos ligeros, easo típico del enarenado, pre se nta ev id en tes ventajas . La aspersión es cada vez menos utilizada, ya que tiene el inconveniente de aumentar ¡a humedad ambiente dentro del invernadero y de mojar toda la planta, con el consigu iente ries go de en ferm ed ad es especialmente botritis. Además, en cultivos de alto porte sería nec es ario, pa ra un a buen a distribu ción , regar po r encima de las plantas, lo que viene dificul tado por la altura del invernadero. Unicamente en casos especiales (semilleros, vive ros, etc.), donde las plantas son pequeñas y es nece sario ma ntener toda la superficie m uy húm eda, con un

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Capitulo 1 0 Riegoen invernaderos

importante grado de humedad ambiental y sin riesgo de encharcamicnto, suele ser utilizada. Actualmente en estos casos abunda la urifereión de los HatnfÜl nebuhzadores, de muy diversos tipos y diseños, que también forman parte del riego localizado

10.2 .1 . Riego por gravedad Se puede decir que este sistema va cayendo en desuso frente al riego localizado que se instala sobre todo, en los invernadero s de nueva construc ción, ya que permite una fácil autom atización así como un perfecto control del agua. Sin embargo se mantiene en im porcentaje cada vez men or de inver naderos construidos hace tiempo, cuando este riego era el tradicional. Presenta la ventaja de no necesitar ninguna ínsta. “ PfGffiei ni de aporte de eneigía suplemen ta rio com o ¡os otros sistema s, con el consiguiente aborro de gasto de explotación. Una práctica cultural, habitual en ciertas zonas con invernaderos preparados para ello, es dar un pri mer riego de presiembra por gravedad, humedecien do bien lodo el terreno y, posteriormente, utilizar el goteo. También es utilizado para las labores de desin fección del terreno y de lavado de sales. En ciertos

casos, hay nuevos invernaderos con riego por goteo que se diseñan para poder dar, cuando es necesario un n eg ó de las características citadas. En gravedad se utiliza easi siempre el riego por inundación, ya que generalmente ¡os invernaderos tienen el suelo nivelado o con pequeñas pendientes por lo que se const ru yen fá cilm ente ca ballones pe rimetrales pata contención de la lámina de riego. Se evitan de esta ibrma pérdidas por escorrentia y la salida de dichas aguas al exterior del invernadero, con ¡os consiguientes problemas que se podrían prov oca r. Los principa!*® inconvenientes de este tipo de riego consisten en ¡a necesidad de mayor cantidad de mano de obra y en las mayores pérdidas producidas durante el transporte de! agua, cuando éste, como suele ser tradicional, se prod uce por co nducciones ai aire libre, con muchos años de uso. Actualmente se tiende, por esta razón, sobre todo en nuevas instala ciones y en zonas donde el agua es el faetor limitan te, a conducirla por tuberías de baja presión, preferi blemen te en terrad as pa ra su m ejo r pro tecc ió n.

10.2.2. Riego localizado El riego localizado es el más utilizado en los invernaderos, p or las evidentes v entajas que presenta. Entre los diferentes sistemas el goteo es ei que más

Figura 10-1. Riego de presiembra por gravedad.

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— _______ __________ Capítulo 10 Riego en invernaderos

aunque últimamente se están ensayando las e tas perforada s o exudantes y, en algunos cultivos a niicroaspersión. El goteo está perfectamente adaptado a los culti vos en lineas, t,picos de la horticultura, tendiendo los f™ a !o larS° de las hileras de plantas, lo que faciotras ll o r e s de cultivo ya que se pueden utilizar con comodidad las interlíneas, que a diferencia de ««ras tipos de negó, no se humedecen. Por esta razón sr logra un menor consumo de agua, debido a ¡a menor evaporación producida desde el suelo, depenffiendo del porcentaje mojado. La instalación suele ser fija. Por esta razón la mano de obra necesaria, aun en las instalaciones más rudimentarias, es mínima, lo que facilita (a alta fre c u e n c ia * aplicaciones. Dicha alta frecuencia obliga a peq ue ños ap ortes híd rico s, gen era lm ente re ponie n do el consumo de las plantas. El pequeño caudal uni tario de los goteros permite un buen control e„ la aplicación del agua, aun en pequ eñas dosis, que lacilita este tipo de riego. Los invernaderos, po r sus pequeñas dimensiones no suelen presentar problemas para un correcto dise-' no del riego La poc a longitud de los ram ales provode traba1' H l Carga pe qu eiias’ l’or ‘l“e 'a presión de trabajo de ios emisores es bastante pareja, con la consigu iente buena uniform idad de distribución Si a to anterior añadimos que las diferencias de cotas existentes no suelen ser importantes, los goteros autocompensantes, generalmente más caro,, no sue^ len ser necesarios. Cada invernadero, según tamaño, puede regar toda la superficie simultáneamente o bien dividirla en sectores, un,dos al sistema central de distribu ción, regandose en sucesivas operaciones, mediante las correspondientes llaves, catadores e incluso moduladores de presión.

10.3. Necesidades hídricas de los cultivos en invernadero __________ Las necesidades de los. cultivos vienen delennina das por la evapotranspiracióu, suma del agua evap ora

“ 7 1 s u e, io >-.de '* A sp ir a d a por las plantas, que va a depend er pnne,p álmen te de la radiación solar. r ¡ ¡ J u eVa.P° rf diGere seS™ se utilice sistema de > ° ,ocallzado . clut' nioJa Sólo parte del suelo y dis  minuye por ello dicfsa evaporación, o cualquier otro e " d CaS° dfi iOS ¡'’™ ™ de ro s este factor nene menor importancia pues, general mente. el cultivo ocupa o sombrea gran parte del suelo, siendo la transpiración el factor determinante de dichas necesidades, sobre todo si se utiliza el pri mer sistema citado. Caso de emplear acolchados la evaporación disminuye todavia más y si se utiliza calefacción aumenta lo transpiración. La radiación solar incidente sobre un cultivo den t e de invernadero difiere de la recibida por un culti vo al aire libre. Depende principalmente de la forma de la cubierta, de su orientación, del material de cerramiento y del estado y limpieza de, mismo, p Z a la radiación no penetra en el invernadero haciéndolo, además, de forma difusa. A todos estos tactores que modifican el "clima" dL un inv ernade ro hay que aña dir la ausen cia de vien-

0 ° J c Í ! qLieÍla veIncldad- asi ramo las diferentes posibilidad es de ve ntilac ión, que siem pre es necesamu ya que actúa como un regulador de la temperatu• interna. Respecto a este punto se debe tene r en cuenta que la concentración de C 0 2 varia con res pe cto al ai re lib re, lo que pue de tener influen cia en la produ cc ión tota!, au nqu e es un factor qu e, por el mom ento, no se suele considerar, r e to d o jo anterior se deduce que el cálculo de es as necesidad es no es fácil. Su obtención a pa rtir de alores exactos de radiación, calores latentes, etc es bastante co m plicad o, deb id o a la dificu lta d de tom a de datos y la complejidad de los cálculos necesarios Un método también utilizado es la medida dc 1a eva po ración de la lámina de ag ua de un ta nqu e de eva  poración co mo se ha explica do en el ap artado 3 4 2 Para que los resultados sean válidos, el tanque debe r a j a d o en las mismas condiciones que los cul tivos, en el interior del invernadero. Este ultimo método tiene la ventaja de utilizar un umeo aparato de medida, sin necesidad de técnLos cuatujcados pa ra la obtención de los datos. Tam poco se deben desd eñar los datos obtenidos en - f la c o n e s afines, simadas en las proximidades, en


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Capitulo 10 Riego en invernaderos

igualdad de condiciones climáticas esternas, con pa recido s sistem as de cu bierta, igua ldad de dic iones internas y con la misma variedad de cultivo, en las cuales se tenga la seguridad de regar correctamente. Por la gran importancia que van adquiriendo los cultivos de invernadero, la tabla 10.1 ofrece necesi dades hidricas de los principales cultivos bajo plásti co en Almería, según trabajos de la Caja Rural. Dichos valores se expresan por quincenas y bemos elegido, como fecha de siembra la más habitual. Dicha entidad ofrece unas ho jas de.asesoramienío al regante, con las diferentes necesidades correspon dientes a diferentes fechas de siembra.

10.4 . Manejo del riego en invernadero Una vez determinadas las necesidades de los cu l tivos el riego debe a portar dicha cantidad de a gua en las mejores condiciones. Sobre este punto incide el

Tabla 10-1. Julio

Agosto

Septiem

Octubre

Noviem 2a

Diciem 1s 2a

Enero 13 2«

Febrero Marzo 1* 29 I 9 2a

2,30-2,66 2,81-2,54 2,20-1.88

1,78-1,41

1.33-1,31

1,19-1,31

2a i 1a

i 1*

Pimiento j 1,63- 1.98

corto

1,83-3,01

2,20-1,88

1.78-1,29 1.19-1.31

i .38-2,28, 2,81-2,83 2,40-2,04

Berenjena

1.94-1,41

1

Calabacín otoño

3.51-3.39 2,40-2.04 ! ____

-------------

^

Judía otoño

1,36-1,50

!

U¿

0.33

1.70-1.88 2,84^2,88

0,66-1,03

1,53-2,06 3,40-3,84 4,79-4,66 4,61-4,54 4,88-5,09 0,34-0,75 1,70-2,56

i

0,34-0,75

1,70-2,56! 3,994,66

i 0=70-1,70 1.60-1.70 1,61-1,29; 1,19

i

------------ -------------

148


1

1,53-1,69 1,13-1,17 1.19-1,41 2.27-2,88 3,39-3,39 3,23-3,02

| primavera

2L

*

1,46-1,31

1,94-1,55 1,59-1.46

____________ _____________

1

1a

0,39-0,87 1,10-1,40 2,27-2,72

------------------------- 1 --------------1

—

Mayo 2a

1,80-1,53 1,45-1,03 1,06-0,87 0,85-0,56

primavera

primavera Sandía

1a

2® -fa

-------------

1,60-1,90 2,81-2,54

1,48 2.75-3,04

Abril

'

3,80-3,94 4,13-4,18 3,86-3,11

holandés

otoño

Cualquiera que sea el sistema empleado, debido a I las condiciones de alta tem peratura existentes en el I invernadero, no es aconsejable regar con agua que I pued a en fria r el suelo, dificulta ndo la ab so rció n de I agua por las fa ce s, con el consiguiente desequilibrio I hídrico de (« planta. Por ello, especialmente en el I caso de agua proveniente de pozos profundos, se I acostum bra a utilizar balsas, donde el agua se callen- I ta en con tacto con !a tempe ratura ambiente. Este sis- I tema presenta la ventaja de disponer de agua en todo I mo me nto, permitiendo la alta frecue ncia de riegos. I siendo imprescindible su instalación cuando lad istri- I bu ción se ef ec túa por tum os. En ca mbio tien e los I inconvenientes de que en dichas balsas se producen I pérdida s por ev aporación, que pued en se r im po rta n- I tes si el agua permanece en ellas mucho tiempo, asi I

Consumos de agua diarios medios en invernadero en I ü ro s / m 2 Fuente: Caja Rural de Almería. Ia

largo

tactor económico, que siempre hay que tener en j cuenta. Po r lo genera! el precio del agua, debido a las I impo rtantes inversione s necesarias en los invernado 1 ros, no suele ser un factor limitante, representando el I precio pa ga do ap ro xim ad am en te el 5% de los ga stos totales de cultivo. Pero sí pued e serlo la disponíbilí- I dad de agua, sobre todo en zonas mediterráneas.

1

0,26-0.74

1,19-1,69 2,84-3,20 j 3.55

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5,08-5,54 5,48*5,09

i

Capítulo 10 Riego en invernaderos

Figura 10*2. Balsa de regulacióncubiertacon rafia negra paraevitar evaporación y formación de algas. como aumenta la cantidad de materia orgánica, que es necesario filtrar, en riego por goteo, para evitar futuras obturacione s de la instalación. Po r esta razón, cada ve z es más frecuente cubrir las balsas. En el caso de riego por gravedad se suele regar cada varios días, dependiendo dicho intervalo, sobre todo, del cultivo y d e la époc a del año. La periodicidad de los aportes hídricos es inferior a la semana en muchos cultivos hortícolas, que son los más sensibles al estrés hídrico. La separación entre riegos debe evi tar que la tensión matricial pued a alcanzar valores ele vados. con el consiguiente peijuicio en la producción. Debido a las generale| buenas condiciones hidráulicas de los suelos y a las pequeñas dimensio nes de los invernaderos y, er,.consecuencia, la corta longitud de los canteros, el manejo del riego no suele pre se ntar co m plicac iones. En ge ne ral se lo gra obte ner unas aceptables u niformidades de riego. Sin embargo, la alta frecuencia de riegos, necesa ria para una óptima producción en invernadero, hace aum entar la mano d e obra y no favo rece este método. Cada vez en mayor cantidad es reemplazado por el riego localizado. En este riego, el correcto diseño del mismo emput. za po r la elección del emiso r o gotero* que se efectua

rá en función de las características del terreno y deter minará las dimensiones del bulbo mojado, según lo expuesto en el cap ítulo 7, Los goteros se dispondrán a lo largo de las hileras de plantas, de tal form a que todas ellas reciban agua. El núme ro de goteros de penderá del marco de plantación y de la superficie total que se desee mojar. Como regla gen eral puede decirse que en invernaderos, debido a la mayor densidad de planta ción, aumenta el número de goteros utilizados, sin sobrepasar los 2 emisores po r metro cuadrado. Su cau dal es pequeño, siendo los más empleados los de 2 o 4 litros/hora, especialmente en cultivos sobre enarenado. En caso de cultivo sobre sustrato, cada vez más empleado, se suelen utilizar goteros que se pinchan en el saco o envoltorio correspondiente. El diámetro de las ramales, determinado en fun ción de su longitud y del caudal de los goteros, ambos peq ueño s, su ele se r de 10 o 12 mm, com pa tible con una buen a uniformidad de distribución. Un buen manejo del riego debe asegurar que la cantidad d e agua en el suelo no lim ite ia transpiración de los cultivos que, recordam os, suele ser diferente de la producida al aire libre. Por ello la frecuencia suele ser elevada, reponiendo rápidamente el agua consu mida, con el fin de que ésta sea fácilmente absorbida por las plantas. Ello trae co mo conse cu enc ia la po si-


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Capítulo 1 0 Riego en invernaderos bilid ad de un a m ayor prod ucc ió n, siem pre que existe gua disponible, pues generalmente coinciden los má ximos de temperatura y de luz, con m ayor demímda evapotranspirativa y mayor fotosíntesis. Ahora bien, también un ex ceso de agua en el suelo que no permita una adecuada aireación, es perjudicial par a la plan ta, por lo que no hay qu e confu ndir al ta frecuencia con aportes hídrieos excesivos, encharcan do el terreno y produciendo pérdidas de agua y de cosecha. Un adecuado manejo debe evitarlo. Salvo casos especiales, con una sofisticada auto matización. la frecuencia de riegos se suele fijar para pe riodo s de tie mpo determin ad os y el ca uda l qu e se va a aportar, variable según los condicionantes del cultivo, se regula variando el tiempo de riego, pues la pre sión de trab ajo no su ele ca mbiarse. En ép oc as de máximas necesidades hídricas y en función de las características del suelo, natura! o aportado, se pue den recomendar riegos diarios y, en cienos casos

vanasvecesaldía.

