Riego Aspersion

Portada Riego por aspersion:Maquetación 1

13/9/07

20:19

Página 1

Riego por aspersión Félix A. Revilla Grande

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:21

Página 1

Riego por aspersión Félix A. Revilla Grande

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:21

Página 2

Edita: Servicio de Formación Agraria e Iniciativas. Junta de Castilla y León Dirección de la Colección: Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola INEA Autor y fotografías: Félix A. Revilla Grande Diseño y maquetación: Jesús Muñoz. Valladolid Maquetación profesional impresión: Xxxxxx Depósito Legal: VA-

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:21

Página 3

Índice Presentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

1. Introducción al cálculo de las necesidades de agua de los cultivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

2. Riego por aspersión mediante cobertura total . . . . . . . . . . . . . .

15

2.1. 2.2.

Cálculo de parámetros del riego por aspersión. Diseño agronómico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cálculo de los elementos mecánicos del riego. Diseño hidráulico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15 21

3. Riego por pívot, lateral de avance frontal o hipódromo . . . . . . .

27

4. Riego con cañones enrolladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

5. Coste eléctrico por mes (julio) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

6. Evaluación de un sistema de riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

7. Práctica de la evaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45

7.1. 7.2.

Evaluacion de una cobertura de riego por aspersión . . . . . Evaluación de un riego por pívot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45 51

8. Automatización de instalaciones de riego por aspersión . . . . . .

59

9. Riego antihelada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

61

10. Fertilización y tratamientos fitosanitarios a través del riego . . .

65

11. Ahorro enérgético en las instalaciones de riego . . . . . . . . . . . . .

69

3

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:21

Página 5

Presentación

L

a Consejería de Agricultura y Ganadería considera la formación profesional agraria y agroalimentaria como uno de los pilares fundamentales del desarrollo rural y del futuro profesional de la población agraria. En este sentido, las Escuelas de Capacitación Agraria y Agroalimentaria de la Consejería cuentan con los recursos humanos y materiales precisos para asumir el reto de una formación altamente tecnificada y especializada que responda a la demanda actual del sector. Con la publicación de este libro se pretende apoyar la impartición de módulos prácticos asociados a los programas de incorporación a la empresa agraria, a la vez que constituye un material didáctico de gran utilidad en los diversos tipos de formación impartidos en las Escuelas. Se trata de un libro de atractiva presentación y cuyo contenido, de gran detalle y especialización, responde a una marcada orientación práctica. Esperamos sea de gran utilidad y contribuya a mejorar la cualificación de nuestros agricultores y la tecnificación de la agricultura regional de regadío.

5

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:21

Página 6

INSTALACIONES DE REGADÍO POR ASPERSIÓN

El riego supone un salto cualitativo en la rentabilidad de la producción agrícola. El riego usa dos materias primas, agua y energía, que son bienes escasos y preciados. El conocimiento de la técnica de riego, el buen manejo de los regadíos en aras de conseguir una eficiencia en el uso del agua y de la energía son retos que siempre hemos de tener delante los responsables de la producción de alimentos.

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 7

Introducción al cálculo de las necesidades de agua de los cultivos

1

El conocimiento de las necesidades de agua de los cultivos es esencial para gestionar bien el agua y la energía necesaria para el riego. Aquí vamos a ver cómo elegir y manejar un sistema de riego para las diversas características de las parcelas de cultivo. Y también cómo comprobar el buen funcionamiento de las mismas. Conviene partir de casos reales y nada mejor que un ejemplo para hacer cálculos lo más reales posibles.

Necesidades de agua en los cultivos de valladolid Recogemos estas tablas del librito de Prácticas de Horticultura ecológica publicado también por la Junta de Castilla y León. Datos de Valladolid

A.

My.

Jn.

Jl.

Ag.

Sp.

T. med. máx.

16,3

20,4

25,7

30,2

29,7

25,5

T. med. mín.

4

7,2

10,6

13,3

13,5

10,8

HR %

61,7

60,5

45,5

46,9

48,7

56,7

Viento km/día

264,9

238,7

233,5

241,1

229,4

204

P. media

44,4

51,5

35,1

19,2

17,4

30,2

A.

My.

Jn.

Jl.

Ag.

Sp.

3,4

4,34

5,67

6,75

6,01

4,1

ETo (se calcula con el CropWat a partir de los datos de la tabla anterior). (En mm)

ETo

— T. med. máx.: Temperatura media de las máximas. — Viento km/día: Velocidad del viento en km al día. — T. med. mín.: Temperatura media de las mínimas — P media: Precipitación media en cada mes. — HR %: Humedad relativa, en %. CropWat es un programa informático que distribuye gratuitamente la FAO a través de su web y que cualquiera se puede instalar (www.fao.org). Este sistema calcula a partir de datos climáticos medios recogidos en series de 30 o más años.

7

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 8

Félix A. Revilla Grande

Existe el Servicio de Asesoramiento al Regante a nivel nacional y autonómico donde nos indican los datos de necesidades de los cultivos, punto de partida básico para gestionar el riego. Ver www.mapa.es y www.inforiego.org. Estos organismos nos proporcionan las necesidades de riego de los cultivos en tiempo real, no hechos con series históricas de datos, por lo que son más fiables. AIMCRA también tiene con Ebro un servicio para el cultivo de remolacha (www.aimcra.es). Así como para regar es mejor seguir los datos que proporcionan estos servicios, para calcular una instalación es mejor partir de datos medios que nos permiten un diseño general que nos sirva para tener una instalación holgada en sus cálculos.

Figura 1. Estación meteorológica de recogida de datos.

La Eto nos indica (en mm/día o en mm/mes) la evapotranspiración que existe en una zona en un cultivo de referencia (normalmente un cultivo de hierba, de poca altura…)

Figura 2. Evolución de la KC en cultivos herbáceos. (Foto: feragua).

Para saber cuál es la que corresponde a un cultivo en particular, habrá que hacer algunas correcciones que dependen del cultivo y de su estado de desarrollo. Esa corrección se hace mediante el coeficiente de cultivo llamado Kc. Así hallaremos la evapotranspiración para el cultivo, ETc (Etc = EToxKc). La Kc tiene valores en torno a la unidad, por debajo cuando el cultivo no está en pleno desarrollo y algo por encima en pleno desarrollo del mismo. Aunque puede haber cálculos bien exactos, como los que ha hecho AIMCRA para la remolacha y también según un método propuesto por la FAO, proponemos valores para algunos cultivos. Hay cuatro valores típicos de Kc: Kc inicial (desde la siembra o plantación hasta que el cultivo está bien nacido), Kc de fase desarrollo del cultivo (desde el cultivo nacido hasta que alcanza un desarrollo que bien puede ser cubrir la superficie del suelo), Kc de media estación (todo el período de madurez y desarrollo de un cultivo, donde

8

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 9

1. Introducción al cálculo de las necesidades de agua de los cultivos

se está cuajando la cosecha)y Kc de última estación (la decadencia del cultivo y fase final). Cada una de ellas tiene una duración que se estima en días aunque no de forma exacta como puede verse en la tabla. Duración en días y valor de KC de algunos cultivos (Fuentes Yagüe) Fase inicial

Fase desarrollo

F. media estación F. última estación

Cebada

15 / 0,35

25-30 / 0,75

50-65 / 1,15

30-40 / 0,45

Patata

25-30 / 0,45

30-35 / 0,75

30-50 / 1,15

20-30 / 0,85

Remolacha azucarera

25-45 / 0,45

35-65 / 0,80

60-80 / 1,15

40-40 / 0,80

Maíz grano

20-30 / 0,40

35-50 / 0,80

40-60 / 1,15

30-40 / 0,70

Pe (estimamos que es el 75% de la precipitación media). (En mm)

Pe

A.

My.

Jn.

Jl.

Ag.

Sp.

33,3

38,6

26,3

14,4

13

22,6

Pe: precipitación efectiva.

No toda la precipitación que cae como lluvia la podemos considerar útil, pues hay pérdidas de ese agua desde el punto de vista de los cultivos por múltiples factores: exceso de sequedad, viento, escorrentías, etc., que nos obliga hablar de precipitación efectiva (Pe), como aquella que realmente aprovechan los cultivos. Aunque hay varios métodos de estimarlo, uno de ellos es considerar el 75% como precipitación efectiva (en la tabla en mm/mes.) A.

My.

Jn.

Jl.

Ag.

Sp.

