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Estado de Israel
MASHAV CINADCO
Ministerio de Relaciones Exteriores Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural
Centro de Cooperación Internacional Centro de Cooperación Internacional
para el Desarrollo Agrícola
Servicio de Extensión
Departamento de Riego y Suelos
RIEGO POR ASPERSION
Por
Elimelech Sapir
Especialista en Riego
y
Moshe Sneh
Ex-Director del Departamento de Riego y Suelos
Segunda Edicio'n 2005
INDICE
Capítulo N0
Página
PROLOGO 1
INTRODUCCION 2
2- PROPIEDADES DEL SUELO 3
3- EL RIEGO POR GRAVEDAD 11
4- EL RIEGO POR ASPERSION 12
5- EL RIEGO MECANIZADO 23
6- EL RIEGO CON MICRO-EMISORES 28
7- EL RIEGO DE HORTALIZAS CON MINI-ASPERSORES 37
8- SISTEMAS DE RIEGO MECANIZADO 39
9- EL SISTEMA DE RIEGO 46
10- LA AUTOMATIZACION 58
11- FILTRACION 66
12- EL FERTIRRIEGO 80
13- UNIFORMIDAD DE LA DISTRIBUCION DEL AGUA 84
14- FLUJO DE AGUA EN TUBERIAS 93
15- PLANIFICACION DE SISTEMAS DE ASPERSION 103
16- OPERACION Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA 114
- CONCLUSION Y AGRADECIMIENTOS 117
- FACTORES DE CONVERSION (CONTRATAPAS)
- BIBLIOGRAFIA 118
- GLOSARIO DE FIGURAS 119
PROLOGO
Esta edición renovada y ampliada de “El Riego por Aspersión” contiene los temas básicos de
interés para los estudiantes que se educan en la tecnología del riego a presión por primera
vez. Los temas han sido preparados para ser utilizados en el marco de los Cursos de Riego
organizados por el Centro de Cooperación Internacional del Ministerio de Relaciones
Exteriores de Israel, MASHAV, conjuntamente con el Centro de Cooperación Internacional
para el Desarrollo Agrícola del Ministerio de Agricultura, CINADCO.
La mayoría de los temas cubren la tecnología y la teoría del riego por aspersión. Temas
adicionales tales como las relaciones suelo-agua-planta, el fertirriego, el diseño de sistemas
de riego y demás, se mencionan sólo brevemente, ya que los mismos son tratados con
mayor amplitud en publicaciones adicionales.
Este material ha sido reeditado y ampliado, poniendo especial énfasis sobre los aspectos
prácticos del riego por aspersión.
Los estudiantes más adelantados pueden referirse a la extensa literatura que se ha
publicado sobre el tema.
Deseamos agradecer a Abraham Reiss y a Shirley Oren por su dedicación a la edición de
esta publicación, como así también a los productores de equipos de riego de Israel y del
extranjero por habernos facilitado los datos e ilustraciones tomados de sus catálogos.
Elimelej Sapir
Moshe Sneh
2002
1.
RIEGO POR ASPERSIÓN
CAPÍTULO 1 – INTRODUCCIÓN
El riego de los suelos agrícolas es el mayor consumidor de agua por la civilización humana. El
riego incrementa considerablemente los rendimientos de los cultivos y las utilidades del agricultor;
sobre todo en las regiones áridas. La historia del riego se remonta a la antigüedad y es ya
mencionado en la Biblia: “Y salía del Edén un río para regar el huerto...” (Génesis, 10). Las
más prósperas civilizaciones de la antigüedad se desarrollaron en cercanías de fuentes de agua
dulce que fueron empleadas para el riego. Durante las épocas de sequía, pueblos enteros
debieron emigrar en busca de agua. Lamentablemente, también innumerables guerras fueron
desatadas como consecuencia de la escasez de agua.
Ya en la antigüedad se construyeron gigantescas obras para proveer el agua necesaria a
proyectos de riego. Entre ellos, el Gran Canal, de 200 km de longitud, en China. Ya hace miles de
años se construían sistemas de abastecimiento de agua y de riego en la India y en Sri Lanka,
proyectos que aún hoy maravillan a los ingenieros, debido tanto a lo sofisticado de las redes de
conducción como a las avanzadas técnicas de riego empleadas. La provisión de alimentos de
Egipto depende de la represa de Aswan, que almacena las aguas para el riego del Valle del Nilo
y algunas de las áreas desérticas adyacentes, asegurando así la subsistencia de su población.
Aún antes del empleo de la energía eléctrica, el agua era conducida por gravedad a lo largo de
pendientes naturales. Ello requería la excavación de una red de canales por los cuales fluía el
agua. Esta técnica limitaba el riego a terrenos que se encontraban a una menor altura que la
fuente del agua. Una revolución de mayor magnitud comenzó con el desarrollo de bombas
capaces de elevar el agua a una altura mayor que la de su fuente.
En la actualidad se reconocen dos categorías principales de tecnología de riego:
El riego de superficie, no-presurizado- riego a manto, por bordes o surcos, etc.
El riego presurizado - por aspersión, por micro-emisores y por goteo.
Los ríos y las otras corrientes de agua constituyen cauces naturales por los cuales fluye el agua.
Los lagos naturales y artificiales pueden emplearse como reservorios. La construcción de
represas convierte una sección del cauce de un río en un reservorio, aumentando la capacidad
de almacenamiento de agua para ser utilizada en temporadas de sequía. Luego de la
introducción de las bombas de agua, comenzaron a tenderse tuberías para su conducción, las
cuales pueden ser de acero, aluminio, concreto, materiales plásticos, etc. El crecimiento de la
población humana ha requerido que el agua sea conducida a grandes distancias, lo cual ha dado
impulso al desarrollo de la ingeniería hidráulica y de la ciencia de la hidráulica en general. El riego
puede considerarse como la ciencia de la supervivencia.
Definición del riego : El riego es una actividad humana, que consiste en aplicar agua al suelo
cuando las condiciones naturales no son capaces de satisfacer la demanda hídrica de los
cultivos.
Ya que el riego consiste en aplicar agua al suelo, es necesario mencionar algunas de sus
propiedades.
2.
CAPÍTULO 2 - PROPIEDADES DEL SUELO
2.1 INTRODUCCIÓN
La optimización del riego requiere ajustarlo a las características del suelo. El suelo se
forma a partir de la descomposición de rocas que presentan poros, en partículas de
diversos tamaños y formas. Las partículas de suelo se clasifican según su tamaño, de
acuerdo con un estándar internacional (ver Fig.1 y Tabla 1).
Tabla 1. Clasificación del suelo según el diámetro de sus partículas
Fracción Diámetro en mm.
Arcilloso <0.002
Aluvial 0.002 - 0.05*
Arenoso fino 0.05* - 0.2
Arenoso grueso 0.2 - 2.0
En el “American Texture Definition Code”, el diámetro de arena fina es de 0.05 a 0.2 mm. En el
Código Internacional de Clasificación, es entre 0.02 y 0. 2 mm.
Todo suelo contiene una mezcla de partículas de muy diversos tamaños. La textura del
suelo define la proporción de partículas en cada fracción. Por lo tanto, un suelo con un
elevado porcentaje de partículas mayores de 0.2 mm se clasifica como suelo ligero o
arenoso (ver Fig. 2), y un suelo con abundancia de partículas menores de 0.002 mm es
denominado pesado o arcilloso (ver Figs. 4 y 5). De acuerdo con este método se han
definido 9 diferentes categorías de texturas, tal como se presentan en el Triángulo de
Texturas del Suelo, (ver Fig. 3).
Fig. 1. Ilustración Visual de Diámetros de las Partículas del Suelo (American Classification Code)
La textura determina la relación agua-aire del suelo. Un suelo pesado, con un alto
contenido de partículas finas, tiene una elevada capacidad de retención del agua, drena
lentamente, puede ocasionar escurrimiento superficial y sufrir de aireación deficiente. En
los suelos ligeros, con un elevado contenido de partículas gruesas, la aireación es
excelente, pero su capacidad de retención del agua es reducida.
3
Fig. 2. Triángulo de Definición de Texturas del Suelo
Fig. 3. Suelo Liviano Fig. 4. Suelo Pesado
Fig. 3. Partículas y poros en suelos livianos Fig. 4. Partículas y poros en suelos pesados
4
2.2 LAS RELACIONES SUELO - AGUA
2.2.1 Saturación
Cuando el suelo se moja como consecuencia de las lluvias, riego por gravedad o por
aspersión, el agua infiltra el suelo y se cuela hacia abajo debido a la gravedad. En estas
condiciones el suelo se satura, es decir, la gran mayoría de sus poros están llenos de
agua, (ver Figs. 5 y 6).
2.2.2 Capacidad de campo
Una vez finalizado el humedecimiento del suelo, una fracción del agua continúa
infiltrándose bajo la influencia de la gravedad. El tiempo requerido para este proceso
depende de la textura y del resto de las propiedades del suelo. El agua que se encuentra
en los poros grandes drena, y es reemplazado por aire (ver Figs. 5 y 6).
2.2.3 Agotamiento de la humedad del suelo
Debido a la evaporación del agua a partir de la superficie del suelo, y al consumo de
agua por la vegetación, el agua retenida por el suelo va agotándose paulatinamente.
2.2.4 Punto de marchitez permanente
AI reducirse el contenido de agua del suelo en un nivel importante, las plantas son
incapaces de absorber agua y pierden la capacidad de recuperar la turgencia. Este punto
es denominado el punto de marchitez permanente (ver Fig. 5-c).
Factores que afectan la extracción del agua almacenada en el suelo
El clima: la temperatura, la radiación solar, la humedad relativa, el viento, etc.
(a)Saturación (b)Capacidad de (c) Punto de
campo marchitez permanente
Fig. 5 a-c. Ilustración del estado del agua en el suelo
Suelo Liviano Suelo Pesado
Fig. 6. Relación agua-aire en dos tipos de suelo, a 12 horas del riego
2.3 FACTORES QUE AFECTAN LA EXTRACCIÓN DEL AGUA ALMACENADA EN EL
SUELO
El clima: la temperatura, la radiación solar, la humedad relativa, el viento, etc.
La planta: características del sistema radicular y el índice de área foliar (m2
de superficie
foliar por m2
de superficie del terreno).
5
2.3.1 Agua disponible
El agua disponible es el volumen de agua retenido por el suelo entre la capacidad de
campo y el punto de marchitez permanente (ver Fórmula 1, Fig. 7 y Tabla 2).
Fórmula 1- Agua disponible:
AD = CC - PMP
AD = agua disponible
CC = volumen de agua según capacidad de campo
PMP = volumen de agua en el punto de marchitez permanente.
Tabla 2. Disponibilidad de Agua en Diversos Tipos y Texturas de Suelo
Agua disponible a 0 – 100 cm de profundidad
Arcilloso pesado 1550 m3
/ha
Aluvial Arcilloso 1450 m3
/ha
Marga arenisca 1250 m3
/ha
Arenoso 450 m3
/ha
Fig. 7. Ilustración del agua disponible en el suelo
El agua disponible es el agua que las raíces de las plantas son capaces de extraer del
suelo. Este volumen depende de la textura del suelo. No se recomienda que la humedad
del suelo disminuya hasta el punto de marchitez permanente, ya que esto dañará las
plantas en forma definitiva.
2.3.2 Procedimientos para determinar el consumo de agua de los cultivos
Existen varios procedimientos para determinar el volumen de agua a aplicar por medio
del riego. Se han desarrollado índices climáticos correlacionados con el consumo de
agua por los cultivos. Uno de los métodos más difundidos es el de medir diariamente la
evaporación de un Tanque Evaporímetro Clase A (en mm/día). Multiplicando este dato
por un coeficiente empírico (Kc), adecuado al cultivo, se estima el consumo diario de
agua por dicho cultivo. El empleo de la fórmula de Penman, (basada en datos diarios u
horarios de temperatura, humedad relativa ambiente, velocidad del viento y radiación
solar), permite estimar la evapotranspiración potencial de un cultivo dado, la cual una vez
multiplicada por el coeficiente del cultivo [Kc] correspondiente, estima su consumo de
agua. El índice más preciso y comúnmente empleado es la determinación de la humedad
del suelo por el método gravimétrico.
6
2.3.3 Determinación del volumen de agua almacenado en el suelo por el método
gravimétrico.
De acuerdo con este método, se retiran muestras del suelo con un barreno y se las envía
al laboratorio en recipientes sellados. Las muestras recibidas se pesan, y luego de
secarlas en horno durante 24 horas a una temperatura de 105° C se las vuelve a pesar.
La reducción de su peso se adjudica al agua evaporada, y se la expresa en porcentaje
del peso seco de la muestra, (ver Fig. 8). Ya que las cantidades de agua se expresan en
unidades de volumen, se hace necesario multiplicar el porcentaje sobre la base del peso
seco del suelo, por su peso específico aparente (también denominado densidad
aparente), a efectos de obtener el contenido de agua sobre la base del volumen del
suelo.
Fig. 9. Tensiómetros
ig. 8. Secuencia de determinación de la humedad del suelo por el método gravimétrico (horneado a
.3.4 Determinación de la tensión mediante la cual el suelo retiene el agua
en el
elo se seca y aumenta la tensión con la
nto en que ingresa aire al
F
seco)
2
El tensiómetro es un instrumento sumamente útil para medir el estado del agua
suelo. El tensiómetro consiste de un bulbo de material cerámico poroso y un tramo de
tubería conectado a un manómetro de mercurio o de vacío. El tubo ha de mantener una
columna de agua continua entre el manómetro y el bulbo.
Este último ha de estar en íntimo contacto con el suelo, es
decir con el agua retenida en los poros del suelo. El
manómetro está en equilibrio con la tensión (presión
negativa), con la cual el suelo retiene el agua alrededor del
bulbo (ver Fig. 9).
A medida que el su
cual retiene el agua, se crea una succión sobre el bulbo
poroso, la cual es trasmitida a lo largo de la columna de
agua hasta el manómetro. Ya que las dimensiones de los
poros del bulbo permiten el libre paso de sales, el
tensiómetro no es afectado por la salinidad del suelo, es
decir no responde al potencial osmótico, sino únicamente
al potencial básico del suelo. Las limitaciones del
tensiómetro consisten en que la medición es puntual; es
decir que responde únicamente al entorno inmediato y a la
profundidad a la cual el bulbo responde lentamente a los
cambios en el estado de humedad del suelo en un rango
limitado de tensión (únicamente entre 0 y 70 centibar), y por
lo tanto no responde en suelos secos. Por último, en el mome
instrumento, la lectura es errónea. Todo tensiómetro requiere de mantenimiento rutinario:
rellenarlo con agua destilada tras períodos de sequía, y asegurar que el bulbo mantenga
estrecho contacto con el suelo, ya que de lo contrario no responderá a cambios de la
7
humedad del mismo. El tensiómetro no mide directamente el contenido de agua en el
suelo, sino la tensión mediante la cual el suelo retiene al agua, en unidades de centibar o
kPa. Por lo tanto, se requiere la calibración de las lecturas del tensiómetro con el
contenido de humedad del suelo en el cual se instala; por ejemplo, por el método
gravimétrico expuesto precedentemente.
2.3.5 Métodos adicionales
ofisticados para determinar las condiciones de humedad
.4 VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN DEL AGUA EN EL SUELO
a velocidad de infiltración es un parámetro decisivo en el diseño y la operación de todo
.4.1 Ejemplo de velocidad de infiltración
, 20 mm/h
mm/h.
Tabla 3. Niveles de Infiltración
Tipo de suelo Ritmo constante de Infiltración (mm/h)
Existen instrumentos aún más s
del suelo. Entre ellos cabe mencionar la sonda de neutrones, la cual, debida a su
elevado costo y a que su calibración está mas allá de la capacidad del agricultor común,
se la emplea exclusivamente en la investigación. También se emplean capacitores a
escala semi-comercial.
2
L
sistema de riego. La infiltrabiIidad indica la velocidad a la cual el agua penetra el suelo,
en unidades mm/h. En la Tabla 3 se presenta la infiltración básica de suelos de diversa
textura. Debido a la compactación del suelo por el empleo de implementos mecánicos, la
velocidad de infiltración decrece durante la temporada de riego. Comúnmente la
velocidad de infiltración inicial disminuye durante el riego mismo. En un suelo arcilloso o
limoso, el ritmo de infiltración decae considerablemente durante el riego.
2
Durante la primera media hora del riego
Al cabo de una hora, de 12 mm/h;
Luego de 2 horas, de 8 mm/h;
Tras 3 horas, de 5 mm/h; y
Al cabo de 4 horas de sólo 4
Arenoso
>20
10 –
Arcilloso 5 – 10
Arcilloso salino 1 – 5
Franco` 20
Fig. 10. Cambios en la infiltración a través del tiempo
8
La Fig. 10 muestra como disminuye la velocidad de infiltración en dos tipos de suelos
desde el inicio del riego [las primeras 2 ½ horas] hasta que se estabiliza. El ritmo de
infiltración de los suelos franco-arenosos comienza a 68 mm/h, estabilizándose tras 90
minutos a 25 mm/h [nivel básico de capacidad de infiltración]. Durante los 30 minutos
iniciales el ritmo de infiltración del suelo arcilloso baja de 30 mm/h a casi cero. Sin
embargo, los datos anteriores se refieren únicamente a diferencias de textura. El ritmo
de infiltración depende además de factores tales como la estructura del suelo, su
manejo, el contenido de materia orgánica, y la salinidad del suelo. Por lo tanto, los datos
tabulados pueden servir únicamente como una guía general, y siempre que sea posible
deberán realizarse ensayos de campo a fin de determinar el ritmo de infiltración de base,
ya que éste es un dato específico de cada localidad (ver Tabla 4). Se emplean diferentes
métodos para determinar el ritmo de infiltración de un suelo. Uno de ellos consiste en
medir la velocidad de infiltración del agua mediante un pequeño embalse.
Tabla 4. Valores de Infiltración y Conductividad Hidráulica en Distintos Tipos de
Suelos
Capacidad de
Infiltración
Conductividad
Hidráulica (mm/h)
Comentarios
Infiltración cero <0.025 Suelos sellados, sin drenaje
Infiltración muy lenta 0.025 - 0.25 Suelo inadecuado para drenaje, con riesgo
de posible salinización
Infiltración lenta 0.25 - 2.5 Aireación necesaria suficiente para el
desarrollo radicular
Infiltración moderada 2.5 - 25 Infiltración adecuada; suelo bien drenado,
buena aireación
Infiltración rápida 25 - 250 Nivel de infiltración normal en suelos
livianos
Infiltración muy rápida >250 Infiltración típica en dunas de arena
2.4.2 El método del pequeño embalse
Es posible determinar el ritmo de infiltración del suelo levantando bordes alrededor de un
área de 60 x 60 cm, o 100 x 100 cm, tomando todas las precauciones necesarias para
que la superficie del suelo dentro del embalse permanezca en sus estado natural. Se fija
una regla graduada dentro del embalse y se lo llena lentamente con agua (ver Fig. 11).
El ensayo consiste en de dos fases. La primera de ellas cubre el tiempo durante el cual
la infiltrabilidad decae rápidamente, en tanto la segunda fase, durante la cual el ritmo de
infiltración se mantiene (casi) constante: ésta representa el ritmo de infiltración de base.
Fig. No. 11. Medición del ritmo de infiltración por el método del embalse
2.4.3 El método del anillo
Un anillo de metal, de 20 cm de diámetro y unos 40 cm de altura, se introduce en el
suelo a una profundidad de 30 cm. El contenido de humedad del suelo ha de
corresponder al que prevalece justo antes de un riego convencional. Se llena con agua el
espacio delimitado por el anillo hasta una marca que se hace sobre su pared interior. Las
mediciones iniciales registran el volumen de agua que se ha de verter dentro del anillo
por medio de un recipiente cilíndrico graduado de 2 It de capacidad, a fin de rellenar el
9
anillo hasta el nivel de la marca a intervalos de 1, 2, 5 y 10 minutos desde el comienzo
del ensayo. Aproximadamente a los 10 minutos del inicio, al haber disminuido el ritmo de
infiltración, se coloca un embudo invertido sobre al anillo. Sobre su “pico" se conecta un
cilindro graduado, y se lo vincula además con un depósito que permite rellenar el
dispositivo por medio de una válvula. Se registra periódicamente el nivel de agua en el
cilindro (agregándose agua cada vez que sea necesario, y registrando permanentemente
volúmenes, lecturas y tiempo). Este método es el indicado para los suelos de textura
mediana a pesada de perfil uniforme (ver Fig. 12).
S. Dasberg del ARO, I. Hausenberg y O. Kramer del Servicio de Extensión de Riego sugirieron un
refinamiento del método de medición presentado en esta figura
Fig. 12. Determinación del ritmo de infiltración por el método de anegamiento
2.4.4 El método del aspersor
Se colocan aspersores, cuya descarga horaria
se haya determinado previamente (en l/s),
alrededor del área cuyo ritmo de infiltración se
ha de medir. Dentro de esta zona se coloca un
anillo metálico de 30 a 50 cm de diámetro y se
lo introduce unos pocos centímetros en el
terreno. El anillo asegura que el agua no pueda
Fig 13. El Método del Aspersorescapar de su entorno. El agua excedente, es
decir aquella que no infiltra el suelo, escurre
a traves de un tubo flexible a ras del suelo hacia una probeta graduada enterrada fuera
del entorno del anillo (ver Fig.13). Este método permite determinar exclusivamente la
infiltrabilidad básica, es decir, a partir del momento en que agua comienza a escurrir
hacia la probeta, y hasta la finalización del ensayo. Con los datos del tiempo
transcurrido, la descarga horaria de los aspersores, el área del anillo y el volumen del
agua acumulada en el interior de la probeta, es posible calcular la inflitrabilidad básica
del área en mm/h. El método del aspersor es el que mejor se presta para determinar el
ritmo de infiltración de un suelo destinado al riego por aspersión, ya que incluye el
impacto de las gotas sobre el suelo, lo que puede conducir al sellado de su superficie y
como consecuencia, una reducción de su ritmo de infiltración. La precipitación horaria de
un sistema de riego por aspersión nunca ha de exceder la infiltrabilidad del suelo, ya
que de lo contrario se producirá un escurrimiento superficial que erosionará el terreno,
reducirá la uniformidad de la distribución del agua y del fertilizante (ver Capítulos 12 y
13). Por consiguiente, habrá de tomarse en consideración el ritmo de infiltración del
suelo al seleccionar tanto el modelo del emisor, como su descarga y el espaciamiento
entre emisores contiguos.
10
CAPÍTULO 3 - EL RIEGO POR GRAVEDAD
3.1 INTRODUCCION
El riego por gravedad es la técnica de riego más difundida en el mundo. Más del 90% de un
total de 250 millones de hectáreas bajo riego están sometidas al riego por gravedad. El riego
por gravedad es clasificado según sus diversos métodos. La selección del método apropiado
depende de las condiciones locales, tales como los cultivos a regar y la tecnología agrícola
empleada, el clima, el tipo de suelo, la topografía, la fuente del agua y los medios disponibles
para su conducción, la idiosincracia del agricultor y sus tradiciones, etc. Los factores del suelo
de mayor importancia son su textura y las demás propiedades físicas: su estructura,
permeabilidad y el movimiento del agua sobre su superficie y dentro de él, la capacidad de
almacenamiento del agua disponible para los cultivos y la aireación. Los factores climáticos de
mayor peso son la precipitación pluvial y la evapotranspiración durante las temporadas en las
cuales se desarrollan los cultivos.
Siempre y cuando se tomen en consideración los factores arriba mencionados, es posible
alcanzar elevados rendimientos y una elevada calidad de los productos, aún con esta
tecnología tan "anticuada”.
3.2 LOS MÉTODOS DE RIEGO POR GRAVEDAD
3.2.1 El riego por anegamiento
El riego por anegamiento entre bordes se practica sobre un surco en toda su anchura (que
puede oscilar entre 4 y 18 m) y con una pendiente que no deberá exceder el 1%. Al abrir la
compuerta de ingreso del agua, o bien por medio de sifones, se llena el borde con el agua del
canal de abastecimiento. Este método, que se adapta únicamente a condiciones topográficas
propicias, requiere la nivelación previa, así como de un considerable caudal durante el riego.
Mediante el humedecimiento inicial y rápido de la superficie, se evitan pérdidas de agua por
percolación por debajo de la profundidad que alcanzan las raíces de los cultivos. La eficiencia
del sistema se determina por mediciones sobre el terreno a fin de determinar el tiempo de
avance y de retroceso del agua a lo largo del borde. Esta técnica se emplea para el riego de
cultivos de arroz, alfalfa, bananos y otros cultivos de campo abierto (ver Fig. 14a).
