Marco Teorico

 

 4.2 MARCO TEORICO 4.2.1 Historia del sistema de riego

https://www.traxco.es/blog/noticias-agricolas/historia-ancestral-del-riego Durante muchos siglos la economía de los pueblos se basaba en la agricultura como economía de subsistencia primero y como base de riqueza después, en base a esta ideología los seres humanos tuvieron que ingeniárselas y buscar soluciones a la falta de agua para los cultivos. Los primeros sistemas de riego en el mundo se remontan al año 600 a.c. en Egipto y en Mesopotamia, cuando los pobladores desarrollaron la habilidad de cultivar las tierras y desde ese momento la agricultura termina convirtiéndose en su sustento. Pero la falta de agua para regar los cultivos obligo a los habitantes a desviar las inundaciones del rio Nilo y Éufrates hacia los campos. Cuatro siglos después en la primera dinastía de Egipto se construyó el primer proyecto de riego a gran escala, durante el reinado del rey memes. Para la elaboración del sistema de riego se utilizaron presas y canales para dirigir las aguas de inundación hacia el lago moeris. Un milenio más tarde cuando aparecieron las tuberías de cemento y de roca molida. Los ingenieros romanos diseñaron acueductos, para transportar el agua salvando los desniveles del terreno. 4.2.2 Sistemas de riego

http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-58392009000500003 http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2071-00542015000200002 los sistemas riego contribuyen al mejoramiento de la eficiencia del manejo del agua; debido a que las dosis relativamente pequeñas multiplican la producción, afirmando a la vez que el sistema de riego por goteo, se adapta a las pequeñas áreas de terreno y a los sistemas de riego fotovoltaicos (ing. Anaclides Rogerio Mossandel, 2014). Eduardo A. Holzapfel (4/12/2012) complementa la información de Mossandel estipulando que los sistemas de riego tienen aplicaciones específicas que se basan en varios factores, entre los cuales los más relevantes son el cultivo, el tipo de suelo, la topografía y disponibilidad y la calidad del agua. La eficiencia de la aplicación de los diferentes métodos de riego a presión y de superficie varia y depende del diseño la gestión y la operación”.  Para aumentar la sostenibilidad de la agricultura un aspecto importante ha sido considerado  por varios investigadores y estudios, es diseñar sistemas de riego a nivel finca (Hillel (Hillel y Vlek, Vlek, 2005; Khan et al., 2006; Hsiao et al., 2007; Pannunzio et al., 2008; Pannunzio, 2008). Estos  parecen ser un aspecto muy importante para la agricultura de regadío y un factor clave debido a la competencia por los recursos hídricos. En los últimos años, varios sistemas de riego han

 

mejorado significativamente la eficiencia de la aplicación a nivel de granja, mejorando la gestión del agua de riego. Entre los métodos existentes, los riegos localizados goteo y micro aspersión se consideran los de mayor eficiencia. Como una alternativa al riego por goteo tradicional, las tuberías  pueden enterrarse a una determinada profundidad, lo que se conoce como riego por goteo sub superficial (Manuel Reinaldo Rodríguez García, 2012). Diversos son los factores que inciden en el funcionamiento hidráulico de un sistema de riego localizado y dentro de los fundamentales podemos citar: variabilidad de funcionamiento tanto espacial (uniformidad de fabricación de sus emisores), como temporalmente (envejecimiento), exactitud en su diseño y montaje y factores químicos, físicos y biológicos que contribuyen al taponamiento de los emisores. En el caso concreto del riego por goteo sub superficial se adiciona la influencia de una presión positiva del suelo que puede producir la disminución del caudal del emisor y la obstrucción de los emisores por instrucción de raíces en el interior de sus laberintos (Manuel Reinaldo Rodríguez García, 2012). http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2071-00542012000300004 4.2.3 Sistemas de riego a presión