La variación del contenido del agua en el suelo con este sistema localizado, hace recomendable el uso de tensiómetros para un más fácil control del riego con el fin de tener la segun dad de man tener en el suelo el grado de humedad compatible con la pro ducción deseada. La utilización de estos aparatos se ha descrito en el apartado 7,7. El estrés hídrico que puede sufrir un cultivo no provo ca los mism os resu ltad os a lo largo del ciclo vegetativo, pudiendo prod ucir precocidad en los primeros estados de desarrollo. En ciertos casos se pued e ap ro vec har esa co yunt ur a, as í c om o las co ndi ciones climáticas más iavorables bajo cubierta, con el fin de obtener cultivos de primor, de valor comercial siempre más elevado, sin disminuir la producción. Recordemos que en riego localizado, con menor superficie mojada y una concentración de raíces importante en dichas zonas, las plantas son más sen sibles a la falta de agua. Las peculiares condiciones climáticas de los invernaderos cooperan a que dicho estrés sea también más dañino, pudiendo producirse importantes pérdidas económicas por dicha causa, debida algunas veces, a un manejo inadecuado dei riego, aunque el diseño sea correcto. En todo caso siempre es deseable un adecuado man ejo del riego, para lo cual, recordemos, son nec e

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sarias unas instalaciones correctamente diseñadas que perm itan controlar las principales va riables de las que depende el buen uso de las mismas, permitiendo las correcciones correspondientes en caso de mal fun cionamiento. Toda instalación debe disponer de unos mínimo s aparatos de control o medida para garantizar :su buen servicio. El importe de los mismos, generalmente no muy elevado, aunque encarece ia instalación, queda com pensa do holg ada m en te por los ben eficios qu e aporta. La fertimg-jetón, aportes de fertilizantes disueltos en el agur de negó , está alcanzando un gran desarrollo. . P“ decir que se utiliza prácticam ente en todas las instalaciones, incluso con un cierto grado de automati zación que asegure su correcto funcionamiento.

10.5 . Evaluación del riego en invernadero Como hemos visto, el volumen de agua ap o rt™ pued e tener un a gr an repe rc usión en la prod uc ción , po r lo que es nec esario as egura r un co rrec to func io namiento del riego. Para ello se efectúan ¡as evalua ciones, que es conveniente repetir con cierta periodi cidad. especialmente en goteo, para comprobar que se mantiene con el paso del tiempo el buen funciona miento de la instalación. Se asegura de esta forma, el aporte de las cantidades de agua necesarias para ía pr od uc ción prev ista. Generalmente estos riegos no suelen presentar dificultades de diseño, debido a las pequeñas dimen siones de las parcelas regadas. Tanto los canteros como los ramales no suelen tener más de 25 o 30 m de longitud, lo que facilita una buena uniformidad v, por ende , una buen a eficienc ia.

En el caso de riego por inun dación, co mo ya se ha dicho, en genera! el pequeño tamaño de los canteros perm ite obte ner u na bue na uniform idad . El rie go se puede m aneja r co rr ecta m ente , sin p érd id as por maniobras ni problemas de erosión o de arrastre de materiales. Conviene disponer de un control en cabe za de parcela, para conocer el caudal realmente dis po nib le y poder ase gura r un a co rrec ta do sis de rieg o. En el caso de riego por goteo, en las citadas condiciones, partiendo de unos conocimientos hidráuli-

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Capitulo 10 Riego en invernaderos invern aderos eos correctas por pane del instalador, solamente si el material es de mala calidad, lia sido maltratado o usado incorrectamente, suelen existir deficiencias. Siempre es aconsejable efectuar una evaluación del riego, determinando, al menos, los caudales rea les de los goteros, de acuerdo con fas iiomias exis tentes, con el fin de asegurar una buena uniformidad ae distribución y el tiempo necesario para aportar la cantidad de agua necesaria al cultivo. Eít pequeñas instalaciones, al comenzar ¡a campaña y sobre suelo desnudo o con las plantas poco desarrollada s, es posi ble bl e reco re co n o ce r si ex is ten te n g o te ro s tapo ta po n ad o s y en su caso, limpiarlos o cambiarlos. El determinar visual mente si los caudales que apartan son similares, en función función del c harco o bulbo marcado sobre el terreno, terreno, no es exacto, ya que las condicion es de infiltración infiltración en cada pumo no son iguales. También es recomendable conocer la presión existente en la instalación, utilizando los manómetros de control que deben existir. existir. Ade más co mo el final de de os ramales suele ser el propio lubo doblado y atado la presión presión en dichos dichos pu mos se puede medir fácilmen te desatando ¡a extremidad e introduciendo un m anó metro adecuado. Estos datos permiten conocer el estado de la instalación y corregir fácilmente cual quier tallo existente, manteniendo siempre una buena eficiencia de riego. Los problemas más habituales suelen ser obtura ciones. totales o parciales, de goteros y aplastamien to de ramales de riego por pisadas, durante las nume rosas labores de cultivo que deben realizarse. El pri mer caso es más habitual con aguas de baja calidad debiendo hacerse tratamiento de limpieza de las tube rías durante ia campaña de riegos. El segundo se pro duce, sobre todo, con cultivos rastreros, melones, sandias, etc., que no permiten ver los ramales. Las par p arte tess d añ a d a s s e repo re po n en fáci fá cilm lm en te, te ,

10.6. Automatización del riego en invernadero Ya hemos dicho que el goteo es fácilmente automatizable. La automatización suele crecer con el tama ño de los invernaderos y con con el precio de los cultivos, buscando asegurar calidad y cantidad de pro pr o d u cc ió n , ev itan it an do po sibl si bles es fallo fa llo s h um an o s

Los invernaderos pequeñ os, especialmente los de carácter lamiha r, no suelen ests stsur muy autom atizados salvo en el caso de la fertitrigación debido a su ma yor complejidad, A medida que aumenta el carácter empresarial de los mismos, se va incrementando el control automatizado no sólo del riego, sino de muchas operaciones; ventilación, ventilación, sombreado etc i a mayor automatización se utiliza en los cultivos’sin suelo o sobre sustratos. sustratos. En este casó, creemo creemo s co nve niente niente da r una somera idea de la misma, pudiendo el lector, si desea mayor información, acudir a publicaClones especializadas.

Cul tivo sobre sobre sustratoen sustratoen Figura 10-3. Cultivo invernadero. Los cultivos en sustratos hacen necesaria la autom atización tanto en la fcrtirrigación fcrtirrigación com o en la alta ¡recuenca de riego. En el primer caso, asegu rando los aportes natricionales correctos para una óptima producción. En el segundo, evitando cual quier retraso o disminución en !os aportes que pro ducirían en las plantas un estrés hídrico, pues habi tualmente dichos sustratos están contenidos en sacos o contenedores. Respecto a este punto, hay que tener en cuenta que los suelos producen un electo tampón en las reac ciones quím icas, que no existe en los sustratos inertes o en la hidroponía. En estos casos es necesario lograr una rigurosa exactitud de las sustancias nutrientes, va que cua lquier variación variación afecta a la productividad productividad del del cultivo. En consecuencia, únicamente el control automa nco de las soluciones soluciones aportadas, evitando el error error humano, puede asegurar unas producciones óptimas ma nteniend o con exactitud exactitud las condiciones d e cultivo cultivo diseñadas. Para más detalles ver capítulo 11.

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Capitulo JO Riego en invernaderos invernad eros El control del riego se puede efec tuar mediante un go ! o hie que T 13 13 frec uen cia y du ™ ió n «Je «Je lí 5W 5W-0PS. o bien medíante un contenedor, utilizado como pat p atró rónn p ar a d eter et er m in a r cu á nd o se de be reg re g ar Éste És te se

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siempre un volumen de agu a que no provoque estrés va ajiistand° según el aum ento de peso de la planta planta..

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P ne en marcha el negó, cuando hay una diferencia cm rf" rf" 0,T 0,TOS CaS° S Se irlsta!an do s conta co nta ctor es eléc tride peso peso entre entre e, cont conten ened edor or,, con con p la L T y J g T y ■ arranque y parada del riego, según e! nivel de c o n t r a p e s o de d e e q u i n o , ca c a lc u la d o p a r / q u f ^ t i pa tró n anZñ^ ° ” d C° ntenedOT £ »Lo

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Capitulo 11 Fertirrigación

j _ l

. I . Conceptos general~

ción, una buena eficiencia en el uso de fertili zantes y evitando excesos que pueda n contami nar el tnedio ambiente, sobre todo en el caso del Uitrogeno nítrico.

La fertirrigación es la aplicación de los elementos nutritivos necesarios para un correcto desarrollo de riego P a iT los sistemas sistemas y operaciones de tos en el “ ne neC!eSani> d,S° d,S° 'Ve 'Verr d' chos e!™ DichT i "' Conv[rt, Conv[rt,endol endolaa ™ el u ció n nutritiva nutritiva

" ¡ r sepueds apiic iicar defonmc mc°°ntm™ c u m rT r '° r, ? e4SIStema uees ei cas° r ^ habttuai « ™ J SIStema de í e rt t ¡' w i o n dismi(cultivos hid opon ,eos o sobre sustratos inen es) o uy t

papel dei suel„ cofflo cofflo sum i„ ¡strad[ ¡strad[ir ir dc efe_

men tas nutritivos nutritivos y le puede co nvertir en mero soporte mecánico de las plantas. D a r t i Í ^ T ^ 0 Um gran gran a’lge ™ ,OS 0lt 0ltimBS mBS

m u , del desa rrollo del riégo localizado especial

a

mente en el el de alia alia frecuencia, sistema en el elT u e se p u e d e d e c i r q u e n o ti e n e s e n ti d o n o utilizarla Es

también mu y empicada en la aspersión, aspersión, pero mucho menos en el riego por gravedad, ya que en e5te "aso n o p r e s e n t a la la s v e n t a j a s d e l o c a c i ó n y d “ o debido a las pérdidas que se producen q u ees ts ¡I¡aetb™ eaen CÍ™ ™ 0,taa ser 'OS 'OSutilizados nmrientespordisUe! disUe!tos tos.-. que formaeaCÍ queapvan la pfem pfemW t e ja ja s

“

raÍCeS' p re re s e n ta ta n do do

g e n te s

d e « r , * ” hUm edad * !a !a fi,c rte c o n c e n tra c i ó n fertilizantes que se obtienen en la zona radical pro ducen unas condiciones muy favorables de disociación disociación 1 y dc actividad de los iones. La limitación dc volumen I en que se encuentran dichos elementos queda compen- J Sada Sada COn bien, la ac u m u lri ó n de sales 1 en la periferia del bulbo mojado se: produce también como es logieo, con los elementos fertilizantes. Se deben realizar pequeñas aportaciones muy repetidas repetidas.. El principal inconveniente de este método de fer tilización es que la mezcla de agua y fertilizantes

t Sf Ídad^ k Sn'UCÍÓn-EsfeCi~

La planta puede aprovechar e! fertilizante de forma inm ediata, sin teme temerr qu e espe rar a que se

c“ . C en t, 7 aEUaS 5al,na 5al,nass Se debc tener “ uy en cuen ta al prepa rar las soluciones nutrilivas nutrilivas Como regla general se puede decir que, utilizando agua de

derr derraí aíce cess e"

SUe'° y a'Ca a'CanCe ,a zona zona

S w u d ó n 11^ ® i 31"3®1 "3®1’ í CHnduc CHnducti tivi vidad dad eléctrica eléctrica de de la solución resultante no deb e sob repasar los los 3 dS/cm. dS/cm.

U aplicació aplicaciónn de fertil fertilizant izantes es no necesita una ope ración especifica de abonado, con el consiguien te ahonro ahonro de inversión, energía y m ano de obra. obra.

Actualmente se están empezando a aportar oíros elementos elementos químicos en el agua de riego riego h e rb ic X

^

Dicha aplicación se puede fácilmente fraccionar po nien ni en do a d ispo is po sici si ción ón de las plan pl an tas ta s los ñu  tiente s a m edida q ue los necesitan, a lt> lt> largo de su ciclo tenológico. Para un uso correcto es necesario conocer las necesidades exactas de nutrientes en en cada ca so concreto. Los conceptos adicionales de abonado de fondo y dc cobertu ra, que aportaban en una o dos veces todos los elementos nu tntivos, parte de los cuales no eran aprovechados por las plantas, se pueden olvidar. olvidar. • M ayo r control de las dos is que se van a aplicar aplicar.. asegurando una buena uniformidad de distribu

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Localización de los nutrientes en la zona radi cal, en caso de riego localizado, con el consi guiente ahorro en la cantidad de producto que se va a utilizar utilizar.. Es te punto tiene gran impo rtan cia en los elementos poco solubles y con facili dad para formar precipitados, precipitados, especialmente en e caso del del osforo, que tiene poca mov ilidad en ei sue o y. en con secue ncia, tiende a localizarse cerca del punto de aplicación.

carjic 3S. etC; s¡? s¡? uiend0 el m ia » ° principio. Las apli caciones se efectúan en dosis tan pequerlas como se desee, con buena uniformidad de distribución. Pero es necesario continuar las investigaciones comenzadas P^-a aseg urar un perfec to uso de los los citados elementos , sin que se produzcan efectos secundarios no bien da n^producir nri * perj -y ^ noC™ d P3S0 del del tiemP° emP°- P“ dan perj uicios deseados.

J 1.2. Necesidades de fertilizantes Igual que para un riego eficiente es necesario conocer las necesidades hídrieas, para una fertirriga-

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. . iI

Capítulo 11 Fertirrigaeión eron eficiente eficiente es necesario con oce r las las necesidades de nutrientes de los cultivo,. Dichas necesidades deben determinarse con exactitud en eada fase del periodo 'egetativo, pues van cambiando según eí estado de! cultivo, las prácticas culturales empleadas y otros tactores tactores d e m eno r incidencia incidencia.. Las plantas extraen los elementos del suelo y dichos elementos deben encontrarse en un nivel nor mal de concentración. para poder lograr el Óptimo rendimiento productivo- Tanto su exceso como su son Perjudiciales, pues provocan toxicidad y carencia respectivamente, respectivamente, que d isminuyen la produc ción. Ambos extremos producen signos visibles en Ja plan pl an ta, ta , e sp ec ialm ia lm en te en las h o jas, ja s, qu e su elen el en serv se rvir ir de aviso al agricultor. Los análisis de plantas permiten determinar la cantidad de eada elemento nutritivo existente v en consecuencia, la efectividad de la fertilización o la necesidad de corregirla, aportando los elementos deficitarios. Sin embarco en dichos análisis se debe tener en cuenta la gran variación en el contenido de elementos según los órganos analizados y la tase vegetativa del cultivo. Esta variación puede ampliarse en las diferentes variedades vegetales exis¡entes en un mismo cultivo. Todos eslos datos deben ser conocidos por el agricultor, con el fin de obtener el máximo aprovechamiento de la fertilización que se va a realizar, Por regla general se suele determinar ía extrac ción total de elementos nutritivos efectuada por el cultivo a lo largo del ciclo, cantidad que es la que nor malmente se suele reponer. Sin embargo se debe tener en cuenta que. en ciertos caso s, parte de las las sus tancias aportadas pueden ser arrastrados fuera de la zona de absorción de las raíces, con el fin de sumar esas canlidades a las extraídas por las plantas. Se obtendría asi la máxima eficacia en la fertiliza ción. consigu iend o un desarrollo timo del cultivo, sin apon es excesivos de sustancias sustancias nutritivas, nutritivas, con las ven tajas ya citadas dc ahorro y de disminución de dañns medio ambientales, especialmente por lixiviación. En este sentido tiene gran importancia la existen cia de un buen servicio de asesoramienlo al regante o al fertirrigador, fertirrigador, indicánd ole con exactitud las can tida des que debe aportar, a panir de investigaciones o experiencia efectuadas in situ o según datos debida men te contrastados contrastados del mismo cultivo en otras zonas.

La experiencia del agricultor puede ser de gran importancia cuando no se disponga de dichos datos.

