Evaluación del Riego 
EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE RIEGO Y DE LA UNIFORMIDAD DE DISTRIBUCIÓN PARA DISTINTOS MÉTODOS DE RIEGO.
1. INTRODUCCIÓN A LA EVALUACIÓN DEL RENDIMIENTO DEL RIEGO
1.1 EVALUACIÓN DEL RENDIEMIENTO DEL RIEGO
Este documento se centra en la comprensión de cómo evaluar sistemáticamente la gestión y el rendimiento de los diferentes sistemas de riego utilizados. El proceso de evaluación debe centrarse en responder a dos preguntas fundamentales:
¿Estoy haciendo las cosas bien?
¿Estoy haciendo lo correcto?
Con el fin de evaluar cómo está funcionando su sistema de riego, se necesitan realizar algunas mediciones. Hay dos formas principales de determinar cómo está funcionando un sistema de riego:
¿Qué porcentaje de la cantidad total de agua aplicada a un campo está realmente disponible para el cultivo? Esto se llama eficiencia de riego (Capítulo 2).
¿Es uniforme la aplicación el agua al campo, de modo que todas las plantas sean capaces de acceder a la misma cantidad de agua? Esto se denomina uniformidad de distribución (Capítulo 3).
1.2. DEFINIENDO LIMITES
El balance hídrico es el núcleo de cualquier valoración sobre cómo hacer la evaluación del riego. Cuando se aplica a un cultivo, el agua de riego se divide en una serie de fracciones, con diferentes destinos. Sólo una fracción de esta agua va realmente desde el suelo a través del cultivo a la atmósfera, es decir, se consume en la transpiración. Una cuestión importante es el grado en que se satisfacen los requerimientos de los cultivos. Aunque el agua de lluvia puede afectar nuestro balance al suministrar también agua a los cultivos, las medidas de rendimiento del riego se restringen al balance de riego-agua.
Cuando se clasifican los componentes del balance agua-riego, se deben especificar límites espaciales (límites laterales, límites verticales superiores e inferiores) y límites temporales (anual, estacional, período entre eventos de lluvia o de riego ...).
Límites en la evaluación del riego a nivel de explotación:
|
* En el caso de un campo de rotación de cultivos, el cultivo con la zona de raíces más profunda puede determinar el límite inferior para toda la rotación.
** Cuando la capa freática es poco profunda e invade la zona de la raíz, se convierte en el límite inferior.
1.3. MEDIDAS E INDICADORES DE RENDIMIENTO
Las medidas de rendimiento frecuentemente se combinan y se expresan como cocientes o ratios. Estos ratios se pueden emplear como indicadores para evaluar el buen funcionamiento de nuestro sistema de riego. Por supuesto, los indicadores deben elegirse de acuerdo con los objetivos estratégicos y operativos establecidos para el sistema. Con respecto al desempeño operacional, los ratios serán normalmente simples relaciones entre las condiciones reales y las condiciones objetivo. El rendimiento estratégico, sin embargo, requiere una gama o combinación de indicadores para obtener una visión más amplia. La Tabla 1 agrupa los atributos de los indicadores.
Por lo tanto, los indicadores pueden utilizarse de dos maneras:
|
Tabla 1 . Atributos de los indicadores.
|
|
Un indicador debe basarse preferiblemente en un modelo causal empíricamente cuantificado y estadísticamente probado. |
|
Los datos necesarios para calcular el valor del indicador deben medirse con la tecnología disponible. Además, la medición debe ser reproducible. |
|
El valor de un indicador es inútil sin un valor objetivo, a menudo llamado estándar, ya que el indicador es una relación entre el valor real y el valor deseado para ese proceso, salida o medida de impacto. |
|
Idealmente, los indicadores no deben ser seleccionados con un punto de vista ético estricto para lograr una evaluación objetiva del funcionamiento. Sin embargo, esto es bastante difícil, ya que incluso las medidas técnicas implican juicios de valor. |
|
Este requisito depende sensiblemente de la perspectiva del gestor de riego: algunos procesos irreversibles e inmanejables podrían utilizarse como indicadores predictivos indirectos. Por ejemplo, aunque la lluvia no es manejable, sabiendo la profundidad de un evento de precipitación, permite al regador modificar el programa de riego para un mejor uso del agua. |
|
Un indicador puede describir una actividad específica o la agregación de varias de ellas. Los indicadores que relacionan los valores reales y los objetivos de una actividad pueden combinarse en compuestos. |
|
En particular, para la gestión del rendimiento operacional, los indicadores deben ser técnicamente viables y fáciles de manejar por el personal a cargo. Asimismo, los costes financieros, de equipo y de recursos humanos para el uso de los indicadores, deben ajustarse al presupuesto del regante. |
Los indicadores deben contrastarse con los estándares (valores objetivo) para evaluar el grado de buen funcionamiento del sistema bajo evaluación. A escala de explotación, estamos especialmente interesados en los estándares técnicos (requerimientos de los cultivos, parámetros relacionados con el suelo) y relativos (derivados de las comparaciones de un sistema con otros similares), lo que puede ayudar a los regantes a mejorar sus habilidades de manejo. Además, estos dos tipos de estándares permiten la comparación entre sistemas en términos de rendimiento de riego, de acuerdo con un conjunto valores establecido. Los indicadores más comunes son la eficiencia (mejor dicho, las eficiencias, usualmente presentadas como porcentajes) y la uniformidad de distribución del agua.