http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-58392009000500003 Los sistemas de riegos a presión son un conjunto de tuberías y accesorios, así también como de técnicas y metodologías que permiten la conducción y distribución del agua, proveniente de una fuente de abastecimiento adecuada hasta su aplicación al terreno donde están los cultivos de una forma adecuada y eficiente, para restituir la humedad consumida por la planta y satisfacer la demanda evapotrasnpirativa del cultivo. Lo que diferencia a cada uno de los sistemas de riego, entre otros factores, son los niveles de eficiencia que ofrecen, por lo cual es conveniente definir las diferentes eficiencias que se manejan (Arteaga Tovar, 1990). Según muchos documentos el riego por goteo es considerado como uno el sistema de riego más prometedor y se recomienda especialmente en combinación con agua salina (Eduardo A. Holzapfel, 2012). En Karlberg et al. (2007) informaron que se usaron dos sistemas de riego por goteo de bajo costo con diferentes tasas de descarga del emisor para irrigar los tomates (Lycopersicon esculentum), y concluyeron que la combinación de sistemas de goteo con mantillo plástico aumentaba el rendimiento. De acuerdo con la investigación realizada por “Holzapfel, 2012” en su artículo,   el autor

afirma que otros estudios analizaron sistemas de riego por goteo en superficies y subsuperficies en Turquía (Yazar et al., 2002). Aquí el autor afirma que ambos métodos tuvieron resultados de rendimientos similares, pero el goteo superficial tuvo más ventajas debido a la dificultad de reemplazo y al mayor costo de los sistemas subsuperficiales. 4.2.3.1 Selección del sistema de riego a presión

Para poder efectuar una adecuada selección sobre el tipo de riego presurizado, una vez que se ha detectado la necesidad de tecnificar el riego en zonas, que actualmente poseen

 

deficiencias de agua, es recomendable considerar los siguientes factores: Economía, cultivo, suelo, topografía, agua, clima, mano de obra, así también como las labores vinculadas al desarrollo físico, manejo del riego y administración de la unidad de producción en general. El aspecto económico es determinante para la selección del sistema de riego a utilizar, y  puede considerarse en todos los casos el principal instrumento de decisión. Cuando el costo de agua es alto, deberán establecerse sistemas de riego que garanticen altas eficiencias como la aspersión y el microriego. Además de tener en cuenta la inversión inicial, se deben considerar los costos de operación y mantenimiento, para decidir sobre la alternativa más ventajosa (Arteaga Tovar, 1990). En ocasiones el cultivo prácticamente determina el tipo de sistema de riego, como es el caso del arroz que generalmente se riega por medio del método de melgas al contorno; pastos y cereales que cubren el terreno por inundación o aspersión. as persión. En algunos frutales y hortalizas se  puede afectar la calidad del fruto con riego por aspersión o en su caso incrementar enfermedades fungosas; también algunas variantes del riego por aspersión no se pueden establecer con cultivos de porte alto, como la caña de azúcar (Arteaga Tovar, 1990). 4.2.3.2 Tipos de sistemas de riego a presión 4.2.3.2.1 Riego por aspersión

http://www.juntadeandalucia.es/export/drupaljda/1337160240Riego_por_aspersixn.pdf El riego por aspersión es un método mediante el cual el agua se aplica sobre la totalidad de la superficie del suelo en forma de lluvia, utilizando para ello una red de riego que permite conducir el agua con la presión adecuada hasta los elementos encargados de aplicarla, los aspersores (Fernández Gómez, 2015). Un sistema de riego por aspersión bien diseñado no debe producirse escorrentía, es decir, cada gota de agua debe infiltrarse en el mismo punto donde cae. Además el tamaño de las gotas producidas por los aspersores debe ser tal que no provoque erosión al caer al suelo. Cuanto mayor sea el tamaño de la gota, con mayor energía llegara al suelo y en consecuencia la erosión podrá ser menor (Fernández Gómez, 2010).

 

4.2.3.2.2 Ventajas e incombenientes del riego por aspersion

Según Fernandes Gomez, 2010 Ventajas del metodo

-  Permite regar terrenos ondulados o poco uniformes sin necesidad de una nivelación o preparación previa del mismo. -  Se aprovecha más la superficie de cultivo ya que no hay que destinar parte del suelo a canales. Además el riego por aspersión puede ser utilizado en una gran variedad de suelos, incluso aquellos muy ligeros o de textura arenosa que exigen riegos cortos y frecuentes. -  Es un método de riego que se adapta muy bien a las primeras fases de desarrollo de los cultivos, sobre todo durante la germinación de las semillas donde son necesarios riegos ligeros pero frecuentes. -  Posibilita la aplicación junto con el agua de riego de sustancias fertilizantes y algunos tratamientos químicos y permite cierto grado de automatización. -  Se adapta a la rotación de los cultivos, siempre y cuando el diseño de la red de distribución se realice para el cultivo que tenga mayores necesidades de agua.