11.5. Fertilidad del suelo La fertilidad de! suelo es ¡a capacidad del mismo para pa ra su m inis in istr trar ar a las plan pl an tas ta s los elem el em ento en toss nu nutri tritiv tiv os que necesitan para su óptimo desarrollo. desarrollo. Norm almente existen 3 niveles de fertilidad: fertilidad: alto, me dio y bajo En tes 2 primeros niveles no parece, a priori, necesaria la fertilización, ya que pueden aportar al cultivo los nutrientes que necesita. necesita. Las cantidades existentes en el suelo pueden variar de tal lonna que un suelo puede tener abundancia de uno o varios elementos y ser pobre en otros. Estas variaciones deben co mpen sarse con la fertilización. fertilización. Los análisis de suelos nos permiten conocer ia cantidad de elem entos nutritivos nutritivos existentes, que pue den ser extraídos po r las las plañías. Para ello deben enco ntrarse en Itirma Itirma asimilable por las raíces, que es la vía habitual de absorción, acompañada en ciertos casos por la absorción foliar, en mucha menor canti dad. El concepta de asimilibilidad es muy importan te. ya que pueden existir importantes cantidades de nutnenies en el suelo que no puedan ser asimilados po p o r la p lant la nta. a.

Cada uno de los nutrientes suele tener un ciclo de ijacion o liberación por parte del suelo, que repone cada uno de ellos en la solución del suelo a medida que es asimilado por las plantas, tendiendo a mante ner, si existe suficiente cantidad, una concentración constante de cada nutriente en la solución del suelo Si la cantidad asimilada por el cultivo es mayor que la que puede reponer el .suelo, es necesario un apone suplementario por medio de la fertilización, para po p o d e r se g u ir m an ten te n ie n d o dich di ch a co n ce n trac tr ac ión ió n de ma nera que las las plantas puedan segu ir alimentándose. Todo lo anterior demuestra la necesidad de una adecuada programación de la fertilización, introdu ciendo los cambios que aconseje la evolución del cul tivo y los datos aportados por los análisis, sobre todo foliares, que se efectúan cada vez en mayor número. Dc todo lo expuesto conviene tener en cuenta que aunque el sistema de fertimgarión suele producir un ahorro de abono, éste no debe ser el fin perseguido.

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Capítulo 11 Fertirrigación sino que se debe maximizar la producción. En foneion de esta última se debe determinar la fertilizí cían, y al enco enco ntrarse ntrarse la plan ta en óptimas coodicio nes para su desarrollo, fuertes aplicaciones de ele mentos nutritivos nutritivos suelen ser muy remabies. remabies. Entre todos los elementos actualmente se consi deran únicam ente 16 de gran impo rtancia para la la pro ducción, aunque en algunos casos específicos puede existir algún otro. El carbono, carbono, o xigeno e hidrógeno son suministrados po r el a g u a y el a ire, ire , no n o e xist xi stien ien do po r ¡o g enera en era l c aren ar en  cias. Unicamente en caso de cultivos forzados, con po ca vent ve ntila ilació ció n, el C 0 2 pue p uede de se r fac f ac tor to r limi li mitan tan te. El nitrógeno, fósforo y potasio son los elementos necesarios en mayor cantidad para el correcto des arrollo de las plantas y, por lo general pueden existir carencias, siendo los habitualmente aportados en la ertimgacion. El calcio, magnesio y azufre les siguen en importancia pero, salvo excepciones,como las tan conocidas enmiendas calizas, no suelen existir caren cias en la solueion del suelo, ya que son elementos generalmente presentes, en suficiente cantidad en el agua de riego. Los restantes, eiuc, hieiro, manganeso boro bo ro,, m o libd li bd en o , c o b re y clo cl o ro só lo so n ne c es a rio ri o s en muy pequeñas cantidades, constituyendo los llama dos ohgoelementos Actualm ente se suelen aportar de forma conjunta, mediante productos comerciales específicos específicos qu e contienen todos esos elementos. elementos. El sum inistro de nitrógeno viene determinado en su mayor parte, por la cantidad de materia orgánica e suelo. La cantidad de nitrógeno dispo nible se suele calcular mediante un balance de los movimien tos de nitrógeno. Actualmente también se suele utili zar el análisis que determina la cantidad total de nitrógeno mineral existente en e¡ suelo. La fertilización nitrogenada es, generalmente, la mas empleada. No suele haber ningún problema de solubilidad. El ion es muy m óvil en el suelo ¡o que pu p u ed e cre cr e a r pro pr o b le m as de lav la v ad o y co ntam nt am inac in ac ión ió n Se debe tene r en cuenta una pérdida de eficiencia debido debido a la posible volatilización del amonio cuando se uti liza este fertilizante, proceso muy sensible a la tem pe p e ra tu ra y a las la s co nd icio ic io ne s d e hu m ed ad . Ño Ñ o su ele el e n pr o d u ci rs e p ro b lem le m as é sp e c ia lte lt e al aplicar el potasio con el agua de riego, aunque es menos movil que el anterior y puede ser absorbido

po p o r el co m p lejo le jo de cam ca m bio. bi o. El ó xid xi d o de p o ta si o n o r malmente empleado, es m uy soluble. soluble. Ei fósforo es poco móvil en el suelo, es absorbido po p o r el co m p lejo le jo d e c a m b io y ex iste is tenn clar cl aras as in tera te rac c ciones con la materia orgánica y otros elementos del suelo, con facilidad para form ar precipitado s El fós ate amónico es muy empleado por su mayor solubi lidad, y su contenido en nitrógeno permite simultane ar las dos aplicaciones. Se debe tener a, cuenta la composicion del agua, ya que si ésta contiene calcio o magnesio, se pueden formar precipitados que difi cultan la lentlizaciun y pueden provocar problemas ae obstrucción. obstrucción. Como consecuencia se debe tener en cuenta que os ana hsis de suelos deben interpretarse interpretarse en función de las características características de cada suelo para, verdaderamente, po p o d er o bten bt en er resu re sulta lta do s orie or ient ntat ativ ivos os . E n m u ch os casos la interpretación, interpretación, que no es fácil y requiere unos bu enos en os co no cim ci m ient ie ntos os del de l tem te m a, es m uc ho m ás impo im por r tante que los resultados de los análisis. análisis.

11.4. Soluciones fertilizantes 11.4.1, Productos utilizados Los productos utilizados para la fertirrigación Oebeii tener como principales características la solu bil b ilid idad ad y la p u reza re za en s u co m po sici si ción ón . La so luci lu ción ón nutritiva que prepararemos no presentará ni partícu las msolubles ni elementos no deseados que puedan pro p ro v o c a r in te ra cc io n es co n lo s io n e s n u trit tr itiv iv o s. Com o la solubilidad solubilidad nunca será perfecta, perfecta, es necesario pa p a ra ev itar it ar o b tura tu ra cion ci on es , fil trar tr ar la so luci lu cióó n an tes te s de introducirla en los sistemas de riego. A este respecto hay que tener en cuenta que dicha solubilidad varia con la temperatura, que p uede v ariar durante durante la diso-

í 't nr / j ' f 105 produc productos tos Y- P°r tant tanto, o, afect afectar ar a la la solubilidad de alguno de ellos. También varia con el pH de la so luei lu eioo n q ue , p o r lo g en e ral, ra l, se su ele el e acid ac iduular para evitar insolubilidades. Por lo genera! se preparan soluciones madres con centradas, que posterionne nte se introducen o inyec-

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tan en la red de negó. Aunque existen fertilizantes líquidos ya preparados, por lo general se utilizan pro ductos solidos que se diluyen en agua. La compatibientre los dlftrentes productos tiene gran impor tancia, para evitar la formación de precipitados. Por esta razón, como ya veremos m is adelante, se suelen suelen mezclar los diferentes productos en 2 o más depósitos, tos, para evitar este problema.

N it r a to a m ó n ic o . E s el m á s p u ro y el de m a yo r

Contiene 21% de N amonia Sulfato amónico. Contiene cal y 23% de S en forma de sulfato. Por este contenid o presenta profflema profflema . d e salinidad, en especial en aguas con a'tos contenidos de sul fates. Su solubilidad es bastante alta 700 Kg/m 3 a 2 0 °C. °C. N it ra to de cal. Se utiliza únicamente en riegos localizados cuando es necesario el aporte de calcio. Su contenido en N nítrico es pequeño, 15 15 A, A, y su solubilidad alta, 1,200 Kg/m3.

Nitrato potásico. Contiene un 13% de N nítri co y un 45% de K20 , po r lo que es un produc to muy utilizado por su aportación de ambo3

Además del anterior, que es muy usado, se utihzaa:

de, S' Sl*Sra Sl*Srado do de “ ItM d a d es baj bajo. o. 00 Kg/m Kg/m a 20 T . C omo en el caso del del sulf sulfaato amónico, deben tenerse las mismas precau ciones para su utilización.

a) M ¡trogenado s

mi za el ag u a p o r lo q u e re su lta lt a Lrea. No sal miza muy apropiada para el caso de aguas salinas, fcs un producto orgánico, con un contenido de d®146 d®146 % ’ e¡] e¡] form a ureica , que se transfo rm a rápidamente en amoniaco. Su solubilidad es alta, 1.000 Kg/m3 a 20 "C y reduce mucho la temperatura de la solución. Existe en forma pe rlad rl ad a y cris cr ista tali lina na , en la q u e co ntie nt iene ne m en os cantidad de biuret, por lo que debe utilizarse para pa ra tra tam ta m ien ie n tos to s folia fo lia res. re s. Su utili ut ili za ció ci ó n de b e ser cuidadosa, por los riesgos de lavado y dé volatilización del amoniaco.

b) Po tásic tá sic os

Sulfato potásico. Contiene un 50 % de K-,0 v

11.4.1.1. Fertilizantes sólidos

? o n n r ’ /31% de N’ gran solubil solubilidad, idad, a 20 °C de temperatura. Reduce la temperatura y el PH del agua al disolverse Aporta el mtrógeno mitad en forma nítrica y mitad en forma amoniacal. Se puede decir que es uno de los productos más utilizados en fertimgacíón.

elementos. Su grado de solubilidad es el más ®¡8? ®¡8? * t®dos t®dos los fertilizantes fertilizantes nitrogenados, 300 K g/nF a 20 "C. "C.

En ciertos casos se utiliza el hídróxido potásico, que tiene tiene un contenido del 50% de K-,0. c) Fosfóricos Fosfato monoamÓBko. Es un producto muy utilizado, ya que contiene un <50% de P70 . v un 12% de N, cun bajo poder de salinizadó n y reacción ácida, Sin embargo su solubilidad no es alta, 530 Kg/m3 a 20 . Fosfato diam ónico Contiene un 53% de de P-,0, P-,0, y 2 1 % de N, pero presenta el inconveniente dé tener reacción alcalina, por lo que se suele añadir acido n ítrico ítrico para reducir e! pH. pH. l-osfato de urea. Contiene un 44% de P,0= y 17% de N, con reacción ácida.

1 1 . 4 . 1 . 2 . Fertilizantes líquidos Se están utilizando mucho en la actualidad, ya que prese pr esenta ntann la v entaja en taja d e no n o tener ten er que q ue prepa pre para rarr las soluc sol ucio io nes madres. Necesitan depósitos especiales, generalm en te plásticos, para que no sean atacados por los ácidos. Los abonos líquidos más em pleados son: Solución V 3 2 . Es una mezcla de urea urea y nitra to amón ico que contiene 16 16% % de N ureico ureico 8% de N amoniacal y 8% de N nítrico. Es muy uti lizada al presentar tas 3 formas de nitrógeno aunq ue en ciertos casos, suelos arenosos la lenta transformación del N ureico puede ser un inconveniente.

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Capítulo 11 Fertirrigación Solución N-2U. Es una solución de nitrato amonico, por lo que se puede aplicar todo fe, escrito sobre dicho producto.

Ácido n ítrico. Contiene un 12 % de N y se uti liza mas que como abono, como corrector de pH , au nq ue se de be te ner en cu en ta el N qu e aporta. Producto muy peligroso que debe man ipularse con precaución. Nitratos líquidos de cal y magnesio soluciones con un contenido del 7 % de N, que se emplean para aportar calcio y magnesio en caso de carencias, ya que las solucione s contie nen un 10 de Ca y un 7% de Mg respectivamente. Ác ido fosfórico. E s el producto más usado para aportar el fósforo, ya que se logra una mayor movilidad en el suelo de este elemento. Existe ™ r j L'™ CentraCÍ0"es diferentes. Una con un /S , o de acido, que con tiene un 53 % de P y otra con un 60% de ácido que eontiene un 40% de P. Es muy acidificante y, en consecuencia, sirve para re ducir e l pH de las solucion es.

Solución de potasa. Es taaiscüacíón de cloraro de potasio, con un contenido del 10% Es mu y acidificante. Solucion de complejos líquidos. Son abonos que contienen 2 o 3 d e tos elementos principa les: mtrogeno, potasio y fósforo. Se preparan para utiliz arse directam en te, como si fueran soluciones madre. Su composición es muy variable, debiéndose utilizar la fórmula, en cada caso, más apropiada para las necesidades de nutrientes. En ciertos casos, como el de aguas salinas, deben utilizarse los de reaccio nes muy acidas.

11.5. Preparación de soluciones madre Es una operación imprescindible cuando se utili zan productos sólidos que es necesario disolver en agua y, posteriormente, introducir en la red de riego Es necesario conocer con exactitud los datos de solu

bilida d interacc iones, concen trac ión d e los prod uctos Utilizados, as, como la calidad del agua y el pH final de la solucion, debiendo efectuarla personas compe tentes en el tema. Generalmente se preparan en 2 deposites, para evitar interacciones entre los iones. Los casos más habituales son K y Ca K y M e Ca v Mg, Na y Ca, y Fe y Mn. En co ns ec jen ci nln ca se mezclar en el mismo tanque nitrato calcico o magnésico con fosfatos o sulfatas para e vitar precipi tados de sulfato o fosfato calcico. Norm alm en te una instalación co m ple ta de fertirngación suele u O fcar 3 depósitos, uno para los fer tilizantes tu¡r o g e m o s, fosfóricos y potásicos, otro pata los fe rtilizan tes que co ntiene n calcio o mag ne  sio, en el que se aplican los microelementos y un ter cero para el ácido nítrico, que se utiliza para regula ción del pH y para la limpieza de tuberías. Actualmente, con el riego localizado de alta fre cuencia, muy utilizado en horticultura, nos encontra mos en condiciones muy parecidas a la hidroponia. Para la mayoría de les cultivos no se conoce con exactitud la mejor composición de la solución nutri tiva que se debe aportar. Por lo general se utilizan soluciones universales que, con el paso del tiempo, la experiencia adquirida y los análisis realizados, se van modificando hasta determinar la composición idónea en cada caso.

Una solución muy utilizada en horticultura es la Coic-Lesaint, cuya com posición es: 12,2 meq/I

de N nítrico.

2,2 m eq /1

de N amoniacal.

5,2 meq/1

de K.

6,2 meq /1

de Ca.

1,5 meq/1

de Mg.

2,2 meq/i

de P 0 4 .

1,5 meq/1

de S0 4.

Su pH es 6 , Una vez conocida la solución que se debe utilizar restando la cantidad de n utrientes que contiene el agua de riego, obtenemos la cantidad de los diferentes ele-

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Capítulo 11 Feríirrigación 3 senios que es necesario añadir. Conociendo los milieenv alen tes apollados por unidad de peso de los ditersnies productos utilizados (ver tabla al final del capí püo), se puede n determinar fácilm en te las cantidades secesarias, en peso, de los diferentes productos.