Eto día

3,4

4,34

5,67

6,75

6,01

4,1

Kc patata

0,45

0,75

1,15

1,15

0,85

Kc remolacha

0,45

0,80

0,80

1,15

1,15

0,85

1,15

1 22,6

Kc maíz

0,40

0,80

1,15

Kc cebada

0,75

1,15

1,15

0,45

Pe mes

33,3

38,6

26,3

14,4

13

Nn/mes patata

12,9

59

170

232

153

Nn remolacha Nn cebada Nn maíz Nn: Eto x 30 días x Kc – Pe (en los meses de julio y agosto, a efectos de cálculo, no se tiene en cuenta la precipitación efectiva, dado que es una precipitación muy irregular.) Nn: Necesidades netas de agua de los cultivos en mm/mes. Las Nn que no están halladas en la tabla, las puede hallar el lector a modo de ejercicio.

9

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 10

Félix A. Revilla Grande

Las Nn es la cantidad de agua que tiene que recibir la parcela para satisfacer las necesidades de las plantas y tener el máximo de producción posible, en cuanto del agua dependa. Según el sistema de riego que usemos, la eficiencia en la aplicación del agua será mayor o menor. Estos son los valores que se suelen considerar para los diversos sistemas de riego: — — — — — —

Riego por superficie: 60-65%. Riego por aspersión cañón: 70-75%. Riego por aspersión cobertura: 75-80%. Riego por aspersión pívot: 80-85%. Riego localizado de alta frecuencia: 90-95%. Riego localizado subterráneo: 95-100%.

La eficiencia de aplicación (Ea) es pues la relación entre el agua que necesitamos y el que realmente hemos de aportar a consecuencia de las pérdidas que hay en el sistema de riego elegido. Por tanto habrá que tener en cuenta esto operando así: Nt= Nn/Ea Nt: Necesidades totales.

Necesidades totales diversos cultivos, riego por aspersión Nt

Nt patata

A.

My.

Jn.

Jl.

Ag.

17,2

78,6

226,6

309,3

204

(Ea = 75%) Sp.

Nt maíz Nt remolacha Nt cebada Se pueden hallar, a modo de ejercicio, las Nt para los cultivos que no se ha hecho.

Para saber el tipo de aspersor que puedo y debo elegir para mi sistema de riego por aspersión nos conviene conocer las características del terreno y cultivo, a fin de establecer cual es la dosis máxima de agua que puedo aportar cada vez que riego.

10

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 11

1. Introducción al cálculo de las necesidades de agua de los cultivos

Estas unidades vienen expresadas en mm/mes. 1 mm = 1 l/m2 = 10 m3/ha

El agua en el suelo Para aplicar agua al suelo en forma de riego, conviene conocer la capacidad del suelo para albergar agua, lo cual va a depender de la capacidad de campo (Cc) y del punto de marchitez (Pm). Y también, si queremos saber donde hay que aplicar el agua, importa la profundidad del suelo explorada por las raíces de los cultivos. El otro dato importante para saber el agua que cabe en el suelo es la porosidad que relaciona la densidad aparente y real de un suelo y que nos habla de la cantidad de espacio que hay en el suelo ocupada por aire y en la que por tanto puede haber agua. — Capacidad de campo. Capacidad máxima de un suelo para almacenar agua, después de haberlo dejado drenar. Óptimo para el aprovechamiento del agua por las plantas. — Punto de marchitez. Es aquel a partir del cual el agua que hay en el suelo no puede ser aprovechado por las plantas por no tener suficiente fuerza para extraerla. Con esos datos podemos calcular la dosis de agua que vamos a aportar al suelo cada vez que regamos. En riego por aspersión con cobertura o cañón se suele ir a dosis máximas (echar la máxima cantidad de agua para no tener que regar de forma muy frecuente, pues esto suele suponer trabajo). En riego con pívot o lateral de avance frontal, como la automatización suele ser máxima, el riego no se organiza por Capacidad de campo y punto de marchitez dosis máximas sino en (expresada en porcentaje de peso de agua) función de otros parámeSuelo Cc Pm tros y se dan un número Arcilla 35% 18% mayor de riegos al mes. Veamos algunas tablas importantes que responden a conceptos que hay que manejar.

Limoso

18%

9%

Limo-arenoso

13%

6%

Arenoso

6%

2%

Ej. En un suelo arcilloso en capacidad de campo el 35% de su peso será agua.

11

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 12

Félix A. Revilla Grande

Profundidad de las raíces, en metros (con el cultivo bien desarrollado) — — — — — —

Patatas: Alubias: Remolacha: Huerta: Maíz: Cereales:

0,50 m. 0,45 m. 0,55 m. 0,50 m. 0,6-0,8 m. 0,5-0,7 m.

— — — — —

Tabaco: Algodón: Alfalfa: Pratenses: Frutales:

0,75-0,80 m. 0,80 m. 1m (prof. media). 0,3-0,4 m. 1-1,5 m.

Normalmente la profundidad de las raíces del cultivo nos indica la cantidad de agua que podemos aportar en un riego; esto suponiendo que el suelo sea más profundo que esas raíces; en caso contrario la profundidad del suelo sería el limitante para la dosis de agua a aportar en el riego.

Figura 3. El suelo, un depósito para almacenar agua. (Foto: Feragua).

Permeabilidad de los suelos según su textura Textura

Permeabilidad (mm/h)

Textura

Permeabilidad (mm/h)

Arcilloso

3,8

Limo-arenoso

10,0

Arcilloso-limoso

5,0

Arenoso-limoso

15,0

Franco-arcilloso

6,4

Franco-arenoso

16,0

Franco-limoso

7,6

Arenoso-franco

17,0

Limoso

8,0

Arenoso

19,0

Franco

8,9

Arenoso-grueso

50,0

Es una permeabilidad estabilizada. Ej. Un suelo limoso admite de manera constante 8mm/h hasta que se sature de agua.

12

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 13

1. Introducción al cálculo de las necesidades de agua de los cultivos

Algunos valores de densidad aparente de las principales texturas Textura del suelo

Arenoso

Densidad aparente

Textura del suelo

1,65 g/cm3 g/cm3

Franco arenoso

1,50

Franco

1,40 g/cm3

Densidad aparente

Franco arcilloso

1,35 g/cm3

Franco limoso

1,30 g/cm3

Arcilloso

1,25 g/cm3

La densidad aparente de un suelo es la densidad del mismo tal como aparece ante nosotros, incluido los huecos y poros que el suelo posee. En esos huecos se albergará el agua que aportamos en el riego. También podemos conocer el estado de humedad del suelo por medio de tensiómetros o medidores TDR y programar el riego en función del mantenimiento de una humedad en el suelo que permita a las plantas una correcta alimentación. Los tensiómetros muestran el esfuerzo que han de hacer las plantas para extraer agua del suelo, mientras que el TDR mide directamente el porcentaje de agua que existe en el suelo. Con frecuenta estos aparatos se usan en invernaderos, viveros, etc.

Figura 4. Instalación de tensiómetros.

Figura 5. Medidor de humedad TDR.

13

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 15

Riego por aspersión mediante cobertura total

Este sistema consiste en establecer en la parcela de cultivo una cobertura superficial a base de aspersores que van conectados a unas tuberías por las que reciben agua y presión. Hay otras modalidades a base de coberturas parciales, más móviles, etc., que no explicamos, pero que funcionan de un modo similar a éste. Los materiales normalmente son aluminio y PVC. Los aspersores son de media presión (entre 2,5 y 4 atm).

2

Figura 6. Vista típica de un riego por aspersión. En este caso, sobre un cultivo de patata.

2.1. Cálculo de parámetros del riego por aspersión. Diseño agronómico Con todos esos datos que hemos visto anteriormente podemos hallar la máxima cantidad de agua a aportar en un riego según la expresión: Dosis teórica: 10.000 m2/ha x da x p (m) Cc – Pm / 100 x 0,6 Es decir, la cantidad máxima de agua que puedo aportar está en relación con los metros cuadrados que tiene una hectárea, la densidad aparente (en g/cc = Tm/m3), la profundidad de las raíces del cultivo y el volumen de agua que alberga un suelo entre la capacidad de campo y el punto de marchitez; esto lo corregimos con un coeficiente, que evitará que el suelo se vacíe mucho de agua, poniendo en peligro de estrés a las plantas. Este coeficiente suele estar entre 0,5 y 0,75.

15

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 16

Félix A. Revilla Grande

Si lo aplicamos al ejemplo que traemos, y suponiendo un terreno limoso con una densidad aparente de 1,28 g/cc, podemos hallar que la dosis máxima de agua a aplicar en pleno desarrollo radicular de la patata es: Dosis = 10.000 x 1,28 x 0,50 x (18 – 9) / 100 x 0,6 = = 345,6 m3/ha = 34,56 mm Sabemos que, según el sistema de riego, para aportar una cantidad de agua hay que tener en cuenta la eficiencia de aplicación, que para aspersión hemos considerado de 75%. Entonces, para conseguir que a las plantas llegue esos 34,56 mm habrá que aportar lo que llamamos dosis práctica. Dosis práctica: dosis/Ea= 34,56 / 0,75 = 46 mm Igualmente el lector puede hallar la dosis para el resto de cultivos.