Inconvenientes del sistema

-  El principal inconveniente del sistema es de carácter económico. Dependiendo del tipo de sistema que se implante podrá hacer falta una gran inversión inicial y/o de mantenimiento. A esto hay que añadirle el alto coste energético que supone el funcionamiento de la instalación, al necesitar importantes sistemas de bombeo para dotar a la red de la presión adecuada. -  El aporte de agua en forma de lluvia puede tener efectos negativos sobre algunos cultivos, ya que al humedecerse la parte aérea del cultivo aumenta el riesgo de desarrollo de enfermedades.

 

-  El viento dificulta el reparto uniforme del agua haciendo disminuir la uniformidad de aplicación y la eficiencia del sistema de riego. -  Algunos cultivos pueden sufrir quemaduras en las hojas en mayor o menor grado dependiendo de la sensibilidad del cultivo y de la calidad del agua de riego, puesto que al evaporarse las sales pueden quedar concentradas en exceso.

4.2.3.1.2 Componentes

Un equipo de elevación encargado de proporcionar agua a presión. En algunas zonas no resulta necesario este equipo ya que se dispone de presión natural. - Una red de tuberías principales que llevan el agua hasta los hidrantes, que son las tomas de agua en la parcela. - Una red de ramales de riego que conducen el agua hasta los emisores instalados en la  parcela que se pretende regar. En el caso de tratarse tratar se de una maquina automotriz, esta red se sustituye por un ramal móvil que recorre la parcela.

-

 

-

Dispositivos de aspersión o emisores, que son los elementos encargados de aplicar el agua en forma de lluvia. Estos dispositivos pueden ser tuberías perforadas, difusores fijos, toberas, boquillas o aspersores, entre otros.

4.2.4.1.3 Clasificación de los sistemas de riego por aspersión

Los sistemas de riego por aspersión se clasifican en dos grupos generales: 1.  Sistemas estacionarios que permanecen en la misma posición mientras dura el riego. 2.  Sistemas mecanizados que se desplazan mientras aplican el agua de riego. 4.2.4.1.4 Aspersores giratorios

Estos emisores se instalan en sistemas de riego móviles, semifijos, fijos y en algunas de las máquinas de riego. Están constituidos por una o dos boquillas, de tamaño variable (diámetro de 2 a 20 mm), que forman un ángulo determinado con la horizontal. El número de boquillas instaladas (una o dos) y el ángulo que forman con la horizontal influyen en la calidad del riego, por lo que es necesario, antes de instalar un determinado diseño, el conocer si es el más adecuado para las condiciones climáticas de la parcela. El aspersor gira sobre su eje vertical con lo que riega un círculo de radio igual al alcance del chorro. Los aspersores giratorios pueden clasificarse según el mecanismo que provoca el giro o según la presión a la que funcionan. Según el mecanismo de giro pueden diferenciarse los siguientes tipos: Aspersores de impacto o de brazo oscilante: el chorro golpea intermitentemente un  brazo oscilante el cual origina un movimiento discontinuo del aspersor. El brazo recupera su posición inicial por medio de muelles o contrapesos. Algunos de ellos tienen un dispositivo que limita el área regada (aspersores (aspers ores sectoriales) y se utilizan en las lindes para evitar el riego de zonas fuera de la parcela. - Aspersores de reacción: Las boquillas están orientadas de modo que la salida del agua provoque un movimiento de reacción que haga girar el aspersor. - Baja presión (200 kPa): Suelen arrojar un caudal inferior a 1100 l/hora, producen un -

-

riego muy uniforme, aunaen12condiciones de viento, pero requieren un espaciamiento entre aspersores inferior m. Media presión (200-400 kPa): Arrojan un caudal entre 1000 y 6000 l/hora y se emplean en espaciamientos entre 12 y 24 m. Alta presión (>400kPa): Son los llamados cañones de riego, capaces de arrojar hasta 200 m3/hora

 

  El objetivo del riego por aspersión es conseguir una distribución uniforme del riego. En los distintos sistemas de riego por aspersión este objetivo se consigue estableciendo unos u nos ramales con emisores en el campo, que variando los tiempos de riego en las distintas posturas o las velocidades de desplazamiento del ramal, se logre una alta uniformidad del agua aplicada. 4.2.4.1.5 Recomendaciones para el manejo del riego por aspers aspersión ión

Según Fernández Gómez, 2010 -  No regar con aaguas guas salinas, ya que pueden pproducir roducir fitotoxidad en la pare aérea aér ea del

cultivo.