3.2.2 El riego por bordes a nivel
Este método es similar al anterior, pero en este caso los bordes se delinean a lo largo de las
curvas de nivel, (ver Fig.14b).
3.2.3 El riego por surcos
Esta forma de irrigación distribuye el agua sobre la parcela por medio de surcos angostos.
Cada uno de ellos provee de agua a una o dos hileras del cultivo. A fin de alcanzar una
elevada eficiencia es necesario aplicar el agua en dos fases. Durante la primera de éstas se
envía un caudal elevado a lo largo del surco, a fin de mojar rápidamente la superficie del
suelo. A continuación se envía un caudal menor, por un lapso más prolongado con el objeto
de mojar las capas del suelo ocupadas por las raíces del cultivo (ver Fig.14c).
Fig. 14 (a)(b)(c). Métodos de riego superficial
11
CAPITULO 4 - EL RIEGO POR ASPERSIÓN
4.1 OBJETIVO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN.
El objetivo de este método de riego es aplicar, en forma similar a la lluvia, la lámina de agua
necesaria, cubriendo el 100% de la superficie del terreno con la mayor uniformidad de
distribución posible por medio del traslape o superposición entre aspersores contiguos.
4.1.1 Definición de aspersor.
El aspersor emite un chorro de agua a presión, por una o más boquillas, montadas sobre el
cuerpo del emisor, el cual gira continuamente, cubriendo paulatinamente un círculo del terreno
por regar. El aire es el medio por el cual se dispersa el agua del chorro en forma de pequeñas
gotas que caen sobre el suelo dentro de dicho círculo. Debido a esta propiedad, y con el fin de
aplicar una lámina uniforme se requiere del traslape o superposición de los chorros entre
emisores contiguos. El riego por aspersión comenzó a introducirse al principios del Siglo XX
como riego presurizado en jardinería. Más tarde, este método fue siendo adaptado al riego de
cultivos de campo, frutales, cultivos protegidos y otros. El riego por aspersión sólo se difundió
a gran escala después de la Segunda Guerra Mundial, conjuntamente con la baja de precio
del aluminio, a la vez que los suelos fértiles y planos, regados por gravedad, se hacían cada
vez más escasos. El riego por aspersión permite la operación simultánea de varios laterales o
ramales provistos de aspersores, y facilita la adaptación del ritmo de precipitación a la
velocidad de infiltración del suelo.
a) Ventajas
El riego por aspersión se adapta a condiciones topográficas diversas, a terrenos
irregulares, con fuertes pendientes que no pueden regarse por métodos superficiales.
•
•
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•
•
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El regante dispone de una extensa gama de emisores y boquillas, lo cual permite
ajustar el ritmo de precipitación a la capacidad de infiltración del suelo, como así
también la distribución uniforme del agua sobre el terreno, lo cual conlleva a una alta
eficiencia en el uso del agua (ver Capítulo 13).
El equipo es sencillo y fácil de operar. Los operarios requieren únicamente de un corto
período de capacitación.
Medición exacta del volumen de agua aplicado.
Facilidad para movilizar los equipos, lo cual permite trasladarlos de un campo a otro.
Equipos fijos en las parcelas reducen considerablemente la mano de obra requerida.
Es posible aplicar volumenes reducidos de agua, a la frecuencia requerida para la
germinación de los sembrados, protección contra heladas y control de la humedad
ambiental.
EI flujo del agua por un sistema de tuberías cerrado impide que partículas capaces de
obstruir las boquillas penetren en el sistema de conducción (ver Capítulo 11).
Aplicación de fertilizantes conjuntamente con el agua de riego (ver Capítulo 12).
Integración fácil a sistemas de control automático del riego (ver Capítulo 10).
b) Limitaciones
Considerable inversión inicial.
Mayor costo de la energía consumida en la presurización del sistema.
Sensibilidad al viento.
Las pérdidas de agua por evaporación desde la superficie del suelo y del follaje,
siempre y cuando se moje éste durante el riego.
Mayor posibilidad de aparición de enfermedades al mojar el follaje
12
.
.
La acumulación de sales y quemazón de las hojas cuando el follaje se moja.•
•
•
•
•
El lavado de pesticidas aplicados al follaje
La interferencia con las labores de campo, tales como el cultivo, la aplicación de
pesticidas, actividades de cosecha, etc., cuando el riego es de cobertura total.
El sellado de la superficie del suelo, y como consecuencia el escurrimiento superficial
y la erosión del suelo.
El derroche de agua más allá de los límites de la parcela
4.2 DEFINICIONES
a. Presión: Fuerza aplicada por unidad de superficie, expresada en bar, kg/cm2
,
atmósferas (atm), psi (ver Tabla 5);
Tabla 5. Clasificación de los aspersores según rangos de presión operativa
Categoría Presión
(bar) Aplicación
Baja < 2
Microemisores
Mini-aspersores
Aspersores “turbo”
Mediana 2 a 5 Aspersores de impacto
Alta > 5
Aspersores gigantes
(cañones)
b. Descarga (Caudal): Volumen de agua que fluye por un punto determinado, dentro de
un canal, una tubería, o un emisor por unidad de tiempo, expresado en m3/h o en l/h,
(ver Tabla 6);
Tabla 6. Clasificación de los aspersores según su descarga
Categoría Descarga
(l/h) Aplicaciones
Baja de 20 a 500
Riego de frutales, viveros,
cultivos protegidos y jardines
Mediana De 500 a 5.000
Riego de cobertura en cultivos de
campo, forrajes, hortalizas
Alta 5.000
Aspersores a espaciamientos
amplios y en riego mecanizado
c. Diámetro de mojadura: Diámetro del círculo de mojado por un aspersor determinado,
expresado en metros.
d. Impactos por minuto: El número de golpes del martillo por minuto de un "aspersor a
impacto”. Característica afectada por la presión operativa que influye sobre el diámetro
de mojadura y sobre la distribución del agua dentro de éste. Se considera que el
aspersor opera adecuadamente cuando el martillo ejerce de 30 a 60 impactos por
minuto, y completa un giro dentro de este intervalo.
e. Lateral / ramal: Tubería dotada de emisores equidistantes y de descarga uniforme,
con una sola entrada y un único extremo final.
f. Espaciamiento entre aspersores: La distancia en metros entre aspersores contiguos
entre lateral/ ramal y entre laterales. Por ejemplo: 12 m x 18 m. (ver Fig.15).
13
.
.
Posición rectangular Posición diagonal (o triangular)
Fig. 15. Espaciamiento entre aspersores
g. Ángulo de tiro /salida: El ángulo mediante el cual el chorro de agua con respecto la
horizontal que sale por la boquilla determina el diámetro de mojadura del aspersor, la
uniformidad de distribución del agua alrededor de éste, y su sensibiliidad al viento. A
medida que aumenta el ángulo de tiro entre 0° y 45°, aumenta también el diámetro de
cobertura, y también simultáneamente el impacto negativo que el viento ejerce sobre la
forma del chorro y el arrastre de gotas de agua más allá de la superficie deseada. Se
ha determinado que el ángulo de tiro óptimo para el riego superior del follaje en
cultivos de campo, y las copas de los árboles es de aproximadamente 30° por sobre la
horizontal. Para el riego por debajo de la copa de los árboles las boquillas se montan
en un ángulo entre 4° y 7° (ver Fig.16).
Fig. 16. Angulos de tiro
h. Intensidad de la precipitación: Fuerza con la cuál las gotas impactan sobre el suelo.
La intensidad depende del número y del tamaño de las gotas, su velocidad y el ángulo
de caída, expresada cualitativamente como alta, media y baja (ver Fig. 17).
Intensidad alta – Gotas gruesas Intensidad baja – Gotas finas
i. Precipitación horaria. Volumen de agua aplicado por unidad de superficie y de
tiempo, expresada en mm/h. 1 mm/h equivale a 1 It/m3
/h = 10 m3
/ha/h. Se calcula
mediante la Fórmula 2:
Fig. 17. Intensidad de riego
14
.
.
Fórmula 2 - Precipitación horaria:
PH = Q/ (Ee x El)
Donde:
PH = precipitación horaria [mm/h]
Q= descarga del aspersor [l/h]
Ee = espaciamiento entre aspersores [m]
El = espaciamiento entre laterales [m]
j. Intervalo de riego: Lapso de tiempo, en días, entre dos riegos sucesivos, o sea el
período entre el inicio de un riego y el siguiente sobre una misma superficie de una
parcela.
k. Ciclo de riego: El tiempo requerido para regar un área determinada (parcela),
expresado generalmente en días (u horas).
l. Turno de riego: Cuando no es posible cubrir toda el área al mismo tiempo, el riego se
divide en turnos. La técnica de riego basada en el traslado manual de los laterales/
ramales consta de una serie de turnos de riego (ver numeral 4.6 “Técnicas del Riego
por Aspersión” en la página 22).
m. Velocidad del viento: Expresada generalmente en metros por segundo [m/s], y
ocasionalmente como recorrido diario del viento [km/día] (ver Fig. 18 y Tabla 7).
Fig. 18. Influencia del viento sobre la uniformidad de distribución del agua
Tabla 7. Categorías de velocidad del viento
Categoría Velocidad del viento (m/s)
Sin viento 0 a 1.0
Vientos medianos De 1.0 a 2.5
Vientos fuertes De 2.5 a 4.0
Vientos muy fuertes Superiores a 4.0 (*)
(*) no se recomienda regar por encima del follaje
n. Diámetro nominal de la tubería: El diámetro nominal de las tuberías de acero y
asbesto-cemento, hasta de 10 pulgadas (250 mm), se refiere al diámetro interior de
éstas. [1” (pulgada) = 25.4 mm]. Para diámetros mayores, así como para las tuberías
de aluminio y materiales plásticos, el diámetro nominal se refiere al diámetro exterior,
expresado en mm o pulgadas.
15
.
.
4.3 LOS ASPERSORES
Los aspersores se clasifican de acuerdo con su función, su modo de operación, la presión de
funcionamiento, la descarga y los materiales empleados en su manufactura. En la actualidad
se producen aspersores metálicos y de materiales plásticos. Los aspersores se conectan a las
tuberías de abastecimiento por medio de tubos elevadores cuya altura responde a la altura
del cultivo y a las recomendaciones del fabricante.
4.3.1 Modelos y aplicaciones
De acuerdo con el tipo de aspersor y los usos a los que están destinados, es posible
clasificarlos de la siguiente forma:
4.3.2 Aspersores de uso general
Aspersores de impacto para el riego de cultivos de campo, forrajeros y hortalizas por encima
del follaje de las plantas, a un ángulo de 30°, con 1 ó 2 boquillas (ver Fig. 19).
Aspersores de ángulo bajo/reducido, para el riego de frutales, a ángulos entre 4° y 7°, por
debajo de las copas de los árboles. Este grupo incluye aspersores de impacto, turbo (ver Fig.
20), mini- y micro-emisores (ver Capítulos 17).
Fig. 19. Aspersor por impacto a martillo Fig 20. Aspersor turbo a martillo
4.3.3 Aspersores Gigantes (Cañones)
Estos son aspersores de impacto, fabricados en bronce y dotados de 2 ó 3 boquillas. Operan
a alta presión (4-8 bar) y su descarga varía entre 6 y 250 m3
/h. Se los emplea para el riego de
cereales, forrajes y pastizales ya sea como aspersores únicos, en posiciones fijas, sobre
laterales de traslado manual, o montados sobre máquinas regadoras (ver Fig. 21 y Capítulo
5).
Fig. 21. Aspersor gigante
16
.
.
4.3.4 Aspersores Sectoriales
La mayoría de los modelos de aspersores de impacto se producen también en modelos
sectoriales, en los cuales se puede ajustar el ángulo de giro. Estos aspersores se instalan al
comienzo y/o al final de los laterales (ramales) y a lo largo de los bordes de la parcela, a fin de
economizar el agua y evitar el que se mojen los caminos de acceso y parcelas adyacentes
(ver Figs. 22 y 23).
.
Fig. 22 Aspersor estático Fig. 23. Aspersor estático ajustable
4.3.5 Aspersores Regulados o Compensados
Son aspersores dotados de un accesorio para controlar la presión y equilibrarla a lo largo del
lateral/ramal y dentro de la parcela. Simplifican el diseño de riego cuando el terreno presenta
una topografía irregular o pendientes pronunciadas (ver Capítulo 9).
4.3.6 Aspersores Emergentes (pop-up)
Este tipo de aspersores se instala comúnmente para el riego de superficies de césped, de
áreas verdes, canchas de golf, etc. Al inicio del riego, el aspersor (que puede ser
prácticamente de cualquier tipo) emerge de su caja protectora y cuando disminuye la presión
al finalizar el riego, retorna a la misma. La tapa, que viene montado sobre el aspersor, cierra el
recinto, quedando a ras de tierra. De esta forma el aspersor no interfiere con las cortadoras de
césped ni con el tráfico sobre el terreno. Los distintos modelos, incluso los sectoriales, vienen
dotados de elevadores cuya altura varía según las recomendaciones del fabricante, (ver Figs.
24 y 25).
Fig. 24.Aspersor Emergente Fig. 25. Aspersor emergente regando césped
17
.
.
Los catálogos distribuidos por los fabricantes de aspersores incluyen las especificaciones de
los diferentes modelos y los datos requeridos para su selección, incluyendo: la descarga (q);
el diámetro efectivo de cobertura (d) dentro del rango recomendado de presiones (P); los
espaciamientos entre emisores y entre laterales / ramales adecuados; la precipitación horaria
con dichos espaciamientos y la uniformidad de distribución del agua.
4.4 CARACTERÍSTICAS DE LOS ASPERSORES DE IMPACTO
Los aspersores de impacto operan con agua a presión. El chorro de agua, emitido por una
boquilla, impulsa la pieza móvil del aspersor,por lo general, un "martillo” (ver diagrama de la
Fig. 26). El chorro de agua emitido por la boquilla (1) impacta sobre el extremo del martillo (2)
y lo impulsa a girar sobre su eje vertical (3), alejándolo del chorro. El martillo está conectado a
un resorte (4) y su movimiento giratorio "carga” el resorte, el cual lo impulsa de regreso a su
posición inicial. El impacto del martillo sobre el cuerpo (5) o el amortiguador (6) del aspersor
hace girar a éste sobre su eje (7) (también denominado tubo conector), que se encuentra
dentro de la base (9) del aspersor.
Los primeros aspersores se construyeron en metal. Hoy en día se prefieren los materiales
plásticos, ya que las piezas móviles y las boquillas en estos materiales son más resistentes al
desgaste. Para asegurar la calidad de riego, así como prolongar su vida útil, se debe prestar
atención adecuada al mantenimiento de los aspersores.
Lista de componentes
1. Eje del martillo
2. Manguito del martillo
3. Resorte
4. Martillo
7. Cuerpo
8. Manguito
11. Resorte de empuke
14. Base de conexión
15. Tubo conector
16. Arandelas de sellado
17. Arandela “lubricante” de teflón
25. Cubierta
28. Boquilla
32. Boquilla de aspersión (2.5 mm)
Fig. 26. Componentes del Aspersor de Impacto
Boquillas (1): Un aspersor de impacto puede estar dotado de 1, 2 ó 3 boquillas, según el
modelo, el cual varía según la aplicación deseada. Para el riego de cultivos de campo y de
frutales por sobre las copas de los árboles, las boquillas deben estar montadas sobre el
cuerpo a un ángulo de 3° sobre la horizontal. Para el riego de frutales por debajo de las copas,
se emplean aspersores con boquillas montadas de 4° a 7°.
18
.
.
El diseño de la boquilla y su tamaño determinan su descarga [l/h], el tamaño de las gotas y la
uniformidad de distribución del agua de riego. Las boquillas se desgastan con el tiempo, y por
lo tanto la descarga del emisor aumenta, lo cual afectará la distribución del agua. Este
proceso se acelera cuando el agua contiene arena o diversos sedimentos.
Las boquillas de materiales plásticos son más resistentes que las metálicas. Las boquillas con
orificios de sección circular producen un chorro de gran longitud (tiro largo). Para incrementar
aún más el diámetro de cobertura del aspersor se le da la forma de un cono truncado (ver Fig.
27).
Las boquillas con orificios de sección elíptica o de media luna tienen por objeto cubrir el área
cercana al aspersor, es decir, son de corto tiro. Se acostumbra estampar el diámetro del
orificio sobre las boquillas de metal. Las boquillas en materiales plásticos se identifican por su
color, el cual se puede correlacionar con su diámetro en el catálogo del fabricante. Cuando el
orificio no posee sección circular se especifica el diámetro equivalente de un orificio circular
con idéntica descarga.
Fig. 27. Tipos de Boquillas
La descarga de la boquilla (Q), depende de la presión del sistema (P), del diámetro de la
boquilla, (d) y de su coeficiente de fricción (C), característicos de cada boquilla (ver Fórmula
3).
Fórmula 3 - Descarga de la boquilla:
Donde:
Q = Descarga de la boquilla [velocidad del flujo] expresada en l/h
p = presión de la corriente de agua expresada en m
d = diámetro nominal de la boquilla, [mm.]
C = coeficiente de fricción. Su valor para boquillas de hasta 5.5 mm= 0.95
Para boquillas medianas. 5.5-8 mm = 0.9
Para boquillas mayores, c = 0.85
Para calcular la descarga (q) de la boquilla como consecuencia de un cambio de presión, se
emplea la Fórmula 4:
Fórmula 4 - relación de la descarga:
19
.
.
C5.12XpXdQ 2
=
1
2
12
p
p
QQ =
Donde:
Q2 = Q1 x (P2 / P1)1/2
Q2 = Caudal a la presión P2
Q1 = Caudal a la presión P1
Martillo(2): El martillo es la pieza que hace girar al aspersor, y que además mejora la
distribución del agua por el aspersor. Se emplean dos tipos principales de martillos.
Tipo cuchara: El extremo del martillo en contacto con el chorro de agua es rígido, por lo
general en forma de cuchara cóncava, y es el tipo preferido para presiones medianas (ver Fig.
28).
Tipo cuña: El extremo del martillo en contacto con el chorro de agua tiene forma de prisma
triangular, montado sobre un eje. Este es el tipo apropiado en condiciones de baja presión y
para diámetros reducidos de cobertura. Está más expuesto a daños mecánicos y a problemas
de funcionamiento (ver Fig. 29).
Fig. 29. Impulsor de doble
acción (cuña)
Fig. 28. Impulsor a cuchara
Fig. 30 Aspersor de círculo
parcial
Eje del martillo (3): El martillo gira sobre su eje, que se encuentra en la parte superior del
cuerpo.
Resorte del martillo (4): El resorte es el accesorio que hace retornar al martillo a su posición
inicial cada vez que el chorro de agua que sale por la boquilla lo impulsa a girar. Los resortes
son normalmente fabricados en bronce, pero si se emplean aguas corrosivas o recicladas se
recomienda el uso de resortes de acero inoxidable.
Cuerpo (5): El cuerpo va montado sobre el tubo de conexión, y porta las boquillas y el
martillo. Existen dos modelos: el de "corona " y el de "puente ". En el modelo de “corona”, un
extremo del resorte del martillo está conectado a la corona, la cual se encuentra en el extremo
superior del eje del martillo. Esto facilita su ajuste de acuerdo a la boquilla y la presión de
trabajo del aspersor (ver Fig. 32). Bajo condiciones extremas de polvo y/o heladas se protege
la corona y el resorte con un "capuchón " o cubierta de plástico (ver Fig. 33). El modelo
puente, refuerza y mantiene el extremo superior del eje del martillo en su lugar y protege su
resorte, aunque ello hace sumamente complicado su ajuste (ver Fig. 31).
Fig. 33. Aspersor de corona
protegida
Fig. 32. Aspersor de coronaFig. 31. Aspersor de puente
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.
.
Amortiguador (6): El amortiguador reduce el desgaste del cuerpo en el lugar de impacto del
martillo. (No se lo emplea en los modelos en materiales plásticos) .
Eje del aspersor (tubo conector) (7), y juntas (8): El tubo conector, montado dentro de la
base, es el eje de giro del aspersor. Para disminuir la fricción entre ambas piezas y facilitar el
giro del aspersor, así como para evitar fugas de agua, se montan de 1 a 3 juntas (S) (en
diferentes materiales) entre ambas piezas.
Base (9): La base es la pieza fija que viene acoplada al elevador (por medio de una rosca
macho o hembra de 1/2" a 4 " de diámetro).
Muelle: (10) El muelle cumple la doble función de presionar el cuerpo sobre las juntas para
evitar fugas de agua, y mantener al protector contra arena en su lugar.
Cubierta, protector contra arena (11): A fin de proteger el eje del aspersor y las juntas se
incluye una cubierta de plástico que evita que partículas penetren entre el tubo y el cuerpo, lo
que lo protege contra un desgaste excesivo.
4.5 SELECCIÓN E INSTALACIÓN DE LOS ASPERSORES
Deberán tomarse en consideración los siguientes factores básicos durante la selección del
aspersor, a fin de adecuarlo a las condiciones en las que ha de operar.
• Intensidad y dirección del viento durante la temporada de regadío.
• Orientación de las hileras y su espaciamiento.
• El rango recomendado de presiones
• Descarga y diámetro de cobertura en función de la presión seleccionada
• Espaciamiento entre los aspersores, en consideración del cultivo y del viento
imperante. Calidad del agua de riego
• Infiltrabilidad del suelo.
La precipitación horaria se ha de conservar siempre por debajo de la capacidad de infiltración
del suelo [mm/h], calculándose con la Fórmula 2 (ver página 15).
Al seleccionar el aspersor y determinar el espaciamiento entre ellos, se han de tomar en
consideración las condiciones del viento prevalecientes durante las horas de riego. Una vez
realizado el diseño, el espaciamiento de los aspersores sobre el lateral / ramal permanecerá
constante, y sólo bajo condiciones de vientos variables será posible reducir el espaciamiento
entre los laterales/ ramales (en instalaciones móviles). La disposición de los emisores en
forma de triángulo permite un espaciamiento mas amplio entre aspersores /laterales en
condiciones de viento, (ver Tabla 8).
Tabla 8. Espaciamiento recomendado entre aspersores
Emplazamiento Velocidad del viento (m/s) Espaciamiento
Sin viento 60% de diámetro de mojadura
2 50% de diámetro de mojadura
3.5 40% de diámetro de mojadura
Rectangular
Más de 3.5 30% de diámetro de mojadura
Sin viento 65% de diámetro de mojadura
2 55% de diámetro de mojadura
3.5 45% de diámetro de mojadura
Triangular (Diagonal)
Más de 3.5 30% de diámetro de mojadura
El emplazamiento escalonado facilita un mayor espaciamiento entre aspersores bajo condiciones de viento
21
.
.
4.6 TÉCNICAS DEL RIEGO POR ASPERSIÓN
Se emplean tres criterios para la clasificación del riego por aspersión:
• Tipo de cultivo (cultivos a campo abierto, frutales, hortalizas, cultivos protegidos, etc.)
• Posición del emisor: Aspersión por encima del follaje, aspersión por debajo de la copa
del árbol, etc.
• El grado de movilidad: traslado a mano, fijo durante la temporada, permanente en la
parcela, por remolque, pivote central, etc. El equipo disponible, los requerimientos del
cultivo, consideraciones económicas y la disponibilidad de mano de obra entrenada y
sus costos determinan la selección del método de riego. Este es el tema del cual nos
ocuparemos a continuación.
INTRODUCCION A LA CLASIFICACION DE LAS TECNICAS DE RIEGO POR ASPERSION
Existen diversas clasificaciones de las técnicas del riego por aspersión. La clasificación
presentada en esta publicación se refiere únicamente a los laterales / ramales de riego (sin
incluir las tuberías de conducción ni la unidad de bombeo).
1. Laterales / ramales fijos y permanentes.
2. Laterales / ramales portátiles y mecanizados.
3. Riego mecanizado, de avance contínuo durante el riego.
4.6.1 Laterales / ramales fijos y permanentes:
1a. Laterales/ ramales fijos: se mantienen en su sitio durante toda su vida útil. Este método se
emplea sobre todo en plantaciones frutales, y también en cultivos protegidos empleando
micro-emisores.