A continuación, como ejemplo, reseñamos solu ciones madre tipo, utilizadas en cultivo en sustratos, con agua de buena calidad y sa]ina(0,5 y 3 dS/cm respectivamente). Para el riego con agua poco salina se añaden por cada 100 litros: - Tanque AJ:

- Tanque B I:

(N O ,) 2 Ca

8.000 g

NQ 3 k

5.00.0 g

so4k .

2.500 g

S 0 4 M g

1.000 g

P 0 4 H 3 (50%)

1.500 g

Para el riego con agua salina se añaden: - Tanque A2:

- Tanque B2:

(N 0 3 )2 Ca

9.000 g

N O 3 K

2.000 g

S 0 4 K,

4.000 g

SO 4 Mg

1.000 g

P 0 4 H 3 (50%)

1.500 g

En ambos casos los microelementos se aportarán obligatoriamente en el tanque n° l .

11.6. Aplicación de las soluciones La incorporac ión d e los ie rti l izantes al agu a de riego en sistemas a presión se efectúa generalmente de 4 formas: • Asp iració n directa en la impulsión de la bomba. • Tanqu e de fertilización. • Succión con venturime tro. • Bom ba inyectora.

11.6.1. Aspiración directa Este sistema es ej má s simple de todos, pero tam  bié n ei men os ex ac to, Cad a vez va sien do men os empleado pues la regulación de la cantidad de pro ducto que se vaya a utilizar presenta muy p oca garan tía, Se suele emplear cuando existe aspiración de la bom ba , es decir que la ba lsa de su m inistro de agua está más baja que el grupo de bombeo, produciéndo se una depresión en la tubería de aspiración. En caso contrario se debe produc ir una pérdida de carga, para pro duci r un a de presión. És ta succiona , ju nto co n ei agua, la solución de nutrientes, preparada en un d epó sito aparte. Dicho depósito está conectado con la tubería de aspiración de la bomba, instalándose una llave de paso. Su utilización era debida a ser el siste ma m ás barato.

11.6.2. Tanque de fertilización Consiste en un depósito donde se encuentra la solución fertilizante, conectado en paralelo con la tubería del agua de riego mediante dos tomas, gene ralmente mangueras flexibles. La primera introduce el agua por su parte inferior y la segunda permite la salida del agua ya fertilizada. Entre am bas se instala una válvula que regula el caudal de agua q ue entra y pa sa a trav és del tanque. La pérd id a de ca rga mín im a pro duci da es de 0,3 bar (3 m .c.a) ap ro xim ad am en te . Este sistema es el más emp leado, aunque tiene el inconveniente de que la concentración de nutrientes en el agua no es constante y el control de la fertirrigación no es muy exacto, Por lo general es reco mendable que haya circulado, a través de! tanque, un volumen de agua igual o superior a 4 veces su capacidad, para tener la seguridad de que todo el fertilizante se ha incorporado a la red. Existen dife rentes modelos y dispositivos para mejorar dicho control. Estos tanques deben soportar la presión de traba jo de la re d y en gen eral son metálicos . Par a ev itar la corrosión de las sustancias quím icas suelen ir reves tidos con pinturas a base de resinas epóxicas o bien construirse con acero inoxidable.

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Capítulo 11 Fertirrigación

11 .6 .3. Succión con venturímetro “ dispositivo provisto de un ™ e al,mm ta la ^'oc ida d del J y. n consecu encia, disminu ye le presión del liquido circulante. En este caso d ,cL d e p r e s iv o voca la entrada de la solución fertilizante, cuya tubea se encuentra conectada en dicho punto. P „ pro duz ca es nec esario que ex ista ana (4 m e a l F Pre5i“ m ' m m a dCl ° rden de ° ’4 ^ ; i' necesario un veníurimetro para cada deposito de fertilizante existente.

1X-6.4. Bomba ?nvertr>r;i Esta ultima es la única que necesua energía y es la mas exacta, por lo que se suele emplear, sobre todo en “ imPres' in<™ e disponer de con centraciones de nutrientes exactamente conocidas. hJ

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^

SÍStema ap0rta eneISía a ^ solución d e ferti para que tc,'S a may or p re sión que el ag ua de

riego y se pueda introducir en la red. La bomba inyectara puede ser de pistón o de diafragma y gen e ralmente utiliza energía eléctrica, aunque también pued e se r hidrá ulic a, utiliza nd o la en erg ía del ag ua par a su movun.en ío . Cad a em bolada de la borato introduce una cantidad conocida de fertilizante por exacta Íi i I T constante ** PUede ^ la concentración de manera de exacla, m manteniendo nutrientes en ei depósito correspondiente. c m ^ r l f ! 13 fertirTÍe a d ° " . especialm ente en ím ™ lorzados 0 sobre sustratos, tiene una gran importancia, por SJ amplia repercusión sobre las pro ducciones y suele hacerse de 3 fbimas diferentes, • Mid iendo el PH y la CE de ía solución fe rtnrigadora y mediante los adecuados controles —

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' al0reS C°nSi(antes’ ™<--ialmeme

• M idiendo los caud ales a la salida de los dep ó sitos de iertihzantes para conocer los volúme nes utilizados, y conociendo las concentracio nes. determinar las cantidades exactas de fertilizantes aportadas. Utilizando conjuntamente ambos sistemas que suele ser la práctica habitual.


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Capítulo 11 Fertirrigación

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Figura 11-2. Equipos automáticos de fertirrigación con ordenador incorporado.

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Anejo 1 Calidad del agua

1.1. Generalidades ________ La calidad del agua tiene una importancia primo r dial en las condiciones del riego, obligando a instala ciones y sistemas más específicos y más caros, para poder regar ef iciente m ente y co n co nt inuidad , a medida que ésta disminuye. Depende de las sustan cias disueltas o en suspensión, ya que nunca se dis pone de agua com pletam en te pu ra. Las principales características pa ra d eterminar la calidad del agua de riego son: • Cantidad o concentración total de sales solu bles ex istentes. • Cantidad o con centración de sodio. • Concentración de boro y otras sustancias tóxicas. Salvo en casos especiales, como la existencia de sustancias tóxicas específicas para los cultivos, la salinidad es el factor más importante en este aspecto, pudiendo pro duci r graves pro blemas de difícil so lu ción. El agua salina es, por desgracia, bastante abun dante en nuestras zonas semiáridas, especialmente las mediterráneas, siendo un problema de cierta impor tancia a nivel regional y prim ordial, en algunos casos, a nivel local. Una misma cantidad de sales estará más o menos concentrada según el contenido hídrico del suelo, que depende, en g eneral, de su textura y de su capacidad de retención de agua. Por esta razón la concentración de sales no se puede considerar como un indicador adecuado de la salinidad y se ha elegido la conducti vidad eléctrica como m edida de esta última. Hay que tener en cuenta que los cultivos no se desarrollan en el agua aplicada con el riego, sino en soluciones de ella en el suelo, siendo las característi cas de estas solucione s las que tam bién se deben tener en cuen ta para determinar producciones. En un agua sin sustancias tóxicas, pero con alto grado de salinidad, el daño viene provocado por el efecto osmótico del total de sales en la solución del suelo, más qu e por la acción de los iones presentes. La tensión osmótica así producida se añade a la tensión matricial existente, aumentando la retención de agua en el suelo. La suma de ambas tensiones no debe


alcanzar valores que impidan un a suficiente absorción de ag ua po r las raíces para satisfacer las necesidades de la planta, bajo p eligro de marchitamiento. Para evitar estos problemas, o al menos disminuir los efectos nocivos, la utilización de dichas aguas debe ir unida a una serie de prácticas de m ejora como son: sistema de riego adecuado, con lavado de sales si es necesario, labores de mejora del suelo, utiliza ción de cu ltivos y v ariedades más tolerantes a la sali nidad, etc., que facilitan o posibilitan su uso.

1.2. Clasificación de aguas para riego_____________________ La salinidad de una solución se suele determinar por su conductiv id ad el éc tric a a 25 °C, y a qu e la tem pe ra tu ra hace var ia r su valor. Las ex pr es io nes más utilizadas usan como unidades el milimho/cm o el micromho/cm, aunque en la actualidad se emplea el dS/m = milimho/cm. N orm alm ente se co nsideran ag uas co n poca sa li nidad las de una conductividad eléctrica (EC o CE) men or de 750 mierom hos/cm y salinas las de valores superiores, aunque en m uchos cultivos se pueden uti lizar sin problemas aguas de hasta 1.500 micromhos/cm = 1,5 dS/m. El contenido total de sales en partes por millón (p.p.m.) o en gramos por metro cúbico se obtiene mu ltiplicando po r 0,64 la conductividad eléctrica en micromhos/cm. La tensión osmótica de la solución, expresada en kgf/cm, se obtiene multiplicando la CE (dS/m) por 0,36.

1.2.1. Sodiflcación o alcalinización El sodio es un elemento que degrada el suelo, mod ificando su estructura y disminuyendo su perm e abilidad. Sin em bargo, el calcio y el magnesio tienen efectos contrarios, Por esta razón el efecto de sodifl cación varía con la cantidad de ca lcio y ma gnesio en el suelo. Po r lo general su efecto disminu ye conforme

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r. -,,-m • el grosor de la textura, existiend o mayor peligro en los su elos arcillo sos. Para determinar el peligro de sodificación se ásele utilizar el índice SAR (irebeidn de abs orción de sodio), que viene definido por la siguiente fórmula:

_____

S M l ~ l / 2 (CaJ+ + Mg2+)m síi donde

las concen traciones de los 3 iones se expre s a en meq/L Para valores mayores de 10 se conside ra que existe dich o riesgo. En general no se debe separar el contenido total «k sales y el de sod io, pues sus efectos son acumulaovos. Existen varios criterios para clasificar el agua de riego, siendo el más empleado el de Riverside, que detallamos a continuación. En abcisas se lleva el valor de la EC y en ordenadas el valor del SAR. Desde dichos puntos se trazan paralelas a los ejes y La intersección indic a la calidad del agua . Sin embargo, al variar el pH y la cantidad de car bo natos y bic arb onato s existe nte s en el su elo, pu e den existir precipitaciones de Ca y Mg, disminuyen do su concentración y aumentando el SAR. Por esta razón se ha introducido un ajuste de dicho valor, en función del pH potencial que se puede alcanzar en la solución del suelo* obteniéndose el SAR ajustado. Para su determinación se aplica la siguiente fórmula: (2)

en donde - 8,4 : es el pH aproximado de un suelo no considerado sódico, en equilibrio con el carbonato calcico. - pHs : es el pH de saturación del sistema carbo nato para el agua que se u tiliza para el riego. Este valor se puede determ inar por la prueba del mármol o de la calcita, pero en general se estima por la siguiente fórmula: pH s = pH a + pí'lb + pHc

- pHa : valor del pH inducido por los cationes Ca, Mg y Na. - pl lj,: valor del pH inducido por Los cationes Ca y Mg. - pH : valo r del pH inducido por los anion es CÓ 3H.

_______

SAR aj ' SAR x (1 + (8,4 - pH s)

siendo

Todos los valores se expresan en miliequ ivakntes por litro. Los valores de los pH inducidos están tabulados en función de los mil ¡equivalentes ex istentes en el agua. La siguiente tabla sirve para su cálculo.

Tabla 1. Cálculo de pHs Suma de concentraciones (meq/l) Ga2+ + Mg2+ + Na" pHa Ca2+ + Mg2* pHb Cq33~+ C 0 3H-

PHC

4,6 4,3 4,1 4,0 3,9 3,8 3,7 3,6 3,4 3,3 3,2 3 r1 3,0 2.9 2,8 2,7 2,6 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2,0 1,8 1,6 1,4

4,3 4,0 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 3,1 3,0 2,9 2,8 2,7 2,6 2.5 2,4 2,3 2,2 2,1 2,0 1,9 1,8 1,7 1,5 1,3 1,1

2,0 0,05 2,0 0,10 2,0 0,15 2.0 0,20 2,0 0,25 2,0 0,30 2.0 0,40 2,1 0,50 2,1 0,75 2,1 1,00 2,1 1.25 2,1 1,5 2,2 2,0 2,2 2,5 2,2 3,0 2.2 4,0 2.2 5,0 2,2 6,0 2,3 8,0 2,3 10,0 2,3 12,5 2,3 15,0 2,4 20,0 2,4 30,0 2,5 50.0 80.0 _______________ 2,5

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16 5


'a^ n t ™ ^ ^ rieg o,

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Na y pr efieren utilizar el S A r T " viene « presado por"

Tabla 2. Peligro de alc aliz ac ión .

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Tabla 3. Concentración de superficie, que resultaría de regar con

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HC03-/ea^+ (F A O ). CE def agua aplicada (ds/m) 0,7

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1,0

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cerca de ,a

<Í0termíílaíJo valo r de


Clasificacióndelasaguasparariego

FiguraA - l. Normade Rrverside

clasificación de lasaguas de riego(USDA).

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16 7

Anejo 1 Calidad del agua

1.3 . Precipitación de sales y obturaciones

No se incluy en deter min ac iones de oligo elem en ■ tos, salvo que se soliciten expresamente, en caso de sospecha r que alguno de ellos existe en cantidad que pueda p ro vocar darlos al cultivo .

El contenido de sales puede provocar precipita dos según el equilibrio existente entre los carbona tes. Para cono cer sus posibles efectos se suele utilizar un parametro. CARBONA TO SÓDICO RESIDUA L que prevé que todo el contenido en calcio y magnesio pue dan precipitar. La fó rmula, utilizando meq/1, es la siguiente: C.S.R. = (C03 - + C 03H-) - ( C a » + M g^ ) La clasificación de las aguas segú n su C.S.R. es la siguiente: CSA

CLASIFICACrÓM

<1,25

BUENA PARA TODAS LAS TIERRAS

1,25 a2

PRECAUCIÓN. TIERRAS PERMEABLES

2 a 2,5 >2,5

SÓLO TIERRAS MUY PERMEABLES. NO RE COMEN DABLE .

1 3.1. Análisis de agua Para determinar la calidad de! agua de negó es necesa rio con oce r las características de la mism a lo que se obtiene mediante su análisis. Dicha determinación debe incluir: Contenido total de sales, expresado por la con ductividad eléctrica CE. C omo ya se ha dicho se suele expresar en dS/ra. Por variar con la tempe ratura se debe efectuar su determinación a 25 °C. Análisis químico de los principales iones: sodio, calcio, magnesio, bicarbonatos, cloruros y sullatos. Eli ciertos casos se añaden también otros elementos como potasio o nitratos. • pH. ■ Contenido en sustancias tóxicas, principalmente boro.

168

Las cantidades de iones existentes se suelen exp re sar en rmliequivalentes (meq) o en miligramos (mg) en cada litro, no existiendo una norma exacta al res pecto , En gene ral cloru ro s y su lfatas se su elen ex pre sar en m iligramos y el resto én Iniliequréatentes, Es conveniente poder conocer las equivalencias entre ambas deteinímaciones, lo que se facilita mediante la tajla 4.