-  No regar con viento alto, ya que la uniformidad de distribución del agua aplicada

disminuye considerablemente con el viento. Además, con altas velocidades de viento aumenta el porcentaje de pérdidas por evaporación y arrastre (cantidad de agua que sale de los emisores pero no llega a la superficie de la parcela al evaporarse o ser arrastrada por el viento). - Aplicación de riegos nocturnos. El regar por la noche disminuye el valor de las  perdidas por evaporación y arrastre ya que la velocidad velo cidad del viento y la temperatura del aire es menor que por el día. Para realizar riegos nocturnos, lo más adecuado es automatizar el riego en la parcela. - Realizar un mantenimiento adecuado de todos los elementos de la instalación. En muchas ocasiones la falta de uniformidad de sistemas de riego por aspersión es debida a: emisores obturados o rotos, descensos de presión p resión debidos a falta de limpieza en los filtros, etc. - Evitar limitaciones en el funcionamiento de la red de riego por aspersión. Cuando se instale un sistema de riego por aspersión, el regante debe estar informado de las limitaciones de manejo que tiene la red diseñada en su parcela. En ocasiones, un intento de ahorro económico en la instalación, disminuyendo el diámetro de las tuberías o aumentando los marcos de riego de los aspersores, puede condicionar a la larga el manejo que el regante vaya a hacer. 4.2.4.1.6 Red de distribución

Según Fernández Gómez, 2010

 

En riego por aspersión es muy frecuente que los ramales de aspersión sean móviles y tomen agua de diversos puntos distribuidos a lo largo de la tubería de alimentación, trasladándolos de un sitio a otro. Así se van regando franjas de suelo de forma consecutiva hasta que se completa la totalidad de la parcela (Fernández Gómez, 2010). Dependiendo de la movilidad de las tuberías, en la red de distribución se puede clasificar en:

-

Fija: Las tuberías abarcan la totalidad de la superficie que se vaya a regar. A su vez

 puede ser temporal (las tuberías se colocan sobre la superficie del terreno pero después de la siembra o plantación se suelen quitar antes de la recolección de la cosecha) o permanente (las tuberías están enterradas en y solo están sobre el suelo los tubos portaaspersores). - Móvil: Todas las tuberías de la red de distribución, d istribución, tanto las correspondientes a la red  principal como a los ramales de aspersión, se van trasladando a medida que se va regando. Este sistema es adecuado cuando el suministro de agua es por medio de canales. - Mixta: La red principal suele ser fija, mientras que los ramales de aspersión se van trasladando de una postura de riego a otra. 4.2.3.2 Riego por goteo

El sistema de riego por goteo, ha sido adoptado en el agro, debido a su alto grado de eficiencia. Ya que con este sistema se logran minimizar las perdidas por infiltración profunda pro funda y lo más importante es que reduce el escurrimiento superficial. Así el agua aplicada es solamente la que el cultivo requiere para su crecimiento y producción (Medina Rengifo, 2005). Con este sistema de riego se logra desarrollar un mejor sembrado sobre los terrenos  pedregosos o con contenido salino, que tal vez no sería factible lograr con otros sistemas de riego. Con el sistema de riego por goteo solo se humedece una parte del suelo, donde la planta podrá obtener el agua y los nutrientes que necesita e implica. Este tipo de riego implica riegos continuos, estas características del riego por goteo nos dan una serie de ventajas tanto agronómicas como económicas (Medina Rengifo, 2005). El sistema de riego por goteo es un método de riego donde el agua es aplicada en forma de gotas a través de emisores, comúnmente denominados goteros. La descarga de los emisores fluctúa en el rango de 2 a 4 L/hora por gotero. El riego por goteo suministra a intervalos frecuentes pequeñas cantidades de humedad a la raíz de cada planta por medio de delgados tubos de plásticos. De acuerdo con (Medina Rengifo, 2005) este método es utilizado con gran éxito en muchos países, ya que garantiza una mínima perdida de agua por evaporación o filtración y es válido para casi todo tipo de cultivos.

