INTRODUCCION
Este articulo técnico solo se enfocará en los parámetros más importantes para diseñar un sistema de riego que opere con alta o baja presión, y así, obtener una real eficiencia traducida en mayor productividad por unidad de área sembrada y regada. En Todos los cálculos he empleado unidades del sistema Ingles.
La equivocación más común se origina del propio agricultor que siempre decide comprar lo más barato asumiendo que todos los sistemas de riego operan iguales, lo cual es falso. Una gran mayoría de los sistemas por goteo, aspersión y microaspersión han sido altamente sensibles a la dinámica comercial y no necesariamente han respondido a principios hidráulicos básicos y aplicaciones prácticas modernas por ello, a continuación, explicare los más importantes factores que deben ser analizados al igual los elementos técnicos que deben considerarse para un buen diseño.
Niégale alimentos a un ser humano y su cuerpo estará con vida algunos días, pero niégale agua y morirá en horas. Así mismo son las plantas, sin agua ellas se marchitarían en pocos días. Todos los cultivos dependen de un buen contenido de humedad dentro de su volumen radicular para producir cosechas porque ese espacio es literalmente su zona de vida y nutrición.
El volumen radicular húmedo favorece la actividad de microorganismos benéficos que contribuyen a la nutrición y a la defensa de la planta contra patógenos, sin embargo, cuando el contenido de humedad del suelo alcanza umbrales nocivos como caer cerca al denominado punto de marchitamiento, la planta cierra su estomas para osmoregularse perdiendo turgencia , y el transporte del agua del suelo hacia la planta y hacia la atmosfera, que normalmente es un transporte pasivo, se vuelve un transporte activo donde la planta tiene que consumir energía para sobrevivir y debemos evitarlo; por ello un buen manejo del riego tiene que satisfacer cada uno de sus etapas vegetativas sin ningún tipo de estrés, y cubrir principalmente sus requerimientos transpirativos pues en un buen diseño de riego el componente evaporación es irrelevante. Sabemos que el 97% del agua en la tierra es agua de mar salobre y ese 3% es agua fresca, pero lo que no se menciona es de que ese 100% del 3% casi un 93% es agua confinada en el subsuelo. El agua fresca (no salada) que fluye en ríos y lagos representa el agua en “Transito” mientras que el agua del subsuelo es la enorme bodega que ha sido acumulada durante cientos de años a través de formaciones denominadas “Acuíferos” en donde algunos se encuentran cerca de la superficie del suelo, pero otros a decenas de metros de profundidad.
FACTORES IMPORTANTES.
EL AGUA: La calidad del agua para riego es un pilar fundamental en la agricultura sostenible y productiva. No se trata solo de tener suficiente agua, sino de que esa agua sea adecuada para el cultivo, el suelo y el sistema de riego. Para adquirir su sistema de riego es necesario conocer la cantidad y calidad del agua disponible en su propiedad, porque algunas poseen iones tóxicos que se vuelven en un enemigo oculto que bloquea su productividad. Un análisis físico y químico de sus aguas es un requisito sine qua non. La tabla técnica anterior te ilustra sobre los diversos problemas que pueden crearse en los suelos o en desmedro de su cultivo. Es también aconsejable conocer la intensidad y los volúmenes de agua que dejan las precipitaciones de las estaciones invernales PICOS para poder dimensionar su sistema de drenaje, porque es necesario drenar sus suelos oportunamente pues muchas veces un encharcamiento prolongado por más de 48 horas reduciría significativamente sus rendimientos y la calidad de sus cosechas y solo tenga presente que el riego es al drenaje como la sombra al árbol.
2. Cultivo y clima: debe conocer de antemano la cantidad de agua que consume desde su siembra hasta la cosecha, existen estadísticas referenciales de consumo. Considere la opción de adquirir una estación meteorológica de campo con sensores incluidos que midan la temperatura, humedad, velocidad del viento, radiación solar (Et) etc. Ellas son herramientas esenciales para monitorear el clima en su área útiles para determinar tiempos de riego y fumigaciones de campo, decida según su presupuesto.
2.- Suelos. Un mapeo de suelos que nos permita identificar las variaciones texturales diversas y sus profundidades es información vital para asignar los tiempos de riego en función de la capacidad de almacenamiento y retención de humedad y diseñar los sistemas de drenajes. Sin embargo, la propiedad más importante para seleccionar su aspersor o gotero es la velocidad de infiltración que dictara los tiempos de operación y la frecuencia de aplicación del riego como lo explicare en los próximos párrafos.
ELEMENTOS TECNICOS DE DISEÑO:
1.- Selecciónamiento del aspersor y la capacidad de campo: Siempre se debe iniciar seleccionando su aspersor o gotero en función de los volúmenes totales de agua disponibles y el tiempo ideal. Tenga presente no mezclar conceptos como: Frecuencias de riego y ciclos de riego; las frecuencias son los tiempos que usted ha seleccionado técnicamente para satisfacer las demandas transpirativas cada semana y Depende del: tipo de cultivo, clima, tipo de suelo, etapa de crecimiento. Por otro lado; Los ciclos de riego en cambio están dependiendo del tipo de suelo en función de su velocidad de infiltración para evitar escorrentía o encharcamiento, entonces el riego tiene que dividirse en varios ciclos cortos.