|
2. DEFINICIÓN Y MÉTODOS PARA ESTIMAR LA EFICIENCIA DE RIEGO
2.1. DEFINICIÓN Y APLICACIONES
No toda el agua que llega a la explotación (de los canales, sistemas de distribución presurizada, pozo, río, etc.) alcanza la zona de las raíces de las plantas y es, finalmente, utilizada por las plantas. Parte del agua se pierde durante el transporte dentro de la explotación. Por otro lado, sólo un porcentaje del agua de riego suministrada por el sistema de riego contribuye a satisfacer los requisitos en la zona radicular. En otras palabras, sólo una parte del agua de riego se utiliza de forma eficiente y la otra, aparentemente se pierde.
En términos generales, la eficiencia del riego puede definirse como la relación entre el volumen de agua realmente suministrado y el volumen de agua que se tiene previsto suministrar a lo largo de un periodo de tiempo establecido. Esta definición puede aplicarse a cualquier división del sistema de riego agrícola: distribución del agua de riego entre los diversos sectores y aplicación de agua a los cultivos mismos.
Por ejemplo, en sistemas de riego por goteo o aspersión, la unidad de bombeo corresponde al subsistema de transporte; las líneas principales, secundarias y laterales, al subsistema de distribución; y finalmente los goteros o aspersores constituyen el subsistema de aplicación. Un diseño sólido, junto con una construcción y mantenimiento de las estructuras adecuados, determinan las pérdidas de agua que se producirán durante el riego y, por lo tanto, la eficiencia en el uso del agua. En el riego por surcos, el agua se suministra a las explotaciones a través de una red de canales o zanjas. La infiltración y el desbordamiento deben ser evitados utilizando materiales de construcción adecuados y realizando un mantenimiento adecuado, así como llevando a cabo un diseño apropiado según las características de la finca (pendiente, tipo de suelo y cultivo). Todo ello comprendería los subsistemas de transporte y distribución -una división clara es difícil de hacer en este caso-. La aplicación de agua se hace desde la zanja hasta el surco a través de sifones o aspersiones. Entonces, un mal manejo del momento y de la descarga causa pérdidas y resulta en una operación de riego ineficiente.
Se supone que la entrada total en el sistema es igual a la entrada total al subsistema de transporte. De la misma manera, el subsistema de transporte suministra la entrada total al subsistema de distribución. Por lo tanto, la primera proporción puede dividirse en las otras tres. De hecho, no podría ser de otro modo, ya que esto significa que el sistema de riego puede dividirse en subsistemas de transporte, distribución y aplicación.
Los caudales de agua pueden ser medidos más o menos fácilmente y más bien con precisión por medio de medidores de caudal, ya sea a través de ecuaciones de flujo si conocemos la sección del canal o de la tubería, el material del que se fabrica y la velocidad media del agua. Sin embargo, la cantidad de agua de riego necesaria para un crecimiento óptimo de los cultivos puede ser materia de debate. Como se dijo en la introducción de esta lección, una vez que se aplica a la explotación, el agua llega a varios destinos, y no todos contribuyen a lograr buenos rendimientos de las cosechas.
Por lo tanto, los indicadores de eficiencia son: |
 |
En este contexto, los puntos de vista son diversos, dando lugar a una serie de relaciones que pueden emplearse para estimar la eficiencia de la aplicación , el indicador de eficiencia más importante para la gestión del riego a nivel de campo. Las consideraciones y métodos correspondientes para la evaluación del funcionamiento del riego a este nivel se desarrollan a continuación.
2.2. MÉTODOS PARA ESTIMAR LA EFICIENCIA DEL RIEGO
(1) EFICIENCIA DEL RIEGO, IE
La eficiencia de riego (en su significado más estricto), expresada como un porcentaje, se define como:
|
El numerador excluye explícitamente todo el agua que llega al cultivo naturalmente, como la precipitación y el agua que sube por capilaridad de la capa freática, ya que nuestro interés es evaluar la eficiencia de un sistema de riego. Entonces, el agua utilizada por el cultivo debe ser bien medida. De la siguiente lista, sólo se tendrán en cuenta los usos que afectan a nuestro caso específico. Además, las fracciones de agua que realizan dos o más usos beneficiosos (por ejemplo, tanto el agua para la germinación de las semillas como para la protección contra las heladas, sirven más tarde para satisfacer la evapotranspiración del cultivo), no deben contarse más de una vez. Los usos beneficiosos del agua de riego son:
-
Evapotranspiración de cultivos.