Tab la 4. Equivalen cia entre determinaciones. mg/meq SODIO Na+ CALCIO Ca2+ MAGNESIO Mg2+ POTASIO K* b i c a r b o n a t o c o 3h c l q h u b o c iü u l f a t o s Oj ^

23,0 20,0 12,2 39,1 61,0 30r0 35,5 48,0

maq/mq 0,0434 0,0500 0,0819 0,0256 0,0164 0,0333 0.0282 0,0208

1.3.2. Evaluación del análisis Una vez analizada el agua es necesaria una inter pre tación correc ta de los datos obtenidos. Para ello vamos a determ inar los datos necesarios para e! rieeo en un ejemplo real. Los datos obten idos en un aná lisis de agua son los siguientes: pH=8,0

CE - 1,51 dS/m B (mg/!) • 0,37 C a (meq/1) = 4,02 Mg (meq/1) = 2,78 K (meq/1) - 0,19

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__ ____ ____ An ô 1 Calidad del agua N a (mcq/1) = 12,48 CO 3 H- (meq/i) -6,08 í'!'Cmg:l, -215

_ M . Riego con agua salina

S < V (rug/l) = 341 En primer lugar debemos decir que ¡a cantidad de cloruros es de 6 meq/I y ia de sulfatos es de 7 . 10 . Una comprobación muy íadl consiste en ver si la suma de amo nes y cationes coincide aproximada,

SSLfiiT' PU!,de h3l,“ Peq“ ñas

el anális s T S n° de!enm inados- E” en trar lo el análisis no es correcto. En nuestro análisis ia es y ia de amones es ,9,18. Calculamos el SAR. aplicando a la fórmula m P 4 « ° r ‘Ct ' L Val0reS d e ™ ¡ '^ « ™ J e n t e S de do e"s. ’ ' " = 4'02 y Mg “ 2-78' El « l » «**■*• SAJ? = 6,77 ^

d S á li co d e Riv erside p odem os clasifica r el

s X iz a T i ó n T ™ ^ v de í a T d fracciones de S

STLmé“

e T

Aunque el SAR no es alto vamos, como medida de segundad, a calcular el SAR corregido.

C a-

Es necesario conocer ¡os efectos de la salinidad crecTn iento™*3,8' T

depe" den de laS “ ndirio® s de as qüe se pueden Konsid- ' <=»»

■ Estado vegetativo. A lo largo del ciclo fenológico vana la tolerancia de las plantas a la sa|j. d ' Í i ^ Piantas 5011 a l t iv a m e n t e to leran tes durante la germinación. pero muy sensibles en s primeros estados de crecimiento, ■ Clima. Tai vez sea el factor que tenga ma yor influencia. La tolerancia aumenta a medida que tiempo es más frío y húmedo.

P° S,ble5 problemas “ nSeCUencIadelcultivo ” t o W , f , d d ™1,ÍV°- UnaS Variedatfc« 30n más e T ^ J " S tolerantes que otras. Parece lógico elegir las

naddSUd0' E"d aP^ dü

C 0 3H -

Ai regar con agua salina se aportan sales nue al no se r absorbida., por las p la n ta d a u m e n l K b em en te la cant,dad ex istente en el su elo , qae " va sahm zaodo progresivamente. Por esta ratón ei uso de dicha agua debe hacerse con técnicas específicas que perm itan su utilizac ión racion al.

6,08

nm blem h7eSas , de ? salin r 5idad ™n. el fi" de disminuir los pro ■ Método y frecuencia de riego. La salinidad pro voca una tensión osmótica que se suma a la matricial. A este respecto debem os tener en cuenta que:

4,02

tabla curresP™diente obtenemos ia form ulad f* r ™ dlcho valor aplicamos fórmula {3) que nos da un SAR corregido de 8,34. Para el cálculo del Carbonato Sódico Residual aplicam os la fórmula: Residual C.S.R. -- (C0 3 = + CO jH-) - (Ca3+ + Mg 2+)

Las plantas toleran, en general, mayores nive les de salinidad cuando la tensión mátrica es peq ue ña , a um em an do la c an tid ad del ag ua en ei

El agua con mayor concentración de sales se encuentra en la pane inferior de la zona radical ■ la s uP e n o r e xis te o se a po rta s u fi  ciente agua con menor nivel de salinidad, ¡a planta pod ra cubn r su s neces id ad es hidricas.

C.S.R, = 6,08:- (4,02 1 2,78 ) - - 0,72

d e o t !::;" r
• El nivel de salinidad depe nde del tipo de suelo de los aportes de agua realizados y de la varía selo

™ !idad *

m a re,enida P°r dich°

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16 9

Anejo 1 Caíidad del agua Com o resumen de estas con sidera d an ea de tipo genérico, se puede considerar que los riegos frecuen tes son recomendables én caso de uso de aguas sali nas. Un ejemplo típico es el riego localizado, reconocido como m uy efectivo en dichas condiciones. Debe, también, quedar patente que 110 existe un único método para mejorar el uso del agua salina en el riego, sino un conjunto de medidas y de prácticas que deben combinarse para obtener dicho fin. Dicha combinación puede depender de factores climáticos, edafológicos, económicos y. en ciertos casos, socia les. Por estas razones: no es factible dar una única recela para utilizar el agua salina. Es evidente que !a utilización de dichas aguas aporta las sales que ésta contiene al suelo. Las suce sivas aplicaciones provocan que tanto el suelo como el agua que contiene, se vayan salinizando, al ir aumentando el contenido total de sales. La técnica más empleada para la utilización de aguas salinas consiste en ap licar una m ayo r cantidad de agua de la necesaria para el riego. Ei exceso, deno  minado fracción de lavado (FL), arrastra, por infiltra ción profunda, parte o la totalidad de las sales acu muladas en el suelo, disminuyend o la concentración salina de éste, permitiendo un mejor desarrollo del cultivo. En este caso las necesidades de rieco deben incrementarse en la cantidad asi calculada, aumen tando los tiempos de aplicación de riegos o los tur nos, cuando el agua así se distribuye* Para que no exista salinización del suelo es evi dente que la cantidad de sal aportada por el riego debe ser extraída con el agua de lavado. Como ello obligaría a grandes consum os de agua, se suele lavar lo suficiente para que la cantidad de sales en el suelo no alcance valores que disminuyan la producción del cultivo en porcentajes dem asiado altos. Para calcular las necesidades de lavado se efectúa un balance de sales en el suelo:

siendo:

- V {R ): volumen o do sis de riego. - FL : fracción de lavado, A este respecto se debe tener en cuenta que, debido a la falta de uniformidad de distribución del agua, se p roducen generalmente unas pérdidas por percola ción proíunda en todo riego. Los valores de dichas pé rdidas pu eden se r im portantes en los rega dí os por gravedad y en los de aspersión tradicionales, en los que se puede decir que se produce un lavada automá tico en la mayor parte de la parcela, en donde ios apo r tes son superiores a las necesidades de las plantas. En gene ral, se pupde dec ir que en el estrés hídrico que puede sufrir ía planta regada con aguas sali nas, la tensión osmótica es mayor que la métrica en caso de riegos frecuentes. En caso de largos interva los entre riegos predomina el efecto contrario. La pro du cc ión se ve in fluida no só lo por el grad o de sali nidad. sino también por ei tiempo en que ha sido sometida a dicho efecto. La fracción de lavado que se debe aplicar varía con la textura del suelo. la pluviometría existente o frecuencia del riego. Se calcula, en general, para obtener un descenso de producción que se considere rentable para las condiciones existentes. El nivel de salinidad que la planta puede tolerar en el agua d el suelo no es fácil de determinar, pues no depende sólo de ía tolerancia del cultivo. El conteni do inicial de agu a, la distribución de la salinidad en el pe rfil del su elo, la cantid ad y la frec ue ncia de rie go , la variación del contenido de humedad entre dos apli caciones y las propiedades m étricas del suelo son fac tores que le afectan en m ayor o menor medida. Para terrenos de tipo med io y riegos tradicionales, con eficiencias no muy elevadas, una fórmula muy empleada, que por las razones citadas debe conside rarse orientativa, es la siguiente:

V(R) • CEj, = FL • CEe F L ---------- —

5 CEe-C Ea

- CEa : Conductividad eléctrica del agua de riceo en dS/m. * - CEe : Conductividad eléctrica del extracto de saturación del suelo, en d S/m, para el descenso de producción que se pretende obtener.

Para obtener buenos resultados es imprescindible comprobar en cada situación los efectos obtenidos. Com o en tantos otros casos, la experimentación y la experiencia son de vital importancia para obtener bu en os resu lta dos .


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Anejo nejo 1 Calid Calidad ad del del agua agua

Tabla Ta bla 5; Disminución de ren dimientos de algu nos de los Cultivos Cultivos más importantes, importantes, debido a la salinidad. Fuente. Ayers y Wescot (1987) 50 %

25 %

10 10% %

0% Cultivo

CEe

C Ea

CEe

C Ea

CEe

CEa

CEe

CEa

Aibaricoque Alfalfa

1.6 2 ,0 7 ,7 1,5 8,0 8, 0 1,2 1,8 3,9 3, 9 1,0 1,0 1,3 1,7 2 ,2 1 ,7 1,7 2 ,5 1,5 4.0 4. 0 2,5 2, 5 1.5 6,0 6, 0 1.5 3,0 1,0

1,1 1,3 5,1 1,0 5,3 5, 3 0,8 0, 8 1,2 2,6 0,7 0,7 0.9 1,1 1 .5 1,1 1,1 1,1 1,7 1.0 2,7 1,7 1,0 4,0 1,0 2,0 2, 0 0,7 0, 7

2,0 2, 0 3,4 3, 4 9,6 9, 6 2,0 2, 0 10,0 1,8 2,8 5,5 5, 5 1,3 1 ,5 2,1 2,5 2, 5 3,6 3, 6 2,4 2, 4 2,5 3,3 3, 3 2 ,2 5,1 3,5 2,3 7,4 2,5 2, 5 3,9 3, 9 1,7

1,3 2 ,2 6,4 1,4 6,7 6, 7 1,2 1,9 3,6 3, 6 0,9 0, 9 1.0 1,4 1,7 2,4 1,6 1,7 1, 7 2,2 2, 2 1,5 3,4 3, 4 2 ,3 1,6 4,9 4, 9 2,7 2,6 2, 6 1,1

2,6 5,4 13,0 2,8 13,0 2,8 4,4 7,8 1,8 2,3 3,2 3,8 5,7 3,3 3,8 4,4 3,3 6.8 5,0 3,6 9,5 4.1 5,3 2,8

1,8 3,6 8,4 1,9 8,7 1,8 2,9 5,2 1,2 1.5 2,1 2,5 3,8 2,2 2.5 2,9 2,2 4,5 3,4 2,4 6,3 2,7 3,5 1,9

3,7 8,8 17,0 4.1 18,0 4,3 7,0 12,0 2,5 3,6 5,2 5.9 9,1 4,8 5,9 6,3 5,1 9,6 7,6 5.7 13,0 6,7 7,6 4,6

2,5 5,9 12,0 2.8 12,0 2,9 4,6 5,2 1,7 2,4 3,4 3.9 6,1 3,2 3,9 4,2 3,4 6,4 5,0 3,8 8.7 4,5 5,0 3,1

Almendro Cebada Cebolla Col Festuca Fresa Judía Maíz Melón Nar N aran an ja Pepino Pimiento Remolacha Tomate Trigo Uva Uv a Zanahoria

CEe - Conductividad eléctrica del extracto de saturación del suelo en dS/m a 25 "C. C E a = Conducti Conductividad vidad eléctric eléctricaa del agua de riega en dS/m a 25 ’C.

Un factor importante que hay que tener en cuenta es el lavado por aguas de lluvia, sobre todo en el pe rio ri o d o inve in ve rnal rn al en q u e sue s ue len le n se r m á s ab u n da n tes te s en fa mayoría de nuestras regiones. El descenso produ cido en la salinidad facilita el crecimiento en los pri meros estados del desarrollo desarrollo vegetativo, vegetativo, époc a en que el cultivo es más sensible, como ya se ha dicho. La aplicación de riegos de presiembra. aparte de dar tempero al suelo, provoca el mismo efecto de lavado cuando no se han producido dichas precipitaciones, caso típico de los invernaderos. El uso de la aspersión con ag uas salinas salinas en plan tas desarrolladas, puede causar daños adicionales adicionales por absorción de dichas sales sales por las hojas y por qu ema duras en las mismas. Sobre este punto se han realiza

do m uchas me nos investigaciones. Se puede decir, de de una manera general, que los daños dependen de !a sensibilidad sensibilidad de las hojas y no tienen tienen co rrelación rrelación con la tolerancia a la salinidad del suelo. Los frutales son los más afectados por dicha causa. Entre las hortíco las. menos afectadas que los anteriores por este pro blem bl em a, las m ás se n sib si b les le s son so n el p im ien ie n to y el tom to m ate. at e. Para evitar o disminuir este problema, algunos autores recomiendan regar de noche, cuando la eva po p o raci ra cióó n es m en or, or , si no se p u ed e em p lea le a r otr o troo m é to  do de riego. El más recomendado en esta situación es, com o ya se ha dicho, el localizado. localizado. Debemos lener en cuenta que el lavado es más imperfecto si se efectúa por riego a manta que por

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Anejo nejo^ ^ 1 Calida d del agua

aspersión, ya que en el primer caso el agua fluye obre todo por los grandes poros y en peuuc'- J L

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Z ' i r T ^ en,os«

m is is m os os E n I ■ “T c o n t e n ld a h» ” n to t o d e f l T r S T 31 n ° p r0 r0 d lr lr a rs rs e c h a r c a : doaa ad ad de d ° tinfiltración f i S ’ son C° nmenores, te te n Í d 0 d£recorriendo agUa v su « todos »o » o ci cil a v a d l T ' P° r 10 10 qUe qUe ¡O ¡OS ™áS pe
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la media entre diferentes diferentes variedades variedades que, com o ya se ha dicho, tienen diferentes tolerancias.

50 natU toleûnoOfl^r ralos ’- indicados. Piantas P“ * « raerar unos 2,0 dS/m mas quera’-

1-5. Utilización de agua reciclada de Í L reUt reUtÍÍ''Zi ''Zi'™ n d d a su ae s’ actualmen actualmente, te, un tema de gran .np o ü an ca , tanto tanto por el el ahorro ahorro qu^ qu^ supone supone orno por su im portancia en una adecuad a gestión gestión de la misma, evitando vertidos incontrolados y las con sigmentes contaminaciones. Tiene especial interés interés en las zonas andas, donde el déficit hidrico puede con dreo nar su desarr desarroll ollo, o, pues permite conseguir“ conseguir“ í máximo aprovechamiento de las utilizaciones no consunt consuntiva ivas, s, espec especia ialmen lmente te aguas aguas negras negras u Z a " . Se puede dec ir que la reutilizacióit reutilizacióit de las asuas en “ 7 P h 0 ■ se se v it™ h ^ n d o d e s d e la f n t e dad, Se eiectuaba a pequeña escala, ya que los vfrti do doss se se dilu diluíían en en los los cur cursos sos de de agua/que agua/que no lb lb sX contaminar y se volvían a útil,zar aguas abajo? Sin embargo , en ¡as con diciones actua les al

t r á c e l e S S * aCtUa,m“ le Se t E n d e a " » * * '*

diminuyan V* S » r laJ prodílcclón. K s .E„- 5 =r*¡^ í«f i S p oducirse p oducirse con un adecuado manejo del del riego riego buscan buscan sobre todo una buena uniformidad del mismo y uti varI£dades varI£dades me jor adaptadas a la salinidad salinidad t i v o ^ J w ® ' ™ a m e n° n ° r i n dl d l l i m o s ™ c ua ua dr dr o in i n di di c a -

!“ r e s ,d u a ie s “ e sc sc al al a P o r r , 7 rBaJ n, n, f r dl dl C h a r e ut ut iI iI ^ c i ó n a g ra ra n «. ' un ,ac, ,ac,0> 0> dichas aguas no tratadas no se se hace en c,ertas dLTp ^ qUe gS,,emn’ sobre todo a largo , Por °lr0’ sc deben evitar los vertidos indiscri minado s, bo y habituales , que impiden debido a ía ía diluyen^Debe * ““ * ' aglos Ua en donde se diluyen. Dtben añadirse, "asimismo, problemas med ioambientales que provocan. Pr00f™ Pr00f™ as La re utilizaci utilización ón del agua pued e alcanza r diversos niveles niveles en todos los cuales cuales debe evitar ser contamT nante. La destinada para consum o human o en ciertas ciertas te r c ía r i o s 1

y : r r pa p a ra su ob tene te ne io n se ha co n sid si d e rad ra d o q ue en rie go s tra

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dades Fn nuestroSia 5 Cse0Sutiliza. teS para evií« enferm e dades. En pa¡s 6no

Eí reciclado para el riego sólo necesita tratamien to secundario, con el consiguiente ahorro Z ? „ « 9 » * e tant tantaa caltd caltdad ad como en el el casoTnteri casoTnterioT oT Se pu ed en p er m itir it ir la ex iste is tenn cia ci a de cier ci erta tass su stan st an cias ci as en

172 / © ITES-Para ITES-Paranin ninfo fo

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Anejo Anejo 1 Calid Calidad ad del agua

Stadas,Tya q,K r íic íilavorecen cil¡tM il¡tMdsuuscompleto o* aguadepuración. sre5idiia iia,esca m ie n ,r f meme di dispone sponemos mos de suf sufic icie ieat ateü eü conoci conoci mientos tecn .cn, para pod er reutili reutilizar zar las aguas reci cladas con plena garantía, tanto en el riego agrícola o fieros fieros l w aí COm° “ d Vert VertÍÍd° Pa¡a Pa¡a reCar reCar?a ?a dc acuDe tsla ma nera 5e aum entan las disponibilida

174

des hídricas en regiones áridas o semiáridas y se dismmuye el problema medioambiental que provocan Jas Jas aguas residu ales. Para ampliar la información se pueden consultar a l a l T T te S K f e r e n c i 3 s bibliográficas: O.M.S.