Figura 5. Cobertura total de riego por aspersión.

Riego por aspersión Si seguimos adelante con el diseño del riego habría que decir que diseñar un riego por aspersión consiste de manera fundamental en: — Elegir marco de riego (disposición de los ramales y aspersores en el campo). — Elegir aspersor, con sus características de funcionamiento. — Elegir tuberías adecuadas en cuanto a diámetro y material.

16

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 17

2. Riego por aspersión mediante cobertura total

En esta publicación didáctica nos remitimos a algunas cuestiones o conceptos fundamentales: Marco de riego Se llama marco de riego a la separación entre ramales y aspersores. Normalmente viene indicado por dos cifras: la mayor indica separación entre ramales y la menor entre aspersores. Los marcos más comunes suelen ser 12 x 12, 12 x 15, 12 x 18 y 15 x 15, todo ello expresado en metros. No entramos aquí en ventajas e inconvenientes de unos y otros marcos. Pluviometría del sistema Es la cantidad de agua que arroja nuestro sistema de riego en una unidad de tiempo. Normalmente se expresa en l/m2 y hora. Hay que saber que también se habla de la lluvia y el riego en mm, y que 1 l/m2 = 1 mm (si vertemos un litro de agua en un recipiente de un metro cuadrado, el agua tomará una altura de un mm). Para pasar de

a

Litros/segundo

Litros/hora

Multiplicar por

3.600

Litros/segundo

Metros cúbicos/hora

Multiplicar por

3,6

Litros/hora

Litros/segundo

Dividir por

3.600

Litros/hora

Metros cúbicos/hora

Dividir por

1.000

Multiplicar por

1.000

Metros cúbicos/hora

Litros/segundo y dividir por

3.600

Multiplicar por

1.000

Metros cúbicos/hora

Litros/hora

Elección de aspersor El aspersor lo vamos a elegir en función, precisamente, del marco de riego y de la pluviometría que arroja. Dicha pluviometría no debe superar la permeabilidad del terreno para no crear encharcamientos o escorrentías. (si se aporta más agua de la que el suelo es capaz de absorber, el agua se escurre por el terreno si hay pendiente o se encharca si no hay pendiente). Los aspersores aportan el agua moviéndose de forma circular o en sector circular. Sobre un terreno, para que no queden espacios sin regar, la llu-

17

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 18

Félix A. Revilla Grande

via de unos aspersores se debe solapar con los aspersores de al lado. Sobre esto hay unas normas o consejos que redundan en una mayor uniformidad y eficiencia del riego. El alcance de los aspersores debe ser: — Para marcos en cuadrado y triángulo (a x b, por ej.). El radio de alcance del aspersor, al menos igual al marco de separación. Si es marco de 12 x 12, el radio de alcance del aspersor debe ser al menos de 12 m — Para marcos en rectángulo. El diámetro de alcance del aspersor debe ser al menos el 80% de la separación de lado más corto y el 150% del lado más largo. Ejemplo. Comprobar que un aspersor que tiene un diámetro de alcance de 30 m es apto para un marco de 12 x 15. Solución. El radio de alcance es 15 metros. El 80% de 15 es 12 m, apto para el lado corto. El 150% de 15 es 22,5 m, apto de sobra para el lado largo que es de 18 m. Lo normal en un riego es que hagamos primero la elección del marco y luego elijamos el aspersor, teniendo en cuenta además la permeabilidad como hemos dicho. Para elegir aspersor, normalmente iremos a un catálogo comercial de la casa con la que trabajemos (también podemos mirar varias). Muchas de ellas tienen su catálogo en internet. Una castellano y leonesa es VYRSA, que tiene su sede en Briviesca (Burgos), www.vyrsa.com. Para ir al catálogo conviene que sepamos cuál es el caudal máximo que puede arrojar el aspersor a elegir, que está condicionado por el marco (superficie asignada a regar cada aspersor) y la permeabilidad que viene dada por la textura principalmente. Así, por ejemplo, si tenemos un marco de 12 x 15, y el terreno es limoso, podemos ver en el cuadro de permeabilidad que hemos puesto anteriormente, que es de 8 mm/h. Por tanto el caudal máximo que puede recibir ese terreno de cada aspersor es: Qmáx. aspersor = marco x permeabilidad del terreno = = 12 m x 15 m x 8 mm/h = 1.440 l/h

18

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 19

2. Riego por aspersión mediante cobertura total

Ahora, ya podemos abrir el catálogo. Pocos catálogos son tan completos como éste de Vyrsa, que nos trae de cada modelo la siguiente información: — En primer lugar una foto del aspersor con los ángulos de ataque del agua y una foto con todas las boquillas que puede montar, que como podemos observar, pueden ser de latón o de plástico de colores, lo cual es práctico a la hora de reponer, pues es fácil acordarse del color. — En este segundo gráfico se muestra el despiece del aspersor y algunos datos de su comportamiento en campo sobre diferentes ensayos: coeficiente de uniformidad, uniformidad de distribución, etc.

Figura 8. Aspersor y juego de boquillas (catálogo Vyrsa).

Figura 9. Esquema despiece aspersor (catálogo Vyrsa).

— Y en tercer lugar esta tabla que nos dice: Figura 10. Tabla características técnicas aspersor (catálogo Vyrsa). 1. La tabla superior se refiere al aspersor montando sólo la boquilla delantera y taponando la trasera. La tabla inferior montando las dos boquillas de la foto. 2. El resto de la tabla, nos indica el comportamiento en cuanto a caudal (litros/hora) y alcance, dependiendo de la presión (columna de la izquierda y del diámetro de la boquilla. (los diámetros de las boquillas vienen en pulgadas y en mm). 3. En gris o zona sombreada marca lo que el fabricante considera zona no recomendable para el mejor comportamiento del aspersor.

19

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 20

Félix A. Revilla Grande

Siguiendo con nuestro ejemplo, elegimos ahí un aspersor adecuado para nuestro terreno limoso (máximo 8 mm/h de pluviometría) y 1.440 l/h de caudal y un alcance suficiente para un marco de 12 x 15. Si hiciésemos comprobaciones, veríamos que hay muchas posibilidades de montar un aspersor adecuado. Elegimos, por ejemplo: Aspersor con una boquilla que funcione a 3,16 atm, boquilla de 11/64” y da 1.290 l/h y alcanza 31,90 m (se podría haber elegido otras boquillas o presiones) Comprobación: 1. Que el caudal es inferior a la permeabilidad del terreno: — 1.290 < 1.440. Correcto. 2. Para un marco de 12 x 15. El radio de alcance debe ser: — 80% r > lado menor del marco. — 150% r > lado mayor del marco. Como el radio es 15,70: — 80% 15,70 =12,56 > 12. — 150% 15,70= 23,5 > 18. Como cumple los requisitos es correcto. Si queremos saber la pluviometría del aspersor, la hallamos dividiendo el caudal real del mismo entre el marco. P (mm/h) = q (l/h) / marco = 1.290 / (12 x 15) = 7,16 mm/h (es menor que 8 mm/h). Correcto por tanto, también. Una vez conocido el tipo de aspersor que vamos a montar y el marco podemos conocer el tiempo que dura un riego. Normalmente podemos hacer un calendario por meses e ir ajustando en cada mes el número de riegos y el tiempo que dura un riego.

20

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 21

2. Riego por aspersión mediante cobertura total

Nt

Nt patata Frecuencia riego Dosis real Tiempo de riego Turno

A.

My.

Jn.

Jl.

Ag.

17,2 mm

78,6

226,6

309,3

204

1

2

5

7

5

17,2

39,3

45,3

44,2

40,8

2 h 25’

5 h 28’

6 h 19’

6 h 10’

5 h 41’

30

15

6

4,4

6

Sp.

Frecuencia. Resulta de dividir las necesidades entre la dosis máxima. Si nos sale un número no entero lo redondearemos hacia arriba. Dosis real. Es la cantidad de agua que vamos a echar en cada riego. Sale de dividir las necesidades totales entre el número de riegos (frecuencia) que vamos a dar cada mes ya redondeado. Tiempo. El tiempo que tardo en aplicar la dosis real. Sale al dividir la dosis entre la pluviometría del aspersor (7,16 mm/h) y hallar el equivalente en horas y minutos. Turno.

Es el espacio de días comprendido entre dos riegos.