-
Agua recolectada con la cosecha.
-
La eliminación de sales de la zona radicular, es decir, la percolación profunda beneficiosa.
-
Control climático (humedad del aire en solarios e invernaderos, control de heladas en el exterior).
-
Preparación del suelo para labranza, siembra ...
El cambio en el almacenamiento de agua de riego es la variación de la humedad del suelo en un determinado período de tiempo (podría ser un intervalo entre los eventos de riego, podría ser una temporada entera ...). Por lo tanto, el denominador representa el volumen total de agua que sale de los límites espaciales. Si al final del tiempo considerado, la humedad del suelo permanece igual (entonces, el almacenamiento de agua de riego = 0), el denominador es igual al volumen total de agua de riego aplicado a lo largo del período bajo evaluación.
Los volúmenes (es decir, m 3 ) en esta ecuación pueden ser reemplazados por profundidades de agua, medidas en metros o milímetros, simplemente dividiéndolas por la superficie de cultivo irrigada.
(2) COEFICIENTE DE USO CONSUNTIVO DEL RIEGO.
El Coeficiente de Uso Consuntivo Del Riego, expresado como un porcentaje, se define como:
|
Esta relación presenta el mismo denominador que la IE. Su medición también necesita ser delimitada a ciertas condiciones del lugar en un intervalo de tiempo especificado. Sin embargo, el numerador contempla todo el agua que sale del sistema de forma consuntiva, incluyendo las pérdidas por evaporación del subsistema de distribución o el almacenamiento de agua (no incluido en el cálculo de la IE), así como la evapotranspiración del cultivo y el agua cosechada con el cultivo. Por otro lado, se tiene en cuenta el hecho de que la escorrentía y la percolación profunda puedan ser reutilizadas proporcionando una gestión adecuada. La ventaja de ICUC frente a IE se basa en una clasificación más objetiva de la disposición del agua utilizada.
La siguiente tabla (Tabla 2) muestra la diferencia entre los usos consuntivos y no consuntivos del agua frente a la clasificación beneficiosa y no beneficiosa. Además, las fracciones consideradas en IE y ICUC se representan respectivamente en el lado izquierdo y debajo de la tabla.
Uso consuntivo |
Uso no consuntivo |
||
Uso beneficioso |
ET de cultivo Evaporación para control climático del cultivo |
Percolación profunda para la eliminación de sales |
IE% |
Uso no beneficioso |
Evaporación del agua aplicada por aspersores Evaporación del agua almacenada |
Exceso de percolación profunda Exceso de escorrentía Desbordamientos |
(100-IE)% |
ICUC% |
(100-ICUC)% |
||
(3) AGACIDAD DE RIEGO
Aunque IE es un indicador muy útil para hacer comparaciones entre sistemas, puede considerarse incompleto. En algunos casos, un productor podría aplicar más agua que la requerida por el cultivo, por ejemplo, para promover la actividad microbiológica del suelo o la vida silvestre en un paisaje fluvial. Además, algunos usos del agua no son beneficiosos, pero evitarlos no es rentable económicamente o en términos de necesidad de mano de obra. Estos son los llamados usos razonables (todos los usos beneficiosos son razonables, no al revés), que abarcan todos los usos que de alguna manera se justifican bajo las condiciones de nuestra zona. Por lo tanto,
|
Se debe decir que la IS no pretende sustituir a la IE, sino complementarla para recabar información adicional sobre cómo funciona el sistema de riego en estudio.
La siguiente tabla (Tabla 3) separa los usos no beneficiosos en razonables e irrazonables, señalando así las diferencias entre la Eficiencia de Riego y la Sagacidad de Riego.
| Tabla 3. Diferentes destinos de agua de riego considerados en IE y IS, respectivamente | ||
Usos beneficiosos |
IS% | |
| IE% | ET de cultivo Eliminación de sales Control climático Preapración del suelo Agua recolectada con la cosecha |
|
| (100-IE)% | Usos no beneficioso pero razonables |
|
Agua necesaria para mantener las normas de calidad del agua de drenaje Algunas percolaciones profundas debido a la falta de uniformidad Algunas percolaciones profundas debido a las incertidumbres en el manejo de sales Una serie de pérdidas no económicas para evitar Evaporación del suelo húmedo |
||
Usos no beneficioso e irrazonables |
(100-IS)% | |
Percolación profunda excesiva Excesiva agua en el riego por superficie |
||
Los tres indicadores IE, ICUC y IS se pueden extrapolar desde la escala de explotación hasta la de cuenca o escala regional. Por otro lado, todos ellos requieren una cuantificación de los destinos finales del agua después de la aplicación, imposible de predecir de antemano.