1 b. Laterales / ramales permanentes: permanecen en su sitio durante toda la temporada del
cultivo. Este método se emplea para el riego de hortalizas y plantas ornamentales, empleando
mini-emisores (o goteros). Ambos se presentan en dos variantes:
i Todos los emisores sobre el lateral/ramal operan simultáneamente
‫.ב‬ No todos los emisores operan simultáneamente; este método es también
denominado "brinco de rana", en el cual cada emisor ocupa una posición diferente
en cada turno de riego. (Ver Capítulos 5 y 6).
4.6.2 Laterales/ramales portátiles y mecanizados:
Todos aquellos que riegan desde una posición fija y se trasladan de una posición a la
siguiente entre turnos de riego. Se conocen dos tipos principales de traslado:
2a. Traslado frontal, o en paralelo
2b. Traslado longitudinal o por remolque
Ambos se presentan en dos variantes:
i . Traslado manual
ii Traslado mecanizado
2a- i. Traslado frontal manual: El lateral / ramal consiste en tramos de tubería conectados por
acoples. Cada tramo es trasladado manualmente de posición a posición entre turnos de riego.
2a-ii. Traslado frontal mecanizado: La tubería del lateral / ramal sirve como eje de una serie de
ruedas de suficiente diámetro, y dispone asimismo de un motor de combustión interna que
traslada la tubería en toda su longitud de una posición a otra entre los turnos de riego.
2b-i. Traslado longitudinal manual: La tubería, montada sobre ruedas o patines, es trasladada
manualmente a su largo, de posición a posición, entre turnos de riego.
2b-ii. Traslado longitudinal mecanizado: Igual a la anterior, más se emplean tuberías de mayor
diámetro y longitud, lo cual requiere de un tractor para el remolque.
22
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CAPÍTULO 5- EL RIEGO MECANIZADO
5.1 INTRODUCCIÓN
Cambia de posición durante el turno de riego y permanece fijo entre turnos de riego. Se
conocen tres tipos principales de riego mecanizado:
• 3a - Cañón auto-propulsado
• 3b - Laterales de avance frontal
• 3c - Laterales de avance radial o de “pivote central".
A continuación nos ocuparemos de la segunda de las técnicas descritas.
5.2 LATERALES PORTÁTILES Y MECANIZADOS
5.2.1 El aspersor único
Fig. 34. Aspersor gigante
La técnica más sencilla es la de acoplar un solo
aspersor al extremo de una manguera, aplicar la
lámina deseada, a continuación mover el
aspersor a la posición siguiente, y así
sucesivamente hasta cubrir la parcela entera. El
aspersor puede ser de cualquiera de los tipos
mencionados, desde un miniaspersor regando
una hilera de frutales hasta el aspersor gigante
(cañón, mencionado en la Sección Modelos y
Aplicaciones) (ver Fig. 34). Puede estar instalado
sobre una base sencilla, sobre patines o sobre
ruedas, según las configuraciones del terreno y
el diámetro de cobertura. Esta técnica está
expuesta a inexactitudes, sobre todo en lo que se
refiere a la colocación del aspersor en la posición predeterminada y en el cuidado
requerido para que la manguera este desplegada en amplias curvas, y sin dobleces que
puedan estrangular el flujo dentro de ella. Una modificación de la técnica anterior
consiste en reemplazar al aspersor único por una "barra” de aspersores, similar a las
barras de las fumigadoras. En esta instancia, la base se convierte en una torre que
mantiene la barra a la altura requerida. Algunas de estas barras giran sobre un eje (parte
integral de la torre), lo cual aumenta el diámetro de cobertura y a la vez reduce la
precipitación horaria. Esta técnica se presta sobre todo para cultivos de baja altura, como
los pastizales (ver Capítulo 7).
5.2.2 Laterales /Ramales de traslado frontal o en paralelo
Traslado manual: Se emplean tramos de tubería (en aluminio o PVC) de 2” ó 3” de
diámetro y de 6 a 12 metros de longitud, los cuales riegan en posición fija y se trasladan
manualmente, entre los turnos de riego, de una posición de riego a la siguiente. Cada
lateral ocupa un determinado número de posiciones durante el ciclo de riego. Al
comienzo del ciclo siguiente, se trasladan los laterales a la posición inicial del ciclo. En la
Fig. 35 se observa que el lateral que termina en la posición 16 del lado derecho debe
retornar a la posición 1 del lado izquierdo. Este es la técnica denominada “del reloj ", que
se practica por lo general en lotes de superficie reducida con cultivos de campo u
hortalizas, que no se prestan al remolque (ver a continuación), e inclusive en algunas
plantaciones frutales. Esta técnica requiere mucha mano de obra y de un considerable
esfuerzo físico.
23
Fig. 35. Disposición de 5 laterales en aluminio de 2” de traslado manual, con 4 posiciones c/u y
Aspersores espaciados a 6 x 12 m
Mano de obra requerida: Se requieren aproximadamente cuatro horas por hectárea en la
temporada de riego del algodón, con aspersores espaciados a 12 m sobre el lateral, y 18
m entre laterales, incluyendo el transporte de la tubería a la parcela, su traslado durante
cada ciclo de riego, el traslado de la tubería de la última a la primera posición (según el
método “del reloj”). Para el riego de una hectárea de hortalizas se requieren 2 horas, con
los aspersores espaciados a 6 m sobre el lateral y 12 m entre laterales.
5.2.3 Recomendaciones para el traslado manual de los laterales:
Se recomienda desconectar y reconectar cada tramo del lateral desde el centro de
gravedad de éste, empleando acoples de gancho (ver Capítulo 9). Durante la reconexión
de los tramos se recomienda dejar la válvula de entrada entreabierta, a fin de que los
mismos se vayan lavando, expulsando todas las partículas que se hayan acumulado
dentro de ellas (ver Fig. 36).
Al retornar del último tramo al inicio del lateral, se
recomienda enderezar y afirmar los emisores en
posición perpendicular al suelo, comprobando a la
vez que no haya boquillas obstruidas. En cultivos
altos, como el maíz, se recomienda abrir cada 12
m un sendero para el personal que traslada los
tramos de tubería, y facilitar su trabajo sin dañar al
cultivo.
Fig. 36. Acople de tubería de
aluminio
Si se emplean tramos de 12 m de longitud para el
traslado manual, se recomienda montar el elevador sobre el centro del tramo. Nunca se
deben trasladar tuberías en posición vertical, para evitar que hagan contacto con la red
eléctrica (en caso que cruce el campo). Al término de la temporada de riego, se
recomienda revisar, almacenar y efectuar el mantenimiento del equipo.
5.2.4 Laterales/Ramales de traslado frontal mecanizado
El lateral/ramal de traslado frontal mecanizado (“side-roll”) está constituido por una
tubería en aluminio o en acero galvanizado de 3 " a 6” de diámetro. La tubería constituye
el eje de una serie de ruedas metálicas de 0, 5 a 1 m de radio (según la altura del cultivo
que se ha de regar). Comúnmente, la longitud del lateral es de 300 a 400 m, aunque en
ciertos casos puede alcanzar hasta 600 m. A lo largo de la tubería se montan los
24
aspersores sobre acoples de giro libre dotados de un contrapeso, lo cual asegura que el
aspersor permanezca siempre en posición vertical. Las características del aspersor
determinan la distancia que ha de avanzar el equipo entre una posición y la siguiente,
que por lo general está entre 12 y 24 m. El riego se realiza durante 3 a 12 horas, el
tiempo requerido para aplicar la lámina deseada. Es posible controlar el volumen de
agua a aplicar por medio de una válvula dosificadora (ver Fig. 37 y Capítulos 8 y 9).
Fig. 37. Lateral mecanizado de avance frontal
Al término de cada operación de
riego, el operador deberá
desconectar la tubería de
alimentación y poner en marcha un
motor de combustión interna, que
va acoplado al tubo-eje por medio
de una trasmisión. El motor hace
girar el eje, y todo el sistema
avanza frontalmente hacia la
siguiente posición de riego,
conectándose entonces la tubería a
la toma de agua correspondiente. El
lateral / ramal de avance frontal se
presta para el riegosobre pendientes
menores del 5% y para cultivos de
baja altura, aquellos que no crecen más allá del eje de la tubería (es decir del radio de
las ruedas empleadas).
5.2.5 Laterales / Ramales de remolque manual
El traslado de laterales/ramales por remolque manual se practica principalmente en
plantaciones frutales. Este método constituye una ampliación de la técnica del aspersor
único descrita precedentemente, ya que a lo largo de la manguera se disponen varios
emisores equidistantes.
Se emplean mangueras de polietileno Clase 6 de 16, 20 o 25 mm de diámetro nominal,
con dos a cuatro aspersores montados a un extremo de la manguera, y el otro conectado
a un hidrante.
Al comienzo del ciclo de riego se despliega la manguera a toda su longitud entre dos
hileras de árboles. Al término del primer turno de riego se repliega la manguera a lo largo
de la hilera de árboles a la posición siguiente; y así, de posición en posición hasta el final
del ciclo de riego. Luego se ha de retornar la manguera a su posición inicial para que
esté lista para el comienzo del próximo cielo de riego.
El número de posiciones depende sobre todo de las condiciones que rigen dentro de la
parcela (por lo general, de 2 a 6 por lote). Durante el riego, el trabajador se traslada
únicamente sobre suelo seco, no necesita cruzar las hileras de plantación trasladando
tramos de tubería de aluminio como se hacía anteriormente con la técnica del traslado
frontal manual. El método es económico, ya que el número de emisores es reducido,
aunque por otra parte el desgaste de las tuberías es mayor, debido sobre todo a los
plegamientos de la línea cuando no se toman las precauciones para que estén
extendidas en arcos de un radio suficiente. Se requiere una mano de obra bien
adiestrada y confiable para colocar los emisores de acuerdo con sus posiciones de
diseño. Por este motivo, esta técnica está siendo reemplazada por sistemas fijos para el
riego de frutales (ver Capítulo 5).
25
5.2.6 Laterales / Ramales de remolque longitudinal mecanizado
El lateral consiste por lo general en tramos de tubería de aluminio de 12 m de longitud.
Existen dos tipos de tecnología para la producción de tuberías de aluminio; las tuberías
producidas mediante láminas curvadas y “cosidas” por soldadura, y aquellas
manufacturadas por extrusión. Siempre han de preferirse estas últimas por ser más
resistentes a las tensiones que experimentan durante su remolque. Los tramos son
conectados entre sí mediante acoples reforzados, y para evitar que se zafen durante el
traslado, se dota a los mismos de un resorte que los mantiene en su sitio. Cada tramo de
tubería requiere un estabilizador, un par de ruedas o de patines. Estos pueden estar
fijados en el centro de cada tramo de tubería o bien sobre los acoples. En este último
caso, y debido a la flexibilidad del material, los extremos de cada tramo de tubería
quedan a mayor altura que su centro, lo cual dificulta su drenaje. El drenaje entre las
operaciones de riego es necesario para reducir el peso de la tubería y las tensiones
mecánicas sobre el material. Por lo tanto se hace necesario instalar en el centro de cada
tramo una válvula de drenaje de apertura automática una vez despresurizado el sistema.
Ello no es necesario cuando el estabilizador o las ruedas se montan en el centro del
tramo (ver Fig. 39).
Tanto el aspersor como el elevador correspondiente pueden ir montados sobre el acople,
o bien a la mitad del tramo de tubería. El montaje sobre el acople facilita el transporte de
la tubería sobre un remolque, ya que es posible transportar los acoples por separado,
(ver Fig. 38).
Fig. 36. Lateral / ramal de traslado longitudinal sobre ruedas
Fig. 38 Lateral / ramal de traslado longitudinal
sobre ruedas
Fig. 39. Accesorios de ramales de
riego
El traslado del lateral requiere desconectarlo de la toma de agua, remolcarlo por uno de
sus extremos a la posición de riego siguiente, y conectarlo a la toma correspondiente. La
cantidad de posiciones es el doble del número de las tuberías porta-hidrantes. El diseño
más común es el de seis posiciones, pero ello depende sobre todo de las dimensiones
de la parcela. Pueden encontrarse parcelas con no más de 4 posiciones, y otras con 8 o
aún más (ver Fig. 38).
26
Fig. 40. Sistema de remolque longitudinal sobre tuberías de aluminio de 3” (2 series de 6 laterales y 6 posiciones
c/u, con aspersores espaciados a 12 x 18 m)
5.3.1 COMPARACIÓN ENTRE UN SISTEMA FIJO Y UN SISTEMA DE
REMOLQUE
Para un espaciamiento de 18 m entre laterales, se requieren aproximadamente 1150 m
de tubería en posición fija para cubrir dos hectáreas. En cambio, para un sistema a
remolque de 6 posiciones con el mismo espaciamiento entre laterales, sólo se requieren
aproximadamente 210 m (una quinta parte). Este cálculo está basado en hidrantes
espaciados cada 36 m. Cada segundo lateral requiere de un tramo de conexión de 18 m
al hidrante (ver Fig. 40).
Los sistemas de remolque son económicos para cultivos de alto valor, que requieren ser
regados con alta frecuencia. Por lo tanto son de empleo cada vez más frecuente en
cultivos extensivos y forrajeros. Desde fines del siglo XX, los equipos mecanizados de
riego comenzaron a reemplazar a los equipos a remolque cuando las circunstancias
económicas lo permiten (ver Capítulo 8).
27
CAPÍTULO 6 - EL RIEGO CON MICRO-EMISORES
6.1 OBJETIVO DEL RIEGO CON MICRO-EMISORES
El objetivo del riego con micro-emisores es aplicar, en forma similar a la lluvia, la lámina
de agua requerida cubriendo menos del 100% de la superficie del terreno con la mayor
uniformidad posible de distribución; originalmente sin traslape entre aspersores
contiguos.
6.1.1 Descripción del micro-emisor.
El micro-emisor emite agua a presión por una sola boquilla fijada a la base del emisor,
cubriendo una parte del terreno a regar. El aire es el medio que dispersa el agua en
forma de gotas muy pequeñas que se precipitan sobre el suelo dentro de determinada
superficie. Los micro-emisores han sido diseñados para aplicar una lámina de riego lo
más uniforme posible, sin traslape entre emisores contiguos (ver Fig. 41).
Se conocen dos tipos básicos de micro-emisores: los
micro-rociadores, que carecen de piezas móviles y por lo
tanto poseen un deflector fijo, y los micro-aspersores,
dotados de un deflector que gira sobre un eje, también
denominado "rotor". Ambos se producen en una amplia
gama de modelos.
Tanto el objetivo como la definición del riego con
micro-emisores han sido ampliados mediante la
introducción de esta tecnología en el riego de cultivos
protegidos (ver Sección “Empleo de micro-emisores en
cultivos protegidos”).
El riego con micro-emisores, o micro-riego, se refiere a una
tecnología que utiliza emisores de baja descarga. No existe
una definición absoluta para distinguir entre los aspersores
convencionales y aquellos que se emplean en
micro-irrigación, si bien se consideran como
micro-emisores todos aquellos con una descarga superior a
los 25 l/h, e inferior a los 250 l/h, incluyendo en esta
categoría los micro-rociadores, nebulizadores y
micro-aspersores.
Fig. 41. Microemisores
diversos
Fig. 42. Antiguo emisor
metálico
Los modelos originales fueron producidos en metal y utilizados
sobre todo en jardinería, muchos de ellos, con una descarga más
elevada que la de los micro-emisores modernos (ver Fig. 42).
Los micro-emisores modernos son fabricados en materiales
plásticos rígidos. Su costo es mucho más reducido que el de los
aspersores, y su tamaño es también menor.
La tecnología del micro-riego moderno se desarrolló inicialmente
con el fin de dar respuesta al riego presurizado de frutales, y hasta hoy en día, éste
constituye su cometido principal. Durante la última década, y con el desarrollo de la
tecnología, el empleo de micro-aspersores se ha extendido a la jardinería y al riego de
cultivos protegidos. En cultivos de hortalizas a campo abierto se emplean actualmente
mini-aspersores para el riego de cobertura (ver Fig. 43). También se producen modelos
apropiados para el riego mecanizado (ver los Capítulos 8 y 9).
28
Mientras que con el riego de cobertura en cultivo a campo de
hortalizas se pretende distribuir uniformemente el agua sobre la
superficie del terreno, no puede lograrse lo mismo en el riego de
frutales, aunque tampoco es necesario que así sea. El objetivo del
riego de frutales es entregar a cada árbol el volumen de agua que
necesita, y aplicarlo de acuerdo con la distribución característica de
su sistema radicular.
Aún existen cultivos frutales en los cuales se riega por encima de la
copa de los árboles, empleando aspersores diseñados para el riego
de cultivos a campo abierto. Este método se justifica únicamente
para la protección de la plantación contra heladas y períodos de
calor (ver numeral 6.5 “Protección de Frutales”).
Evidentemente, debido a la interferencia del follaje de los árboles,
con la lluvia artificial creada por el aspersor es imposible lograr una
distribución uniforme del agua sobre la superficie de la parcela. El
riego por sobre la copa de los árboles presenta muchas
desventajas: Interfiere con el manejo de las plagas, ya que lava los
pesticidas aplicados al follaje y a los frutos, exponiéndolos a plagas
y enfermedades.
Fig. 43. Microemisor
montado sobre estaca
Se requiere una mayor presión de agua para el riego por sobre las
copas, y por lo tanto el consumo de energía es mayor. La
instalación, operación y mantenimiento del equipo son más
onerosos y complicados. Debido a estas limitaciones, la tecnología
de mayor aceptación para el riego presurizado de frutales, es hoy el
riego por debajo de la copa de las plantas. Existen dos tipos
básicos de micro-emisores, cada uno con sus variantes y accesorios; los
micro-rociadores y los micro-aspersores. Alternativamente, puede seleccionarse el riego
por goteo.
6.1.2 Micro-rociadores
Carentes de piezas móviles, por lo cual están menos expuestos al desgaste y a daños; la
diferencia entre ellos estriba únicamente en el deflector empleado.
a - Micro-rociador común, en el cual el chorro de agua a presión sale por una boquilla
circular, impacta sobre un deflector fijo cuyo diseño impone el tamaño de las gotas, su
alcance y diámetro de cobertura. Mientras menor sea el tamaño de las gotas, mas
expuestas estarán las mismas a ser arrastradas por el viento (ver Fig. 44a).
b - Micro-rociador tipo vórtice, en el cual el chorro de agua entra tangencialmente al
cuerpo del emisor, donde se producen las gotas de agua que salen por un orificio al tope
del cuerpo y a baja descarga. El tamaño reducido de las gotas disminuye el diámetro de
cobertura y aumenta la sensibilidad al efecto del viento (ver Fig. 44b).
c -Micro-rociador dinámico, en el que el deflector está retenido por una aguja que pasa
por el centro de la boquilla. El deflector y la aguja vibran continuamente, reduciendo la
incidencia de los taponamientos, y logrando una alta uniformidad de distribución (ver Fig.
44c).
d -Micro-rociador de chorros múltiples (multi-jet), cuyo deflector presenta pequeñas
ranuras por las cuales salen, en lugar de gotas pequeñas, múltiples chorros de agua, con
lo cual aumenta el diámetro de cobertura del emisor, (ver Fig. 44d).
29
e - Micro-rociador sectorial, útil para cubrir sectores de 90°, 180°, 270°, así como franjas
angostas de riego, como por ejemplo en plantaciones de árboles de tamaño reducido y
espaciamientos cercanos, etc. (ver Fig. 44e).
f -Nebulizador, que opera a presiones elevadas, produciendo gotas extremadamente
finas. Son empleados por lo general en cultivos protegidos, con el objetivo de elevar la
humedad del ambiente y reducir su temperatura. Mientras mas finas sean las gotas,
mayor será su efecto, y menor la exposición de las plantas a agentes patógenos (ya que
el follaje no se mantiene constantemente mojado), (ver Fig. 44f).
Fig. 44(a-h). Microemisores modulares
6.1.3 Micro-aspersores
Dotados de deflectores giratorios (rotores), los cuales, montados por encima de la
boquilla, emiten uno, dos o más chorros discretos de agua, lo cual permite cubrir un
mayor diámetro con gotas de mayor tamaño y menos afectadas por el viento. La
diferencia entre un modelo y otro es función del diseño de su rotor, el cual afecta el
tamaño de la gota y el diámetro de cobertura. El rotor tiene mayor desgaste que las
piezas fijas y está por lo tanto más expuesto a desperfectos; su giro puede ser impedido
por malezas e insectos.
6.2 ACCESORIOS PARA EL MICRO-RIEGO
6.2.1 El puente
Tanto los micro-rociadores como los micro-aspersores se ofrecen en dos modelos
distintos; con o sin puente. La función del puente es sostener el deflector o afirmar el eje
del rotor, (ver Fig. 45 - 46).
30
Fig. 45. Microaspersor modular de puente Fig. 46. Microaspersor de puente sencillo
El inconveniente de este diseño consiste en que el soporte vertical del puente presenta
un obstáculo por lo cual queda una "sombra " sin regar y el agua que impacta sobre el
soporte se escurre al suelo. En los modelos más modernos, el soporte tiene forma de
cuña muy afilada, lo cual reduce este efecto.
6.2.2 Protector del tronco
En algunos casos esta "sombra" es deseable, ya que muchos árboles son susceptibles a
enfermedades de la base del tronco. Para tal caso inclusive se dispone del accesorio
"protector del tronco”, especialmente diseñado para dicho fin (ver Fig. 47 – parte inferior).
6.2.3 Conexión al lateral /ramal y elevadores
Es posible instalar micro-emisores sobre elevadores de ½” a ¾” de diámetro. En algunas
instalaciones se insertan o enroscan los micro-emisores directamente sobre el lateral
(ver Fig. 47).
Esta es una práctica común en los cultivos protegidos de invernadero, donde el sistema
de riego está suspendido del techo. A este fin se producen modelos especiales que
operan en posición invertida. En tanto es posible disponer así cualquier micro-rociador,
nunca deberán emplearse micro-aspersores comunes en posición invertida. Se han de
emplear únicamente rotores especialmente designados a este fin.
Fig. 47. Componentes diversos Fig. 48. Aspersor mini-compacto
31
En las plantaciones frutales se acostumbra colocar los micro-emisores sobre estacas
(para elevarlos a unos 25 cm sobre la superficie del suelo, y mantenerlos así en posición
vertical), conectándolos al lateral/ramal por medio de un micro-tubo de PVC o polietileno
(de 4 y 6 mm de diámetro interior / exterior respectivamente) (ver Fig. 48).
6.2.4 Anti-nebulizadores
Los anti-nebulizadores evitan que se formen gotas finas y susceptibles de ser
arrastradas por el viento.
Fig. 49. Microemisor con rosca Fig. 50. Aspersor nebulizador
6.2.5 Regulación / compensación de la presión o de la descarga
Los micro-emisores con reguladores de presión o de descarga se emplean para el riego
en parcelas de topografía accidentada.
6.2.6 Pulsadores
Los pulsadores se emplean para reducir la precipitación horaria de los emisores.
6.2.7 Protección contra obturación
Los micro-emisores son menos susceptibles al taponamiento que
los goteros, y cuando ello ocurre, se nota fácilmente, y es posible
remediarlo en el acto. Se encuentran expuestos a taponamientos
por la actividad de diversos insectos, como arañas que tejen sus
redes, hormigas que construyen sus nidos, y demás insectos que
en busca de humedad colocan sus huevos dentro del cuerpo del
emisor. Para evitar estos inconvenientes existen accesorios "a
prueba de insectos” (anti-insectos o anti-ant en inglés), los cuales
obturan la boquilla al finalizar el riego (ver Fig. 51).
Las boquillas de uno de los modelos de micro-emisores vienen
dotadas de un asa pequeña que permite hacerla girar 180°,
invirtiéndola frente al chorro de agua. Ello permite su autolimpieza
sin interrumpir el riego (ver Fig. 52).
Fig. 51. Microaspersor
a prueba de insectos
Fig. 52. Microemisor con boquilla girable para limpieza
32
6.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MICRO-EMISORES
a - Ventajas
Los micro-emisores se producen en materiales plásticos rígidos. Su precio es mucho
más accesible que el de los aspersores, y también su tamaño es menor. Asimismo, es
posible emplearlos para la protección de los cultivos (ver numeral 6.4).
El manejo de las instalaciones de riego con micro-emisores es menos complicado que
aquellas que emplean goteros, ya que la supervisión de la operación del equipo, la
incidencia de su obturación y la posibilidad de destapar un emisor tapado son más
sencillas.