Posturas. Es la cantidad de veces que puedo regar en un mismo día. Esto depende de lo que dura un riego y también del número de horas disponibles en el día para regar. Aquí, en este ejemplo, para julio suponemos que podemos hacer tres posturas al día, que sumarían 19 horas, dejando las horas punta de tarifa eléctrica, más cara, sin regar. Resumiendo, lo que tenemos hasta aquí, de atrás hacia delante. En el mes de junio, por ejemplo, regaré cada 6 días y daré 5 riegos al mes, a razón de 6 h 19’ cada vez; así aportaré en cada riego 45,3 mm y cubriré las necesidades de agua de ese mes, que son de 226,6 mm de media. Y eso lo haré a un marco de riego de 12 x 15, con el aspersor elegido y dadas las características de mi terreno (limoso) y cultivo (patatas). Hasta aquí lo que podemos llamar diseño agronómico de un riego por aspersión mediante cobertura.

2.2. Cálculo de los elementos mecánicos del riego. Diseño hidráulico No vamos a entrar a explicar aquí todos los pormenores de cálculos hidráulicos porque superan el objetivo de esta publicación didáctica. Con el

21

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 22

Félix A. Revilla Grande

único ánimo de marcar los puntos clave, damos algunas pistas importantes para su valoración. — Normalmente una finca se riega por partes, de tal manera que se va regando poco a poco. En esos bloques de riego hay un número determinado de aspersores que funcionan simultáneamente. Para conocer estos datos vamos a partir de una parcela imaginaria de 20 ha. — Conociendo la superficie que tengo que regar y las horas de que dispongo al mes para regar y el tiempo que dura un riego y el turno, todo ello en el mes de máximas necesidades (julio), se puede determinar cuantos bloques de riego puedo hacer. Hay que tener en cuenta que cuantos más bloques de riego pueda hacer, más pequeño será el grupo de bombeo que necesito y eso supone un ahorro en la inversión. — Número de aspersores total para una parcela de 20 ha a marco de 12 x 15, será el cociente entre la superficie de la parcela, que es de 200.000 metros cuadrados y el marco, y salen 1.111 aspersores. Esos son los aspersores que tendré que comprar para establecer la cobertura total. Para conocer cuántos tengo que tener funcionando de manera simultánea, realizo la siguiente operación: Número de aspersores simultáneos = superficie total 200.000 = = = 82,30 Marco x posturas x turno 12 x 15 x 3 x 4,5 Si cada vez que regamos utilizamos 83 aspersores, podremos hacer 13,3 bloques. Redondeamos a 13 bloques de riego con 85 aspersores en cada bloque. Así, resumiendo de nuevo, si en el mes de julio, cada vez que hago una postura de riego arrancan a regar de manera simultánea 85 aspersores y doy tres posturas al día, al cabo de 4,3 días (13 posturas) habré regado toda la parcela y empezaré a dar el siguiente riego. Una vez que tenemos esto determinado, no quedaría más que dimensionar las tuberías que llevan los aspersores, llamadas ramales de riego, las tuberías generales, que son aquellas donde van enganchados los ramales y dimensionar el equipo de bombeo.

22

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 23

2. Riego por aspersión mediante cobertura total

De los ramales de riego, sólo decir que suelen ser de PVC o aluminio y su diámetro va en función de la longitud de los ramales (a mayor longitud, llevan más aspersores y por tanto más caudal, lo que se traduce en mayor diámetro) en general suelen ser a partir de 2”. El número medio de aspersores por ramal aconsejable está entre 10 y 12. Las generales suelen ser de aluminio en tamaños ya superiores a 90 mm.

Grupo de bombeo El grupo de bombeo puede ser de diverso tipo. La división básica de las bombas es: — Horizontal. Bomba y motor en superficie, fuera del agua. — Vertical. Bomba sumergida en agua, accionada mediante motor en superficie, ambos unidos por un eje. — Sumergida. Bomba y motor susumergidos en el agua.

Figura 11. Esquema de un grupo de bomba horizontal (foto Feragua).

Figura 12. Bombas verticales.

Figura 13. Bombas sumergidas. Los grupos sumergidos funcionan con motor eléctrico de manera obligatoria, por lo que si no tenemos energía eléctrica, habrá que colocar un generador diésel que la proporcione.

23

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 24

Félix A. Revilla Grande

La división básica de los motores que mueven las bombas es: — Térmicos (gasolina y gasóil). — Eléctricos.

— Caudal necesario. En nuestro caso, sería el caudal de los 85 aspersores con que vamos a regar cada vez que abrimos el riego en el mes de máximas necesidades. Eso supone 109.650 litros/hora, es decir 30,45 l/s — Altura manométrica. Es la altura de presión, expresada en metros de columna de agua, que tiene que proporcionarnos la bomba para superar los desniveles que haya (tanto de la propia perforación como de la instalación), las pérdidas de presión (de carga) que haya por efecto del roce del agua con paredes de tuberías, piezas especiales, curvas, etc.) y dar la presión de funcionamiento necesaria a los aspersores para que funcionen tal y como lo hemos diseñado, en nuestro caso 3,16 atm,

Figura 14. Grupo horizontal de motor diésel y bomba centrífuga para riego; el carro o bancal hace también la función de depósito de combustible.

Altura pérdidas de carga

Hr

Altura geométrica de impulsión

Hi

Altura geométrica de aspiración

Ha

Presión de salida

Hp

Hm: Altura manométrica total

La potencia necesaria para el grupo de bombeo se calcula en función de dos conceptos:

Figura 15. Representación esquemática de la altura manométrica total (foto Feragua).

Figura 16. Generador de energía eléctrica. Funciona con gasóil (foto Feragua).

24

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 25

2. Riego por aspersión mediante cobertura total

es decir, 31,6 m.c.a (metros de columna de agua). Si suponemos a modo de ejemplo, una toma de agua de río, con un desnivel de 7 metros, unas pérdidas de carga en torno a 20 metros de columna de agua y los 31,6 que necesitan los aspersores nos encontraríamos con una altura manométrica (Hm) necesaria de 58,6 metros. Ahora se puede hallar la potencia, suponiendo que es agua lo que se va a mover.

Potencia =

Q (l/s) x Hm (m) 30,45 x 58,6 = = 33,98 cv 75 x Rmb 75 x 0,7

Rmb: es el rendimiento del grupo motobomba.

Los motores y bombas no funcionan al 100% de rendimiento por sus pérdidas de potencia en el acople de ambas máquinas, velocidad de giro, etc. 34 cv sería la potencia de referencia para nosotros a la hora de ir a una casa comercial a buscar el grupo de bombeo que mejor se adapte a nuestras circunstancias. Aunque los datos que hay que llevar a la casa comercial son la Hm y el caudal.

Figura17. Foto de una cobertura de riego por aspersión en un cultivo de patata.

25

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 27

Riego por pívot, lateral de avance frontal o hipódromo

3

Aunque estas máquinas las estudiamos juntas, tienen en sí diferencias muy importantes desde el punto de vista de su concepción y funcionamiento, como puede verse en cualquier manual. Fundamentalmente, un pívot tiene un desplazamiento circular, por lo que la distribución del agua es muy desigual a lo largo del lateral: cuanto más cerca del centro, el sistema ha de aplicar menos agua y cuanto más se aleja del centro ha de echar mucho más caudal, porque ha de regar muchos más metros cuadrados. Las torres son movidas por pequeños motores eléctricos (0,5-1,5 cv) a velocidad muy lenta y graduable. Mientras la máquina avanza va teniendo lugar el riego. Nos interesa aquí avanzar con el caso práctico que hemos comenzado en el capítulo 1.

Figura 18. Vista de un pívot. En primer término, el motor eléctrico de una de las torres.

Lo primero que hay que decir es que se suele considerar a estos sistemas de riego como más eficientes en la aplicación del agua que un riego por cobertura total. Por tanto, para hallar las necesidades totales, podemos considerar una eficiencia del 85%. Ya las necesidades totales disminuyen (hay que fijarse el ahorro de agua que supone dentro de la aspersión, este cambio de sistema, que es de un 10%). Nn/mes patata Nt /mes

12,9 mm

59

170

232

153

15,17

69,4

200

272,9

180

En un pívot o lateral, no tenemos mucho que calcular. Si partimos de un buen replanteo de la máquina en nuestra parcela, buscando un óptimo apro-

27

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 28

Félix A. Revilla Grande

vechamiento del espacio y la comodidad de manejo, a partir de ahí deberíamos saber: — En este sistema no vamos al número mínimo de riegos normalmente, porque la automatización nos permite una mayor frecuencia de riego. Por lo tanto, no nos sirve más que de referencia el concepto de dosis máxima que hemos visto en riego por aspersión. — Vamos a una frecuencia mayor. El número de riegos por mes dependerá de nuestro interés, de nuestro cultivo, del caudal disponible, la velocidad de desplazamiento de la máquina, etc. Al dar más riegos mantenemos siempre el suelo en agua fácilmente disponible para las plantas. — Las variables que podemos calcular y manejar son. • Caudal de entrada al pívot. • Velocidad de desplazamiento-dosis por riego.