(4) EFICIENCIA DE LA APLICACIÓN, AE Y ADECUACIÓN
A veces, surge la necesidad de evaluar el diseño de un plan futuro y, con frecuencia, tendremos que evaluar el rendimiento del sistema de riego en campo. Entonces, no se trata de estimar las necesidades reales de los cultivos, sino de asegurarse de que el sistema puede alcanzar eficientemente un objetivo establecido o una necesidad establecida, tal y como puede ser suministrar una profundidad de la lámina de agua de riego objetivo. El concepto de Eficiencia de la Aplicación (AE) es, por lo tanto:
|
La eficiencia de la aplicación , al contrario que IE, ICUC y IS, sólo puede calcularse a escala de explotación y para un solo evento de riego, con un objetivo preestablecido, siendo por lo tanto un buen indicador para la evaluación operacional . La profundidad objetivo puede incluir agua para reponer el almacenamiento de agua del suelo, un poco menos para adaptarse a eventos de lluvia recientes o un poco más para la eliminación de sales. Además, en este nuevo concepto, se supone que la profundidad de agua objetivo es uniforme en todo el campo regado.
Valores indicativos de la eficiencia de la aplicación de campo
|
La AE normalmente será superior a la IE, ya que algunos destinos no beneficiosos del agua aplicada son difíciles de evitar.
Sin embargo, la AE también se puede lograr mediante riego deficitario, lo que requiere de un indicador complementario con el objetivo de conocer el grado de satisfacción en la relación entre lámina aplicada respecto a la requerida. Esto indicador se denomina adecuación.
La adecuación puede expresarse como el porcentaje del área debidamente regada (ver Figura 1).
 |
Figura 1. Representación de la adecuación del riego como porcentaje del área de campo que recibe la cantidad requerida de agua. |
Sin embargo, otra forma de evaluar la adecuación es la Adecuación del Cuartil Inferior (ADlq):
|
El numerador de la ecuación representa el promedio de agua aplicada en la cuarta parte o el 25% del área del campo que recibe la menor cantidad de agua, independientemente de la ubicación.
El ADlq se puede utilizar como un criterio de programación , ayudando así en la gestión del tiempo. Una duración adecuada del riego (en términos generales, por supuesto, las condiciones específicas del sistema siempre prevalecerán) ocurre cuando ADlq = 1, lo que implica que (aproximadamente) un octavo del campo se mantiene regado insuficientemente. ADlq <1 significa que nuestro campo está regado insuficientemente, y ADlq> 1 significa que está excesivamente regado.
|
3. DEFINICIÓN Y MÉTODOS PARA ESTIMAR LA UNIFORMIDAD DE DISTRIBUCIÓN.
3.1 DEFINICIÓN Y APLICACIONES DE LA UNIFORMIDAD DE DISTRIBUCIÓN
Para una evaluación del rendimiento del riego adecuada, no es suficiente con tener estimaciones disponibles y minimizar las pérdidas a lo largo del sistema de manera que estemos aplicando una cantidad de agua muy cercana a las necesidades del cultivo. En la superficie del cultivo, un sistema de riego debe proporcionar a cada planta una profundidad de riego similar, de acuerdo con las necesidades ya calculadas o estimadas del cultivo en particular. De lo contrario, una parte de la cosecha podría estar excesivamente regada o incluso inundada con lixiviado de nutrientes, mientras que otra parte se mantiene insuficientemente regada, y posiblemente sufra de sequía.
Por ejemplo, las plantas que crecen cerca del lugar donde se encuentran los aspersores recibirán más agua que las plantas que crecen a algunos metros de distancia si el solapamiento no es apropiado. Otra ilustración clara se puede encontrar en el riego por surcos, por lo que un surco debe tener una cierta pendiente para que el agua que corre desde la cabeza a la cola lo haga lo más rápido posible. Si no es así, el agua puede acumularse en la cabeza y no alcanzará la cola. Lo mismo puede suceder si el tiempo de riego es demasiado corto o cuando el caudal de riego no es suficiente para que el agua alcance la cola antes de que la profundidad del agua en la cabeza sea excesiva. En estos casos, se evaluará y mejorará el tiempo, o se aumentará el diámetro de los sifones o grifos empleados. Tal vez, tengamos que duplicar el intervalo de tiempo entre los eventos de riego para que podamos aplicar un mayor caudal para cada evento.