La mayoría de los modelos de micro-emisores son modulares. Muchos de sus
componentes son intercambiables (boquillas, deflectores y rotores), lo cual facilita variar
la descarga, el tamaño de las gotas, el diámetro de cobertura, etc., según sea necesario
y a bajo costo. También existen accesorios adicionales que cumplen requisitos
específicos. El micro-riego es una tecnología eficiente para la aplicación precisa y a baja
descarga del agua y los fertilizantes (ver Capítulo 11), en plantaciones frutales y para la
protección cultivos contra heladas y olas de calor (ver sección 6.5.1, página 36, y Sub-
capítulo 6.6).
b - Limitaciones
Los micro-emisores, en comparación con los emisores comunes y debido a su reducido
tamaño y a los materiales empleados en su fabricación, están más expuestos a daños y
desperfectos que los aspersores comunes, como por ejemplo cuando durante las
cosechas, pisan sobre los emisores y los quiebran. También las barras de las
fumigadoras de herbicidas y demás implementos agrícolas pueden dañar al equipo. El
rotor de los micro-aspersores tiene mayor desgaste que las piezas fijas y está más
expuesto a ser dañado; su giro puede ser impedido por malezas y por insectos. Ya que
por lo general se coloca un emisor único por árbol, su obturación conlleva el riesgo de la
reducción de su rendimiento, de la calidad de su fruta y en casos extremos, a que se
seque la planta, por lo cual se recomienda la supervisión periódica del sistema. En
comparación con los sistemas de riego por goteo, el riego con micro-emisores requiere,
por lo general, una descarga mayor por unidad de superficie.
6.4 EMPLEO DE MICRO-EMISORES EN CULTIVOS PROTEGIDOS
La introducción de micro-emisores al riego de cultivos protegidos ha afectado
profundamente el concepto que sirvió de base al desarrollo de esta tecnología.
Tratándose de cultivos de alto valor comercial que requieren un nivel muy preciso de
control, se exige que también la aplicación del agua sea lo más uniforme posible. Este
objetivo puede lograrse únicamente por medio del traslape entre emisores contiguos lo
que ha impulsado al desarrollo de nuevos modelos.
El espaciamiento entre los emisores ha de ajustarse al área de cobertura y la
uniformidad de la distribución del agua por los emisores. Vale mencionar que este
proceso ha tenido como consecuencia inesperada el desarrollo del riego con
mini-aspersores (ver Capítulo 6).
El micro-riego se emplea frecuentemente para aumentar la humedad y disminuir la
temperatura en ambientes protegidos. Con este fin se emplean nebulizadores, los cuales
producen gotas de muy reducido diámetro. Por lo general los mismos operan
intermitentemente por medio de un controlador, sobre la base de intervalos de tiempo, o
bien dotados de sensores de humedad y de temperatura.
33
Con el propósito de evitar el derrame de agua que queda en el
lateral al terminar el riego se instalan accesorios apropiados
(accesorios anti-goteo, “leak-preventing device“, o LPD, en inglés),
los cuales cierran el paso del agua en los momentos en que la
presión baja. De esta manera se previene la acumulación de un
exceso de agua en el suelo debajo del emisor. Por otra parte, el
lateral no se vacía, lo cual permite crear pulsos más cortos y
eficientes (ver Fig. 53). Los fabricantes de emisores pueden suplir
los datos sobre la distribución del agua de cada uno de sus
modelos.
Fig. 53. Microemisor con
accesorio LPD en
cultivos protegidos
6.5 TÉCNICAS DE RIEGO FIJO DE FRUTALES CON MICRO-EMISORES
6.5.1 Riego de frutales por debajo de la copa de los árboles
Se tienden tuberías de polietileno Clase 4 de 16, 20 o 25 mm de diámetro nominal al pie
del tronco, y a lo largo de las hileras. Se acoplan micro-emisores de baja descarga
(hasta 250 l/h) en forma directa sobre la tubería, o bien se los conecta por medio de
micro-tubos cuando el emisor está montado sobre estacas. El espaciamiento entre los
emisores será similar al de los árboles, con un emisor por planta o entre dos plantas,
según la distancia entre ellas. La precipitación horaria es por lo general baja, de sólo 3 a
5 mm/h. Habitualmente las tuberías que alimentan a los laterales ramales son de
polietileno Clases 4 ó 6, y se encuentran bajo tierra cruzando las hileras de árboles (ver
Fig. 54).
Fig. 54. Sistema de riego permanente de frutales con microemisores de 120 l/h espaciados a 6 x 6 m
Para evitar los perjuicios que pueden ocasionar algunos pájaros (perforar las tuberías),
puede hacerse necesario enterrarlas a lo largo de las hileras de árboles. Los tubos de
polietileno de color amarillo pueden evitar este daño, pero en muchos países este
material no está a disposición del agricultor.
a - Ventajas
A pesar de la fuerte inversión requerida para una instalación permanente, este sistema
ha ido reemplazando a todos los otros sistemas de riego. En la actualidad, los métodos
de riego aún prevalecientes en las plantaciones de frutales se basan preferentemente en
micro-emisores o en goteros fijos.
Los sistemas fijos economizan mano de obra, son fáciles de operar, y se prestan a todos
los niveles de automatización. El bajo ángulo de tiro en el riego por debajo del follaje
34
evita que las hojas se mojen, lográndose así evitar enfermedades y el lavado de los
pesticidas de su superficie. En plantaciones ya maduras, con el follaje cerrado, el efecto
del viento sobre la distribución del agua es despreciable. Además, es posible emplear el
sistema de riego para aminorar los efectos de las heladas y de las ondas de calor (ver a
continuación).
La aplicación de fertilizantes por medio del sistema de riego es una práctica común en
frutales (ver Capítulo 12).
Los reducidos intervalos de riego y el control del frente de humedecimiento incrementan
la eficiencia de aplicación de los nutrientes.
6.6 RIEGO DE FRUTALES POR SOBRE EL FOLLAJE DE LOS ÁRBOLES
En los sistemas tradicionales se instalan tuberías de polietileno de Clase 4, de 40 a 75
mm de diámetro nominal, al pie del tronco de los árboles y a lo largo de cada segunda o
tercera hilera. El espaciamiento entre aspersores sobre el lateral puede ser de 10 a 15
m, en función del marco de plantación. A fin de reducir los costos se trata de lograr el
mayor espaciamiento posible. Se conecta una tubería (elevador) de menor diámetro
entre el lateral y el emisor. La instalación del equipo y su operación son sencillas;
requieren un mínimo de mano de obra, y siempre que el espaciamiento entre emisores y
la presión de operación sean las adecuadas, se obtendrá siempre una cobertura
completa del cultivo.
Sin embargo, deben enfrentarse algunos inconvenientes:
• La presión de operación es relativamente alta, y únicamente las aguas con bajo
contenido de sales se prestan para sistemas de esta índole. Cuando el agua de
riego contiene una elevada concentración de sales el riego deberá efectuarse
únicamente por las noches.
• Se pierden cantidades considerables de agua en la periferia de la plantación, y
dicha pérdida es más importante en parcelas pequeñas y angostas
• Al humedecer frecuentemente el follaje aumenta la propensión al contagio de
enfermedades de hoja. Durante los últimos años, el riego por debajo del follaje
con micro-emisores ha reemplazado al riego por sobre la copa en las
plantaciones de frutales. Para llenar los requisitos de defensa contra heladas y
contra períodos de calor excesivo, se ha adaptado la técnica de la
micro-irrigación a las necesidades del cultivo.
6.6.1 Empleo de micro-emisores en la protección del cultivo
Para este objetivo se diseñan laterales de diámetro apropiado y se instalan microtubos
de longitud suficiente, lo cual permite colocar al micro-emisor en la copa del árbol cuanto
sea necesario (ver Fig. 55).
Fig. 55. Microemisores para protección contra heladas y períodos de calor
35
Para la protección contra heladas se emplean boquillas de baja descarga, y deflectores
que producen gotas gruesas, (ya que gotas finas están expuestas al congelamiento
antes de llegar a la planta). El objetivo es por una parte cubrir constantemente la parte
aérea del árbol con una capa de agua o hielo a 0° C, y por otra, evitar en lo posible
anegar el suelo, ya que el riego se ha de prolongar durante muchas horas (hasta que la
temperatura ambiental supere los 0° C y el hielo se derrita).
Para la protección de los cultivos contra períodos de calor se emplean deflectores que
producen gotas finas, la mayoría de las cuales se evaporarán aún antes de llegar al
suelo. Al evaporarse, disminuyen la temperatura del aire circundante, y por lo tanto, para
aplicar la lámina de riego deseada al suelo, el mismo ha de prolongarse durante el
tiempo necesario.
Una vez finalizada la emergencia, se colocan nuevamente los micro-emisores al pie del
árbol a efectos de aprovechar todas las ventajas del riego por debajo de su copa.
36
CAPÍTULO 7 – EL RIEGO DE HORTALIZAS CON MINI-ASPERSORES
7.1 CARACTERÍSTICAS
Las más recientes innovaciones en el diseño de micro-aspersores, impulsadas por los
exigencias de los cultivos protegidos mencionados precedentemente, se manifiesta en
modelos que se distinguen por las siguientes particularidades:
•
•
•
•
•
Baja descarga;
Baja presión operativa;
Gotas de diámetro mediano;
Mayor diámetro de cobertura;
Distribución uniforme del agua por superposición.
Estos progresos han facilitado la introducción de una nueva serie de emisores, los
mini-aspersores, destinados al riego de hortalizas, plantas ornamentales, y ocasionalmente
árboles frutales de gran porte, en instalaciones permanentes en marcos de 8 x 8 m hasta 10
x 10 m, con inversiones mucho menores a los sistemas permanentes de riego por aspersión
de estos cultivos. Estos mini-aspersores son además utilizados en el riego mecanizado (ver
Capítulo 5).
Una ventaja importante de esta tecnología consiste en que a pesar que estos cultivos se
riegan con elevada frecuencia, tanto la compactación del suelo y el sellado de su superficie
(apelmazamiento), como la escorrentía superficial se reducen, ya que la precipitación
horaria, así como la intensidad del riego son bajas.
7.2 MODELOS DE MINI-ASPERSORES
Se presentan diferentes modelos, entre ellos:
1 - Mini-aspersores comunes: una nueva generación de emisores desarrollados a partir
de los micro-aspersores anteriormente mencionados (ver Fig. 56 y 57).
2 - Aspersor “Turbo”.
3 - Modelo “Mamcad”.
Fig. 56. Mini-aspersor sin puente Fig. 57. Mini-aspersor con puente
7.2.1 El aspersor “Turbo”:
El chorro de agua emitido por la boquilla a un ángulo bajo hace
girar un disco ranurado. Sobre el disco está montado el martillo,
el cual lo impulsa a girar sobre su eje. Estos aspersores se
producen en materiales plásticos. Se los utiliza en el riego de
frutales, hortalizas, así como en jardinería, (ver Fig. 58).
Fig. 58. Aspersor Turbo
37
7.2.2 El modelo “Mamcad”.
Fig. 59. Mini-aspersor
Mamcad
Producido en material plástico. La boquilla gira continuamente,
impulsada por un chorro de agua dentro de un recipiente cerrado,
de forma casi esférica. Dotado de una sola boquilla, genera un
chorrocontinuo, a bajo ángulo y de gotas del tamaño apropiado.
Su diseño impide la penetración de malezas que afecten su
funcionamiento. De amplio empleo en el riego de cobertura en
plantaciones a campo abierto de hortalizas y cultivos
ornamentales (ver Fig. 59).
7.3 TÉCNICA DEL RIEGO CON MINI-ASPERSORES
La gran mayoría de las instalaciones que emplean
mini-aspersores son del tipo de riego permanente durante la
temporada del cultivo. Los mini-aspersores están montados sobre
varillas metálicas de 0 a 1, 5 m de longitud hincadas en el suelo, y
conectados a los laterales por medio de mangueras de 12 mm de diámetro nominal. Se
emplean laterales de 40 a 50 mm de diámetro nominal, los cuales se retiran de la parcela al
madurar los cultivos, una vez desconectados sus emisores (ver (Fig. 60).
Fig. 60. Técnica de riego permanente de cultivo de hortalizas con mini-aspersores
La descarga de los mini-aspersores es de 250 a 720 l/h, y la precipitación horaria de 4 a 6
mm/h. El tamaño de las gotas impide que las mismas perjudiquen al follaje de las hortalizas
de hoja y de las plantas ornamentales.
El factor limitante de mayor importancia de esta técnica es su sensibilidad al viento, pero las
instalaciones permanentes de baja descarga permiten cubrir áreas considerables durante
las horas en las que la intensidad del viento es menor.
38
CAPITULO 8 – SISTEMAS DE RIEGO MECANIZADO
8.1 INTRODUCCIÓN
La escasez de mano de obra con la preparación apropiada aceleró el proceso de
transformación del riego por gravedad al de riego presurizado. La expansión de estos
métodos a áreas cada vez mayores impulsó el desarrollo del riego mecanizado.
Los primeros pasos consistieron en reemplazar el traslado manual de los laterales o ramales
por su traslado mecánico, frontal o longitudinal, de una posición a la siguiente entre los
turnos de riego (ver Capítulo 5, página 23/4).
Posteriormente se desarrolló el riego mecanizado propiamente dicho, el cañón móvil, el
lateral / ramal de avance frontal, y el pivote central. Todos ellos se trasladan en forma
continua durante el turno de riego y permanecen en su lugar entre turnos.
El riego mecanizado se presta sobre todo para el riego de parcelas de dimensiones
rectangulares sobre terrenos con suelos uniformes, de topografía moderada y superficies
que exceden las 10 hectáreas. La eficiencia del riego de parcelas irregulares es baja y
ocasiona desperdicios de agua.
8.2 SISTEMAS DE RIEGO MECANIZADO
8.2.1 Cañones autopropulsados
Los cañones autopropulsados operan a presiones elevadas, de 6 a 8 bar en la boquilla. La
descarga de un cañón puede alcanzar 250 m3
/h, y su radio de cobertura llegar hasta 50 m.
El agua le es suministrada por medio de una manguera flexible de mayor diámetro. La
manguera se arrolla sobre un tambor/carrete, montado sobre un remolque (ver Fig. 61). La
energía requerida para hacer girar el tambor es proporcionada por un motor de combustión
interna o un motor hidráulico que aprovecha la presión del agua. El tambor /carrete gira
lentamente sobre su eje, el cual va enrollando la manguera, la cual a su vez jala el cañón,
montado sobre patines o ruedas. En otros de los modelos el cañon y el tambor / carrete de
menores dimensiones se encuentran montados sobre un triciclo, el cuál va arrollando un
cable anclado en un extremo de la parcela La manguera queda así desplegada sobre el
terreno.
Fig. 61. Cañón autopropulsado
8.2.2 Lateral de avance frontal
Los laterales de avance frontal (“linear-move”, en inglés) se construyen con tramos de
tubería de acero galvanizado y/o con un revestimiento de mayor diámetro, alcanzando unos
200 a 400 m de longitud. Cada tramo está montado sobre una torre motorizada dotada de
un par de ruedas. La fuente de energía de los motores puede ser mecánica (motor de
combustión interna con trasmisión), eléctrica (con un generador), o hidráulica (por tubería
39
con aceite o agua a presión). Sobre el lateral (o suspendidos de éste), se encuentran los
emisores (ver Fig. 62 y Sección 8.4).
Fig. 62. Lateral de avance frontal
El abastecimiento de agua al lateral puede hacerse por un extremo o por su centro. Un canal
que corre a lo largo de la parcela puede servir como fuente de agua del sistema.
Alternativamente, el agua puede ser suministrada por medio de una tubería dotada de
hidrantes con los espaciamientos adecuados. En este caso se requiere una manguera
flexible de mayor diámetro para conducir el agua del hidrante al lateral durante su avance.
La velocidad de avance del lateral depende de la infiltrabilidad del suelo, de la descarga de
los emisores y de la lámina de riego requerida. La longitud de la parcela puede alcanzar
1000 a 2000 m. Dependiendo del modelo a emplear, existen tres métodos básicos para
hacer retornar el lateral a su posición inicial:
Por marcha inversa sobre la misma pista de avance, por giro de 180° sobre uno de sus
extremos, para retornar sobre una pista paralela, y por medio del giro a 90° de Ias ruedas
de cada torre, remolcando longitudinalmente el lateral a una pista paralela, y volviendo a
girar las ruedas a su posición inicial, para retornar sobre dicha pista.
8.2.3 El Pivote Central
El principio de construcción del pivote central es similar al del lateral de avance frontal y se
basa en tramos de tuberías montados sobre torres dotadas de ruedas (ver Fig. 64).
40
Fig. 63. Vista aérea de una zona regada mediante pivotes centrales
Las diferencias principales entre ambos son tres. El lateral/ramal gira, a semejanza de la
manecilla de un reloj, trazando un circulo alrededor de un punto fijo: el pivote (ver Fig. 64). El
abastecimiento de agua se realiza por medio de dicho punto fijo, el pivote o centro del
círculo de irrigación. El abastecimiento de agua al pivote central es simple, eliminándose la
manguera flexible y los múltiples hidrantes requeridos por el lateral de avance frontal.
Fig. 64. Torre de control del pivote central
Debido a la posición de los emisores sobre el lateral / ramal, cada uno de ellos cubre un
área (en forma de anillo) diferente durante cada revolución (ver Fig. 63). La superficie
cubierta por cada uno de ellos aumenta a media que el emisor se encuentra a mayor
distancia del pivote. A fin de mantener la lámina de riego uniforme en toda su extensión se
hace necesario diseñar adecuadamente el espaciamiento y la descarga de los emisores.
41
Actualmente se emplean programas de computación especialmente destinados a este fin
(ver Fig. 65).
Las parcelas de sección cuadrada son las
que se adecuan mejor al riego con
mediante pivote central. El área bajo
riego es del orden del 80% de la
superficie del lote. Es posible cubrir las
esquinas por medio de accesorios
especiales, “alas” que se despliegan
paulatinamente al aproximarse a ellas y
se repliegan al alejarse. Estos accesorios
complican la operación y el costo del
sistema (aproximadamente un 25% del
costo del pivote central). Un sistema de
pivote central de 400 m de longitud es
capaz de regar un círculo de 50 ha;
incluyendo el ala podrá llegar a cubrir
aproximadamente 64 ha. El ahorro de
mano de obra es la principal ventaja
delpivote central, aunque para su manejo
se requiere personal adecuadamente
adiestrado.
Fig. 65. Espaciamiento de diversos emisores a lo
largo de un pivote central
Debido a que el pivote gira sobre su eje,
al finalizar el riego se encuentra en la
posición inicial y por lo tanto, a diferencia
del lateral de avance frontal, no hace falta
hacerlo retornar al punto de partida al fin de cada ciclo de riego.
Una ventaja adicional del pivote central es la posibilidad de aprovechar una red eléctrica
existente como fuente de energía del sistema. El costo de la infraestructura: la conexión a la
fuente hídrica, la red eléctrica, válvulas, sistema de automatización, etc. pueden, según las
circunstancias, constituir del 25% al 50% de la inversión inicial bruta. Por lo general, estos
sistemas permanecen en posiciones fijas durante toda la temporada de riego, siendo
además posible remolcarlos a una parcela diferente una vez finalizada la temporada (una
vez que se hubieran colocado las ruedas en 90°).
También existen máquinas regadoras de doble propósito, las cuales con ligeras
modificaciones pueden operar como laterales de avance frontal o de pivote central (ver Fig.
66).
Fig. 66. Máquina regadora bimodal: lateral de avance frontal y radial (pivote)
42
8.3 LA DESCARGA LINEAL ESPECÍFICA
Uno de los factores a considerar en las máquinas regadoras o los laterales de avance
frontal, lo constituye la descarga lineal específica (DLE) (“Specific Longitudinal Discharge” -
SLD, en inglés), que expresa la descarga por unidad de longitud durante el avance de la
máquina. La descarga longitudinal específica (DLE) es el cociente entre la descarga total del
lateral dividido por su longitud, (ver Fórmula 5).
Fórmula 5 - Descarga longitudinal específica:
Donde:
DLE = descarga longitudinal específica [m3
/m/h]
Q = descarga en m3
/h
L = longitud del lateral [m]
Por ejemplo :
Descarga del sistema = 600 m3
/h
Longitud del lateral = 400 m.
DLE =600/400 = 1.5 m3
/m/h
La DLE permite estimar, por ejemplo, la longitud máxima del lateral que es posible cubrir con
un sistema determinado. A medida que aumenta la DLE, aumenta proporcionalmente la
superficie que el sistema es capaz de cubrir por unidad de tiempo, bajo la condición de no
ocasionar escurrimiento superficial. El rango común para la DLE está entre los 0.5 y los 2
m3
/m/h. La velocidad de avance más común para laterales de avance frontal es de 50 a 100
m/h. El pivote central es por lo general diseñado para completar un giro dentro de 24 a 72
horas.
8.4 EMISORES EMPLEADOS EN EL RIEGO MECANIZADO
Los modelos originales de máquinas regadoras venían equipados con los aspersores de alta
presión disponibles en el mercado. Con mucha frecuencia la uniformidad de distribución del
agua no era satisfactoria, ya sea debido a un espaciamiento excesivo entre emisores, a la
interferencia del viento, o al escurrimiento superficial por el impacto de gotas de tamaño
excesivo y a una precipitación horaria excesiva. Un obstáculo adicional de dichos
aspersores era su elevado consumo de energía (la presión requerida). En la actualidad
existe una marcada preferencia por emisores de menor descarga, operando a presiones
menores y montados más cerca uno de otro (ver Fig. 67).
DLE = Q/L
(a) Emisores LEPA (b) “Rotator” (c) “Wobbler” (d) Rociador (e) Aspersor de impacto
Fig. 67(a-e). Emisores empleados sobre laterales mecanizados
43
Se emplean rociadores y mini-aspersores similares a los descritos en el Capítulo “Riego con
Micro-Emisores”, aunque con una descarga mayor y operando a presiones más elevadas,
espaciados entre 1 y 3 metros sobre el lateral /ramal. La descarga más común de dichos
emisores está entre 1 y 4.5 m3
/h.
La presión requerida en los aspersores tradicionales a martillo es de 3 a 6 bar; en
aspersores pequeños, de 2 a 4 bar, en los mini-aspersores y rociadores modernos la presión
es de 0.6 a 2 bar, y en los sistemas LEPA (“Low Energy Precision Application”, en inglés),
únicamente de 0.4 a 0.6 bar (ver Fig. 67a). De aquí que los sistemas más modernos ofrecen
una considerable economía en energía.
Durante el diseño se han de considerar tanto las pérdidas de presión por fricción dentro de
la tubería, como las diferencias de cota a lo largo del lateral (ver Capítulo 14).
Los emisores que operan a presiones más elevadas tienen un mayor diámetro de cobertura.
Por lo tanto, a pesar de que su Descarga Longitudinal Específica (DLE) es elevada, la
precipitación horaria puede ser inferior a la de sistemas que trabajan a presiones inferiores.
Presentan además problemas por la interferencia del viento, el impacto de gotas gruesas
sobre el suelo y los cultivos y el mayor consumo de energía.
Los sistemas que operan a presiones menores producen una mayor precipitación horaria, lo
cual puede ocasionar escurrimiento superficial a pesar que el impacto de las gotas sobre la
superficie del suelo sea menor. Los rociadores cubren únicamente en diámetros de 2 a 4 m,
y por lo tanto su espaciamiento sobre el lateral es muy denso. Los mini-aspersores llegan a
cubrir hasta 15 m de diámetro. Tomando en cuenta la superposición necesaria, ello permite
un espaciamiento de 4 m entre emisores. Su baja descarga conlleva una precipitación
horaria reducida, lo cual evita el anegamiento del terreno y el escurrimiento superficial.
El modelo “Rotator “ presenta un tipo de “freno“ sobre el rotor, que reduce su velocidad de
giro. Las gotas que produce son de mayor tamaño y por lo tanto, están menos expuestas a
la acción del viento, al tiempo que aumenta su impacto sobre el suelo, lo cual puede
incrementar la escorrentía superficial (ver Fig. 67 b).
El modelo “Spinner” gira a mayor velocidad y produce gotas más finas. El impacto de las
gotas sobre el suelo es más reducido, y su sensibilidad al viento es mayor. Entre los nuevos
rociadores dinámicos se encuentran los modelos “Wobbler “ y “Nutator“, en los cuales el
deflector oscila de lado a lado, produciendo una distribución más uniforme del agua. El
ángulo dentro del cual puede oscilar el deflector determina el diámetro de cobertura. Los
ángulos varían de 10° a 45°. Para el riego de suelos pesados, de bajo nivel de infiltración,
es habitual sustituir cada emisor por una barra dotada de varios emisores de baja descarga,
lo cual hace posible reducir la intensidad de la precipitación, la escorrentía superficial y el
derroche de agua (ver Fig. 67d-e).