Caudal mínimo de entrada al pívot El caudal necesario para alimentar el pívot depende de las necesidades de agua del cultivo, de la superficie que riega el pívot y del tiempo disponible. Suponiendo que vayamos a regar 18 horas diarias y que el pívot riega 20 ha como en el ejemplo anterior, Qentrada =

Nt x área regada 271,9 x 200.000 = = 27,07 l/s tiempo disponible 31 d x 18 h x 3.600 s

Ese sería el caudal mínimo necesario. A partir de ahí, a mayor caudal, más potencia necesitaré y menos horas estará funcionando.

Tiempo necesario para dar un riego De estas máquinas podemos tener dos datos. Por un lado, está la regulación de velocidad, en porcentaje, desde el 100% de velocidad al 1%. El 100% sería su desplazamiento más rápido, hasta un desplazamiento mucho más lento.

28

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 29

3. Riego por pívot, lateral de avance frontal o hipódromo

Figura 19. Cuadro de mandos sencillo de un pívot.

Figura 20. Detalle del regulador de velocidad de un pívot.

Si sabemos que al 100% tarda en dar un giro completo 10 horas, al 50% tardará 20 horas y así sucesivamente. Si en vez de porcentaje tenemos la velocidad de desplazamiento y podemos actuar sobre ella tendremos que saber que: — La velocidad de desplazamiento se refiere al desplazamiento de la última torre en el caso del pivot, la más alejada del centro del pívot. Si conocemos la velocidad de desplazamiento y la distancia que hay desde el centro pivote a la última torre Lt (se puede medir) podremos hallar el tiempo que tarda en dar una vuelta. Suponiendo, por ejemplo, que se desplaza a 1,6 metros/minuto. — Si el pívot cubre 20 ha, el radio del mismo ha de tener 252,3 m. Supongamos que la última torre está a 230 m del centro pivote. Tiempo =

2π Lt 2 x 3,14 x 230 = = 902,75 min = 15 h 2’ vel 1,6

En este caso, tendríamos que tarda 15 horas aproximadamente en dar un giro completo y regar las 20 ha. Con esto, podemos saber los riegos que daremos al mes para cubrir las necesidades, pues será el resultado de dividir el tiempo disponible del mes entre el tiempo que tarda en dar una vuelta Frecuencia =

558 horas/mes 15,04

29

= 37,1 riegos

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 30

Félix A. Revilla Grande

Si quisiéramos saber la pluviometría que deja el pívot en cada riego, para saber si hay problemas de encharcamiento, etc. Pluviometría =

caudal de un riego 27,07 l/s x 54,120 s = = 7,32 mm superficie 200.000

Esto quiere decir que cada vez que regamos, aportamos 7,32 litros por metro cuadrado. Si quisiéramos hacer avanzar más lento el pívot, a fin de no dar tantos riegos al mes, debiéramos ir calculando la pluviometría para no sobrepasar los límites de permeabilidad del terreno y producir encharcamientos, escorrentías, etc. Este ejemplo que hemos desarrollado con un pívot nos vale de modo muy parecido para un lateral de avance frontal o un hipódromo; y por supuesto para un pívot que riegue sectorialmente. El pívot normalmente necesita menos presión en sus aspersores o emisores al pasar cerca de toda la superficie; por ello su uso supone un ahorro energético que puede estar en torno a 1,5 atm respecto a la aspersión. Al necesitar también menos caudal por su mayor eficiencia, podemos calcular el grupo de bombeo necesario y compararlo con el de aspersión. Hágase como ejercicio y comprobar el ahorro de energía que supone.

Figura 21. Cuadro de mandos de un pívot hipódromo.

Figura 22. Vista de un lateral de avance frontal.

El lateral de avance frontal describe un rectángulo al avanzar y aplica el agua de manera uniforme a lo largo de todo su lateral, a diferencia del pívot. El hipódromo hace la función mixta de lateral y de pivoto circular; debido a eso tienen dos cartas de distribución de agua, una para cuando avanza como un lateral, otra para cuando lo hace de forma circular.

30

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 31

Riego con cañones enrolladores

4

(Para ver los fundamentos básicos de un riego por cañones, consultar algún manual).

El fundamento de este sistema le damos por conocido; se trata de una gran manguera que termina en un gran aspersor o cañón de riego, que se extiende sobre el terreno con ayuda del tractor y según va regando de forma sectorial, se aprovecha la fuerza hidráulica para ir recogiendo la manguera en un gran tambor o enrollador. La presión del agua la proporciona el grupo de bombeo.

A Figura 23. En una foto A, vista del tambor enrollador; en la foto B, vista del cañón.

B

Hay que buscar un buen replanteo sobre el terreno, eligiendo el mejor ancho de banda para regar, el mejor solapamiento, etc. Aquí también regamos, al igual que en aspersión, buscando la máxima dosis, pero que no supere la permeabilidad del terreno, pues manejar esta máquina supone mano de obra. Igualmente hay que elegir aspersor y para eso debemos saber antes el caudal de entrada al cañón. Dicho caudal, al igual que en el pívot, se halla sabiendo las necesidades, el área regada y el tiempo disponible. De nuevo, para el cañón, consideramos una eficiencia de aplicación del agua del 75% pues es un sistema muy sensible a pérdidas de agua por la acción del viento.

31

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 32

Félix A. Revilla Grande

Nt

Nt patata

A.

My.

Jn.

Jl.

Ag.

17,2

78,6

226,6

309,3

204

Sp.

Qentrada = Nt x área regada 309,3 x 200.000 = = 30,800 l/s = 110,86 m3/h tiempo disponible 31 d x 18 h x 3.600 s Eso supone que hay que buscar un cañón que aporte ese gran caudal. En un catálogo podremos elegir el cañón que mejor se adapte a nuestra necesidad de caudal. Hay muchos modelos en el mercado. Figura 24. Reproducimos aquí un cuadro de uno de los muchos cañones que fabrica la casa italiana Valducci, donde se aprecia que puede elegirse el largo de manguera, el diámetro de la manguera y nos viene indicado para diversos tipos de boquilla y de presión el alcance y el caudal que arroja, así como otros datos. (Foto catálogo Valducci).

Si tuviéramos que elegir de esta plantilla (sabiendo que hay otras muchas válidas y que se adaptarán incluso mejor a nuestro ejemplo) un modelo para el caso que llevamos, iríamos a un modelo de alta velocidad; para no dejar mucha pluviometría podemos elegir, por ejemplo, el modelo señalado en amarillo: — Un enrollador con una manguera de 500 m con diámetro exterior de 140 mm. — Con un cañón con una boquilla de 34 mm que, trabajando a una presión de 6 atm, alcanza los 64 metros, lo que puede suponer un ancho total de riego de 108,8 m (teniendo en cuenta sólo el 85% del alcance por las distorsiones del viento, considerando así el diámetro efectivo mojado). Si ese enrollador se desplaza a 36,1 m/h, con una presión de entrada al tambor de 9,3 atm, nos daría 25 mm de pul-

32

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 33

4. Riego con cañones enrolladores

viometría. Esa alta pluviometría, al ser durante poco tiempo (el que tarde en pasar el cañón por el terreno) no suele dar problemas de encharcamiento en terrenos llanos pues al caer agua sobre un terreno seco, la velocidad de infiltración al comienzo suele ser alta (la que hemos visto en riego por aspersión es la permeabilidad estabilizada en el tiempo). Una vez elegido el tipo de cañón y aspersor que monta, etc. nos queda la disposición en el campo. Esto va a depender mucho de la forma de nuestra parcela (que suponemos adaptada a este sistema de riego). Sabiendo la velocidad de desplazamiento y el largo de la manguera, podemos saber el tiempo que tardará en hacer el cañón una postura Tiempo =

Figura 25. Patín y cañón.

espacio = velocidad

500 m = 13,8 h 36,1 m/h

Este tiempo suele ser mayor, pues buscando una mayor uniformidad de riego, suele comenzar y terminar por un tiempo en que la máquina riega pero no se mueve (tiempo inicial y tiempo final). Como el cañón elegido arroja 108,8 metros cúbicos a la hora, necesitaremos algo más de tiempo para regar. Si en cada riego aportamos 25 mm, para cubrir los 309 mm de necesidades habrá que hacer 12,3 riegos al mes (en julio). Las diversas posturas de riego se han de solapar a fin de que no queden espacios sin regar. El porcentaje de solapamiento debe depender del viento dominante en la zona, siendo un mínimo del 20% del diámetro de alcance del cañón para vientos débiles y pudiendo llegar al 45% en zonas de vientos en torno a 5 m/s (en estos casos no es aconsejable el sistema de riego con cañón). Con un solapamiento del 20% podemos recalcular nuestro riego.