C 2 (S r ° ’ (1990}-

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Cálculodelriegoporgravedad

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Anejo 2 Cálculo del riego por gravedad

d |CÍ ' 7 !° h¡.?liufi“ d d rie*° P °r gravedad, actualidad se utilizan pnncip almen te 2 enfoques.

po ts es la sum a de la que permanece sobre el terreno a lo iargo de ía distanc ia xs recorrida po r dicha agua

El prim ero es el análisis h.dráulico de! movtmien- * * * ^ “ * mÍSm° ‘ram a -------UVI to variable que se produce a lo largo del cantero. Se po ' ls “ ( K ' y 0 + K* ■ia) • xs utilizan fun dam entalmente 2 ecuaciones: por un lado la de continuidad, expresando que la suma de las El problema consiste en determinar con suficien variaciones de la cantidad de agua entre 2 secciones te exactitud el calado m edio de la lámina de agua, así infinitamente próximas, separadas por la distancia como ía infiltración media. dx, es igual a la cantidad infiltrada en d icha distancia. Por otro lado la 2* ley de Newton, que expresa que la Se han obtenido aproximaciones aceptables variación en la impulsión es igual a la suma de fuer entre los datos calculados y los obtenidos experi zas gravitatorias y de enlace que actúan sobre dichas mentalmente cuando la pendiente no es muy peq ue secciones. ña. A continuación exponemos un modelo de diseño de los 4 sistemas d e.riego más em pleados según este La expresión resultante es complicada, pero se método. simplifica mucho al despreciar los términos en que interviene la aceleración, ya que la velocidad de Para su elaboración se ha utilizado la bibliografía avance de la lámina de agua es pequeña y, en conse siguiente: USDA 1974, Jensen 1980, Walker y cuencia, dicha simplificación no afecta demasiado a Skogerboe, 1987 y Lo sada 1997. los resultados. Sin em bargo, se debe tener en cuenta que dicha modificación es más importante en unos casos que en otros. Es el llamado Modelo de Inercia Nula. -

2.1. Canteros a nivel

Se obtiene la expresión: 5y - Io + I 5x en donde:

El agua avanza sobre el terreno debido a la pen diente motriz que provoca la variación del calado entre la cabeza y el punto genérico considerado xs, situado a una distancia s.

Para el cálculo se supone que la lámina requerida Hr se infiltra en cola del cantero. En conse cuen cia, no hay déficit y se infiltra una cantidad de agua superior I e IQ . son las pendientes del terreno y a la a la dosis. El receso, cuya curva como ya se ha dicho hidráulica debida a la variación del calado a es horizontal, se producirá cuando el agua haya per medida qu e avanza el agua. ma necido un tiem po tc en dicho final, infiltrándose en el terreno la lámina requerida Hr, previamente fijada En su utilización se han usado modelos hidrodi según las necesidades del cultivo. Dicho tiempo se nám icos que parecen tener buena aproximación de la obtiene de la ecuación que resulta de igualar la infil curva de avance, con pequeños valores de la veloci tración acumulada al valor de la lámina, cuando se dad del agua, coincidiendo con los datos obtenidos utiliza la fórmula del S.C.S. para la infiltración acu experimentalmente. mulada. Los valores de los parámetros K, a y c del terrreno se han determinado en la tabla correspondiente a Este método tiene su principal inconveniente en par tir de la fam ili a de infiltra ción (v er ap artado 2.6.1). el cálculo de la curva de receso. Está siendo objeto de numerosas investigaciones y mejoras con el fin Hr = K tca + c (! ) de facilitar su utilización y de obtener mayores aproximaciones. La curva de avance se obtiene a partir del método de balance volumétrico, resultando la ecuación: El segundo utiliza el métod o del Balance Volumé trico. La cantidad total de agua aplicad a hasta el tiem  % ' ta s = ( C y + C'Ta ) x s - y : es el calado de la corriente de agua.


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siendo: ' £as : ei tiempo que tarda el agu a en reco rrer la distancia xs. Para resolverla es necesario conocer los valores medios del calado del agua sobre el terreno y de la infiltración producida entre ef origen y el punto s. La determinación de dichos valores no es fácil y a efec tos de simp lificar el cálculo se con sidera para el pri mero un calado medio, como si la solera fuese impermeable y para el segundo un avance uniforme.

cantero. Cuantos más pu ntos consideremos ob tendre mos mayor exactitud. En cada punto n tendrem os que el tiem po de con tacto tGn será igual al tiemp o de rece so men os el tiempo que tarda el agua en llegar a dicho punto tan, ta l co m o se pued e observare n la figura A 1. ~

+ *al "

En el primer caso se obtiene un resultado superior al real y en el segundo un resultado inferior, supo niendo qué aproximadamente se compensan dichos errores, aceptándose d icha solución com o válida. Para determinar la cantidad de agua sobre el terre no se utiliza la fórmula de Manning, evaluando el calado medio com o un porcentaje del calado en cabe za y el coeficiente n de rugosidad varía según el tipo y estado del cultivo regado. Los valores de n más uti lizados son los siguientes: n = 0,04

Suelo desnudo o similar.

n = 0,15

Alfalfa y cultivos herbáceos.

n = 0,25

Cultivos muy densos.

En dichas cond iciones se obtiene el valor aproxi mado d e la curva de avance siguiente: qo-tas

( K /1-fa )•( tas)3 +c-f-0 ,834 2n ■qo^ Mas^ Esta fórmula nos perm ite conoce r el tiempo q ue el agua tarda en llegar hasta cada punto del cantero. Si hacemos Xs —L, conocemos el tiempo taL que se tarda en alcanzar el final del cantero. Com o en dicho punto el ag ua de be perm anec er un tiem po tc , se puede determ in ar el tiem po en que se pro ducirá el receso, simultáneo en toda la parcela.

FiguraA - l . Avance y recesoen canteroa nivel. Estos tiempos de contacto nos permiten conocer las infiltraciones en cada punto elegido y su media nos dará el valo r de la lámina que es necesario para el rie go. En co nse cuencia el tiem po de aplica  ción necesario del m ódulo q0 será ‘ L = q(J • tar

(2 )

2.2. Canteros con pendiente En este caso la pendiente motriz es la dei caso anterior, debida a la variación del calado, aumentada por la pendi en te na tural del terreno. El agua aportada es suficiente para que todo el cantero reciba una dosis bruta Hb. Como en el caso anterior se cumple la ecuación (2).

V ^ V + t aL El siguiente paso es determ inar la lámina bruta Hb que se debe introducir en el cantero para obtener el riego previsto. Su cálculo se efectúa como la media de las infiltraciones producidas en varios p ^ o s del

Se parte del principio de que el tiempo de co ntac to en cab eza del ca ntero tcc, es el que p erm ite la infil tración de la lámina requerida Hr. Como en el caso anterior, se determina mediante la ecuación de la infiltración (1),


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Anejo 2 Cálculo del riego por gravedad

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178 /©ITES-Paraninlo

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CJ O O O 03

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Anejo 2 Cálc ulo del riego por gravedad

Ahora bien, en este caso, dicho tcc es igual al tiempo de receso en cabeza t^. Dicho receso se pro duce de bido a la pendiente del terreno, un periodo de tiempo después de cortar la entrada de agua, una ve z cumplido el tiempo de aplicación de riego tar Se cumple ia igualdad siguiente: trc ^ a r + tntn- se determina m ediante la tabla A l adjun ta ela bo rada a p artir d e ia pub licad a p or Jen se n, s eg ún datos experimentales en canteros con pend ientes pe que ña s, men or es del 0,5% y va lo res may ores de I minuto, Como en este riego se producen, en general, pér didas por escorrentía al final del cantero, la longitud máxima de diseño L se determina para cada suelo y módu lo en cabeza, también según datos experimenta les, de tal forma que el rendimiento del riego Ra alcance valores aceptables, Para dicha determinación se utiliza la tabla A2, qu e indica los rendim ientos que se pueden obtener. Una vez estimado el posible ren dimiento la longitud L se determina por la fórmula:

Hh - LS = % ' tÍU

(2')

2.3.1. Surcos a nivel________ En este caso la pendiente m otriz I es la deb ida a la variación del calado entre la cabeza del surco y el punto co nside rado . Se su pone , a efecto s de cá lculo, que su valor es la relación entre dicho calado y la dis tancia L y se utiliza la expresión d e carácter empírico:

T = 1/L ( 9,2885.10 *•q ^ 3419) Este valor se u tiliza para de terminar el va lor del per ím etro mojado, según la relación : 0,4247

+ 0,2274 (3)

p = 4 -974S( ^ f j

y también sirve para la curva de avance según la rela ción d e carácter empírico siguiente: ídXaj

ts=^ eU r J (4)

• L = H,7 R a L ^ q o - t ^

C

en la que

2.3. Surcos

c —U 79.10-1 + 2,979.10-2 I,-

En este riego no se moja toda la superficie, sino solamen te la parte del surco por do nde corre el agua. En función de su forma y del calado se puede cono ce r el perímetro m ojado, a través del cual se infiltra el agua, en dirección vertical y transversal. Dicha infil tración transversal deberá mojar el cab allón existente entre surcos, donde se encuentran las raíces del culti vo, separados una distancia s. Dicha distancia es una variable de diseño ¿y dep end erá del tipo de suelo, com o ya se ha visto antei tormente. 0.

d - 9,24 9.10*8 + 3 ,26 3.1O*7 Jf Se supone qu e en el extremo del surco se produce el tc necesario para que se infíltre la lámina prevista, siendo la curva de receso horizontal.

El tc nec esario p ara que se infíltre la lámina Hr se obtiene a partir de la expresión: Hr = ia • p/s = (K tca + c) ■p/s

( 1')

El valor de p varía según el tipo de surcos, a nivel o con pendiente, como veremos en cada caso concreto. El tiempo de aplicación se determin a a partir de la ecuación siguiente, variante de la (2).

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o t n e i m í r r u c s é e d s o r e t r a c n e 8 R e d s e r o l a V . 2 A a l b a T

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AnB|o 2 Cálculo del riego por gravedad

Contó en el casó de canteros a nivel, el siguiente p aso es d e te rm in a r la lá m in a bru ta H - q u e se de be introducir en el cantero pa ra obten er el riego p revisto. Su cá lculo se efectúa estimand o el tiem po de contacto medio tcm que el agua está sobre el terreno, que es la suma dei tiempo d e contacto pa ra que se infiltre Hr y el tiemp o m edio que dura el avance. Este último tiem  p o Se ca lc u la c o m o el tie m p o de a v a n c e tota l h a st a cola del surco taL (obtenido sustituyen do por L en la fór mula 4) menos el tiempo de avance medio tanr cuya expresión se obtiene por integración:

La curva de receso se supone instantánea al aca b a r d c ap licas' e l ri ego-

tare -

=í r dsa= FiguraA-3.

(5)

En ésas co ndiciones se cumple:

resultando la expresión k-in = K r h t ~ W

Una vez conocido este tiempo, se obtiene el valor de la lámina m edia bruta según la relación ya conocida. H b = ( K * U a + c ) p /s Se puede ob tener el tiempo de a plicación de riego m ediante la ecuación I?.'!,

HtvLS

H b - L S = q 0 tar Como en el apartado anterior, interesa conocer el tiempo d e contacto m edio, que en este caso será igual al tiem po de a plicación taI. m enos el tiem po d e ava n c e m e d i o , d e te r m i n a d o p o r l a f ó r m u l a ( 5 ). Re sulta la expresión:

tcm = tar —tam = dL

q°

2.3.2. Surcos con pendiente________ _ En este caso la p en íien te m otriz es 1a pen diente I0 del terreno.

j e qol° ,/2 + 1

__dL_ qol,1'

U»IoV2

Con dicho valor obtenemos 1a altura media infil trada Hmeli en la ecuación (1).

S e a p l i c a n t a s f ó rm u l a s y a c i t a d a s p a r a o b t e n e r e l p e rím etro m o ja d o y el ti e m p o n e c esa rio p a ta q u e se infiltre la lámina requerida HP cuyo valor se supone que se infiltrará al final del surcó.

L a s p é r d i d a s p o r e s c o i r e n t i a te n d r á n u n v a l o r :

~ hj, " tmed


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Aplicacionesespecialesdelaaspersión

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Anejo 3 Aplicaciones especiales de la aspersión

3.1. introducción

pued e considera r co m o una fe rtirrigac íón con ciertas características especiales. La aspersión permite simultanear con el riego ■ El estiércol líquido o lissier reduce las pérdidas una sene de operaciones que, normalmente, se efec dei valor fertilizante de la materia orgán ica contenida túan separadamente. Para ello puede ser necesario en el mismo. E stas no suelen alcanzar, al cabo d e tres material específico y la disposición en el momento meses, periodo de almacenamiento que podemos exacto de mano de obra, a veces con una deseable considerar norma!, el 10%, mientras que en el sólido especialización. sobrepasan el 40%, Estas aplicaciones son principalmente: • Distribución de fertilizantes o fertirrigacíón. • Distribución de productos fitasanitarios. • Distribución de estiércol líquido o lissier. • Riego de defen sa antiheladas.

• Riego,refrescante. Las dos primeras son las que más se utilizan, bas tando únicamente añadir al agua de riego el corres pondie nte pro ducto qu e se dese a ap lic ar, sin nece si dad de introducir modificación alguna en el equipo de riego y, en consecuencia, sin ninguna inversión suplementaria. Este punto se trata ampliamente en el capítulo 11. Las tres últimas, menos empleadas, pero aumen tando paulatinamente su utilización por las eviden tes ventajas que reportan, necesitan introducir cier tas variaciones en la instalación, principalmente en las bombas y en los aspersores. Al mismo tiempo son necesarios unos conocimientos técnicos funda mentales, principalmente en la última, para obtener todos los beneficios que pueden lograrse con dichas aplicaciones. A continuación tratamos brevem ente los principa les aspectos de dichas operaciones.