Las pérdidas y fluctuaciones de presión pueden afectar negativamente la eficiencia de los
sistemas de riego mecanizado. Un exceso de presión acelerará el desgaste de las boquillas,
el mecanismo del emisor y de los deflectores. Algunos productores exigen que cada emisor
esté dotado de un regulador de presión.
En las parcelas con pronunciados accidentes topográficos, la variación de la presión
afectará la uniformidad de descarga de los emisores y por lo tanto, el empleo de reguladores
de presión es indispensable. (ver “Reguladores de Presión”, Capítulo 9, numeral 10). Una
vez instalados, es necesario calibrar los reguladores por lo menos al comienzo de cada
temporada de riego. Las pérdidas de presión en los reguladores se ubican entre 0.3 y 0.7
bar, dependiendo de la descarga del emisor. Este detalle ha de tomarse en consideración
durante el diseño del sistema de riego para determinar la presión requerida en la conexión a
la fuente de agua.
Sobre terrenos llanos es preferible regular la presión en el punto de entrada del agua a la
máquina regadora. La altura del emisor por encima del follaje del cultivo es otro factor
importante a considerar a efectos de lograr una óptima uniformidad de distribución del agua
44
Sapir,sneh   riego por aspersion
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  • 1. Estado de Israel MASHAV CINADCO Ministerio de Relaciones Exteriores Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural Centro de Cooperación Internacional Centro de Cooperación Internacional para el Desarrollo Agrícola Servicio de Extensión Departamento de Riego y Suelos RIEGO POR ASPERSION Por Elimelech Sapir Especialista en Riego y Moshe Sneh Ex-Director del Departamento de Riego y Suelos Segunda Edicio'n 2005
  • 2.
  • 3. INDICE Capítulo N0 Página PROLOGO 1 INTRODUCCION 2 2- PROPIEDADES DEL SUELO 3 3- EL RIEGO POR GRAVEDAD 11 4- EL RIEGO POR ASPERSION 12 5- EL RIEGO MECANIZADO 23 6- EL RIEGO CON MICRO-EMISORES 28 7- EL RIEGO DE HORTALIZAS CON MINI-ASPERSORES 37 8- SISTEMAS DE RIEGO MECANIZADO 39 9- EL SISTEMA DE RIEGO 46 10- LA AUTOMATIZACION 58 11- FILTRACION 66 12- EL FERTIRRIEGO 80 13- UNIFORMIDAD DE LA DISTRIBUCION DEL AGUA 84 14- FLUJO DE AGUA EN TUBERIAS 93 15- PLANIFICACION DE SISTEMAS DE ASPERSION 103 16- OPERACION Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA 114 - CONCLUSION Y AGRADECIMIENTOS 117 - FACTORES DE CONVERSION (CONTRATAPAS) - BIBLIOGRAFIA 118 - GLOSARIO DE FIGURAS 119
  • 4.
  • 5. PROLOGO Esta edición renovada y ampliada de “El Riego por Aspersión” contiene los temas básicos de interés para los estudiantes que se educan en la tecnología del riego a presión por primera vez. Los temas han sido preparados para ser utilizados en el marco de los Cursos de Riego organizados por el Centro de Cooperación Internacional del Ministerio de Relaciones Exteriores de Israel, MASHAV, conjuntamente con el Centro de Cooperación Internacional para el Desarrollo Agrícola del Ministerio de Agricultura, CINADCO. La mayoría de los temas cubren la tecnología y la teoría del riego por aspersión. Temas adicionales tales como las relaciones suelo-agua-planta, el fertirriego, el diseño de sistemas de riego y demás, se mencionan sólo brevemente, ya que los mismos son tratados con mayor amplitud en publicaciones adicionales. Este material ha sido reeditado y ampliado, poniendo especial énfasis sobre los aspectos prácticos del riego por aspersión. Los estudiantes más adelantados pueden referirse a la extensa literatura que se ha publicado sobre el tema. Deseamos agradecer a Abraham Reiss y a Shirley Oren por su dedicación a la edición de esta publicación, como así también a los productores de equipos de riego de Israel y del extranjero por habernos facilitado los datos e ilustraciones tomados de sus catálogos. Elimelej Sapir Moshe Sneh 2002 1.
  • 6. RIEGO POR ASPERSIÓN CAPÍTULO 1 – INTRODUCCIÓN El riego de los suelos agrícolas es el mayor consumidor de agua por la civilización humana. El riego incrementa considerablemente los rendimientos de los cultivos y las utilidades del agricultor; sobre todo en las regiones áridas. La historia del riego se remonta a la antigüedad y es ya mencionado en la Biblia: “Y salía del Edén un río para regar el huerto...” (Génesis, 10). Las más prósperas civilizaciones de la antigüedad se desarrollaron en cercanías de fuentes de agua dulce que fueron empleadas para el riego. Durante las épocas de sequía, pueblos enteros debieron emigrar en busca de agua. Lamentablemente, también innumerables guerras fueron desatadas como consecuencia de la escasez de agua. Ya en la antigüedad se construyeron gigantescas obras para proveer el agua necesaria a proyectos de riego. Entre ellos, el Gran Canal, de 200 km de longitud, en China. Ya hace miles de años se construían sistemas de abastecimiento de agua y de riego en la India y en Sri Lanka, proyectos que aún hoy maravillan a los ingenieros, debido tanto a lo sofisticado de las redes de conducción como a las avanzadas técnicas de riego empleadas. La provisión de alimentos de Egipto depende de la represa de Aswan, que almacena las aguas para el riego del Valle del Nilo y algunas de las áreas desérticas adyacentes, asegurando así la subsistencia de su población. Aún antes del empleo de la energía eléctrica, el agua era conducida por gravedad a lo largo de pendientes naturales. Ello requería la excavación de una red de canales por los cuales fluía el agua. Esta técnica limitaba el riego a terrenos que se encontraban a una menor altura que la fuente del agua. Una revolución de mayor magnitud comenzó con el desarrollo de bombas capaces de elevar el agua a una altura mayor que la de su fuente. En la actualidad se reconocen dos categorías principales de tecnología de riego: El riego de superficie, no-presurizado- riego a manto, por bordes o surcos, etc. El riego presurizado - por aspersión, por micro-emisores y por goteo. Los ríos y las otras corrientes de agua constituyen cauces naturales por los cuales fluye el agua. Los lagos naturales y artificiales pueden emplearse como reservorios. La construcción de represas convierte una sección del cauce de un río en un reservorio, aumentando la capacidad de almacenamiento de agua para ser utilizada en temporadas de sequía. Luego de la introducción de las bombas de agua, comenzaron a tenderse tuberías para su conducción, las cuales pueden ser de acero, aluminio, concreto, materiales plásticos, etc. El crecimiento de la población humana ha requerido que el agua sea conducida a grandes distancias, lo cual ha dado impulso al desarrollo de la ingeniería hidráulica y de la ciencia de la hidráulica en general. El riego puede considerarse como la ciencia de la supervivencia. Definición del riego : El riego es una actividad humana, que consiste en aplicar agua al suelo cuando las condiciones naturales no son capaces de satisfacer la demanda hídrica de los cultivos. Ya que el riego consiste en aplicar agua al suelo, es necesario mencionar algunas de sus propiedades. 2.
  • 7. CAPÍTULO 2 - PROPIEDADES DEL SUELO 2.1 INTRODUCCIÓN La optimización del riego requiere ajustarlo a las características del suelo. El suelo se forma a partir de la descomposición de rocas que presentan poros, en partículas de diversos tamaños y formas. Las partículas de suelo se clasifican según su tamaño, de acuerdo con un estándar internacional (ver Fig.1 y Tabla 1). Tabla 1. Clasificación del suelo según el diámetro de sus partículas Fracción Diámetro en mm. Arcilloso <0.002 Aluvial 0.002 - 0.05* Arenoso fino 0.05* - 0.2 Arenoso grueso 0.2 - 2.0 En el “American Texture Definition Code”, el diámetro de arena fina es de 0.05 a 0.2 mm. En el Código Internacional de Clasificación, es entre 0.02 y 0. 2 mm. Todo suelo contiene una mezcla de partículas de muy diversos tamaños. La textura del suelo define la proporción de partículas en cada fracción. Por lo tanto, un suelo con un elevado porcentaje de partículas mayores de 0.2 mm se clasifica como suelo ligero o arenoso (ver Fig. 2), y un suelo con abundancia de partículas menores de 0.002 mm es denominado pesado o arcilloso (ver Figs. 4 y 5). De acuerdo con este método se han definido 9 diferentes categorías de texturas, tal como se presentan en el Triángulo de Texturas del Suelo, (ver Fig. 3). Fig. 1. Ilustración Visual de Diámetros de las Partículas del Suelo (American Classification Code) La textura determina la relación agua-aire del suelo. Un suelo pesado, con un alto contenido de partículas finas, tiene una elevada capacidad de retención del agua, drena lentamente, puede ocasionar escurrimiento superficial y sufrir de aireación deficiente. En los suelos ligeros, con un elevado contenido de partículas gruesas, la aireación es excelente, pero su capacidad de retención del agua es reducida. 3
  • 8. Fig. 2. Triángulo de Definición de Texturas del Suelo Fig. 3. Suelo Liviano Fig. 4. Suelo Pesado Fig. 3. Partículas y poros en suelos livianos Fig. 4. Partículas y poros en suelos pesados 4
  • 9. 2.2 LAS RELACIONES SUELO - AGUA 2.2.1 Saturación Cuando el suelo se moja como consecuencia de las lluvias, riego por gravedad o por aspersión, el agua infiltra el suelo y se cuela hacia abajo debido a la gravedad. En estas condiciones el suelo se satura, es decir, la gran mayoría de sus poros están llenos de agua, (ver Figs. 5 y 6). 2.2.2 Capacidad de campo Una vez finalizado el humedecimiento del suelo, una fracción del agua continúa infiltrándose bajo la influencia de la gravedad. El tiempo requerido para este proceso depende de la textura y del resto de las propiedades del suelo. El agua que se encuentra en los poros grandes drena, y es reemplazado por aire (ver Figs. 5 y 6). 2.2.3 Agotamiento de la humedad del suelo Debido a la evaporación del agua a partir de la superficie del suelo, y al consumo de agua por la vegetación, el agua retenida por el suelo va agotándose paulatinamente. 2.2.4 Punto de marchitez permanente AI reducirse el contenido de agua del suelo en un nivel importante, las plantas son incapaces de absorber agua y pierden la capacidad de recuperar la turgencia. Este punto es denominado el punto de marchitez permanente (ver Fig. 5-c). Factores que afectan la extracción del agua almacenada en el suelo El clima: la temperatura, la radiación solar, la humedad relativa, el viento, etc. (a)Saturación (b)Capacidad de (c) Punto de campo marchitez permanente Fig. 5 a-c. Ilustración del estado del agua en el suelo Suelo Liviano Suelo Pesado Fig. 6. Relación agua-aire en dos tipos de suelo, a 12 horas del riego 2.3 FACTORES QUE AFECTAN LA EXTRACCIÓN DEL AGUA ALMACENADA EN EL SUELO El clima: la temperatura, la radiación solar, la humedad relativa, el viento, etc. La planta: características del sistema radicular y el índice de área foliar (m2 de superficie foliar por m2 de superficie del terreno). 5
  • 10. 2.3.1 Agua disponible El agua disponible es el volumen de agua retenido por el suelo entre la capacidad de campo y el punto de marchitez permanente (ver Fórmula 1, Fig. 7 y Tabla 2). Fórmula 1- Agua disponible: AD = CC - PMP AD = agua disponible CC = volumen de agua según capacidad de campo PMP = volumen de agua en el punto de marchitez permanente. Tabla 2. Disponibilidad de Agua en Diversos Tipos y Texturas de Suelo Agua disponible a 0 – 100 cm de profundidad Arcilloso pesado 1550 m3 /ha Aluvial Arcilloso 1450 m3 /ha Marga arenisca 1250 m3 /ha Arenoso 450 m3 /ha Fig. 7. Ilustración del agua disponible en el suelo El agua disponible es el agua que las raíces de las plantas son capaces de extraer del suelo. Este volumen depende de la textura del suelo. No se recomienda que la humedad del suelo disminuya hasta el punto de marchitez permanente, ya que esto dañará las plantas en forma definitiva. 2.3.2 Procedimientos para determinar el consumo de agua de los cultivos Existen varios procedimientos para determinar el volumen de agua a aplicar por medio del riego. Se han desarrollado índices climáticos correlacionados con el consumo de agua por los cultivos. Uno de los métodos más difundidos es el de medir diariamente la evaporación de un Tanque Evaporímetro Clase A (en mm/día). Multiplicando este dato por un coeficiente empírico (Kc), adecuado al cultivo, se estima el consumo diario de agua por dicho cultivo. El empleo de la fórmula de Penman, (basada en datos diarios u horarios de temperatura, humedad relativa ambiente, velocidad del viento y radiación solar), permite estimar la evapotranspiración potencial de un cultivo dado, la cual una vez multiplicada por el coeficiente del cultivo [Kc] correspondiente, estima su consumo de agua. El índice más preciso y comúnmente empleado es la determinación de la humedad del suelo por el método gravimétrico. 6
  • 11. 2.3.3 Determinación del volumen de agua almacenado en el suelo por el método gravimétrico. De acuerdo con este método, se retiran muestras del suelo con un barreno y se las envía al laboratorio en recipientes sellados. Las muestras recibidas se pesan, y luego de secarlas en horno durante 24 horas a una temperatura de 105° C se las vuelve a pesar. La reducción de su peso se adjudica al agua evaporada, y se la expresa en porcentaje del peso seco de la muestra, (ver Fig. 8). Ya que las cantidades de agua se expresan en unidades de volumen, se hace necesario multiplicar el porcentaje sobre la base del peso seco del suelo, por su peso específico aparente (también denominado densidad aparente), a efectos de obtener el contenido de agua sobre la base del volumen del suelo. Fig. 9. Tensiómetros ig. 8. Secuencia de determinación de la humedad del suelo por el método gravimétrico (horneado a .3.4 Determinación de la tensión mediante la cual el suelo retiene el agua en el elo se seca y aumenta la tensión con la nto en que ingresa aire al F seco) 2 El tensiómetro es un instrumento sumamente útil para medir el estado del agua suelo. El tensiómetro consiste de un bulbo de material cerámico poroso y un tramo de tubería conectado a un manómetro de mercurio o de vacío. El tubo ha de mantener una columna de agua continua entre el manómetro y el bulbo. Este último ha de estar en íntimo contacto con el suelo, es decir con el agua retenida en los poros del suelo. El manómetro está en equilibrio con la tensión (presión negativa), con la cual el suelo retiene el agua alrededor del bulbo (ver Fig. 9). A medida que el su cual retiene el agua, se crea una succión sobre el bulbo poroso, la cual es trasmitida a lo largo de la columna de agua hasta el manómetro. Ya que las dimensiones de los poros del bulbo permiten el libre paso de sales, el tensiómetro no es afectado por la salinidad del suelo, es decir no responde al potencial osmótico, sino únicamente al potencial básico del suelo. Las limitaciones del tensiómetro consisten en que la medición es puntual; es decir que responde únicamente al entorno inmediato y a la profundidad a la cual el bulbo responde lentamente a los cambios en el estado de humedad del suelo en un rango limitado de tensión (únicamente entre 0 y 70 centibar), y por lo tanto no responde en suelos secos. Por último, en el mome instrumento, la lectura es errónea. Todo tensiómetro requiere de mantenimiento rutinario: rellenarlo con agua destilada tras períodos de sequía, y asegurar que el bulbo mantenga estrecho contacto con el suelo, ya que de lo contrario no responderá a cambios de la 7
  • 12. humedad del mismo. El tensiómetro no mide directamente el contenido de agua en el suelo, sino la tensión mediante la cual el suelo retiene al agua, en unidades de centibar o kPa. Por lo tanto, se requiere la calibración de las lecturas del tensiómetro con el contenido de humedad del suelo en el cual se instala; por ejemplo, por el método gravimétrico expuesto precedentemente. 2.3.5 Métodos adicionales ofisticados para determinar las condiciones de humedad .4 VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN DEL AGUA EN EL SUELO a velocidad de infiltración es un parámetro decisivo en el diseño y la operación de todo .4.1 Ejemplo de velocidad de infiltración , 20 mm/h mm/h. Tabla 3. Niveles de Infiltración Tipo de suelo Ritmo constante de Infiltración (mm/h) Existen instrumentos aún más s del suelo. Entre ellos cabe mencionar la sonda de neutrones, la cual, debida a su elevado costo y a que su calibración está mas allá de la capacidad del agricultor común, se la emplea exclusivamente en la investigación. También se emplean capacitores a escala semi-comercial. 2 L sistema de riego. La infiltrabiIidad indica la velocidad a la cual el agua penetra el suelo, en unidades mm/h. En la Tabla 3 se presenta la infiltración básica de suelos de diversa textura. Debido a la compactación del suelo por el empleo de implementos mecánicos, la velocidad de infiltración decrece durante la temporada de riego. Comúnmente la velocidad de infiltración inicial disminuye durante el riego mismo. En un suelo arcilloso o limoso, el ritmo de infiltración decae considerablemente durante el riego. 2 Durante la primera media hora del riego Al cabo de una hora, de 12 mm/h; Luego de 2 horas, de 8 mm/h; Tras 3 horas, de 5 mm/h; y Al cabo de 4 horas de sólo 4 Arenoso >20 10 – Arcilloso 5 – 10 Arcilloso salino 1 – 5 Franco` 20 Fig. 10. Cambios en la infiltración a través del tiempo 8
  • 13. La Fig. 10 muestra como disminuye la velocidad de infiltración en dos tipos de suelos desde el inicio del riego [las primeras 2 ½ horas] hasta que se estabiliza. El ritmo de infiltración de los suelos franco-arenosos comienza a 68 mm/h, estabilizándose tras 90 minutos a 25 mm/h [nivel básico de capacidad de infiltración]. Durante los 30 minutos iniciales el ritmo de infiltración del suelo arcilloso baja de 30 mm/h a casi cero. Sin embargo, los datos anteriores se refieren únicamente a diferencias de textura. El ritmo de infiltración depende además de factores tales como la estructura del suelo, su manejo, el contenido de materia orgánica, y la salinidad del suelo. Por lo tanto, los datos tabulados pueden servir únicamente como una guía general, y siempre que sea posible deberán realizarse ensayos de campo a fin de determinar el ritmo de infiltración de base, ya que éste es un dato específico de cada localidad (ver Tabla 4). Se emplean diferentes métodos para determinar el ritmo de infiltración de un suelo. Uno de ellos consiste en medir la velocidad de infiltración del agua mediante un pequeño embalse. Tabla 4. Valores de Infiltración y Conductividad Hidráulica en Distintos Tipos de Suelos Capacidad de Infiltración Conductividad Hidráulica (mm/h) Comentarios Infiltración cero <0.025 Suelos sellados, sin drenaje Infiltración muy lenta 0.025 - 0.25 Suelo inadecuado para drenaje, con riesgo de posible salinización Infiltración lenta 0.25 - 2.5 Aireación necesaria suficiente para el desarrollo radicular Infiltración moderada 2.5 - 25 Infiltración adecuada; suelo bien drenado, buena aireación Infiltración rápida 25 - 250 Nivel de infiltración normal en suelos livianos Infiltración muy rápida >250 Infiltración típica en dunas de arena 2.4.2 El método del pequeño embalse Es posible determinar el ritmo de infiltración del suelo levantando bordes alrededor de un área de 60 x 60 cm, o 100 x 100 cm, tomando todas las precauciones necesarias para que la superficie del suelo dentro del embalse permanezca en sus estado natural. Se fija una regla graduada dentro del embalse y se lo llena lentamente con agua (ver Fig. 11). El ensayo consiste en de dos fases. La primera de ellas cubre el tiempo durante el cual la infiltrabilidad decae rápidamente, en tanto la segunda fase, durante la cual el ritmo de infiltración se mantiene (casi) constante: ésta representa el ritmo de infiltración de base. Fig. No. 11. Medición del ritmo de infiltración por el método del embalse 2.4.3 El método del anillo Un anillo de metal, de 20 cm de diámetro y unos 40 cm de altura, se introduce en el suelo a una profundidad de 30 cm. El contenido de humedad del suelo ha de corresponder al que prevalece justo antes de un riego convencional. Se llena con agua el espacio delimitado por el anillo hasta una marca que se hace sobre su pared interior. Las mediciones iniciales registran el volumen de agua que se ha de verter dentro del anillo por medio de un recipiente cilíndrico graduado de 2 It de capacidad, a fin de rellenar el 9
  • 14. anillo hasta el nivel de la marca a intervalos de 1, 2, 5 y 10 minutos desde el comienzo del ensayo. Aproximadamente a los 10 minutos del inicio, al haber disminuido el ritmo de infiltración, se coloca un embudo invertido sobre al anillo. Sobre su “pico" se conecta un cilindro graduado, y se lo vincula además con un depósito que permite rellenar el dispositivo por medio de una válvula. Se registra periódicamente el nivel de agua en el cilindro (agregándose agua cada vez que sea necesario, y registrando permanentemente volúmenes, lecturas y tiempo). Este método es el indicado para los suelos de textura mediana a pesada de perfil uniforme (ver Fig. 12). S. Dasberg del ARO, I. Hausenberg y O. Kramer del Servicio de Extensión de Riego sugirieron un refinamiento del método de medición presentado en esta figura Fig. 12. Determinación del ritmo de infiltración por el método de anegamiento 2.4.4 El método del aspersor Se colocan aspersores, cuya descarga horaria se haya determinado previamente (en l/s), alrededor del área cuyo ritmo de infiltración se ha de medir. Dentro de esta zona se coloca un anillo metálico de 30 a 50 cm de diámetro y se lo introduce unos pocos centímetros en el terreno. El anillo asegura que el agua no pueda Fig 13. El Método del Aspersorescapar de su entorno. El agua excedente, es decir aquella que no infiltra el suelo, escurre a traves de un tubo flexible a ras del suelo hacia una probeta graduada enterrada fuera del entorno del anillo (ver Fig.13). Este método permite determinar exclusivamente la infiltrabilidad básica, es decir, a partir del momento en que agua comienza a escurrir hacia la probeta, y hasta la finalización del ensayo. Con los datos del tiempo transcurrido, la descarga horaria de los aspersores, el área del anillo y el volumen del agua acumulada en el interior de la probeta, es posible calcular la inflitrabilidad básica del área en mm/h. El método del aspersor es el que mejor se presta para determinar el ritmo de infiltración de un suelo destinado al riego por aspersión, ya que incluye el impacto de las gotas sobre el suelo, lo que puede conducir al sellado de su superficie y como consecuencia, una reducción de su ritmo de infiltración. La precipitación horaria de un sistema de riego por aspersión nunca ha de exceder la infiltrabilidad del suelo, ya que de lo contrario se producirá un escurrimiento superficial que erosionará el terreno, reducirá la uniformidad de la distribución del agua y del fertilizante (ver Capítulos 12 y 13). Por consiguiente, habrá de tomarse en consideración el ritmo de infiltración del suelo al seleccionar tanto el modelo del emisor, como su descarga y el espaciamiento entre emisores contiguos. 10
  • 15. CAPÍTULO 3 - EL RIEGO POR GRAVEDAD 3.1 INTRODUCCION El riego por gravedad es la técnica de riego más difundida en el mundo. Más del 90% de un total de 250 millones de hectáreas bajo riego están sometidas al riego por gravedad. El riego por gravedad es clasificado según sus diversos métodos. La selección del método apropiado depende de las condiciones locales, tales como los cultivos a regar y la tecnología agrícola empleada, el clima, el tipo de suelo, la topografía, la fuente del agua y los medios disponibles para su conducción, la idiosincracia del agricultor y sus tradiciones, etc. Los factores del suelo de mayor importancia son su textura y las demás propiedades físicas: su estructura, permeabilidad y el movimiento del agua sobre su superficie y dentro de él, la capacidad de almacenamiento del agua disponible para los cultivos y la aireación. Los factores climáticos de mayor peso son la precipitación pluvial y la evapotranspiración durante las temporadas en las cuales se desarrollan los cultivos. Siempre y cuando se tomen en consideración los factores arriba mencionados, es posible alcanzar elevados rendimientos y una elevada calidad de los productos, aún con esta tecnología tan "anticuada”. 3.2 LOS MÉTODOS DE RIEGO POR GRAVEDAD 3.2.1 El riego por anegamiento El riego por anegamiento entre bordes se practica sobre un surco en toda su anchura (que puede oscilar entre 4 y 18 m) y con una pendiente que no deberá exceder el 1%. Al abrir la compuerta de ingreso del agua, o bien por medio de sifones, se llena el borde con el agua del canal de abastecimiento. Este método, que se adapta únicamente a condiciones topográficas propicias, requiere la nivelación previa, así como de un considerable caudal durante el riego. Mediante el humedecimiento inicial y rápido de la superficie, se evitan pérdidas de agua por percolación por debajo de la profundidad que alcanzan las raíces de los cultivos. La eficiencia del sistema se determina por mediciones sobre el terreno a fin de determinar el tiempo de avance y de retroceso del agua a lo largo del borde. Esta técnica se emplea para el riego de cultivos de arroz, alfalfa, bananos y otros cultivos de campo abierto (ver Fig. 14a). 3.2.2 El riego por bordes a nivel Este método es similar al anterior, pero en este caso los bordes se delinean a lo largo de las curvas de nivel, (ver Fig.14b). 3.2.3 El riego por surcos Esta forma de irrigación distribuye el agua sobre la parcela por medio de surcos angostos. Cada uno de ellos provee de agua a una o dos hileras del cultivo. A fin de alcanzar una elevada eficiencia es necesario aplicar el agua en dos fases. Durante la primera de éstas se envía un caudal elevado a lo largo del surco, a fin de mojar rápidamente la superficie del suelo. A continuación se envía un caudal menor, por un lapso más prolongado con el objeto de mojar las capas del suelo ocupadas por las raíces del cultivo (ver Fig.14c). Fig. 14 (a)(b)(c). Métodos de riego superficial 11
  • 16. CAPITULO 4 - EL RIEGO POR ASPERSIÓN 4.1 OBJETIVO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN. El objetivo de este método de riego es aplicar, en forma similar a la lluvia, la lámina de agua necesaria, cubriendo el 100% de la superficie del terreno con la mayor uniformidad de distribución posible por medio del traslape o superposición entre aspersores contiguos. 4.1.1 Definición de aspersor. El aspersor emite un chorro de agua a presión, por una o más boquillas, montadas sobre el cuerpo del emisor, el cual gira continuamente, cubriendo paulatinamente un círculo del terreno por regar. El aire es el medio por el cual se dispersa el agua del chorro en forma de pequeñas gotas que caen sobre el suelo dentro de dicho círculo. Debido a esta propiedad, y con el fin de aplicar una lámina uniforme se requiere del traslape o superposición de los chorros entre emisores contiguos. El riego por aspersión comenzó a introducirse al principios del Siglo XX como riego presurizado en jardinería. Más tarde, este método fue siendo adaptado al riego de cultivos de campo, frutales, cultivos protegidos y otros. El riego por aspersión sólo se difundió a gran escala después de la Segunda Guerra Mundial, conjuntamente con la baja de precio del aluminio, a la vez que los suelos fértiles y planos, regados por gravedad, se hacían cada vez más escasos. El riego por aspersión permite la operación simultánea de varios laterales o ramales provistos de aspersores, y facilita la adaptación del ritmo de precipitación a la velocidad de infiltración del suelo. a) Ventajas El riego por aspersión se adapta a condiciones topográficas diversas, a terrenos irregulares, con fuertes pendientes que no pueden regarse por métodos superficiales. • • • • • • • • • • • • • • • El regante dispone de una extensa gama de emisores y boquillas, lo cual permite ajustar el ritmo de precipitación a la capacidad de infiltración del suelo, como así también la distribución uniforme del agua sobre el terreno, lo cual conlleva a una alta eficiencia en el uso del agua (ver Capítulo 13). El equipo es sencillo y fácil de operar. Los operarios requieren únicamente de un corto período de capacitación. Medición exacta del volumen de agua aplicado. Facilidad para movilizar los equipos, lo cual permite trasladarlos de un campo a otro. Equipos fijos en las parcelas reducen considerablemente la mano de obra requerida. Es posible aplicar volumenes reducidos de agua, a la frecuencia requerida para la germinación de los sembrados, protección contra heladas y control de la humedad ambiental. EI flujo del agua por un sistema de tuberías cerrado impide que partículas capaces de obstruir las boquillas penetren en el sistema de conducción (ver Capítulo 11). Aplicación de fertilizantes conjuntamente con el agua de riego (ver Capítulo 12). Integración fácil a sistemas de control automático del riego (ver Capítulo 10). b) Limitaciones Considerable inversión inicial. Mayor costo de la energía consumida en la presurización del sistema. Sensibilidad al viento. Las pérdidas de agua por evaporación desde la superficie del suelo y del follaje, siempre y cuando se moje éste durante el riego. Mayor posibilidad de aparición de enfermedades al mojar el follaje 12 . .