Por supuesto, las irregularidades del campo son fuente de heterogeneidad en los sistemas de riego por goteo y aspersores. En las partes más altas, la presión del agua será menor que en las partes más bajas. Al final de las tuberías las pérdidas por fricción pueden dar lugar a presiones inferiores a la requerida, o al menos menor que la del principio. Esta variación de presión derivará en diferencias de descarga de los goteros o aspersores de todo el campo. En la figura siguiente se puede apreciar que una separación desproporcionada entre aspersores puede causar una distribución de agua irregular: cuando hay superposición excesiva entre los patrones de humectación de los aspersores, puede ocurrir algún encharcamiento (dibujo superior) mientras que ninguna superposición conlleva puntos secos.
 |
Figura 2. Uniformidad en la distribución del riego por aspersión. Mientras que la superposición en el dibujo superior es excesiva, en el dibujo inferior los aspersores están demasiado separados y no hay solapamiento. |
Cuando se lleva a cabo un mal mantenimiento de las estructuras del sistema, los caballetes pueden colapsarse, algunos goteros o aspersores bloquearse y las tuberías desgastarse, dependiendo de nuestro sistema particular. Estas perturbaciones que se producen de manera desigual en todo el campo pondrán en peligro la uniformidad.
Por lo tanto, la Uniformidad de Distribución es una medida de la homogeneidad con la que el agua de riego es aplicada en los diferentes elementos del campo. Un elemento es el área más pequeña en el campo que requiere agua, pero dentro del cual la distribución de este agua no es relevante. Un valor de DU = 1 significa que todos los elementos están recibiendo la misma cantidad de agua. El DU se define generalmente como la relación entre las profundidades acumuladas más pequeñas en la distribución, con respecto a la profundidad media acumulada |
Con el fin de aclarar el concepto de elemento , pensemos en un huerto de naranjos regado por goteros, donde un alto porcentaje de las raíces del cultivo se concentran cerca de los bulbos húmedos. Entonces, no necesitamos regar cada punto del campo, pero si sólo las porciones o el suelo donde están las raíces. Obviamente, no podemos decir que nuestro sistema de riego tenga un mal desempeño en la uniformidad de distribución, porque no todo el suelo está igualmente mojado. Debemos evaluar si cada zona de concentración de raíces de un árbol está recibiendo la misma descarga de los goteros. Por el contrario, cuando se habla de un cultivo extensivo de regadío, que cubre casi toda la superficie del suelo, y sus raíces ocupan realmente cada punto de la capa superior del suelo, los elementos se convierten en puntos.
Hay que destacar que la DU no es un término de eficiencia. Por ejemplo, un cultivo regado excesivamente puede mostrar excelentes valores de DU, pero habrá escorrentía alta y percolación profunda excesiva. En consecuencia, la eficiencia será baja. Por otro lado, son necesarios altos valores de DU para lograr aplicaciones de riego eficientes.
3.2 MÉTODOS PARA ESTIMAR LA UNIFORMIDAD DE DISTRIBUCIÓN
Cuando uno se enfrenta a una evaluación de la uniformidad de distribución, primero hay que tener en cuenta las posibles fuentes que afectan a la uniformidad en el sistema de riego específico que se estudia. Aunque se mencionaron algunos ejemplos antes, se agruparon básicamente como problemas de diseño y mantenimiento. Ahora se desglosan en las siguientes tablas (Tablas 4 a 7), enumerando los componentes de esta uniformidad y relacionando los factores que causan la falta uniformidad para cada uno de los llamados componentes de DU.