En nuestro ejemplo tomaremos un suelo FRANCO con una velocidad de infiltración de 0.78 pulgadas/ hora = (2 cm/hora) y la profundidad efectiva de la raíz del cultivo sea de 60 centímetros, y la velocidad de infiltración sea de 0.78 y que la capacidad de campo del suelo sea el 25% en base a volumen, es decir 250 mm/ 1 metro de suelo (1.000 mm); por lo tanto, en 600 mm de profundidad tendríamos= aproximadamente entre 100 a150 mm. Tomaremos en nuestro caso los 100 mm de agua.
en conclusión, para elevar este suelo Franco a CAPACIDAD DE CAMPO A 600 mm de profundidad se requieren 100 mm de agua.
Pues bien, este valor es nuestra referencia de partida, ahora bien, la mayoría de los cultivos frutales no soportan un Abatimiento mayor al 25% dicho esto, nuestra lamina de reposición seria de unos 25 mm (0.98 pulgadas) repartida en 2 riegos semanales que se ira ajustando, dependiendo de la rata de transpiración diaria.
2.- Calculo de la Precipitación de los aspersores elegidos expresada en pulgadas/hora y tiempos de riego: A continuación, lo explicare con el ejemplo siguiente.
FORMULA DE LA PRECIPITACION: Pr(pulgadas) /hora = 96.3 x caudal del aspersor en gpm /área en pies cuadrados.
Ejemplo: Si nuestro micro aspersor elegido descarga 2.84 gpm y están espaciados los micro aspersores están a 30 pies x 19 pies = 570 pies2 tendríamos:
Pulgadas/hora = 96.3 x (2 aspersores) 2.84 gpm. X 2 = 5.68 gpm
570 pies2
Pulgadas/ hora = 0.95 pulgadas/ hora.
Ahora bien, conocemos la velocidad de infiltración del suelo de 0.78 “/ hora; por lo tanto: si nuestros controles de Etc. semanal registrados son de 1 pulgada/semana, la infiltración es nuestro semáforo sobre los tiempos de riego por ciclo, para evitar escurrimientos superficiales. Aquí tendremos que utilizar 2 ciclos de riego por semana para reponer la 1 pulgada de Etc. Para ello, debemos dividir la precipitación del aspersor para la velocidad de infiltración:
0.95 “/ hora / 0.78 “/hora = 1.22 horas = escurrimiento superficial. Aquí entonces dividimos la 1 pulgada en 2 ciclo semanales de riego por lo tanto para fines prácticos de manejo, programamos el controlador de riego en 40 minutos por ciclo en cada bloque de riego o modulo.
Ahora bien, con nuestro espaciamiento de 570 pies cuadrados = 53 metros cuadrados tendríamos un estimado de 187 aspersores/ Ha = 187 gpm x 2.84 galones = 523 GPM por hectárea regando solo 40 minutos por posición.
DETALLES: El riego debe ser automatizado para regar un mínimo de 20 horas diarias, con un controlador de riego NETAFIM, y así minimizar la mano de obra en la operación del riego, debemos incluir en la instalación que cada bloque de riego opere mediante válvulas hidráulicas que nos permita ordenar los tiempos de abrir y cerrar los módulos desde la estación de bombeo, un sistema de esta característica tiene que tener su tanque de fertilización y su tanque de aplicación de pesticidas todo acoplado con sus bombas de inyección a nuestro controlador netafym de riego de tal suerte que nos permita ejecutar dichas labores mediante el agua de riego. Ahora bien, también tiene que poseer instalado un “Rain Gauge” o sensor de lluvias que detecta la presencia de las lluvias con la cantidad de agua y desactiva automáticamente el sistema de riego evitando el uso innecesario de riego cuando el suelo ya está húmedo. En efecto, si regamos solo 30 minutos por modulo con operaciones de 20 horas/día podemos regar aproximadamente 40 hectáreas diarias pero el caudal de la bomba de riego tiene que ser de 1.100 gpm.
3. HIDRAULICA.
a.-LATERALES: Las perdidas máximas permisibles de perdida de presión (Hf) en las laterales de riego jamás en toda su longitud pueden ser mayor al 20% de la presión de operación del Aspersor.
b.-PRINCIPAL Y MANIFOLDS: Lo ideal es que la suma de todas la Hf no sea mayor a los 40 pies de perdidas de carga (17.32 PSI).
Conclusión: Diseñar sistemas de riego eficientes no solo ahorra agua y energía, sino que mejora la productividad del campo. Un diseño eficiente requiere conocer la capacidad de campo, calcular correctamente la precipitación del aspersor, y asegurarse de una uniformidad de aplicación adecuada, especialmente en suelos con baja velocidad de infiltración. Para cultivos sensibles, se recomienda monitorear la evapotranspiración y ajustar la programación de riego en función del clima y la profundidad radicular.”
Ing. Pedro Alava Gonzalez. M. Sc.
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Sunrise, Florida