  • 17. La acumulación de sales y quemazón de las hojas cuando el follaje se moja.• • • • • El lavado de pesticidas aplicados al follaje La interferencia con las labores de campo, tales como el cultivo, la aplicación de pesticidas, actividades de cosecha, etc., cuando el riego es de cobertura total. El sellado de la superficie del suelo, y como consecuencia el escurrimiento superficial y la erosión del suelo. El derroche de agua más allá de los límites de la parcela 4.2 DEFINICIONES a. Presión: Fuerza aplicada por unidad de superficie, expresada en bar, kg/cm2 , atmósferas (atm), psi (ver Tabla 5); Tabla 5. Clasificación de los aspersores según rangos de presión operativa Categoría Presión (bar) Aplicación Baja < 2 Microemisores Mini-aspersores Aspersores “turbo” Mediana 2 a 5 Aspersores de impacto Alta > 5 Aspersores gigantes (cañones) b. Descarga (Caudal): Volumen de agua que fluye por un punto determinado, dentro de un canal, una tubería, o un emisor por unidad de tiempo, expresado en m3/h o en l/h, (ver Tabla 6); Tabla 6. Clasificación de los aspersores según su descarga Categoría Descarga (l/h) Aplicaciones Baja de 20 a 500 Riego de frutales, viveros, cultivos protegidos y jardines Mediana De 500 a 5.000 Riego de cobertura en cultivos de campo, forrajes, hortalizas Alta 5.000 Aspersores a espaciamientos amplios y en riego mecanizado c. Diámetro de mojadura: Diámetro del círculo de mojado por un aspersor determinado, expresado en metros. d. Impactos por minuto: El número de golpes del martillo por minuto de un "aspersor a impacto”. Característica afectada por la presión operativa que influye sobre el diámetro de mojadura y sobre la distribución del agua dentro de éste. Se considera que el aspersor opera adecuadamente cuando el martillo ejerce de 30 a 60 impactos por minuto, y completa un giro dentro de este intervalo. e. Lateral / ramal: Tubería dotada de emisores equidistantes y de descarga uniforme, con una sola entrada y un único extremo final. f. Espaciamiento entre aspersores: La distancia en metros entre aspersores contiguos entre lateral/ ramal y entre laterales. Por ejemplo: 12 m x 18 m. (ver Fig.15). 13 . .
  • 18. Posición rectangular Posición diagonal (o triangular) Fig. 15. Espaciamiento entre aspersores g. Ángulo de tiro /salida: El ángulo mediante el cual el chorro de agua con respecto la horizontal que sale por la boquilla determina el diámetro de mojadura del aspersor, la uniformidad de distribución del agua alrededor de éste, y su sensibiliidad al viento. A medida que aumenta el ángulo de tiro entre 0° y 45°, aumenta también el diámetro de cobertura, y también simultáneamente el impacto negativo que el viento ejerce sobre la forma del chorro y el arrastre de gotas de agua más allá de la superficie deseada. Se ha determinado que el ángulo de tiro óptimo para el riego superior del follaje en cultivos de campo, y las copas de los árboles es de aproximadamente 30° por sobre la horizontal. Para el riego por debajo de la copa de los árboles las boquillas se montan en un ángulo entre 4° y 7° (ver Fig.16). Fig. 16. Angulos de tiro h. Intensidad de la precipitación: Fuerza con la cuál las gotas impactan sobre el suelo. La intensidad depende del número y del tamaño de las gotas, su velocidad y el ángulo de caída, expresada cualitativamente como alta, media y baja (ver Fig. 17). Intensidad alta – Gotas gruesas Intensidad baja – Gotas finas i. Precipitación horaria. Volumen de agua aplicado por unidad de superficie y de tiempo, expresada en mm/h. 1 mm/h equivale a 1 It/m3 /h = 10 m3 /ha/h. Se calcula mediante la Fórmula 2: Fig. 17. Intensidad de riego 14 . .
  • 19. Fórmula 2 - Precipitación horaria: PH = Q/ (Ee x El) Donde: PH = precipitación horaria [mm/h] Q= descarga del aspersor [l/h] Ee = espaciamiento entre aspersores [m] El = espaciamiento entre laterales [m] j. Intervalo de riego: Lapso de tiempo, en días, entre dos riegos sucesivos, o sea el período entre el inicio de un riego y el siguiente sobre una misma superficie de una parcela. k. Ciclo de riego: El tiempo requerido para regar un área determinada (parcela), expresado generalmente en días (u horas). l. Turno de riego: Cuando no es posible cubrir toda el área al mismo tiempo, el riego se divide en turnos. La técnica de riego basada en el traslado manual de los laterales/ ramales consta de una serie de turnos de riego (ver numeral 4.6 “Técnicas del Riego por Aspersión” en la página 22). m. Velocidad del viento: Expresada generalmente en metros por segundo [m/s], y ocasionalmente como recorrido diario del viento [km/día] (ver Fig. 18 y Tabla 7). Fig. 18. Influencia del viento sobre la uniformidad de distribución del agua Tabla 7. Categorías de velocidad del viento Categoría Velocidad del viento (m/s) Sin viento 0 a 1.0 Vientos medianos De 1.0 a 2.5 Vientos fuertes De 2.5 a 4.0 Vientos muy fuertes Superiores a 4.0 (*) (*) no se recomienda regar por encima del follaje n. Diámetro nominal de la tubería: El diámetro nominal de las tuberías de acero y asbesto-cemento, hasta de 10 pulgadas (250 mm), se refiere al diámetro interior de éstas. [1” (pulgada) = 25.4 mm]. Para diámetros mayores, así como para las tuberías de aluminio y materiales plásticos, el diámetro nominal se refiere al diámetro exterior, expresado en mm o pulgadas. 15 . .
  • 20. 4.3 LOS ASPERSORES Los aspersores se clasifican de acuerdo con su función, su modo de operación, la presión de funcionamiento, la descarga y los materiales empleados en su manufactura. En la actualidad se producen aspersores metálicos y de materiales plásticos. Los aspersores se conectan a las tuberías de abastecimiento por medio de tubos elevadores cuya altura responde a la altura del cultivo y a las recomendaciones del fabricante. 4.3.1 Modelos y aplicaciones De acuerdo con el tipo de aspersor y los usos a los que están destinados, es posible clasificarlos de la siguiente forma: 4.3.2 Aspersores de uso general Aspersores de impacto para el riego de cultivos de campo, forrajeros y hortalizas por encima del follaje de las plantas, a un ángulo de 30°, con 1 ó 2 boquillas (ver Fig. 19). Aspersores de ángulo bajo/reducido, para el riego de frutales, a ángulos entre 4° y 7°, por debajo de las copas de los árboles. Este grupo incluye aspersores de impacto, turbo (ver Fig. 20), mini- y micro-emisores (ver Capítulos 17). Fig. 19. Aspersor por impacto a martillo Fig 20. Aspersor turbo a martillo 4.3.3 Aspersores Gigantes (Cañones) Estos son aspersores de impacto, fabricados en bronce y dotados de 2 ó 3 boquillas. Operan a alta presión (4-8 bar) y su descarga varía entre 6 y 250 m3 /h. Se los emplea para el riego de cereales, forrajes y pastizales ya sea como aspersores únicos, en posiciones fijas, sobre laterales de traslado manual, o montados sobre máquinas regadoras (ver Fig. 21 y Capítulo 5). Fig. 21. Aspersor gigante 16 . .
  • 21. 4.3.4 Aspersores Sectoriales La mayoría de los modelos de aspersores de impacto se producen también en modelos sectoriales, en los cuales se puede ajustar el ángulo de giro. Estos aspersores se instalan al comienzo y/o al final de los laterales (ramales) y a lo largo de los bordes de la parcela, a fin de economizar el agua y evitar el que se mojen los caminos de acceso y parcelas adyacentes (ver Figs. 22 y 23). . Fig. 22 Aspersor estático Fig. 23. Aspersor estático ajustable 4.3.5 Aspersores Regulados o Compensados Son aspersores dotados de un accesorio para controlar la presión y equilibrarla a lo largo del lateral/ramal y dentro de la parcela. Simplifican el diseño de riego cuando el terreno presenta una topografía irregular o pendientes pronunciadas (ver Capítulo 9). 4.3.6 Aspersores Emergentes (pop-up) Este tipo de aspersores se instala comúnmente para el riego de superficies de césped, de áreas verdes, canchas de golf, etc. Al inicio del riego, el aspersor (que puede ser prácticamente de cualquier tipo) emerge de su caja protectora y cuando disminuye la presión al finalizar el riego, retorna a la misma. La tapa, que viene montado sobre el aspersor, cierra el recinto, quedando a ras de tierra. De esta forma el aspersor no interfiere con las cortadoras de césped ni con el tráfico sobre el terreno. Los distintos modelos, incluso los sectoriales, vienen dotados de elevadores cuya altura varía según las recomendaciones del fabricante, (ver Figs. 24 y 25). Fig. 24.Aspersor Emergente Fig. 25. Aspersor emergente regando césped 17 . . Los catálogos distribuidos por los fabricantes de aspersores incluyen las especificaciones de los diferentes modelos y los datos requeridos para su selección, incluyendo: la descarga (q);
  • 22. el diámetro efectivo de cobertura (d) dentro del rango recomendado de presiones (P); los espaciamientos entre emisores y entre laterales / ramales adecuados; la precipitación horaria con dichos espaciamientos y la uniformidad de distribución del agua. 4.4 CARACTERÍSTICAS DE LOS ASPERSORES DE IMPACTO Los aspersores de impacto operan con agua a presión. El chorro de agua, emitido por una boquilla, impulsa la pieza móvil del aspersor,por lo general, un "martillo” (ver diagrama de la Fig. 26). El chorro de agua emitido por la boquilla (1) impacta sobre el extremo del martillo (2) y lo impulsa a girar sobre su eje vertical (3), alejándolo del chorro. El martillo está conectado a un resorte (4) y su movimiento giratorio "carga” el resorte, el cual lo impulsa de regreso a su posición inicial. El impacto del martillo sobre el cuerpo (5) o el amortiguador (6) del aspersor hace girar a éste sobre su eje (7) (también denominado tubo conector), que se encuentra dentro de la base (9) del aspersor. Los primeros aspersores se construyeron en metal. Hoy en día se prefieren los materiales plásticos, ya que las piezas móviles y las boquillas en estos materiales son más resistentes al desgaste. Para asegurar la calidad de riego, así como prolongar su vida útil, se debe prestar atención adecuada al mantenimiento de los aspersores. Lista de componentes 1. Eje del martillo 2. Manguito del martillo 3. Resorte 4. Martillo 7. Cuerpo 8. Manguito 11. Resorte de empuke 14. Base de conexión 15. Tubo conector 16. Arandelas de sellado 17. Arandela “lubricante” de teflón 25. Cubierta 28. Boquilla 32. Boquilla de aspersión (2.5 mm) Fig. 26. Componentes del Aspersor de Impacto Boquillas (1): Un aspersor de impacto puede estar dotado de 1, 2 ó 3 boquillas, según el modelo, el cual varía según la aplicación deseada. Para el riego de cultivos de campo y de frutales por sobre las copas de los árboles, las boquillas deben estar montadas sobre el cuerpo a un ángulo de 3° sobre la horizontal. Para el riego de frutales por debajo de las copas, se emplean aspersores con boquillas montadas de 4° a 7°. 18 . .
  • 23. El diseño de la boquilla y su tamaño determinan su descarga [l/h], el tamaño de las gotas y la uniformidad de distribución del agua de riego. Las boquillas se desgastan con el tiempo, y por lo tanto la descarga del emisor aumenta, lo cual afectará la distribución del agua. Este proceso se acelera cuando el agua contiene arena o diversos sedimentos. Las boquillas de materiales plásticos son más resistentes que las metálicas. Las boquillas con orificios de sección circular producen un chorro de gran longitud (tiro largo). Para incrementar aún más el diámetro de cobertura del aspersor se le da la forma de un cono truncado (ver Fig. 27). Las boquillas con orificios de sección elíptica o de media luna tienen por objeto cubrir el área cercana al aspersor, es decir, son de corto tiro. Se acostumbra estampar el diámetro del orificio sobre las boquillas de metal. Las boquillas en materiales plásticos se identifican por su color, el cual se puede correlacionar con su diámetro en el catálogo del fabricante. Cuando el orificio no posee sección circular se especifica el diámetro equivalente de un orificio circular con idéntica descarga. Fig. 27. Tipos de Boquillas La descarga de la boquilla (Q), depende de la presión del sistema (P), del diámetro de la boquilla, (d) y de su coeficiente de fricción (C), característicos de cada boquilla (ver Fórmula 3). Fórmula 3 - Descarga de la boquilla: Donde: Q = Descarga de la boquilla [velocidad del flujo] expresada en l/h p = presión de la corriente de agua expresada en m d = diámetro nominal de la boquilla, [mm.] C = coeficiente de fricción. Su valor para boquillas de hasta 5.5 mm= 0.95 Para boquillas medianas. 5.5-8 mm = 0.9 Para boquillas mayores, c = 0.85 Para calcular la descarga (q) de la boquilla como consecuencia de un cambio de presión, se emplea la Fórmula 4: Fórmula 4 - relación de la descarga: 19 . . C5.12XpXdQ 2 = 1 2 12 p p QQ =
  • 24. Donde: Q2 = Q1 x (P2 / P1)1/2 Q2 = Caudal a la presión P2 Q1 = Caudal a la presión P1 Martillo(2): El martillo es la pieza que hace girar al aspersor, y que además mejora la distribución del agua por el aspersor. Se emplean dos tipos principales de martillos. Tipo cuchara: El extremo del martillo en contacto con el chorro de agua es rígido, por lo general en forma de cuchara cóncava, y es el tipo preferido para presiones medianas (ver Fig. 28). Tipo cuña: El extremo del martillo en contacto con el chorro de agua tiene forma de prisma triangular, montado sobre un eje. Este es el tipo apropiado en condiciones de baja presión y para diámetros reducidos de cobertura. Está más expuesto a daños mecánicos y a problemas de funcionamiento (ver Fig. 29). Fig. 29. Impulsor de doble acción (cuña) Fig. 28. Impulsor a cuchara Fig. 30 Aspersor de círculo parcial Eje del martillo (3): El martillo gira sobre su eje, que se encuentra en la parte superior del cuerpo. Resorte del martillo (4): El resorte es el accesorio que hace retornar al martillo a su posición inicial cada vez que el chorro de agua que sale por la boquilla lo impulsa a girar. Los resortes son normalmente fabricados en bronce, pero si se emplean aguas corrosivas o recicladas se recomienda el uso de resortes de acero inoxidable. Cuerpo (5): El cuerpo va montado sobre el tubo de conexión, y porta las boquillas y el martillo. Existen dos modelos: el de "corona " y el de "puente ". En el modelo de “corona”, un extremo del resorte del martillo está conectado a la corona, la cual se encuentra en el extremo superior del eje del martillo. Esto facilita su ajuste de acuerdo a la boquilla y la presión de trabajo del aspersor (ver Fig. 32). Bajo condiciones extremas de polvo y/o heladas se protege la corona y el resorte con un "capuchón " o cubierta de plástico (ver Fig. 33). El modelo puente, refuerza y mantiene el extremo superior del eje del martillo en su lugar y protege su resorte, aunque ello hace sumamente complicado su ajuste (ver Fig. 31). Fig. 33. Aspersor de corona protegida Fig. 32. Aspersor de coronaFig. 31. Aspersor de puente 20 . .
  • 25. Amortiguador (6): El amortiguador reduce el desgaste del cuerpo en el lugar de impacto del martillo. (No se lo emplea en los modelos en materiales plásticos) . Eje del aspersor (tubo conector) (7), y juntas (8): El tubo conector, montado dentro de la base, es el eje de giro del aspersor. Para disminuir la fricción entre ambas piezas y facilitar el giro del aspersor, así como para evitar fugas de agua, se montan de 1 a 3 juntas (S) (en diferentes materiales) entre ambas piezas. Base (9): La base es la pieza fija que viene acoplada al elevador (por medio de una rosca macho o hembra de 1/2" a 4 " de diámetro). Muelle: (10) El muelle cumple la doble función de presionar el cuerpo sobre las juntas para evitar fugas de agua, y mantener al protector contra arena en su lugar. Cubierta, protector contra arena (11): A fin de proteger el eje del aspersor y las juntas se incluye una cubierta de plástico que evita que partículas penetren entre el tubo y el cuerpo, lo que lo protege contra un desgaste excesivo. 4.5 SELECCIÓN E INSTALACIÓN DE LOS ASPERSORES Deberán tomarse en consideración los siguientes factores básicos durante la selección del aspersor, a fin de adecuarlo a las condiciones en las que ha de operar. • Intensidad y dirección del viento durante la temporada de regadío. • Orientación de las hileras y su espaciamiento. • El rango recomendado de presiones • Descarga y diámetro de cobertura en función de la presión seleccionada • Espaciamiento entre los aspersores, en consideración del cultivo y del viento imperante. Calidad del agua de riego • Infiltrabilidad del suelo. La precipitación horaria se ha de conservar siempre por debajo de la capacidad de infiltración del suelo [mm/h], calculándose con la Fórmula 2 (ver página 15). Al seleccionar el aspersor y determinar el espaciamiento entre ellos, se han de tomar en consideración las condiciones del viento prevalecientes durante las horas de riego. Una vez realizado el diseño, el espaciamiento de los aspersores sobre el lateral / ramal permanecerá constante, y sólo bajo condiciones de vientos variables será posible reducir el espaciamiento entre los laterales/ ramales (en instalaciones móviles). La disposición de los emisores en forma de triángulo permite un espaciamiento mas amplio entre aspersores /laterales en condiciones de viento, (ver Tabla 8). Tabla 8. Espaciamiento recomendado entre aspersores Emplazamiento Velocidad del viento (m/s) Espaciamiento Sin viento 60% de diámetro de mojadura 2 50% de diámetro de mojadura 3.5 40% de diámetro de mojadura Rectangular Más de 3.5 30% de diámetro de mojadura Sin viento 65% de diámetro de mojadura 2 55% de diámetro de mojadura 3.5 45% de diámetro de mojadura Triangular (Diagonal) Más de 3.5 30% de diámetro de mojadura El emplazamiento escalonado facilita un mayor espaciamiento entre aspersores bajo condiciones de viento 21 . .
  • 26. 4.6 TÉCNICAS DEL RIEGO POR ASPERSIÓN Se emplean tres criterios para la clasificación del riego por aspersión: • Tipo de cultivo (cultivos a campo abierto, frutales, hortalizas, cultivos protegidos, etc.) • Posición del emisor: Aspersión por encima del follaje, aspersión por debajo de la copa del árbol, etc. • El grado de movilidad: traslado a mano, fijo durante la temporada, permanente en la parcela, por remolque, pivote central, etc. El equipo disponible, los requerimientos del cultivo, consideraciones económicas y la disponibilidad de mano de obra entrenada y sus costos determinan la selección del método de riego. Este es el tema del cual nos ocuparemos a continuación. INTRODUCCION A LA CLASIFICACION DE LAS TECNICAS DE RIEGO POR ASPERSION Existen diversas clasificaciones de las técnicas del riego por aspersión. La clasificación presentada en esta publicación se refiere únicamente a los laterales / ramales de riego (sin incluir las tuberías de conducción ni la unidad de bombeo). 1. Laterales / ramales fijos y permanentes. 2. Laterales / ramales portátiles y mecanizados. 3. Riego mecanizado, de avance contínuo durante el riego. 4.6.1 Laterales / ramales fijos y permanentes: 1a. Laterales/ ramales fijos: se mantienen en su sitio durante toda su vida útil. Este método se emplea sobre todo en plantaciones frutales, y también en cultivos protegidos empleando micro-emisores. 1 b. Laterales / ramales permanentes: permanecen en su sitio durante toda la temporada del cultivo. Este método se emplea para el riego de hortalizas y plantas ornamentales, empleando mini-emisores (o goteros). Ambos se presentan en dos variantes: i Todos los emisores sobre el lateral/ramal operan simultáneamente ‫.ב‬ No todos los emisores operan simultáneamente; este método es también denominado "brinco de rana", en el cual cada emisor ocupa una posición diferente en cada turno de riego. (Ver Capítulos 5 y 6). 4.6.2 Laterales/ramales portátiles y mecanizados: Todos aquellos que riegan desde una posición fija y se trasladan de una posición a la siguiente entre turnos de riego. Se conocen dos tipos principales de traslado: 2a. Traslado frontal, o en paralelo 2b. Traslado longitudinal o por remolque Ambos se presentan en dos variantes: i . Traslado manual ii Traslado mecanizado 2a- i. Traslado frontal manual: El lateral / ramal consiste en tramos de tubería conectados por acoples. Cada tramo es trasladado manualmente de posición a posición entre turnos de riego. 2a-ii. Traslado frontal mecanizado: La tubería del lateral / ramal sirve como eje de una serie de ruedas de suficiente diámetro, y dispone asimismo de un motor de combustión interna que traslada la tubería en toda su longitud de una posición a otra entre los turnos de riego. 2b-i. Traslado longitudinal manual: La tubería, montada sobre ruedas o patines, es trasladada manualmente a su largo, de posición a posición, entre turnos de riego. 2b-ii. Traslado longitudinal mecanizado: Igual a la anterior, más se emplean tuberías de mayor diámetro y longitud, lo cual requiere de un tractor para el remolque. 22 . .