(1) SISTEMAS DE RIEGO POR GOTEO
Tabla 4. Componentes de uniformidad y factores que causan la falta de uniformidad en sistemas de riego por goteo |
|
Componente de uniformidad |
Factores que causan la falta de uniformidad |
Diferencia en la descarga entre los emisores |
Diferencias de presión Conexión del emisor Variación de la fabricación Diferentes tipos de emisor en la misma explotación Diferencias de temperatura a lo largo del lateral Diferencias en el suelo (si los emisores están enterrados) |
Volúmenes aplicados no proporcionales al área de la planta |
Variaciones en el espaciamiento de la planta que no coinciden con el espaciamiento o programación del emisor Descarga desigual durante el arranque y el drenaje |
(2) SISTEMAS DE RIEGO POR ASPERSIÓN DE MOVIMIENTO MANUAL
Tabla 5. Componentes de uniformidad y factores que causan la falta de uniformidad en sistemas de riego por aspersión de movimiento manual |
|
Componente de uniformidad |
Factores que causan la falta de uniformidad |
Diferencias de caudal entre aspersores |
Diferencias de presión Diferentes en el tamaños de boquillas Desgaste de la boquilla Conexión de la boquilla |
Falta de uniformidad en los patrones de mojado de los aspersores |
Espaciado Características de diseño de los aspersores Tamaño de la boquilla Diferencias de presión Orientación vertical de la cabeza del aspersor Viento Interferencia procedente de plantas alrededor de los raspersores |
Aplicación desigual durante el arranque y cierre de la unidad de bombeo |
Diámetro y longitud del tubo Duración |
Efectos de borde |
Superposición incorrecta en los bordes del campo |
(3) SISTEMAS DE RIEGO POR ASPERSIÓN DE PIVOTES CENTRALES Y MOVIMIENTO LINEAL
| Tabla 6. Componentes de uniformidad y factores que causan la falta de uniformidad en sistemas de riego por aspersión de pivotes centrales y movimiento lineal. | |
Componente de uniformidad |
Factores que causan la falta de uniformidad |
Descarga de la cabeza del aspersor no proporcional al área de campo regada |
Diferencias de presión mal controladas Cambios de elevación Diferencias del regulador de presión Desgaste de la boquilla Conexión de la boquilla |
No uniformidad en los patrones de mojado de los aspersores |
Variaciones de velocidad en el recorrido del sistema Elevación de la cabeza del aspersor Placas de aspersión desgastadas Viento Espaciado Interferencia del cultivo |
Efectos de borde |
Cambios en la dirección del viento Textura del suelo Distancia desde el pivote Condiciones de la superficie (diques, residuos) Cambios del ángulo topográfico |
(4) SISTEMAS DE RIEGO POR SURCOS
Tabla 7. Componentes de uniformidad y factores que causan la falta de uniformidad en sistemas de riego por surcos |
|
Componente de uniformidad |
Factores que causan la falta de uniformidad |
Diferencias del tiempo-oportunidad en un surco |
Grado de estancamiento Descarga y duración de la aplicación de agua Pendiente Rugosidad Sección transversal del surco Longitud del surco |
Diferencias del tiempo-oportunidad entre surcos |
Diferentes horarios por el día/noche Diferencias de fila de rueda / no de rueda Diferentes descargas en surcos |
Diferentes características de infiltración para surcos individuales |
Diferentes niveles de compactación debido a los neumáticos del arado y del tractor o a las huellas de los trabajadores. |
Diferentes características de infiltración en el campo |
Diferencias de suelos Diferencias químicas Diferencias de textura |
Otras diferencias del tiempo-oportunidad en todo el campo |
Nivelación desigual de suelos |
Diferencias en las tasas de consumo diurno y nocturno |
Cambios de viscosidad debido a cambios de temperatura |
Diferencias en la tasa de infiltración debido a diferencias en el perímetro húmedo |
Cambios de pendiente o restricciones de flujo a lo largo del surco |
(5) EXPRESIONES DE UNIFORMIDAD
Una vez identificadas las fuentes potenciales de falta de uniformidad en el sistema estudiado, se puede abordar la evaluación de este indicador. Como se definió anteriormente, la medida más común de DU es el DU del cuartil inferior (DU lq ) y puede expresarse como:
|
DUlq se define como el promedio de agua aplicada en el 25% del área que recibe la menor cantidad de agua, independientemente de la ubicación, dividida por el promedio de agua aplicada sobre el área total.
|
Figura 3. Representación del cuartil de campo que recibe la menor profundidad de riego |
Un posible enfoque para evaluar la uniformidad consiste en un análisis estadístico de las profundidades a lo largo de la distribución. Por lo tanto, el coeficiente de variación (CV) se utiliza a menudo para expresar la uniformidad.
|
Entonces, el tipo de distribución estadística determinará la relación entre el estadístico empleado, CV en este caso y otros indicadores de uniformidad, como el DU o DUlq. Una fórmula general es:
|
SDU es el acrónimo de la Estimación estadísticamente derivada de la Uniformidad de Distribución y Ka es una constante que depende de la distribución y de la fracción de área. Cuando se trabaja con el cuartil inferior del área, la fórmula anterior se convierte en:
|
La uniformidad de distribución también puede ser calculada por el Coeficiente de Uniformidad Christiansen (UCC), pensado para evaluar los sistemas de riego por aspersión y rara vez se utiliza para otros sistemas de riego.