33

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 34

Félix A. Revilla Grande

La superficie regada en cada postura, considerando que además de la longitud de la manguera, el cañón alcanza de forma efectiva el 80% de su radio de acción (el 80% de 64 m) será la siguiente: Superficie regada = 108,8 x 0,80 x (500 + 64 x 0,80) = 4,79 ha (Consideramos el ancho y el largo de la manguera, que son 500 metros, más el alcance del cañón cuando la manguera está estirada al máximo).

Eso quiere decir que en 4,1 posturas se riega toda la parcela, lo que intentaremos redondear a 4 bajando algo los solapamientos. Una vez hechos estos cálculos es cuestión ya de hacer un calendario de riego. La instalación básica de un cañón consta de un grupo de bombeo (hay que tener en cuenta que se necesitará algo más de potencia dada la presión con la que funciona este sistema), y una tubería general que nos proporcione agua a presión en los diversos lugares donde vamos a instalar el enrollador para regar. Si calculamos la potencia necesaria para el pívot y el enrollador, podemos ver las diferencias de consumo energético de uno y otro sistema y sacar las consecuencias pertinentes.

Figura 26. Cuadro enrollador.

34

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 35

Coste eléctrico por mes (julio)

5

Recogiendo el caso de riego por aspersión.

Una vez conocida la potencia del grupo de bombeo se puede sacar el coste eléctrico, conociendo que: — 1 cv = 0,736 Kw. — 34 cv x 0,736 = 25,02 Kw (para el caso de riego por aspersión). — Coste eléctrico del Kwh y las diversas tarifas horarias en las que regamos. — Multiplicando el valor del coste por las horas de funcionamiento. Ejemplo. Supongamos que tenemos un motor eléctrico de riego de 34 cv (como hemos calculado en riego por aspersión), y que funciona para regar al mes un total de 456 horas, de las que 248 son horas valle y 208 son horas llano. — Precio Kwh: 6,967 céntimos de euro. — Descuento en hora valle: –43% = 3,97 céntimos de euro/kwh Coste total = [(208 h x 6,967 cént.) + (248 x 3,97 cént.)] x 25,02 kw = = 76.503,2 céntimos = 765 euros. Ese sería el coste mensual del consumo (término de energía) en julio, del riego por aspersión.

35

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 37

Evaluación de un sistema de riego

6

Una de las labores importantes que tenemos los agricultores es comprobar que nuestro sistema funciona suficientemente bien para el fin que pretendemos. A veces no hemos controlado nuestro sistema de riego en su fase de diseño agronómico e hidráulico o hemos ido, con los años, cambiando partes fundamentales: de regar con la toma de fuerza del tractor a poner un grupo motobomba, de una cobertura móvil a una total, etc., y en realidad no sabemos muy bien el funcionamiento del sistema. Las preguntas clave para afrontar una evaluación serían: — ¿Cuánto agua aporto por metro cuadrado cuando riego? — ¿Es uniforme mi riego? Es decir ¿aporto más o menos la misma cantidad de agua en toda la parcela? — ¿Trabajo con la presión necesaria? ¿tengo el equipo de bombeo adecuado? — ¿Es un riego conforme a mi cultivo y mi suelo? — Cubro las necesidades de riego sin excesos y con la suficiente eficiencia? Para ello diseñamos una evaluación del sistema de riego. Se trata de hacer comprobaciones, tal y como normalmente manejamos el riego, para ver sus deficiencias y proponer mejoras. Estas mejoras siempre se van a traducir en ahorro de costes o en mayor productividad.

6.1. Comprobación de la uniformidad mediante prueba de campo Una de las cosas importantes es conocer si hacemos un riego uniforme. En la práctica no se consigue nunca una uniformidad completa, pero hay que tratar de conseguir un grado razonable, que repercute en el aprovechamiento del agua y en el rendimiento del cultivo.

37

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 38

Félix A. Revilla Grande

La uniformidad se determina mediante ensayos de campo. Para ello elegimos cuatro aspersores, a ser posible con disposición en cuadrado (dos aspersores consecutivos en dos ramales consecutivos. En el cuadro delimitado por los aspersores se distribuye una cuadrícula de pluviómetros tal como vemos en la figura. Mientras se ponen los pluviómetros se dirige el chorro del agua fuera del cuadrado para evitar entrada de agua antes de empezar la prueba. Se tiene un tiempo determinado (una hora por ejemplo) regando sobre esa zona como se riega en condiciones normales. Una vez terminada la prueba se mide el volumen de agua de los pluviómetros y se determina el coeficiente de uniformidad mediante la fórmula siguiente.

Siendo: M: Precipitación media obtenida en los pluviómetros n: Número de pluviómetros Sumatorio de d: Suma de las desviaciones (en valor absoluto) con respecto a M.

Figura 27. Pluviómetro (foto Aimcra). Figura 28. Croquis de distribución de pluviómetros para evaluar un riego por aspersión(foto Feragua).

38

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 39

6. Evaluación de un sistema de riego

Por lo general el coeficiente de uniformidad debe ser superior al 80%. Inferior al 55% se considera inadecuado en cualquier caso. En riego por aspersión se estima que los coeficientes de uniformidad (Cu) deben ser los siguientes: — Frutales o forrajeras con sistema radical profundo . . . . . . . . . . 70-82% — Cultivos extensivos con sistema radical de profundidad media . 82-88% — Cultivos de alta rentabilidad con sistema radical superficial . . . . >88% Las plantas poco espaciadas requieren un coeficiente de uniformidad mayor que las más espaciadas, ya que en estas últimas la mayor amplitud del sistema radical permite, en cierto modo, reducir los efectos desfavorables de un riego defectuoso. Para conocer mejor el modo de regar, se hace el análisis del área regada, dividiendo la zona en tres partes: — Zona media. Pluviómetros cuyo volumen está comprendido entre el 90 y el 110% de la media. — Zona con exceso de agua. Corresponde a zona cuyos pluviómetros es superior al 110% de la media. — Zona con defecto de agua. Correspondiente a los pluviómetros cuyo volumen es inferior al 90% de la media.

Figura 30. Ensayo pluviómetros.

39

Figura 29. Representación zona evaluada (foto Feragua).

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 40

Félix A. Revilla Grande

Las normas siguientes recomendadas por la FAO, se refieren al análisis zonal y al coeficiente de uniformidad, en función de la separación entre plantas (promedio entre las hileras y a lo largo de las mismas).

Figura 31. Ensayo pluviómetros.

Separación entre plantas (m)

Zona deficitaria inferior a (%)

Zona con sobrante menor de

Cu de al menos

0-2

10

10

85

2-4

15

15

80

4-6

20

20

75

Más de 6

25

25

65

Para cualquier presión y marco de riego, los aspersores de dos boquillas logran un coeficiente de uniformidad más alto que los de una sola. Con aspersores sobre el suelo no conviene regar con vientos mayores de 4 m/s. La mayor duración del riego favorece la uniformidad de distribución.

6.2.

Comprobación de la pluviometría del sistema

Si aprovechamos la prueba anterior podemos hallar con la media de los pluviómetros (si están bien graduados), la pluviometría del sistema, pues sería el valor de M. También podemos hallarlo comprobando el caudal de varios aspersores y hallando la media. Para esto, basta con tener una manguera de un metro y un recipiente de caudal conocido (20 l, por ejemplo). Introducimos la manguera en la boca del aspersor y cuando ya lleve unos segundos saliendo el agua por el otro extremo de la manguera, la introducimos en el recipiente y cronometramos el tiempo que tarde en llenar esos 20 litros. Si tarda, por ejemplo, 1 minuto, tendremos que ese aspersor arroja 1.200 litros a la hora. Si hacemos esto varias veces y hallamos la media, luego podemos conocer la pluviometría con la siguiente expresión.

40

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 41

6. Evaluación de un sistema de riego

Pluv (mm/h) =

q (l/h) S (m2)

Siendo S, el marco de riego.

Podríamos comprobar la diferencia entre lo que aportan los aspersores y lo que cae en los pluviométros; eso nos habla de la eficiencia de aplicación. Y ver cómo esta eficiencia es menor con aire o con mucho calor en verano, que en tiempo en calma y por la noche, por ejemplo.