3.2. Distribución de estiércol líquido Es una de las aplicaciones del riego por aspersión que actualmente está alcanzando gran difusión. Se

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El correcto funcionamiento de los equipos hace necesario disponer de una mezcla homogénea y flui da de lissier, que evite el atascamiento de tuberias y aspersores. Para ello son necesarias unas instalaciones gana deras debidamente preparadas, con una serie de ele mentos específicos como cubas de recogida, tritura doras, etc., que proporcionen un producto apto para su distribución por aspersión. Las instalaciones tradi cionales deben adecuarse con el consiguiente aumento de costes. El man ejo del 1issier es má s fácil y produc e meno res costes que si. se Usa el estiércol tradicional. Presenta la ventaja de permitir unos alojamientos ganaderos má s higiénicos, lo que p uede se r un factor a tener m uy en cuenta. El lissier, mediante bombas especialmente conce bidas par a es te fin , co nstru id as co n materiales re sis tentes a la corrosión mecánica y química que pueden pro vocar las su stan cias en su sp en sión, es im pu lsad o a través del sistema de distribución, compuesto por tuberías y aspersores. Las primeras, tanto enterradas como móviles, son las mismas que para el riego convencional. Es n ecesa rio simplem ente, para e vitar atascos, utilizar lissier bien diluido. Conviene asimismo, para evitar daños una vez acabada la operación, no dejar las conducciones llenas de dicha mezcla, sino lavarlas con agua limpia. Los aspersores normales de riego no pueden utili zarse, Las boquillas deben tener un diámetro sufi ciente para permitir la salida del material sólido. Se suelen utilizar toberas de cancho, con diámetro de nasta 15 o 20 mm. Este mayor diámetro de salida implica evidentemente m ayores caudales y presiones de trabajo. El eje de] aspersor debe encontrarse en una cámara estanca, para evitar que los sólidos disueltos p uedan provo car su agarrotamiento.

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Anejo 3 Aplicaciones espe ciales de la aspersión

El estiércol líquido puede ap licarse durante todo el año, aunque eri cobertera existe la limitación de no efectuar este riego poco tiempo antes de la recolec ción o del pastoreo. Normalmente es aconsejable dejar un plazo mínimo de alrededor de veinte días entre ambas operaciones, para evitar problemas de toxicidad, malos olores, o sabores en el producto final.

3.3. Defensa antiheladas

Ad emá s la lluvia artificial mezcla las capas supe riores de aire más caliente con las inferiores más frías. También aum enta la humedad relativa y puede pro ducir ne blinas. Am bo s factores ay udan a p aliar los efectos de la helada. El riego por aspersión es uno de los más eficaces y seguros métodos de defensa contra las heladas, válido hasta una temperatura de -6 o -7 °C. Además es uno de los que requieren menos mano de obra y gastos de fun cionamiento.

En nuestra agricultura, por sus especiales caracte rísticas, las heladas son uno de los factores que con dicionan la producción, que más se temen y que, desde antaño, se lian com batido po r todos los m edios disponibles. La situación geográfica y la topografía del terreno condicionan el número y, sobre todo, la intensidad de estas heladas, factor muy importante par a el desa rrollo de los cu ltivo s.

En con trapartida, al tener que cubrir toda la super ficie que se desea proteger, obliga a instalaciones generalmente fijas o, al menos, de cobertura total, con una inversión más elevada, que se puede ver compensada al menos parcialmente por un menor gasto de mano de obra en las épocas de riego duran te el buen tiempo. Las modernas instalaciones de microaspersión, como veremos más adelante» obvian par cialm en te es te inco nv en iente.

Las heladas más peligrosas para la agricultura son. generalmente, las de irradiación. Éstas se produ cen en primavera, época en que en nuestras regiones el desarrollo fisiológico y vegetativo de las plantas se encuentra muy ava nzado, con las yem as ya formadas e incluso con llores abiertas. Es el estado más sensi ble al frío y en el que se pro duce n las pérd id as más importantes.

El agua debe mantenerse sobre la planta. Por ello las gotas no deben ser demasiado pequeñas, pues pue de n ser des viadas por el viento y evaporarse pa r cialmente, ni demasiado grandes pues no se mojan suficientes puntos, pudiéndose helar, en consecuen cia. algunas partes de la planta.

Contra estas heladas se vienen ensayando diver sos sistemas de defensa, adqu iriendo últimam ente un gran auge la protección mediante el riego por asper sión. ya que su efectividad ha quedado suficiente mente demostrada.

3.3.1. Principios generales El principio de esta protección es el efecto de la liberal ización d e ca lor cuando el agu a pasa del estado líquido a 0 ®C, al estado sólido a la misma tempera tura. La cantidad de calo# así producida es de 80 calo rías por gramo de agua. Manteniendo permanente mente sobre las partes dé la planta más sensibles al frío una mezcla de agua y hielo, su temperatura se mantendrá alrededor de 0 “C, impidiendo que se alcance el umbral crítico de temperatura de la planta. N o se ap orta ca lo r por m edio del rie go , sin o que se libera calor en el momento en que se transforma el agua en hielo.

La velocidad de giro debe ser e levada para que la formación de hielo sea continua y no disminuya demasiado la temperatura entre 2 giros del aspersor. El dato principal a determinar es la pluviometría que se debe aplicar, que depende de los siguientes factores:

• Intensidad de la helada. El agua sum inistrada será proporcional al descenso de temperatura ambiente, evitando alcanzar el umbral crítico de cad a cultivo, * Higrometría del aire. La cantidad de agua necesaria aumentará cuanto menor sea ésta. Si es interio r al 100% (helada negra), los primeros aportes de agu a van a ev aporarse para saturar el aire. Esta evaporación produce frío, cada gramo de agua coge de la planta 600 calorías. Se debe evitar e! peligro de enfriar brutalmente los órganos florales en contacto con el agua y disminuir su temperatura por debajo del umbral crítico. Si se prevé este riesgo es necesario

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Anejo 3 Aplicaciones especíales de la aspersión po ner en m arc ha la in stalació n co n anid ació n, cuando la temperatura ambiente no sea dema siado fría. De esta forma, el inevitable enfria miento no alcanzará limites demasiado bajo.. perjudiciales para |a planta;

Tipo de cultivo. La forma, la altura y eí volu men del vegeta! determinan las cantidades de agua necesarias. En cultivos altos la proporción de agu a útil retenida por la plan tase puede cal cular en un 25% de la pluviometría total. En cultivos bajos casi loda el agua queda retenida. Los árboles frutales exigen, las pluviometrías mas altas. Uniformidad del riego. A medida que dismi nuye la uniformidad aumenta la cantidad de agua que se debe aportar, con el fin de que todas las plantas reciban el mínimo necesario para combatir la helada. Por esta razón el viento aumenta la dificultad de la defensa antjhdada. Como orientación de las pluviometrías medias necesarias, damos ei siguiente cuadro, en el que se ha tenido en cuenta una cierta falta de uniformidad de distribución. Este sistema se puede a plicar med iante aspersores tradicionales, y últimamente m ediante microaspersión sistema que conoce un gran desarrollo en fruticultura.

Sistemas de aspersión tradicional La instalación debe cubrir todo el cultivo, regando sin interrupción d urante toda la duración de la helada.

El tamaño de las gotas depende de la presión de trabajo, siendo la idónea, generalmente, alrededor de 4 bares. Presenta el inconveniente de un mayor con sum o d e energía que en los riegos tradicionales. Los aspersores deben ser de giro rápido para que. como ya se ha dicho, la formación de hielo sea conti nua. Se recomienda que ei aspersor dé una vuelta aproximadamente cada 30 o 40 segundos,, y que en todo caso, no tarde más de I minuto. Para asegurar el funcionamiento de la instala ción se instalan aspersores con boquilla única. Son pre fe rible s a los que tie nen dos , pu es para un m ism o caudal tienen m ayor sección de salida, ¡o que dismi nuye el peligro de obturación debido a la formación de hielo, Por esta m isma razón, el mue lle del asper sor, que es la parte fundam ental en el mov imien to de giro, suele ir protegido por una caperuza para evitar el nesgo de congelación del agua que le pueda caer lo que provocaría la inmovilización del aparato. Como consecuencia de la menor pluviometría en este tipo de riego que en los de verano y de! hecho de que en este caso se deb a regar simultáneam ente toda la instalación, ni el caudal ni el número de ¡os asper sores en funcionamiento, ni ¡a presión de trabajo sue len coincidir. Por estas razones es necesario cam biar las boquillas de los aspersores para ob tener la pluvio metría requerida, así como el grupo motobom ba, ins talando uno adecuado a las nuevas condiciones de trabajo, con el fin de asegurar un perfecto funciona miento de la instalación.

El pretender aprovechar elementos de los equi pos utiliz ad os dura nte el veran o, qu e au nque no se

Tabla A3-1. Pluviometrías necesarias según temperaturas.

CULTIVO-------------------------TEMPERATURA =C Frutales

Tomates

-----------

186

Patatas

-2 -4 -5

a a a

-3 -5 -6

-4 -5

a a

-5 -6

-5

a

-6

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PRECIPITACIÓN mm/h 2

2,5 3

2 2,5

1,5

a

2

Anejo 3 Aplicaciones esp eciales de la aspersión

adapten exactamente a las características calculadas para es te rie go pu edan ser u sados co n una cierta apro  ximación, no es aconsejable en la mayoría de los casos. EJ ahorro en la inversión así obtenido puede ser mucho menor que las pérdidas que provoque anualmen te un m al funcionamiento de la instalación.

Sistemas de microaspersión Presentan, con respecto a los anteriores, las siguientes ventajas: • Instalación m ás barata que la aspersión tradi cional. tanto en inversión como en gastos de energía, pues la presión no suele sobrepasar los 2 bares. Posibilidad, que no ofrecen los anteriores, de poder variar la situ ac ión de los em isores, co lo  cándoles; 1.Sobre la cubierta vegetal (instalación supraarbórea). Es generalmente la más empleada. Presenta los inconvenientes de ser poco efi caz cuando la velocidad del viento supera los 4 m/s y de ser más sensible a la baja hume dad relativa del ambiente, con los inconve nientes ya señalados. 2. Dentro de la cubierta vegetal. Los m¡croas pe rsor es se sitúan dentro de la co pa de los árboles. Se utiliza sobre todo en caso de viento. Cuando crece la velocidad del viento no sólo disminuye la uniformidad de distri buc ión del ag ua , sino que au m en ta la evap o ración de Ja misma, con el consiguiente enfriamiento* No se debe llegar a una mayor pé rd id a de ca lo r por es ta ca usa que el ap orte por la fo rm ac ión de hielo, ya que s e en friaría más la plantá. 3. Por debajo de la cubierta vegetal. Los microaspersores se sitúan entre el suelo y la masa vegetal. En este caso el enfriamiento del agua provoca un aumento de la temperatura ambiental, evitando que ésta descienda por debajo de los limites previstos. Se suele uti lizar en casos en qu e basta con pro teger sólo una parte de la planta en donde se pueden pro ducir daños .

Gran versatilidad de la instalación. Los microaspersores son los mismos en defensa antihela da y en riego tradicional. La instalación supraarbórea se puede transformar con gran facilidad en riego bajo árbol, cam biando fácil mente la posición de los emisores, con coste muy pequeño. • Elevada velocidad de giro, por lo que la form a ción de hielo es más continua que en la asper sión tradicional, consiguiendo los efectos bene ficiosos ya citados. Con este sistema no es necesario mojar toda la superficie, sino sólo la masa vegetal, dejando sin regar interlineas, caminos, etc. Esta ventaja permite un ahorro de agua que, en caso de marcos grandes, pued e ser m uy ele vad o y de gran interés en ciertas zonas d e carácter árido. El único inconveniente, a prtori, es la necesidad de filtrar ei agua, con el fin de estar seguros de que no se producirán atascos debido al pequeño diám etro de la boquilla. Los efectos serian mucho más peijudieiales que en un riego tradicional, pues el vegetal sufri ría grandes pérdidas. En estás instalaciones no se conocen problemas de obturación dé tos emisores, por causa de forma ción de hielo, a temperaturas superiores a -6 °C.

3.3.2. Funcionamiento de la instalación La puesta en marcha y ¡a parada d d riego antihe lada sun dos puntos de gran interés, relacionados inti mamente con la econom ía de funcionamiento. Sobre estos pantos hay diferentes teorías, aunque se suele recomendar empezar a regar cuando la temperatura alcance 0 °C. Este valor se puede aceptar cuando no se dis po nga de te rm óm etros ad ecu ados, lo que no deb ería ocurrir en instalaciones correctamente diseñadas. La gran ayuda que aportan dichos aparatos compensa, con creces, el pequeño coste de los mismos.

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Anejo 3 Aplicaciones esp eciales de la aspersión

el „ m T ™ “tili2f c,ón es necesario conocer e mn bral ctitíeo de temperatura, po r debajo ' • cual el cultivo sufrirá daños debidos al frío. Su valor U M a l T l ' e5tad,0 de ¡as plantas. La abla A3-1 mdica valores aproximados de las tempea t a » peligrosas para diferentes cultivos, en los ?

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Para ia determinación de dicho valor hay que dismguir, como ya se ha dicho, entre aire saturado de humedad, con formación de helada blanca, que suele ser el caso mas frecuente y aire no saturado. En esta enfria10" T T * producir una evaporación con enfriamiento brusco del vegetal y el consiguiente Peligro de aumentar los daños por helada. En ei pri me, caso se pued e utilizar un termómetro seco mien  tras que en el segundo es necesario utilizar un termó m e tr o h úm e do . Este se p ue de o bte ne r f á c i S e cubriendo el depósito del mismo con una casa o musehna empapada en agua, pues asi obtendremos

3.4 . Riego por aspersión refrescante Acabam os de ver que ia aspersión se puede utili-

Z Z ° PmT 'Ón™ntralaS M ad as ' ««mbién este riego puede protege r de las temp eraturas excesi vamente altas, evitando los perjuicios que un exc es l vo calor produce en todo s los vegetales. Todas las plantas sometidas a fuertes calores tie nen un aum ento importan te en !a transp iración Al mismo tiempo se reduce el movimiento del agua en en lo enhr i& f SitUadÓn t,ene especial "«P u tañ e a to del fn r i frutales¿ donde » reduce el crecimien to del[fruto al no recb.r suficiente agua por las cau sas citadas. Incluso, en algunos casos, las experien cias re a l z a s han demostrado que puede saür agua resto ri 7 T ™ para dismi!luir ei hídrieo del resto de la planta. Se reduce su tamaño con la consi guiente merma de cosecha y, generalmente, de caliai. En ciertos casos, en cultivos delicados y de elemínortP rm ° ’ e5ías vari“ "» *« pueden tener una importancia economica muy grande.

La aspersión puede provocar un microciima con menor temperatura y mayor humedad, reduciendo la t™ La Parada debe A t a r s e según los datos de un transpiración y evitando tos efectos negativos ya cita termómetro húmedo, situado fuera de la zona de dos man teniendo producción y calidad. La pluviomagriel hd° ,la ? mpe ratura asi W áa suba pür enci ma del umbral cntico, se puede detener ei rie°o sin em nta . eS Peclur fí>, po r lo que se suele emp lear la tmstna instalación antihelada. Po r lo gene pelig ro , pue s au nq ue se pro duzc a ev ap oración de! ral, en los climas continentales españoles es donde se hielo, la temperatura en la zona protegida no puede pro duce n las men ores te mperaturas en invierno y las ser men or que la medida en dichas condiciones. maycires en verano, con tradicionales producciones Se puede también parar el riego en el mismo mom ento en que el hielo empieza a caerse. E n te la En estos casos es posible la utilización de una a g u a S r f y d VegC“ SCha f0hna<í0 “'« Película de no I n r i f e p r o p o r a 0 ™ ™ a p ro te cc ió n efic az ™ y altasr temperaturas, ° n- C° n d°sin Weaumento be¡,efid0>evitaild0 f a  ites de la inversión. no siendo necesario seguir regando hasta la completa desapa rición del hielo. com pleta Po r otro Jado, el riego refrescante pres enta la ven  taja, con respecto al riego invernal, de que el agua Aunque se automatice la instalación, queremos que cae a suelo es aprovecha da por el cultivo, dismi ja r co nstanc ia de la im portan cia de ia insp ec ción visual durante el funcion amien to de la mism a Se nuyendo los mu ros aportes de los riegos convencio nales. Se suele estimar, aunque este dato depende de soresav T PTOrf f5' ™ SK" faIl0S at heíarse los “ P e  las condiciones climáticas, que el 50% del agua para sores y dejar de funcionar, y sobre todo en microas refrescar se evapora y el resto cae al suelo. Las plu pe rsio n loca liz ad a se podrá obse rv ar si ex isten zona s con poca protección donde por eftc to del v¡en“ ‘™ h Z r T f i maS empieadas son de 3 o 4 mm/h v las formación de hielo no es suficiente. horas de funcionamiento dependen de las cundidones clunáticas.