|
Ejemplo
Se realizó una evaluación del sistema de riego por aspersión con marco de riego 9 x 15 m. El marco de los puntos de medición fue de 3 x 3 m. La profundidad de infiltración en cada punto fue (mm):
| 5.1 | 6.7 |
5.5 |
5.4 |
6.4 |
| 7.1 | 6.3 |
5.1 |
5.9 |
6.9 |
| 7.2 | 5.6 |
4.2 |
4.4 |
7.6 |
- Número de puntos de medición = 15
- Profundidad media infiltrada (mm) = S (Profundidades de infiltración) / 15 = 5,96
- Suma de los valores absolutos de la profundidad infiltrada para cada punto menos la profundidad media infiltrada (mm) = 13
- Profundidad media del cuartil inferior (mm) = (4,2 + 4,4 + 5,1 + 5,1) / 4 = 4,70
|
DUlq = [4.70 (mm) / 5.96 (mm)] × 100 = 0.79 = 79 %
|
UCC = 1-(13 / (5.96 × 15) = 0.85 = 85%
4. PROTOCOLO DE EVALUACIÓN DE LOS SISTEMAS DE RIEGO.
En primer lugar, es necesario un control exhaustivo de la unidad de bombeo y de los filtros. Por lo tanto, se debe arrancar primero sin estar conectado a la red de tuberías, con el fin de asegurar que la bomba pueda realmente mover su caudal nominal. Los filtros, así como los tanques de fertilización, si los hay, deben mantenerse limpios. El caudal se puede medir con caudalímetros. Posteriormente, la línea principal debe conectarse a la unidad de bombeo, y toda la red de tuberías de prueba, especialmente en busca de puntos de fugas.
En segundo lugar, el sistema de riego por goteo debe ser revisado. Puede ser útil observar las características de diseño de los goteros. Los indicadores de rendimiento más interesantes en riego por goteo son el coeficiente de uniformidad estadística y la uniformidad de distribución. Recuerda:
|
|
Materiales:
• Cronómetro o reloj
• Varios recipientes calibrados
• Hoja de datos y lápiz
Método:
• Ponga en marcha el sistema de bombeo.
• Elija un número representativo de emisores que se van a muestrear.
• Uno a uno, coloque un recipiente debajo del emisor y mida el volumen descargado y el tiempo transcurrido.
• Anótelo en la hoja de datos y continúe con el siguiente emisor.
• Calcule la descarga individual del emisor como una relación de volumen en el tiempo.
• Calcular los indicadores de uniformidad recomendados anteriormente.
Diseño de la hoja de datos
Gotero nº |
Tiempo (s) |
Descarga (l/s) |
||
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| 3 | ||||
| Descarga media | ||||
| Desviación estándar |
Ejemplo
Se realizó una evaluación de un sistema de riego por goteo con goteros de compensación de presión (flujo de descarga = 4 l / h). Los volúmenes medidos durante 2 minutos fueron:
| Gotero nº | Volumen (l) | Tiempo (s) | Descarga (l/s) |
| 1 | 140 | 120 | 4.20 |
| 2 | 135 | 120 | 4.05 |
| 3 | 145 | 120 | 4.35 |
| 4 | 130 | 120 | 3.90 |
| 5 | 150 | 120 | 4.50 |
| 6 | 135 | 120 | 4.05 |
| 7 | 155 | 120 | 4.65 |
| 8 | 125 | 120 | 3.75 |
- Profundidad media del cuartil inferior (l / h) = (3,75 + 3,90) / 2 = 3,83
- Profundidad media del agua acumulada en todos los elementos (l / h) = 4,18
DU = Promedio de la profundidad del cuartil inferior (l / h) / Profundidad promedio del agua acumulada en todos los elementos (l / h) = 3.83 / 4.18 = 0.92 = 92%
5. PROTOCOLO PARA LA EVALUACIÓN DE SISTEMAS DE RIEGO POR ASPERSIÓN
Al igual que para el riego por goteo, se debe comenzar comprobando que la unidad de bombeo funcione bien arrancándola, midiendo el caudal, limpiando los filtros y así sucesivamente.
La información que permite realizar una correcta evaluación para comparar entre sistemas se resume a continuación:
• Descripción del disparo
• Ángulo de disparo
• Tipo de boquilla
• Diámetro de la boquilla
• Longitud del disparo
• Separación entre líneas
• Duración de la ejecución (tiempos de inicio y finalización)
• Características de diseño de la bomba
Medidas a tomar
• Espaciado y patrón de los aspersores
• Número de aspersores
• Diámetro del chorro en la boquilla y en la cola
• Rango de aplicación
• Duración del riego
• Altura del aspersor
La DU es normalmente el principal indicador de rendimiento del riego por aspersión:
Materiales:
• Malla de captura
• Hoja de datos y lápiz
Método
• Colocar la malla en el espacio comprendido entre cuatro aspersores.
• Ejecutar el riego como una simulación de un evento de riego.
• Medir el volumen de agua en cada rejilla y expresarla como una profundidad de agua.