  • 27. CAPÍTULO 5- EL RIEGO MECANIZADO 5.1 INTRODUCCIÓN Cambia de posición durante el turno de riego y permanece fijo entre turnos de riego. Se conocen tres tipos principales de riego mecanizado: • 3a - Cañón auto-propulsado • 3b - Laterales de avance frontal • 3c - Laterales de avance radial o de “pivote central". A continuación nos ocuparemos de la segunda de las técnicas descritas. 5.2 LATERALES PORTÁTILES Y MECANIZADOS 5.2.1 El aspersor único Fig. 34. Aspersor gigante La técnica más sencilla es la de acoplar un solo aspersor al extremo de una manguera, aplicar la lámina deseada, a continuación mover el aspersor a la posición siguiente, y así sucesivamente hasta cubrir la parcela entera. El aspersor puede ser de cualquiera de los tipos mencionados, desde un miniaspersor regando una hilera de frutales hasta el aspersor gigante (cañón, mencionado en la Sección Modelos y Aplicaciones) (ver Fig. 34). Puede estar instalado sobre una base sencilla, sobre patines o sobre ruedas, según las configuraciones del terreno y el diámetro de cobertura. Esta técnica está expuesta a inexactitudes, sobre todo en lo que se refiere a la colocación del aspersor en la posición predeterminada y en el cuidado requerido para que la manguera este desplegada en amplias curvas, y sin dobleces que puedan estrangular el flujo dentro de ella. Una modificación de la técnica anterior consiste en reemplazar al aspersor único por una "barra” de aspersores, similar a las barras de las fumigadoras. En esta instancia, la base se convierte en una torre que mantiene la barra a la altura requerida. Algunas de estas barras giran sobre un eje (parte integral de la torre), lo cual aumenta el diámetro de cobertura y a la vez reduce la precipitación horaria. Esta técnica se presta sobre todo para cultivos de baja altura, como los pastizales (ver Capítulo 7). 5.2.2 Laterales /Ramales de traslado frontal o en paralelo Traslado manual: Se emplean tramos de tubería (en aluminio o PVC) de 2” ó 3” de diámetro y de 6 a 12 metros de longitud, los cuales riegan en posición fija y se trasladan manualmente, entre los turnos de riego, de una posición de riego a la siguiente. Cada lateral ocupa un determinado número de posiciones durante el ciclo de riego. Al comienzo del ciclo siguiente, se trasladan los laterales a la posición inicial del ciclo. En la Fig. 35 se observa que el lateral que termina en la posición 16 del lado derecho debe retornar a la posición 1 del lado izquierdo. Este es la técnica denominada “del reloj ", que se practica por lo general en lotes de superficie reducida con cultivos de campo u hortalizas, que no se prestan al remolque (ver a continuación), e inclusive en algunas plantaciones frutales. Esta técnica requiere mucha mano de obra y de un considerable esfuerzo físico. 23
  • 28. Fig. 35. Disposición de 5 laterales en aluminio de 2” de traslado manual, con 4 posiciones c/u y Aspersores espaciados a 6 x 12 m Mano de obra requerida: Se requieren aproximadamente cuatro horas por hectárea en la temporada de riego del algodón, con aspersores espaciados a 12 m sobre el lateral, y 18 m entre laterales, incluyendo el transporte de la tubería a la parcela, su traslado durante cada ciclo de riego, el traslado de la tubería de la última a la primera posición (según el método “del reloj”). Para el riego de una hectárea de hortalizas se requieren 2 horas, con los aspersores espaciados a 6 m sobre el lateral y 12 m entre laterales. 5.2.3 Recomendaciones para el traslado manual de los laterales: Se recomienda desconectar y reconectar cada tramo del lateral desde el centro de gravedad de éste, empleando acoples de gancho (ver Capítulo 9). Durante la reconexión de los tramos se recomienda dejar la válvula de entrada entreabierta, a fin de que los mismos se vayan lavando, expulsando todas las partículas que se hayan acumulado dentro de ellas (ver Fig. 36). Al retornar del último tramo al inicio del lateral, se recomienda enderezar y afirmar los emisores en posición perpendicular al suelo, comprobando a la vez que no haya boquillas obstruidas. En cultivos altos, como el maíz, se recomienda abrir cada 12 m un sendero para el personal que traslada los tramos de tubería, y facilitar su trabajo sin dañar al cultivo. Fig. 36. Acople de tubería de aluminio Si se emplean tramos de 12 m de longitud para el traslado manual, se recomienda montar el elevador sobre el centro del tramo. Nunca se deben trasladar tuberías en posición vertical, para evitar que hagan contacto con la red eléctrica (en caso que cruce el campo). Al término de la temporada de riego, se recomienda revisar, almacenar y efectuar el mantenimiento del equipo. 5.2.4 Laterales/Ramales de traslado frontal mecanizado El lateral/ramal de traslado frontal mecanizado (“side-roll”) está constituido por una tubería en aluminio o en acero galvanizado de 3 " a 6” de diámetro. La tubería constituye el eje de una serie de ruedas metálicas de 0, 5 a 1 m de radio (según la altura del cultivo que se ha de regar). Comúnmente, la longitud del lateral es de 300 a 400 m, aunque en ciertos casos puede alcanzar hasta 600 m. A lo largo de la tubería se montan los 24
  • 29. aspersores sobre acoples de giro libre dotados de un contrapeso, lo cual asegura que el aspersor permanezca siempre en posición vertical. Las características del aspersor determinan la distancia que ha de avanzar el equipo entre una posición y la siguiente, que por lo general está entre 12 y 24 m. El riego se realiza durante 3 a 12 horas, el tiempo requerido para aplicar la lámina deseada. Es posible controlar el volumen de agua a aplicar por medio de una válvula dosificadora (ver Fig. 37 y Capítulos 8 y 9). Fig. 37. Lateral mecanizado de avance frontal Al término de cada operación de riego, el operador deberá desconectar la tubería de alimentación y poner en marcha un motor de combustión interna, que va acoplado al tubo-eje por medio de una trasmisión. El motor hace girar el eje, y todo el sistema avanza frontalmente hacia la siguiente posición de riego, conectándose entonces la tubería a la toma de agua correspondiente. El lateral / ramal de avance frontal se presta para el riegosobre pendientes menores del 5% y para cultivos de baja altura, aquellos que no crecen más allá del eje de la tubería (es decir del radio de las ruedas empleadas). 5.2.5 Laterales / Ramales de remolque manual El traslado de laterales/ramales por remolque manual se practica principalmente en plantaciones frutales. Este método constituye una ampliación de la técnica del aspersor único descrita precedentemente, ya que a lo largo de la manguera se disponen varios emisores equidistantes. Se emplean mangueras de polietileno Clase 6 de 16, 20 o 25 mm de diámetro nominal, con dos a cuatro aspersores montados a un extremo de la manguera, y el otro conectado a un hidrante. Al comienzo del ciclo de riego se despliega la manguera a toda su longitud entre dos hileras de árboles. Al término del primer turno de riego se repliega la manguera a lo largo de la hilera de árboles a la posición siguiente; y así, de posición en posición hasta el final del ciclo de riego. Luego se ha de retornar la manguera a su posición inicial para que esté lista para el comienzo del próximo cielo de riego. El número de posiciones depende sobre todo de las condiciones que rigen dentro de la parcela (por lo general, de 2 a 6 por lote). Durante el riego, el trabajador se traslada únicamente sobre suelo seco, no necesita cruzar las hileras de plantación trasladando tramos de tubería de aluminio como se hacía anteriormente con la técnica del traslado frontal manual. El método es económico, ya que el número de emisores es reducido, aunque por otra parte el desgaste de las tuberías es mayor, debido sobre todo a los plegamientos de la línea cuando no se toman las precauciones para que estén extendidas en arcos de un radio suficiente. Se requiere una mano de obra bien adiestrada y confiable para colocar los emisores de acuerdo con sus posiciones de diseño. Por este motivo, esta técnica está siendo reemplazada por sistemas fijos para el riego de frutales (ver Capítulo 5). 25
  • 30. 5.2.6 Laterales / Ramales de remolque longitudinal mecanizado El lateral consiste por lo general en tramos de tubería de aluminio de 12 m de longitud. Existen dos tipos de tecnología para la producción de tuberías de aluminio; las tuberías producidas mediante láminas curvadas y “cosidas” por soldadura, y aquellas manufacturadas por extrusión. Siempre han de preferirse estas últimas por ser más resistentes a las tensiones que experimentan durante su remolque. Los tramos son conectados entre sí mediante acoples reforzados, y para evitar que se zafen durante el traslado, se dota a los mismos de un resorte que los mantiene en su sitio. Cada tramo de tubería requiere un estabilizador, un par de ruedas o de patines. Estos pueden estar fijados en el centro de cada tramo de tubería o bien sobre los acoples. En este último caso, y debido a la flexibilidad del material, los extremos de cada tramo de tubería quedan a mayor altura que su centro, lo cual dificulta su drenaje. El drenaje entre las operaciones de riego es necesario para reducir el peso de la tubería y las tensiones mecánicas sobre el material. Por lo tanto se hace necesario instalar en el centro de cada tramo una válvula de drenaje de apertura automática una vez despresurizado el sistema. Ello no es necesario cuando el estabilizador o las ruedas se montan en el centro del tramo (ver Fig. 39). Tanto el aspersor como el elevador correspondiente pueden ir montados sobre el acople, o bien a la mitad del tramo de tubería. El montaje sobre el acople facilita el transporte de la tubería sobre un remolque, ya que es posible transportar los acoples por separado, (ver Fig. 38). Fig. 36. Lateral / ramal de traslado longitudinal sobre ruedas Fig. 38 Lateral / ramal de traslado longitudinal sobre ruedas Fig. 39. Accesorios de ramales de riego El traslado del lateral requiere desconectarlo de la toma de agua, remolcarlo por uno de sus extremos a la posición de riego siguiente, y conectarlo a la toma correspondiente. La cantidad de posiciones es el doble del número de las tuberías porta-hidrantes. El diseño más común es el de seis posiciones, pero ello depende sobre todo de las dimensiones de la parcela. Pueden encontrarse parcelas con no más de 4 posiciones, y otras con 8 o aún más (ver Fig. 38). 26
  • 31. Fig. 40. Sistema de remolque longitudinal sobre tuberías de aluminio de 3” (2 series de 6 laterales y 6 posiciones c/u, con aspersores espaciados a 12 x 18 m) 5.3.1 COMPARACIÓN ENTRE UN SISTEMA FIJO Y UN SISTEMA DE REMOLQUE Para un espaciamiento de 18 m entre laterales, se requieren aproximadamente 1150 m de tubería en posición fija para cubrir dos hectáreas. En cambio, para un sistema a remolque de 6 posiciones con el mismo espaciamiento entre laterales, sólo se requieren aproximadamente 210 m (una quinta parte). Este cálculo está basado en hidrantes espaciados cada 36 m. Cada segundo lateral requiere de un tramo de conexión de 18 m al hidrante (ver Fig. 40). Los sistemas de remolque son económicos para cultivos de alto valor, que requieren ser regados con alta frecuencia. Por lo tanto son de empleo cada vez más frecuente en cultivos extensivos y forrajeros. Desde fines del siglo XX, los equipos mecanizados de riego comenzaron a reemplazar a los equipos a remolque cuando las circunstancias económicas lo permiten (ver Capítulo 8). 27
  • 32. CAPÍTULO 6 - EL RIEGO CON MICRO-EMISORES 6.1 OBJETIVO DEL RIEGO CON MICRO-EMISORES El objetivo del riego con micro-emisores es aplicar, en forma similar a la lluvia, la lámina de agua requerida cubriendo menos del 100% de la superficie del terreno con la mayor uniformidad posible de distribución; originalmente sin traslape entre aspersores contiguos. 6.1.1 Descripción del micro-emisor. El micro-emisor emite agua a presión por una sola boquilla fijada a la base del emisor, cubriendo una parte del terreno a regar. El aire es el medio que dispersa el agua en forma de gotas muy pequeñas que se precipitan sobre el suelo dentro de determinada superficie. Los micro-emisores han sido diseñados para aplicar una lámina de riego lo más uniforme posible, sin traslape entre emisores contiguos (ver Fig. 41). Se conocen dos tipos básicos de micro-emisores: los micro-rociadores, que carecen de piezas móviles y por lo tanto poseen un deflector fijo, y los micro-aspersores, dotados de un deflector que gira sobre un eje, también denominado "rotor". Ambos se producen en una amplia gama de modelos. Tanto el objetivo como la definición del riego con micro-emisores han sido ampliados mediante la introducción de esta tecnología en el riego de cultivos protegidos (ver Sección “Empleo de micro-emisores en cultivos protegidos”). El riego con micro-emisores, o micro-riego, se refiere a una tecnología que utiliza emisores de baja descarga. No existe una definición absoluta para distinguir entre los aspersores convencionales y aquellos que se emplean en micro-irrigación, si bien se consideran como micro-emisores todos aquellos con una descarga superior a los 25 l/h, e inferior a los 250 l/h, incluyendo en esta categoría los micro-rociadores, nebulizadores y micro-aspersores. Fig. 41. Microemisores diversos Fig. 42. Antiguo emisor metálico Los modelos originales fueron producidos en metal y utilizados sobre todo en jardinería, muchos de ellos, con una descarga más elevada que la de los micro-emisores modernos (ver Fig. 42). Los micro-emisores modernos son fabricados en materiales plásticos rígidos. Su costo es mucho más reducido que el de los aspersores, y su tamaño es también menor. La tecnología del micro-riego moderno se desarrolló inicialmente con el fin de dar respuesta al riego presurizado de frutales, y hasta hoy en día, éste constituye su cometido principal. Durante la última década, y con el desarrollo de la tecnología, el empleo de micro-aspersores se ha extendido a la jardinería y al riego de cultivos protegidos. En cultivos de hortalizas a campo abierto se emplean actualmente mini-aspersores para el riego de cobertura (ver Fig. 43). También se producen modelos apropiados para el riego mecanizado (ver los Capítulos 8 y 9). 28
  • 33. Mientras que con el riego de cobertura en cultivo a campo de hortalizas se pretende distribuir uniformemente el agua sobre la superficie del terreno, no puede lograrse lo mismo en el riego de frutales, aunque tampoco es necesario que así sea. El objetivo del riego de frutales es entregar a cada árbol el volumen de agua que necesita, y aplicarlo de acuerdo con la distribución característica de su sistema radicular. Aún existen cultivos frutales en los cuales se riega por encima de la copa de los árboles, empleando aspersores diseñados para el riego de cultivos a campo abierto. Este método se justifica únicamente para la protección de la plantación contra heladas y períodos de calor (ver numeral 6.5 “Protección de Frutales”). Evidentemente, debido a la interferencia del follaje de los árboles, con la lluvia artificial creada por el aspersor es imposible lograr una distribución uniforme del agua sobre la superficie de la parcela. El riego por sobre la copa de los árboles presenta muchas desventajas: Interfiere con el manejo de las plagas, ya que lava los pesticidas aplicados al follaje y a los frutos, exponiéndolos a plagas y enfermedades. Fig. 43. Microemisor montado sobre estaca Se requiere una mayor presión de agua para el riego por sobre las copas, y por lo tanto el consumo de energía es mayor. La instalación, operación y mantenimiento del equipo son más onerosos y complicados. Debido a estas limitaciones, la tecnología de mayor aceptación para el riego presurizado de frutales, es hoy el riego por debajo de la copa de las plantas. Existen dos tipos básicos de micro-emisores, cada uno con sus variantes y accesorios; los micro-rociadores y los micro-aspersores. Alternativamente, puede seleccionarse el riego por goteo. 6.1.2 Micro-rociadores Carentes de piezas móviles, por lo cual están menos expuestos al desgaste y a daños; la diferencia entre ellos estriba únicamente en el deflector empleado. a - Micro-rociador común, en el cual el chorro de agua a presión sale por una boquilla circular, impacta sobre un deflector fijo cuyo diseño impone el tamaño de las gotas, su alcance y diámetro de cobertura. Mientras menor sea el tamaño de las gotas, mas expuestas estarán las mismas a ser arrastradas por el viento (ver Fig. 44a). b - Micro-rociador tipo vórtice, en el cual el chorro de agua entra tangencialmente al cuerpo del emisor, donde se producen las gotas de agua que salen por un orificio al tope del cuerpo y a baja descarga. El tamaño reducido de las gotas disminuye el diámetro de cobertura y aumenta la sensibilidad al efecto del viento (ver Fig. 44b). c -Micro-rociador dinámico, en el que el deflector está retenido por una aguja que pasa por el centro de la boquilla. El deflector y la aguja vibran continuamente, reduciendo la incidencia de los taponamientos, y logrando una alta uniformidad de distribución (ver Fig. 44c). d -Micro-rociador de chorros múltiples (multi-jet), cuyo deflector presenta pequeñas ranuras por las cuales salen, en lugar de gotas pequeñas, múltiples chorros de agua, con lo cual aumenta el diámetro de cobertura del emisor, (ver Fig. 44d). 29
  • 34. e - Micro-rociador sectorial, útil para cubrir sectores de 90°, 180°, 270°, así como franjas angostas de riego, como por ejemplo en plantaciones de árboles de tamaño reducido y espaciamientos cercanos, etc. (ver Fig. 44e). f -Nebulizador, que opera a presiones elevadas, produciendo gotas extremadamente finas. Son empleados por lo general en cultivos protegidos, con el objetivo de elevar la humedad del ambiente y reducir su temperatura. Mientras mas finas sean las gotas, mayor será su efecto, y menor la exposición de las plantas a agentes patógenos (ya que el follaje no se mantiene constantemente mojado), (ver Fig. 44f). Fig. 44(a-h). Microemisores modulares 6.1.3 Micro-aspersores Dotados de deflectores giratorios (rotores), los cuales, montados por encima de la boquilla, emiten uno, dos o más chorros discretos de agua, lo cual permite cubrir un mayor diámetro con gotas de mayor tamaño y menos afectadas por el viento. La diferencia entre un modelo y otro es función del diseño de su rotor, el cual afecta el tamaño de la gota y el diámetro de cobertura. El rotor tiene mayor desgaste que las piezas fijas y está por lo tanto más expuesto a desperfectos; su giro puede ser impedido por malezas e insectos. 6.2 ACCESORIOS PARA EL MICRO-RIEGO 6.2.1 El puente Tanto los micro-rociadores como los micro-aspersores se ofrecen en dos modelos distintos; con o sin puente. La función del puente es sostener el deflector o afirmar el eje del rotor, (ver Fig. 45 - 46). 30
  • 35. Fig. 45. Microaspersor modular de puente Fig. 46. Microaspersor de puente sencillo El inconveniente de este diseño consiste en que el soporte vertical del puente presenta un obstáculo por lo cual queda una "sombra " sin regar y el agua que impacta sobre el soporte se escurre al suelo. En los modelos más modernos, el soporte tiene forma de cuña muy afilada, lo cual reduce este efecto. 6.2.2 Protector del tronco En algunos casos esta "sombra" es deseable, ya que muchos árboles son susceptibles a enfermedades de la base del tronco. Para tal caso inclusive se dispone del accesorio "protector del tronco”, especialmente diseñado para dicho fin (ver Fig. 47 – parte inferior). 6.2.3 Conexión al lateral /ramal y elevadores Es posible instalar micro-emisores sobre elevadores de ½” a ¾” de diámetro. En algunas instalaciones se insertan o enroscan los micro-emisores directamente sobre el lateral (ver Fig. 47). Esta es una práctica común en los cultivos protegidos de invernadero, donde el sistema de riego está suspendido del techo. A este fin se producen modelos especiales que operan en posición invertida. En tanto es posible disponer así cualquier micro-rociador, nunca deberán emplearse micro-aspersores comunes en posición invertida. Se han de emplear únicamente rotores especialmente designados a este fin. Fig. 47. Componentes diversos Fig. 48. Aspersor mini-compacto 31
  • 36. En las plantaciones frutales se acostumbra colocar los micro-emisores sobre estacas (para elevarlos a unos 25 cm sobre la superficie del suelo, y mantenerlos así en posición vertical), conectándolos al lateral/ramal por medio de un micro-tubo de PVC o polietileno (de 4 y 6 mm de diámetro interior / exterior respectivamente) (ver Fig. 48). 6.2.4 Anti-nebulizadores Los anti-nebulizadores evitan que se formen gotas finas y susceptibles de ser arrastradas por el viento. Fig. 49. Microemisor con rosca Fig. 50. Aspersor nebulizador 6.2.5 Regulación / compensación de la presión o de la descarga Los micro-emisores con reguladores de presión o de descarga se emplean para el riego en parcelas de topografía accidentada. 6.2.6 Pulsadores Los pulsadores se emplean para reducir la precipitación horaria de los emisores. 6.2.7 Protección contra obturación Los micro-emisores son menos susceptibles al taponamiento que los goteros, y cuando ello ocurre, se nota fácilmente, y es posible remediarlo en el acto. Se encuentran expuestos a taponamientos por la actividad de diversos insectos, como arañas que tejen sus redes, hormigas que construyen sus nidos, y demás insectos que en busca de humedad colocan sus huevos dentro del cuerpo del emisor. Para evitar estos inconvenientes existen accesorios "a prueba de insectos” (anti-insectos o anti-ant en inglés), los cuales obturan la boquilla al finalizar el riego (ver Fig. 51). Las boquillas de uno de los modelos de micro-emisores vienen dotadas de un asa pequeña que permite hacerla girar 180°, invirtiéndola frente al chorro de agua. Ello permite su autolimpieza sin interrumpir el riego (ver Fig. 52). Fig. 51. Microaspersor a prueba de insectos Fig. 52. Microemisor con boquilla girable para limpieza 32
  • 37. 6.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MICRO-EMISORES a - Ventajas Los micro-emisores se producen en materiales plásticos rígidos. Su precio es mucho más accesible que el de los aspersores, y también su tamaño es menor. Asimismo, es posible emplearlos para la protección de los cultivos (ver numeral 6.4). El manejo de las instalaciones de riego con micro-emisores es menos complicado que aquellas que emplean goteros, ya que la supervisión de la operación del equipo, la incidencia de su obturación y la posibilidad de destapar un emisor tapado son más sencillas. La mayoría de los modelos de micro-emisores son modulares. Muchos de sus componentes son intercambiables (boquillas, deflectores y rotores), lo cual facilita variar la descarga, el tamaño de las gotas, el diámetro de cobertura, etc., según sea necesario y a bajo costo. También existen accesorios adicionales que cumplen requisitos específicos. El micro-riego es una tecnología eficiente para la aplicación precisa y a baja descarga del agua y los fertilizantes (ver Capítulo 11), en plantaciones frutales y para la protección cultivos contra heladas y olas de calor (ver sección 6.5.1, página 36, y Sub- capítulo 6.6). b - Limitaciones Los micro-emisores, en comparación con los emisores comunes y debido a su reducido tamaño y a los materiales empleados en su fabricación, están más expuestos a daños y desperfectos que los aspersores comunes, como por ejemplo cuando durante las cosechas, pisan sobre los emisores y los quiebran. También las barras de las fumigadoras de herbicidas y demás implementos agrícolas pueden dañar al equipo. El rotor de los micro-aspersores tiene mayor desgaste que las piezas fijas y está más expuesto a ser dañado; su giro puede ser impedido por malezas y por insectos. Ya que por lo general se coloca un emisor único por árbol, su obturación conlleva el riesgo de la reducción de su rendimiento, de la calidad de su fruta y en casos extremos, a que se seque la planta, por lo cual se recomienda la supervisión periódica del sistema. En comparación con los sistemas de riego por goteo, el riego con micro-emisores requiere, por lo general, una descarga mayor por unidad de superficie. 6.4 EMPLEO DE MICRO-EMISORES EN CULTIVOS PROTEGIDOS La introducción de micro-emisores al riego de cultivos protegidos ha afectado profundamente el concepto que sirvió de base al desarrollo de esta tecnología. Tratándose de cultivos de alto valor comercial que requieren un nivel muy preciso de control, se exige que también la aplicación del agua sea lo más uniforme posible. Este objetivo puede lograrse únicamente por medio del traslape entre emisores contiguos lo que ha impulsado al desarrollo de nuevos modelos. El espaciamiento entre los emisores ha de ajustarse al área de cobertura y la uniformidad de la distribución del agua por los emisores. Vale mencionar que este proceso ha tenido como consecuencia inesperada el desarrollo del riego con mini-aspersores (ver Capítulo 6). El micro-riego se emplea frecuentemente para aumentar la humedad y disminuir la temperatura en ambientes protegidos. Con este fin se emplean nebulizadores, los cuales producen gotas de muy reducido diámetro. Por lo general los mismos operan intermitentemente por medio de un controlador, sobre la base de intervalos de tiempo, o bien dotados de sensores de humedad y de temperatura. 33