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Anejo 3 Aplicacion es espec iales de la aspersión

En general se suele empezar a regar a partir de un umbral de temperatura que pueda perjudicar la pro ducción, variable según el cultivo y la humedad relati va del aire. Las instalaciones pueden dispon er de un sensor de temp eratura, que a l alcanzar un v alor prefi ja do, po ng a en mar ch a automáticam en te la instalación . El riego suele tener una duración prefijada alre dedor de una hora, Al cesar, la humedad relativa se mantiene elevada durante un cierto periodo de tiem po que var ía co n las co ndiciones clim áticas , sobre todo Vientos, prolon gand o el efecto beneficioso sobre las plantas. Si la temperatura sigue siendo muy elevada o cuando alcanza de nuevo el umbral citado se vuelve a pon er en marcha la instalación. En nuestro país estos riegos no están muy des arrollados pues falta información a los agricultores al

respecto, pero las experiencias realizadas han demos trado su utilidad, aum entando siempre la producción, t s una modalidad que se debe conocer, con el fin de poder pro ducir en las mejores co ndiciones en un m er cado cada vez más competitivo. Las nuevas instala ciones de microaspersión, que poco a poco se van instalando, permiten su utilización sin grandes costes adicionales. Como ya se ha dicho, este riego se suele aplicar en frutales, aunque también se conocen algunos oíros casos, en cultivos de alto rendimiento econó mico y muy sensibles a las altas temperaturas. Co mo en tantas otras situaciones, su empleo depende de una sene de factores económicos que es necesario ana lizar en cada caso, con el fin de obten er inversíones rentables.

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Epílogo

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Epílogo

No qu erem os ac ab ar es te libro sin ex po ne r una sene de consideraciones sobre las perspectivas del regadía español, tema de palpitante actualidad. Dicho re g a d » s é va a enfrentar, entre otros, a dos problemas pnn cípafés. Por un lado, a un crecimiento de las necesidades e agua a todos los niveles; doméstico, industrial, ecológico, etc., tanto de uso como de consumo. En consecuencia son necesarios estudios rigurosos para lograr una adecuada planificación de los recursos hídricos disponibles, estableciendo si fuese necesa rio, prioridades. Además, para completar el panora ma, se le acusa, en muchos casos, de malgastar el agua y de pqlucionar y degrada r ei medió ambiente. Por otro lado, a una agricultura más competitiva á nivel mundial. El agricultor se encuentra ante úna situación hasta cierto punto paradójica: se le exige para que sea co m petitivo, que pro du zc a más, co n mayor calidad y a meuor precio. Para lograr este objetivo, necesita, en general, inversiones elevadas y como consecuencia, precios y producciones que le pe rm ita n cub rir gastos. La volatilid ad de los prim eros es un grave problema, dé todos conocido. Para tratar de aseg urarlos son necesarias unas infraestructuras y sistemas de com ercialización de los que no dispon e en general, el agricultor, ya que nunca se ha ocupado de dichos temas.

arrollo económico y el bienestar social. Hoy en día muc has de las anteriores variables se han modificado. Se debe tener en cu enta q ue esta pol ¡'tica ha de jado de se r nacional para conve rtirse en europea, p or no decir mundial. Ciertos principios básicos de la agri cultura española, intocables hasta hace unos años como el auloabastecimiento, deben sufrir un profun do cambio, teniendo en cuenta criterios económicos. La PAC indica claramente que las tradicionales com  pen sa ciones que se ad judiqu en a los ag ricu lto res deben ir dirigidas, en muchos casos, a la reducción de la producción, ya que generalmente hay excedentes, y a evitar la degradación del medio ambiente. Ea necesidad de conseguir una mayor competítividad a nivel mundial genera una creciente demanda de tecnología en la agricultura, en busca de aum entar pro ducción y calidad. En nuestro caso, las nuevas tecno logías permiten riegos más eficientes que ahoirau agua. El riego, com o much as otras practicas agrícolas requiere investigación. Por desgracia, salvo rara^ excepciones, ésta se encuentra más centrada en los laboratorios que en el campo. P or esta razón, la trans ferencia de tecnología adquiere úna gran im portancia para la mejora de los rie go s. Un co rrec to Serv id o de Asesoramiento al Regante es imprescindible, como ya hemos dicho. Actualmente se están desamoIIando, gra cias a la facilidad de comun icación, grandes logros en este punto. La información al regante debe ser rápida, especifica y exacta y uno. de los medios mas idóneos pu ede se r la red internet. Pero no hay que olvidar el cará eterpr áctico de los datos que necesita el agricultor, para que pu ed a utiliza rlo s en su explotación.

El riego ofrece la seguridad indispensabie para garantizar la cosecha, sobre todo en zonas donde la sequía es el principal riesgo. En la mayoría del agro español únicamente regando se puede obtener una buen a produc ción , as eg ura ndo los re ndi m ientos y obteniendo productos d e calidad competitivos a nivel Todo lo que acabamos de decir no hace más que internacional. Entramos aquí en un tema conocido corroborar el hecho de que se van a producir grandes desde hace mucho tiempo, pero que sigue estando cambios en los regadíos, so breto do en los tradicionalvigente: la importancia político-social que puede mente considerados como estatales. En general dismi tener el regadío. El acceso al agua es una condición nuirá la tutela dei Estado y ¡as subvenciones a fondo necesaria para lograr una agricultura viable que ase gure una renta económ ica a los agricultores, evitando perdido , ¡a dirección co rrerá a cargo de las SAT o Com unidades de regantes, que deberán afrontar, com o la am enaza del abandono rural. en cu alquier otra actividad, los retos dei mercado. I íasta hace pocos anos se podía decir que cualt-a puesta en riego debe considerar una serie de quier transformación en regadío ap ortaba una mejora nuevos aspectos que anteriormente 110 se tenían en agraria, social e incluso política. Las demandas eran cuenta. Se puede d ecir que el más imp ortante corres diferentes y las prioridades lambién. El regadío era la po nde a un a correc ta gestió n del ag ua , ev itan do la m ayor reivindicación histórica de la llamada España dilapidación de tan preciado elemento. seca, prácticamente casi todo el territorio nacional y era la base de casi toda la política agraria. La puesto De los recursos hídricos españoles, estimados en en riego aseguraba la agricultura intensiva, el des unos 30.000 hm3, con un déficit de unos 3.000 hm3

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para cu brir las ne ces id ad es glo bales de ag ua, los regadíos utilizan aproximadam ente el 80%. Como las pé rd id as totales que se pro du ce n en ellos se han esti mado en unos 5 .000 hm3, sin incluir retornos, parece lógico que cualquier mejora en los mismos, permi tiendo ahorrar agua, repercuta en una d isminución de dichas necesidades.

tado a las medidas estatales y, desde hace años, han resuelto dicho problema. Actualmente, logrado el uso eficiente del agua, sus esfuerzos, en busca de una mejora de la producción, se dirigen hacia un control exhaustivo de nutrientes, a través de la fertírrigación con control automático de pH y conductividad hidráu lica de las soluciones nutritivas.

Debido al d éficit de aguas superficiales, se produ ce un aumento d e la utilización de recursos sub terrá neos, que no se puede confundir con la sobreexplotación de los mismos. El uso abusivo de dichas aguas causa graves problemas, sobre todo salinización, especialmente en zonas costeras. Se puede d ecir que más de 3 50.000 ha tienen este problema.

De una manera general, con la salvedad que aca bamos de citar, se p ued e decir q ue p ar a lo gra r un ah o rro en la utilización del agua de riego es necesa rio, sobre todo en los tradicionales, una modernización de los regadíos. Los esfuerzos a realizar deben buscar los siguientes objetivos:

Una agricultura moderna debe producir productos de calidad, respetando el medio ambiente y aseguran do la conservación de suelos y agua. Pero en lo refe rente a los problemas medio ambientales, polución y correcta gestión del agua, la agricultura no debe ser considerada más culpable que otros medios. De todos es conocido la polución de muchas importantes indus trias, que deterioran muc ho más el m edio ambiente, sin que, hasta el momento, sean tan acusadas, de una mane ra general, como la agricultura. En la parte que nos interesa, adquiere primordial importancia la productividad del agua. Los nuevos regadíos, así como los modernizados aplican nuevas ideas sobre el uso del agua, d istintas que en los llama dos tradicionales, así como los pequeños de carácter pu ramen te local. Es ev iden te que los nu ev os avan ces tecnológicos perm iten una ma yor eficiencia del uso del agua a todos los niveles, entre ellos el riego. Pero las nuevas tecnologías lio se han im puesto en los regadíos españoles en la cantidad que sería necesario. FAO en su informe sobre la coyuntura mundial ha afirmado. " El principal foctor que limita la adopción de técnicas racionales de riego... es el bajo coste del agua." Como ya hemos dicho, es el caso de muchas regiones españolas. En la actualidad, el ahorro del agu a en general y la del riego en particular, parece que va a ser un objetivo prim ordial para la Adm inistra ción , a ju zgar por los anteproyectos existentes (Plan Hidrológico Nacional, Plan Nacional de Regadíos). En ciertas áreas, princi pa lm en te de la zo na mediterrá ne a de dicada s a la hortofruticultura, los regantes, debido a la escasez de agua, factor limitante de la producción, se han «iman

1.

Me jorar la gestión del agua, hacien do espe cial hincapié en la productividad de la misma. Se deben incluir:

• Mejora s en el suministro, que no sólo consiste en reparar las redes de conducción hasta la par cela, sino asegurar las cantidades necesarias para un des arro llo co rrec to de las plantas. • Dotaciones econó micas para el mantenimiento de todas las instalaciones, evitando su deterioro que provoca despilfarro de agua. La conserva ción debe aumentar a medida que los equipos son más com plejos. Se debe diseñar teniendo en cuenta las posibilidades de mantenimiento, tra tando de que éste sea mínimo. Para ello es imprescindible disponer de datos de campo pre vios, para conocer las necesidades reales y man  tener las redes y eq uipos de riego operativos. ■ Mejoras en los sistemas de aplicación en parce la, buscando una buena uniformidad de distri bu ción y fo mentando el aum en to de la frec uen cia de aplicaciones, imposible en el riego por tumos. El riego a Ja demanda es un anhelo, en general de los agricultores. • Reutilización deí agua. De be incluir el uso de los llamados retornos, así como el riego con aguas recicladas, tema y a tratado en el Anejo I. Presenta las ventajas de aumentar las disponi bilid ad es hidricas as í co m o m ejo ra r la co nse r vación medioam biental. 2. Cambios de cultivos y superficies cultivadas. 3, Aso ciación de agricultores y com ercialización.

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Epílogo

Estos puntos son de especial importancia en la inevitable remodelación de regadíos. Por no tratarse del tem a de este libro sólo diremos que, en con dicio nes áridas o se miáridas, parece razonable bu scar cul tivos com menores necesidades hidricas pero que no dejen de ser competitivos. Al mism o tiempo los agricultores deben asegurar sus mercados, para lo que deben agruparse, buscando una adecu ada com ercialización de sus productos que, aunque no es fácil, es una de las asignaturas pendien tes de la Agricultura. Para acom eter todas estas mo dificaciones y mejo ras es necesario efectuar una evaluación exacta de los regadíos antes de efectuar los cambios, con el fin de que éstos sean mínimos y bien orientados. Dicha evaluación debe hacerse del problema global de la agricultura de regadío y no sólo del uso del agua, con el fin de obtener los máximos beneficios y disponer de un sector competitivo a todos los niveles. Es evidente que la gran variedad de zonas rega bles , co n caracter ístic as pro pias y sistem as esp ecí fi cos de riego, obliga a actuaciones particulares en cada caso concreto, con el fin de ob tener el máximo be neficio de las refo rm as que se van a efectu ar. Como ya se ha dicho, el ahorro de agua es un fin inevitable en el regadío español. Existe una tendencia hacía la automatización de los sistemas de riego, para po der controlar y co no ce r el cons um o de agua. En los sistemas a presión es m ás acusada, ya qu e se suele regar con mayores frecuencias, siendo las operaciones más simples, repetitivas y mecánicas. Los operarios son fácilmente reemplazados por sistemas que mecanizan o automatizan dichas operaciones. En casos de carestía y escasez de mano de obra, aumenta dich a tendencia, con el fin de disminuir los costes de producción. Esta automatización se ve* asimismo, favorecida por los av an ce s en la transm isió n de da tos y la infor mática. La utilización de ordenadores se va generali zando, po r todas las ventajas que apo rtan, permitien do con toda com odidad, introducir los cambios nece sarios. El m anejo del riego se pu ede efectuar con las novedades actuales, por módem desde la propia casa del agricultor, utilizando un software adecuado para dicha gestión. Los programas que se suelen utilizar buscan ia doble finalidad de:

• O ptimiza r el uso del agua. * M ejora r los aspe ctos medio am bientales, de tal forma que las prácticas agrícolas no contami nen suelos y aguas. Ahora bien, conviene dejar bien claro que para lograr la máxima eficiencia en el uso del agua, deben: • Hab erse calculado a partir de datos previos rea les de los cultivos y condiciones climáticas de la zona. * Enfocar los p oblemas tal y como los percibe el agricultor, de tal forma que éste pueda com pr ender fácilm en te su manejo. De todas formas, una vez más, también el asesoramiento al regante tiene ia máxima importancia en estas nuevas tecnologías. Un mal uso de las mismas pued e traer gra vísim as co nse cu encias en lo s re su lta dos de cualquier explotación. Pero debe quedar claro que la informática y la automatización, por sí solas, no son suficientes para lograr un riego de calidad. Para ello es necesario conocer a fondo todos los problemas que se pueden pre se nta r en la obtención, trans porte y ap lica ción de l agua, así como las tecnologías más avanzadas que pu ed an reso lverlos en las mejores co nd icione s. En resumen, se puede decir que regar bien no e$ nada fácil, pero que para una correcta gestión del agua, ahorrando tan escaso bien, es necesario conse guirlo, Esperamos que las ideas aportadas en este libro puedan a yuda r a obtener dicho fin. Actualmente el desarrollo agrícola debe se r sostenible, lo que comprende la total integración del desarrollo y del m edio amb iente. En general se exige el estudio del impacto medioambiental que puede pro duc ir cad a proy ecto. También, de una ma nera general, se conside ra que el riego permite el desarrollo de u na agricultura espe cializada, con cultivos de mayor valor, cuantitativo y cualitativo, que compensen la necesidad de aportar capital y de dispon er de una tecnología avanzada que requiere mayores costos de producción, entre los cua les el agua, aunque se pague por volumen utilizado, sólo representa un p equeño porcentaje.

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Ingeniería del Riego Utilización Racional del Agua

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