6.3. Comprobación del funcionamiento homogéneo de los aspersores Los aspersores funcionarán de manera homogénea si se cumple: — Que son iguales, están en buen estado y tienen la misma boquilla no desgastada. — Les llega una presión lo más parecida posible. Esto ya lo hemos podido ver en la prueba anterior. Si cada aspersor comprobado echa un caudal diferente, por encima del 10%, suele ser mala señal. Para comprobar esto, además de la comprobación física respecto al estado, modelo y desgaste, nos haremos con un manómetro al que se le acopla un cono que pueda entrar en la boca del aspersor. Y en pleno funcionamiento del aspersor taparemos la salida con él y anotaremos la presión que marca el manómetro.

Figura 32. Midiendo presión en aspersor.

Esto lo haremos en algunos ramales, tomando la presión en el primer aspersor, en el primer tercio y al final del mismo. Una norma básica, aunque extrema, es que la diferencia de presión entre el primer aspersor y el último en un ramal no debe ser superior al 20% de la presión nominal del aspersor (es decir a la presión a la que debería funcionar el aspersor, según está

41

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 42

Félix A. Revilla Grande

en el catálogo comercial, como hemos visto al elegirlo). Además, al comienzo del ramal debiera haber un15% de presión por encima de la presión nominal del aspersor, para que el último aspersor en ningún caso funcione por debajo del 5% de la presión nominal del aspersor.

Presión a lo largo del ramal de aspersión

Mayor presión, Ramal aspersión Menor presión, Es posible que, si la instalamayor caudal menor caudal ción es vieja, no sepamos la Figura 33. Perdida de presión en ramal. presión nominal del aspersor, (Foto: Junta Andalucía). entonces nos conformaremos con que no haya una diferencia del 20% en la presión medida al comienzo y al final del aspersor y comprobaremos que el chorro sale con fuerza y el aspersor gira bien.

Conviene verificar también el alcance real de los aspersores para comprobar si es adecuado al marco e riego, tal como se explicó en su momento. Comprobar también que el marco es regular en toda la parcela (si es 12 x 15, por ejemplo, que no hay tramos con otros marcos).

6.4.

Distribución del caudal sobre el suelo

Depende del diseño geométrico del aspersor y las boquillas, de su presión de trabajo y de las condiciones del viento. El agua de lluvia ha de distribuirse de modo que el impacto de las gotas y la intensidad de lluvia no perjudiquen la condición física del cultivo o del suelo, logrando la máxima uniformidad posible. La dispersión del chorro se produce fundamentalmente por la fricción de la vena líquida de agua con el aire y eso hace que llegue al suelo pulverizado. La finura de pulverización y por tanto el grosor de las gotas de agua está en relación con el diámetro y la presión en las boquillas. Es lo que constituye el índice de potencia, índice de tenda o finura de pulverización, que mide el tipo de chorro (gotas gruesas, finas o medianas). Si las gotas gruesas pueden destruir la estructura del suelo, las finas pueden ser arrastradas por el viento.

42

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 43

6. Evaluación de un sistema de riego

k=

d (mm) H (m)

k: Índice de tenda. Cuando: k > 0,5: Fuerte lluvia. k entre 0,3-0,5: Lluvia media. k< 0,3: Lluvia fina.

El tipo de lluvia que nos interese dependerá del tipo de terreno y otros factores. Así por ejemplo, una lluvia fina nos interesa para el riego de remolacha que no ha nacido, pues con una gota gruesa impactará el terreno y no nacerá. Con todas esas comprobaciones podemos rellenar unas plantillas y trata de ver las deficiencias y el modo de atajarlas.

43

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 45

Práctica de la evaluación

7

Proponemos el modelo que usa y enseña Aimcra para evaluar riego por aspersión (con los debidos permisos).

7.1. Evaluacion de una cobertura de riego por aspersión 1. Material necesario — Manómetro de aguja de glicerina, graduado de 0 a 6 bar con un tubo de pitot acoplado. — Cronómetro con una precisión de 1/100 segundos. — Depósito de volumen conocido de 10 a 20 l. — Dos mangueras flexibles de 2 m y 2,5 m de longitud. — De 50 a 100 pluviómetros. — Probetas graduadas en unidades de 1 cm3. — Cintas métricas de 25 m y de 2 m. — Calibre de precisión o juego de galgas para medir diámetros de las boquillas del aspersor. — Veleta y anemómetro. — Estadillo, papel y soporte para escribir.

2. Pasos a realizar — Ir con el material a la zona donde se va a realizar la evaluación. — Sin regar, comprobar las características de aspersores y boquillas de toda la zona donde se va a realizar la evaluación (hoja 1). — Comprobar el marco de riego (hoja 1). — Elegir la zona de colocación de los pluviómetros: • Elegir la más desfavorable si se ve.

45

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 46

Félix A. Revilla Grande

• Elegir la más representativa (a 1/3 del ramal). • Si se puede, se hacen las dos. — Bloquear los aspersores elegidos dirigiendo el chorro hacia fuera. — Colocar los pluviómetros (el primero a 1,5 m del borde, los demás a 3 x 3). — Empezar a regar. — Cuando esté el riego estabilizado comprobar: • Presiones de los aspersores de la evaluación (hoja 1). • Caudal de los aspersores de la evaluación (2 veces). Hoja 1. • Altura del portaaspersor (hoja 1). — Comprobar que ningún pluviómetro tiene agua y desbloquear aspersores controlando la hora (hoja 1). — Medir la velocidad y dirección del viento al inicio (hoja 1). — Bloquear los aspersores que mojan los pluviómetros y controlar el tiempo. Tiempo mínimo de la evaluación: 1 hora (hoja 1). — Comprobar la presión final de dichos aspersores (hoja 1). — Parar el riego. — Medir el agua de los pluviómetros (hoja 2). — Recoger el material. — Calcular el coeficiente de uniformidad. Cristiansen (hoja 2). — Calcular la pluviometría (hoja 2). — Calcular la eficiencia (hoja 2).

A

B

46

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 47

7. Práctica de la evaluación

C

D

E

F

G

H

Figura 34. Secuencia de una evaluación de riego. A, sujetando aspersores antes de empezar ensayo; B, ensayo de pluviómetros; C, tomando el valor de los pluviómetros; D, toma de datos de los pluviómetros; E, midiendo presión en aspersor; F, midiendo boquilla aspersor; G, midiendo caudal aspersor; H, pluviómetro con agua.

47

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 48

Félix A. Revilla Grande

Evaluación de un sistema de riego por aspersión Fecha: Zona:

Observador:

Cultivador:

Localidad:

Tipo de Instalación: Tubería principal (long). (m)

Diámetro (mm):

material:

Tubería secundaria (long). (m)

Diámetro (mm):

material:

Tubería terciaria (long.) (m)

Diámetro (mm):

material:

Ramal (long.) (m)

Diámetro (mm):

material:

Espaciamiento aspersores (m):

Ramales (m):

Cota de la bomba: Cota al principio del ramal: Cota al final del ramal: (Poner las cotas más representativas de la parcela en el croquis). Energía (marcar lo que proceda): Eléctrica


Gasóil


Riego comunitario


Procedencia del agua: Nivel del agua en el pozo: Ensayo pluviómetros Croquis de la instalación:

Observaciones: — — — — — —

Medir presiones al principio, a 1/3 y al final del ramal. Medir caudales de varios aspersores distintos. Espaciamiento entre aspersores: m. Espaciamiento ramales: Altura del portaaspersor: m. Hora de comienzo del ensayo: ; final: ; duración . Viento:

48

m.

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 49

7. Práctica de la evaluación

Uniformidad en un sistema de riego por aspersión con cobertura total Fecha: Aspersor:

Presión (kg/cm2):

Boquilla (mm):

Caudal (l/h):

Hora comienzo: Viento 1.ª: (m/s):

Fin:

Duración (min):

Dirección del viento:

2.ª:

Pluviómetros:

3.ª:

Espaciamiento: 3 x 3 m

media:

Área: 12 x 12

m2 12 x 15

12 x 18

Coeficiente uniformidad . . . . . . . . . . . . . Pluviometría del sistema . . . . . . . . . . . . Pluviometría media recogida . . . . . . . . . Eficiencia del sistema (agua recogida/agua aplicada, media pluviómetros):

49

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 50

Félix A. Revilla Grande

Ficha para el agricultor Ficha de la instalación de la cobertura Agricultor: Polígono:

Parcela:

Nombre de la parcela:

— N.º de aspersores por postura: — Marco:

aspersores

x

— Ramal medio: • N.º aspersores/ramal: • N.º de boquillas: Grande: Pequeña:

, ,

(Boquilla predominante en el ramal) — Aspersor indicativo: (a 1/3 del ramal medio) kg/cm2

• Presión nominal: • Caudal: • Pluviometría:

l/h ,

mm/h

— Pluviometría según presiones: 2 kg/cm2

,

mm/h

,

mm/h

3 kg/cm2

,

mm/h

3,5 kg/cm2

,

mm/h

kg/cm2

,

mm/h

2,5

4

kg/cm2

50

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 51

7. Práctica de la evaluación

7.2.