 

Un sistema de riego por goteo, según (Ing. Francisco J. Sarmiento, 2012) puede diseñarse  para cualquier tamaño de unidad productora de hortalizas, h ortalizas, pero todo el sistema sis tema cuenta con cuatro componentes principales y dos opciones. Los componentes son: -

El sistema de entrega: Laterales de riego y goteros. Los (de arena, discos(de o mallas) Los filtros reguladores de presión resortes o válvulas) Las válvulas (manuales, hidráulicas y automáticas)

Las opciones de instalación de un sistema pueden ser por: -

Un sistema automatizado en donde la operación puede hacerse mediante un simple reloj eléctrico o con una computadora. El sistema para aplicar el fertilizante con el agua de riego, que comprende bombas eléctricas, bombas hidráulicas, sistemas Venturi, etc.

Los componentes y las opciones a escogerse y la forma en que se les conecta dependerá del tamaño del sistema, la fuente de agua, el cultivo en cuestión y de cuan avanzado se desea el sistema (Ing. Francisco J. Sarmiento, 2012). 4.2.3.2.1 ventajas y desventajas Ventajas

Las ventajas que puede presentar el sistema de riego por goteo según (Ing. Francisco J. Sarmiento, 2012) son: -

-

-

Pueden aprovecharse pequeñas fuentes de agua, pues el riego por goteo requiere menos de la mitad del agua necesaria que para un sistema de riego por gravedad y aproximadamente un 25 al 30% que el de aspersión. Alto grado de manejo del agua, pues las plantas reciben cantidades precisas de agua. Menos enfermedades de las plantas, ya que las hojas permanecen secas. Costos de operación y mano de obra generalmente menores y posibilidad de alto grado de automatización. Aplicación precisa del agua. No se riega las entre hileras donde pueden crecer las malezas, estas permanecen secas, dando un mejor control de malezas y por lo tanto menores costos de producción. Las operaciones de campo y las labores culturales pueden continuar durante el riego. Los fertilizantes se pueden aplicar con el riego y directamente a las raíces. Permite regar terrenos ondulados y con diversas pendientes asi como suelos con texturas diferentes. Reduce la erosión y la lixiviación del suelo.

 

Desventajas

Los principales problemas que presenta el riego por goteo según (Ing. Francisco J. Sarmiento, 2012) son: -

Mayor inversión inicial por unidad de superficie que otros sistemas de riego. Exigentes requerimientos administrativos, un retraso de las condiciones cond iciones de operación

 puede causarprotección daños irreversibles irrevers ibles al cultivo. -  No permite contra heladas como los sistemas de aspersión. as persión. - El daño de roedores e insectos a las cintas de goteo causan fugas de agua. - Las pequeñas aberturas de los goteros se obstruyen fácilmente. - La distribución del agua en el suelo queda limitada a la zona radicular.

Sistemas de riego superficial

Los sistemas de riego superficial más frecuentemente utilizados son: riego por contornos, riego por borde e irrigación por surcos. Este último se usa con mayor frecuencia para irrigar cultivos en hileras y huertos. Este método posee varios factores y elementos de diseño y gestión que han sido ampliamente analizados. El riego por surcos es el sistema de riego más antiguo y más comúnmente utilizado. Últimamente, se ha vuelto importante debido al alto costo de la energía en los métodos de riego a presión y la incorporación de la automatización en su funcionamiento (Holzapfel y Arumí, 2006). Referencias http://repository.unimilitar.edu.co/bitstream/10654/13035/1/die%2B%C3%82%C2%AAo_sistema_de_riego_finca_el_cedro%5B1%5D.pdf http://www.concitver.com/simposium/SESION5/Curso%20RLMA3%20Sistemas%20de%20Riego%20a%20Presi%C3%B3n.pdf http://lan.inea.org:8010/web/materiales/web/riego/anuncios/trabajos/El%20riego%20por%2 0aspersi%C3%B3n.pdf http://www.juntadeandalucia.es/export/drupaljda/1337160240Riego_por_aspersixn.pdf http://www.predes.org.pe/predes/cartilla_riegoteo.pdf