• Analizar la variación entre rejillas y calcular DU
La eficiencia de la aplicación es también un indicador muy común en el riego por aspersión. El volumen medio aplicado puede obtenerse como la profundidad media capturada en las rejillas por el área de la malla. El volumen medio aplicado resulta de la descarga media de los cuatro aspersores.
|
Ejemplo
Se realizó una evaluación del sistema de riego por aspersión con marco de riego 9 x 15 m. El marco de los puntos de medición fue de 3 x 3 m. La profundidad de infiltración en cada punto fue (mm):
| 51 | 67 | 55 | 54 | 64 |
| 71 | 63 | 51 | 59 | 69 |
| 72 | 56 | 42 | 44 | 76 |
La descarga de la boquilla (m3 / hora) es:
| Asperdor 1 | 1100 |
| Aspersor 2 | 1.175 |
| Aspersor 3 | 1.125 |
| Aspersor 4 | 1.200 |
- Duración del riego (hora) = 10
- Profundidad media infiltrada (mm) = 59,6
- Profundidad media del cuartil inferior (mm) = 47,8
- Área de la malla (m2) = 135
- Descarga media de la boquilla (m3 / hora) = 1.150
|
DU = 47.8 / 59.6 = 0.80 = 80%
|
AE = (0.0596 × 135) / (1.150 × 10) = 0.70 = 70%
6. PROTOCOLO PARA LA EVALUACIÓN DE SISTEMAS DE RIEGO POR SURCOS
En este capítulo se presenta un método bastante sencillo propuesto por la FAO (C. Brouwer, K. Prins, M. Kay, M. Heibloem, 1988) para la evaluación de un sistema de riego por surcos. Se supone que se conoce la profundidad neta de riego requerida para la aplicación. Por lo tanto, este dato debe contrastarse con la cantidad de agua realmente disponible para los cultivos. La eficiencia de la aplicación en campo es entonces el indicador evaluado.
Materiales:
• Cinta métrica (30 m)
• Medidor de la infiltración
• Postes de madera
• Cronómetro o reloj
• Hoja de datos y lápiz
Método:
• Localizar un surco considerado representativo de la situación local: tamaño, tipo de suelo y cultivo. Medir su longitud y registrar los datos en la hoja de datos.
• Coloque el poste de madera a intervalos de 5 a 10 m y registre su posición en la hoja de datos.
• Haga varias pruebas de infiltración y realice una curva de infiltración media.
• Inicie el riego. Utilice el mismo riego (caudal y tiempo) utilizado por el regador. Registre el tiempo de avance, que es el tiempo que tarda el agua en llegar a cada uno de los postes.
• Registre el tiempo de recesión, es decir, el tiempo que tarda el agua en infiltrarse en cada puesto.
• Calcule el tiempo de contacto de cada poste como la diferencia entre el tiempo de avance y el tiempo de recesión.
• Con la ayuda de la curva de infiltración, calcule la cantidad de agua aplicada en cada poste de madera.
• Determine la eficiencia de la aplicación en campo como el porcentaje de agua suministrada (un promedio de los valores del paso 7) que en realidad es necesaria para el cultivo (profundidad de riego requerida).
Ejemplo
| Poste No. | Distancia a lo largo del surco | Tiempo de avance | Tiempo de recesión | Tiempo de contacto | Agua aplicada | ||||
| Hora de reloj | Tiempo desde el inicio | Hora de reloj | Tiempo desde el inicio | ||||||
m |
hr |
min |
min |
hr |
min |
min |
mm |
mm |
|
| 1 | 0 |
0 |
|||||||
| 2 | 5 |
||||||||
| .... | ..... | ||||||||
Ejemplo
• A) Datos de campo:
Profundidad de riego requerida (mm) = 7.20
| Poste No. | Distancia a lo largo del surco | Tiempo de avance | Tiempo de recesión | Tiempo de contacto | Agua aplicada | ||||
| Hora de reloj | Tiempo desde el inicio | Hora de reloj | Tiempo desde el inicio | ||||||
m |
hr |
min |
min |
hr |
min |
min |
mm |
mm |
|
| 1 | 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
60 |
0 |
60 |
15 |
| 2 | 10 |
0 |
3 |
3 |
0 |
60 |
0 |
57 |
14 |
| 3 | 20 |
0 |
8 |
8 |
0 |
60 |
0 |
52 |
12 |
| 4 | 30 |
0 |
15 |
15 |
0 |
60 |
0 |
45 |
10 |
| 5 | 40 |
0 |
25 |
25 |
0 |
60 |
0 |
35 |
7 |
| 6 | 50 |
0 |
40 |
40 |
0 |
60 |
0 |
20 |
5 |
• B) Cálculos:
Profundidad media de riego aplicada (mm) = 10.50
|
Eficiencia de aplicación en campo = 7.20 (mm) / 10.50 (mm) = 0.69 = 69 %