  • 38. Con el propósito de evitar el derrame de agua que queda en el lateral al terminar el riego se instalan accesorios apropiados (accesorios anti-goteo, “leak-preventing device“, o LPD, en inglés), los cuales cierran el paso del agua en los momentos en que la presión baja. De esta manera se previene la acumulación de un exceso de agua en el suelo debajo del emisor. Por otra parte, el lateral no se vacía, lo cual permite crear pulsos más cortos y eficientes (ver Fig. 53). Los fabricantes de emisores pueden suplir los datos sobre la distribución del agua de cada uno de sus modelos. Fig. 53. Microemisor con accesorio LPD en cultivos protegidos 6.5 TÉCNICAS DE RIEGO FIJO DE FRUTALES CON MICRO-EMISORES 6.5.1 Riego de frutales por debajo de la copa de los árboles Se tienden tuberías de polietileno Clase 4 de 16, 20 o 25 mm de diámetro nominal al pie del tronco, y a lo largo de las hileras. Se acoplan micro-emisores de baja descarga (hasta 250 l/h) en forma directa sobre la tubería, o bien se los conecta por medio de micro-tubos cuando el emisor está montado sobre estacas. El espaciamiento entre los emisores será similar al de los árboles, con un emisor por planta o entre dos plantas, según la distancia entre ellas. La precipitación horaria es por lo general baja, de sólo 3 a 5 mm/h. Habitualmente las tuberías que alimentan a los laterales ramales son de polietileno Clases 4 ó 6, y se encuentran bajo tierra cruzando las hileras de árboles (ver Fig. 54). Fig. 54. Sistema de riego permanente de frutales con microemisores de 120 l/h espaciados a 6 x 6 m Para evitar los perjuicios que pueden ocasionar algunos pájaros (perforar las tuberías), puede hacerse necesario enterrarlas a lo largo de las hileras de árboles. Los tubos de polietileno de color amarillo pueden evitar este daño, pero en muchos países este material no está a disposición del agricultor. a - Ventajas A pesar de la fuerte inversión requerida para una instalación permanente, este sistema ha ido reemplazando a todos los otros sistemas de riego. En la actualidad, los métodos de riego aún prevalecientes en las plantaciones de frutales se basan preferentemente en micro-emisores o en goteros fijos. Los sistemas fijos economizan mano de obra, son fáciles de operar, y se prestan a todos los niveles de automatización. El bajo ángulo de tiro en el riego por debajo del follaje 34
  • 39. evita que las hojas se mojen, lográndose así evitar enfermedades y el lavado de los pesticidas de su superficie. En plantaciones ya maduras, con el follaje cerrado, el efecto del viento sobre la distribución del agua es despreciable. Además, es posible emplear el sistema de riego para aminorar los efectos de las heladas y de las ondas de calor (ver a continuación). La aplicación de fertilizantes por medio del sistema de riego es una práctica común en frutales (ver Capítulo 12). Los reducidos intervalos de riego y el control del frente de humedecimiento incrementan la eficiencia de aplicación de los nutrientes. 6.6 RIEGO DE FRUTALES POR SOBRE EL FOLLAJE DE LOS ÁRBOLES En los sistemas tradicionales se instalan tuberías de polietileno de Clase 4, de 40 a 75 mm de diámetro nominal, al pie del tronco de los árboles y a lo largo de cada segunda o tercera hilera. El espaciamiento entre aspersores sobre el lateral puede ser de 10 a 15 m, en función del marco de plantación. A fin de reducir los costos se trata de lograr el mayor espaciamiento posible. Se conecta una tubería (elevador) de menor diámetro entre el lateral y el emisor. La instalación del equipo y su operación son sencillas; requieren un mínimo de mano de obra, y siempre que el espaciamiento entre emisores y la presión de operación sean las adecuadas, se obtendrá siempre una cobertura completa del cultivo. Sin embargo, deben enfrentarse algunos inconvenientes: • La presión de operación es relativamente alta, y únicamente las aguas con bajo contenido de sales se prestan para sistemas de esta índole. Cuando el agua de riego contiene una elevada concentración de sales el riego deberá efectuarse únicamente por las noches. • Se pierden cantidades considerables de agua en la periferia de la plantación, y dicha pérdida es más importante en parcelas pequeñas y angostas • Al humedecer frecuentemente el follaje aumenta la propensión al contagio de enfermedades de hoja. Durante los últimos años, el riego por debajo del follaje con micro-emisores ha reemplazado al riego por sobre la copa en las plantaciones de frutales. Para llenar los requisitos de defensa contra heladas y contra períodos de calor excesivo, se ha adaptado la técnica de la micro-irrigación a las necesidades del cultivo. 6.6.1 Empleo de micro-emisores en la protección del cultivo Para este objetivo se diseñan laterales de diámetro apropiado y se instalan microtubos de longitud suficiente, lo cual permite colocar al micro-emisor en la copa del árbol cuanto sea necesario (ver Fig. 55). Fig. 55. Microemisores para protección contra heladas y períodos de calor 35
  • 40. Para la protección contra heladas se emplean boquillas de baja descarga, y deflectores que producen gotas gruesas, (ya que gotas finas están expuestas al congelamiento antes de llegar a la planta). El objetivo es por una parte cubrir constantemente la parte aérea del árbol con una capa de agua o hielo a 0° C, y por otra, evitar en lo posible anegar el suelo, ya que el riego se ha de prolongar durante muchas horas (hasta que la temperatura ambiental supere los 0° C y el hielo se derrita). Para la protección de los cultivos contra períodos de calor se emplean deflectores que producen gotas finas, la mayoría de las cuales se evaporarán aún antes de llegar al suelo. Al evaporarse, disminuyen la temperatura del aire circundante, y por lo tanto, para aplicar la lámina de riego deseada al suelo, el mismo ha de prolongarse durante el tiempo necesario. Una vez finalizada la emergencia, se colocan nuevamente los micro-emisores al pie del árbol a efectos de aprovechar todas las ventajas del riego por debajo de su copa. 36
  • 41. CAPÍTULO 7 – EL RIEGO DE HORTALIZAS CON MINI-ASPERSORES 7.1 CARACTERÍSTICAS Las más recientes innovaciones en el diseño de micro-aspersores, impulsadas por los exigencias de los cultivos protegidos mencionados precedentemente, se manifiesta en modelos que se distinguen por las siguientes particularidades: • • • • • Baja descarga; Baja presión operativa; Gotas de diámetro mediano; Mayor diámetro de cobertura; Distribución uniforme del agua por superposición. Estos progresos han facilitado la introducción de una nueva serie de emisores, los mini-aspersores, destinados al riego de hortalizas, plantas ornamentales, y ocasionalmente árboles frutales de gran porte, en instalaciones permanentes en marcos de 8 x 8 m hasta 10 x 10 m, con inversiones mucho menores a los sistemas permanentes de riego por aspersión de estos cultivos. Estos mini-aspersores son además utilizados en el riego mecanizado (ver Capítulo 5). Una ventaja importante de esta tecnología consiste en que a pesar que estos cultivos se riegan con elevada frecuencia, tanto la compactación del suelo y el sellado de su superficie (apelmazamiento), como la escorrentía superficial se reducen, ya que la precipitación horaria, así como la intensidad del riego son bajas. 7.2 MODELOS DE MINI-ASPERSORES Se presentan diferentes modelos, entre ellos: 1 - Mini-aspersores comunes: una nueva generación de emisores desarrollados a partir de los micro-aspersores anteriormente mencionados (ver Fig. 56 y 57). 2 - Aspersor “Turbo”. 3 - Modelo “Mamcad”. Fig. 56. Mini-aspersor sin puente Fig. 57. Mini-aspersor con puente 7.2.1 El aspersor “Turbo”: El chorro de agua emitido por la boquilla a un ángulo bajo hace girar un disco ranurado. Sobre el disco está montado el martillo, el cual lo impulsa a girar sobre su eje. Estos aspersores se producen en materiales plásticos. Se los utiliza en el riego de frutales, hortalizas, así como en jardinería, (ver Fig. 58). Fig. 58. Aspersor Turbo 37
  • 42. 7.2.2 El modelo “Mamcad”. Fig. 59. Mini-aspersor Mamcad Producido en material plástico. La boquilla gira continuamente, impulsada por un chorro de agua dentro de un recipiente cerrado, de forma casi esférica. Dotado de una sola boquilla, genera un chorrocontinuo, a bajo ángulo y de gotas del tamaño apropiado. Su diseño impide la penetración de malezas que afecten su funcionamiento. De amplio empleo en el riego de cobertura en plantaciones a campo abierto de hortalizas y cultivos ornamentales (ver Fig. 59). 7.3 TÉCNICA DEL RIEGO CON MINI-ASPERSORES La gran mayoría de las instalaciones que emplean mini-aspersores son del tipo de riego permanente durante la temporada del cultivo. Los mini-aspersores están montados sobre varillas metálicas de 0 a 1, 5 m de longitud hincadas en el suelo, y conectados a los laterales por medio de mangueras de 12 mm de diámetro nominal. Se emplean laterales de 40 a 50 mm de diámetro nominal, los cuales se retiran de la parcela al madurar los cultivos, una vez desconectados sus emisores (ver (Fig. 60). Fig. 60. Técnica de riego permanente de cultivo de hortalizas con mini-aspersores La descarga de los mini-aspersores es de 250 a 720 l/h, y la precipitación horaria de 4 a 6 mm/h. El tamaño de las gotas impide que las mismas perjudiquen al follaje de las hortalizas de hoja y de las plantas ornamentales. El factor limitante de mayor importancia de esta técnica es su sensibilidad al viento, pero las instalaciones permanentes de baja descarga permiten cubrir áreas considerables durante las horas en las que la intensidad del viento es menor. 38
  • 43. CAPITULO 8 – SISTEMAS DE RIEGO MECANIZADO 8.1 INTRODUCCIÓN La escasez de mano de obra con la preparación apropiada aceleró el proceso de transformación del riego por gravedad al de riego presurizado. La expansión de estos métodos a áreas cada vez mayores impulsó el desarrollo del riego mecanizado. Los primeros pasos consistieron en reemplazar el traslado manual de los laterales o ramales por su traslado mecánico, frontal o longitudinal, de una posición a la siguiente entre los turnos de riego (ver Capítulo 5, página 23/4). Posteriormente se desarrolló el riego mecanizado propiamente dicho, el cañón móvil, el lateral / ramal de avance frontal, y el pivote central. Todos ellos se trasladan en forma continua durante el turno de riego y permanecen en su lugar entre turnos. El riego mecanizado se presta sobre todo para el riego de parcelas de dimensiones rectangulares sobre terrenos con suelos uniformes, de topografía moderada y superficies que exceden las 10 hectáreas. La eficiencia del riego de parcelas irregulares es baja y ocasiona desperdicios de agua. 8.2 SISTEMAS DE RIEGO MECANIZADO 8.2.1 Cañones autopropulsados Los cañones autopropulsados operan a presiones elevadas, de 6 a 8 bar en la boquilla. La descarga de un cañón puede alcanzar 250 m3 /h, y su radio de cobertura llegar hasta 50 m. El agua le es suministrada por medio de una manguera flexible de mayor diámetro. La manguera se arrolla sobre un tambor/carrete, montado sobre un remolque (ver Fig. 61). La energía requerida para hacer girar el tambor es proporcionada por un motor de combustión interna o un motor hidráulico que aprovecha la presión del agua. El tambor /carrete gira lentamente sobre su eje, el cual va enrollando la manguera, la cual a su vez jala el cañón, montado sobre patines o ruedas. En otros de los modelos el cañon y el tambor / carrete de menores dimensiones se encuentran montados sobre un triciclo, el cuál va arrollando un cable anclado en un extremo de la parcela La manguera queda así desplegada sobre el terreno. Fig. 61. Cañón autopropulsado 8.2.2 Lateral de avance frontal Los laterales de avance frontal (“linear-move”, en inglés) se construyen con tramos de tubería de acero galvanizado y/o con un revestimiento de mayor diámetro, alcanzando unos 200 a 400 m de longitud. Cada tramo está montado sobre una torre motorizada dotada de un par de ruedas. La fuente de energía de los motores puede ser mecánica (motor de combustión interna con trasmisión), eléctrica (con un generador), o hidráulica (por tubería 39
  • 44. con aceite o agua a presión). Sobre el lateral (o suspendidos de éste), se encuentran los emisores (ver Fig. 62 y Sección 8.4). Fig. 62. Lateral de avance frontal El abastecimiento de agua al lateral puede hacerse por un extremo o por su centro. Un canal que corre a lo largo de la parcela puede servir como fuente de agua del sistema. Alternativamente, el agua puede ser suministrada por medio de una tubería dotada de hidrantes con los espaciamientos adecuados. En este caso se requiere una manguera flexible de mayor diámetro para conducir el agua del hidrante al lateral durante su avance. La velocidad de avance del lateral depende de la infiltrabilidad del suelo, de la descarga de los emisores y de la lámina de riego requerida. La longitud de la parcela puede alcanzar 1000 a 2000 m. Dependiendo del modelo a emplear, existen tres métodos básicos para hacer retornar el lateral a su posición inicial: Por marcha inversa sobre la misma pista de avance, por giro de 180° sobre uno de sus extremos, para retornar sobre una pista paralela, y por medio del giro a 90° de Ias ruedas de cada torre, remolcando longitudinalmente el lateral a una pista paralela, y volviendo a girar las ruedas a su posición inicial, para retornar sobre dicha pista. 8.2.3 El Pivote Central El principio de construcción del pivote central es similar al del lateral de avance frontal y se basa en tramos de tuberías montados sobre torres dotadas de ruedas (ver Fig. 64). 40
  • 45. Fig. 63. Vista aérea de una zona regada mediante pivotes centrales Las diferencias principales entre ambos son tres. El lateral/ramal gira, a semejanza de la manecilla de un reloj, trazando un circulo alrededor de un punto fijo: el pivote (ver Fig. 64). El abastecimiento de agua se realiza por medio de dicho punto fijo, el pivote o centro del círculo de irrigación. El abastecimiento de agua al pivote central es simple, eliminándose la manguera flexible y los múltiples hidrantes requeridos por el lateral de avance frontal. Fig. 64. Torre de control del pivote central Debido a la posición de los emisores sobre el lateral / ramal, cada uno de ellos cubre un área (en forma de anillo) diferente durante cada revolución (ver Fig. 63). La superficie cubierta por cada uno de ellos aumenta a media que el emisor se encuentra a mayor distancia del pivote. A fin de mantener la lámina de riego uniforme en toda su extensión se hace necesario diseñar adecuadamente el espaciamiento y la descarga de los emisores. 41
  • 46. Actualmente se emplean programas de computación especialmente destinados a este fin (ver Fig. 65). Las parcelas de sección cuadrada son las que se adecuan mejor al riego con mediante pivote central. El área bajo riego es del orden del 80% de la superficie del lote. Es posible cubrir las esquinas por medio de accesorios especiales, “alas” que se despliegan paulatinamente al aproximarse a ellas y se repliegan al alejarse. Estos accesorios complican la operación y el costo del sistema (aproximadamente un 25% del costo del pivote central). Un sistema de pivote central de 400 m de longitud es capaz de regar un círculo de 50 ha; incluyendo el ala podrá llegar a cubrir aproximadamente 64 ha. El ahorro de mano de obra es la principal ventaja delpivote central, aunque para su manejo se requiere personal adecuadamente adiestrado. Fig. 65. Espaciamiento de diversos emisores a lo largo de un pivote central Debido a que el pivote gira sobre su eje, al finalizar el riego se encuentra en la posición inicial y por lo tanto, a diferencia del lateral de avance frontal, no hace falta hacerlo retornar al punto de partida al fin de cada ciclo de riego. Una ventaja adicional del pivote central es la posibilidad de aprovechar una red eléctrica existente como fuente de energía del sistema. El costo de la infraestructura: la conexión a la fuente hídrica, la red eléctrica, válvulas, sistema de automatización, etc. pueden, según las circunstancias, constituir del 25% al 50% de la inversión inicial bruta. Por lo general, estos sistemas permanecen en posiciones fijas durante toda la temporada de riego, siendo además posible remolcarlos a una parcela diferente una vez finalizada la temporada (una vez que se hubieran colocado las ruedas en 90°). También existen máquinas regadoras de doble propósito, las cuales con ligeras modificaciones pueden operar como laterales de avance frontal o de pivote central (ver Fig. 66). Fig. 66. Máquina regadora bimodal: lateral de avance frontal y radial (pivote) 42
  • 47. 8.3 LA DESCARGA LINEAL ESPECÍFICA Uno de los factores a considerar en las máquinas regadoras o los laterales de avance frontal, lo constituye la descarga lineal específica (DLE) (“Specific Longitudinal Discharge” - SLD, en inglés), que expresa la descarga por unidad de longitud durante el avance de la máquina. La descarga longitudinal específica (DLE) es el cociente entre la descarga total del lateral dividido por su longitud, (ver Fórmula 5). Fórmula 5 - Descarga longitudinal específica: Donde: DLE = descarga longitudinal específica [m3 /m/h] Q = descarga en m3 /h L = longitud del lateral [m] Por ejemplo : Descarga del sistema = 600 m3 /h Longitud del lateral = 400 m. DLE =600/400 = 1.5 m3 /m/h La DLE permite estimar, por ejemplo, la longitud máxima del lateral que es posible cubrir con un sistema determinado. A medida que aumenta la DLE, aumenta proporcionalmente la superficie que el sistema es capaz de cubrir por unidad de tiempo, bajo la condición de no ocasionar escurrimiento superficial. El rango común para la DLE está entre los 0.5 y los 2 m3 /m/h. La velocidad de avance más común para laterales de avance frontal es de 50 a 100 m/h. El pivote central es por lo general diseñado para completar un giro dentro de 24 a 72 horas. 8.4 EMISORES EMPLEADOS EN EL RIEGO MECANIZADO Los modelos originales de máquinas regadoras venían equipados con los aspersores de alta presión disponibles en el mercado. Con mucha frecuencia la uniformidad de distribución del agua no era satisfactoria, ya sea debido a un espaciamiento excesivo entre emisores, a la interferencia del viento, o al escurrimiento superficial por el impacto de gotas de tamaño excesivo y a una precipitación horaria excesiva. Un obstáculo adicional de dichos aspersores era su elevado consumo de energía (la presión requerida). En la actualidad existe una marcada preferencia por emisores de menor descarga, operando a presiones menores y montados más cerca uno de otro (ver Fig. 67). DLE = Q/L (a) Emisores LEPA (b) “Rotator” (c) “Wobbler” (d) Rociador (e) Aspersor de impacto Fig. 67(a-e). Emisores empleados sobre laterales mecanizados 43
  • 48. Se emplean rociadores y mini-aspersores similares a los descritos en el Capítulo “Riego con Micro-Emisores”, aunque con una descarga mayor y operando a presiones más elevadas, espaciados entre 1 y 3 metros sobre el lateral /ramal. La descarga más común de dichos emisores está entre 1 y 4.5 m3 /h. La presión requerida en los aspersores tradicionales a martillo es de 3 a 6 bar; en aspersores pequeños, de 2 a 4 bar, en los mini-aspersores y rociadores modernos la presión es de 0.6 a 2 bar, y en los sistemas LEPA (“Low Energy Precision Application”, en inglés), únicamente de 0.4 a 0.6 bar (ver Fig. 67a). De aquí que los sistemas más modernos ofrecen una considerable economía en energía. Durante el diseño se han de considerar tanto las pérdidas de presión por fricción dentro de la tubería, como las diferencias de cota a lo largo del lateral (ver Capítulo 14). Los emisores que operan a presiones más elevadas tienen un mayor diámetro de cobertura. Por lo tanto, a pesar de que su Descarga Longitudinal Específica (DLE) es elevada, la precipitación horaria puede ser inferior a la de sistemas que trabajan a presiones inferiores. Presentan además problemas por la interferencia del viento, el impacto de gotas gruesas sobre el suelo y los cultivos y el mayor consumo de energía. Los sistemas que operan a presiones menores producen una mayor precipitación horaria, lo cual puede ocasionar escurrimiento superficial a pesar que el impacto de las gotas sobre la superficie del suelo sea menor. Los rociadores cubren únicamente en diámetros de 2 a 4 m, y por lo tanto su espaciamiento sobre el lateral es muy denso. Los mini-aspersores llegan a cubrir hasta 15 m de diámetro. Tomando en cuenta la superposición necesaria, ello permite un espaciamiento de 4 m entre emisores. Su baja descarga conlleva una precipitación horaria reducida, lo cual evita el anegamiento del terreno y el escurrimiento superficial. El modelo “Rotator “ presenta un tipo de “freno“ sobre el rotor, que reduce su velocidad de giro. Las gotas que produce son de mayor tamaño y por lo tanto, están menos expuestas a la acción del viento, al tiempo que aumenta su impacto sobre el suelo, lo cual puede incrementar la escorrentía superficial (ver Fig. 67 b). El modelo “Spinner” gira a mayor velocidad y produce gotas más finas. El impacto de las gotas sobre el suelo es más reducido, y su sensibilidad al viento es mayor. Entre los nuevos rociadores dinámicos se encuentran los modelos “Wobbler “ y “Nutator“, en los cuales el deflector oscila de lado a lado, produciendo una distribución más uniforme del agua. El ángulo dentro del cual puede oscilar el deflector determina el diámetro de cobertura. Los ángulos varían de 10° a 45°. Para el riego de suelos pesados, de bajo nivel de infiltración, es habitual sustituir cada emisor por una barra dotada de varios emisores de baja descarga, lo cual hace posible reducir la intensidad de la precipitación, la escorrentía superficial y el derroche de agua (ver Fig. 67d-e). Las pérdidas y fluctuaciones de presión pueden afectar negativamente la eficiencia de los sistemas de riego mecanizado. Un exceso de presión acelerará el desgaste de las boquillas, el mecanismo del emisor y de los deflectores. Algunos productores exigen que cada emisor esté dotado de un regulador de presión. En las parcelas con pronunciados accidentes topográficos, la variación de la presión afectará la uniformidad de descarga de los emisores y por lo tanto, el empleo de reguladores de presión es indispensable. (ver “Reguladores de Presión”, Capítulo 9, numeral 10). Una vez instalados, es necesario calibrar los reguladores por lo menos al comienzo de cada temporada de riego. Las pérdidas de presión en los reguladores se ubican entre 0.3 y 0.7 bar, dependiendo de la descarga del emisor. Este detalle ha de tomarse en consideración durante el diseño del sistema de riego para determinar la presión requerida en la conexión a la fuente de agua. Sobre terrenos llanos es preferible regular la presión en el punto de entrada del agua a la máquina regadora. La altura del emisor por encima del follaje del cultivo es otro factor importante a considerar a efectos de lograr una óptima uniformidad de distribución del agua 44