Evaluación de un riego por pívot

Los objetivos son los mismos que en un riego por aspersión: conocer el funcionamiento del sistema y verificar las cualidades y deficiencias del mismo. Cambian algunas cosas por la peculiar construcción del mismo. Con los debidos cambios de sentido común nos vale para evaluar un pívot sectorial y un lateral de avance frontal.

Evaluacion de un pivote Material necesario para realizar la evaluación: — Manómetro de aguja de glicerina, graduado de 0 a 6 bares con tubo de pitot acoplado. — Cronómetro con una precisión de 1/100 segundos. — Anemómetro para medir la velocidad del viento. — Cinta métrica de 50 m. — Pluviómetros. El número va en función de la longitud del pívot. Hay que colocar dos filas de pluviómetros separados entre ellos 4 m. Hay que colocarlos a lo largo del pívot. — Estadillo, lápiz y soporte para escribir. Antes de poner en funcionamiento el pívot 1. Rellenar los datos de la ficha de evaluación. 2. Visualización previa del pivote. Contaremos el número de torres que tiene, para identificar el 25% de la longitud total del pívot, ya que va a ser la zona que no se va a evaluar debido a que en los pívots circulares esa zona representa una mínima superficie (6% de la superficie regada) y como tarda mucho en pasar, retrasaría de forma importante la evaluación. 3. Colocación de 2 filas paralelas de pluviómetros, separadas entre sí 1 ó 2 metros. De esta forma tenemos la posiblidad de realizar dos evaluaciones al mismo tiempo y además, en caso de que algún pluviómetro resulte nulo, contamos con el que está a su lado para tener la información sobre ese punto del pívot.

51

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 52

Félix A. Revilla Grande

Las dos filas de pluviómetros se colocarán siguiendo el radio del círculo que describe el pívot, pudiendo ir acercando los pluviómetros hacia él a medida que nos separamos de su centro (siempre siguiendo el radio). La separación entre los pluviómetros va a ser de 4 metros en el caso de que el pívot tenga difusores, o de 5 metros si tiene aspersores. A la vez que se van colocando los pluviómetros se van midiendo las torres que le componen y así sabremos la longitud exacta del pívot. Con el pivote en funcionamiento 4. Mirar la velocidad de la torre exterior. Pasos: • Se clavará una estaca paralela a la dirección de la última torre. Este será el punto de referencia que nos marca el inicio del cronometraje. • Se toma como referencia el punto central del eje de la rueda y a su paso por la estaca se comienza a cronometrar. • Con el pívot en marcha, se clavará una segunda estaca a unos 10 metros de la primera, y cuando pase el punto de referencia (punto central del eje de la rueda) por la segunda estaca, se parará el cronómetro. Si por alguna causa la distancia es mayor, saber que tendremos un margen de error mayor. • Se mide la distancia lineal entre las dos estacas. Esta distancia será algo menor que la recorrida por la torre, ya que describe un círculo, y por ello cuanto más la dejemos avanzar, mayor será el error. • Posteriormente se dividen los metros recorridos por el pívot entre los minutos que ha tardado, y obtendremos la velocidad de éste expresada en m/min. Esta velocidad hace referencia al porcentaje que marca la marcha del pívot. 5. Mirar las presiones del equipo: • Cabecera. • Primera torre. • Torre intermedia. • Última torre

52

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 53

7. Práctica de la evaluación

Para ello hay que subirse a las torres del pívot y con un manómetro se mira la presión del aspersor más cercano. Si son difusores se apartará el elemento que dispersa el agua (empujándolo con cuidado) y se introduce el manómetro para mirar la presión. Para no perder tiempo, y mientras el pívot sigue pasando por encima de los pluviómetros, se siguen tomando datos. 6. Croquis de la parcela, indicando la situación en que se encuentra el pívot cuando se está realizando la evaluación. 7. Meteorología del día de la evaluación. • Viento. Se tomará 3 veces a lo largo de la evaluación, como mínimo. En cada toma se calculará la media de diez medidas consecutivas de viento. • También se anotarán otros factores que pudieran afectar a la evaluación, como puede ser lluvia y otros elementos. 8. Cálculo de la superficie regada por el pívot (si no la conoce el agricultor). Para ello debemos haber medido antes la longitud total del pívot, incluyendo el alcance del cañón si es que lo tiene. Cuando el pivote ya no moja los pluviómetros 9. Se comienza a recoger los pluviómetros de fuera hacia dentro, para dar tiempo al pívot a pasar sobre los pluviómetros centrales. A la vez que se recogen, se va anotando el contenido de cada pluviómetro dentro del estadillo, en la casilla correspondiente a la distancia que separa el pluviómetro del centro del pívot. 10. Cálculos según la ficha de evaluación: El cálculo principal es el coeficiente de uniformidad que se deduce de la fórmula siguiente:

Donde: Ci es la pluviometría recogida en cada pluviómetro. Di es la distancia que separa cada pluviómetro del centro del pívot.

53

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:22

Página 54

Félix A. Revilla Grande

Lo que pretende esta fórmula (Hermann y Hein, 1968) al multiplicar Ci por Di es dar a cada pluviómetro la importancia que tiene según su posición respecto al centro del pívot, ya que cuanto más nos alejamos del centro, mayor superficie regada representa. Por esto, la influencia de cada pluviómetro en el resultado final, es proporcional a la distancia que le separa del centro del pívot. Otros cálculos que se realizan son: • Tiempo de revolución, de acuerdo con la velocidad que nosotros hemos medido. • Pluviometría teórica. • Pluviometría real.

Ficha de evaluación de un pívot Evaluación núm.

.

Datos generales: 1.º Evaluadores:

2.º Fecha de la evaluación: Hora de comienzo:

/ /

3.º Propietario: Población: Finca: Nombre de la parcela: Polígono:

Parcela:

Identificación del pívot:

54

/

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 55

7. Práctica de la evaluación

Datos del sistema de riego: 1.º Tipo de bomba impulsora (nombre): 2.º Tipo de pívot (circular, frontal, sectorial, multicentro):

Marca: Número de torres: Longitud del equipo (torres + voladizo): Longitud entre torres:

m

Longitud del voladizo:

m

Alcance del cañón:

m

m

Longitud total (torres + voladizo + cañón):

m

Torres de emisores (aspersor o difusor):

m

Diámetro de la tubería:

mm

Caudal aplicado (dotación):

litros

Observaciones:

3.º Superficie regada(cuidado con los sectoriales):

ha

4.º Presiones: Presión en la bomba . . . . . . . . . . . .

atm

Presión en la cabecera del pívot . . .

atm

Presión en la torre . . . . . . . . . . . . . .

atm

Presión en la torre intermedia . . . . .

atm

Presión en la última torre . . . . . . . .

atm

55

Torre n.º:

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 56

Félix A. Revilla Grande

Meteorologìa: 1.º Viento: Inicio . . . . . . . . . . .

m/s

Intermedio . . . . . . .

m/s

Final . . . . . . . . . . . .

m/s

Media . . . . . . . . . .

m/s

2.º Observaciones: Croquis de la parcela:

Velocidad de la torre exterior: — Funcionando al: —

%

,

m/min

Tiempo de revolución (tiempo de tarda en recorrer la zona de riego): Resultados Coeficiente de uniformidad: — Sin cañón: Vol. 1:

,

%

Vol. 2:

,

%

Media:

,

%

— Con cañón: Vol. 1:

,

%

Vol. 2:

,

%

Media:

,

%

— Pluviometría media: Teórica: Práctica:

56

,

litros

,

litros

min

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 57

7. Práctica de la evaluación

Plan de asesoramiento de riegos Ficha para el agricultor Ficha de la instalación del pivote Agricultor: Polígono:

Parcela:

Nombre de la parcela: — Datos generales: • Aspersores:

Difusores:

• Número de torres: • Aleros:

longitud:

m

• Cañón:

alcance:

m

— Viento: • Media:

,

m/s

— Presión: • Bomba: • Cabecera:

,

atm ,

atm

• Primera torre:

,

• Torre internedia:

atm ,

• Última torre:

atm

,

atm

— Pluviometría • Funcionando al:

%

• Pluviometría:

,

litros

— Coeficiente de uniformidad (CU medio) • Sin cañón: • Con cañón:

,

% ,

%

57

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 59

Automatización de instalaciones de riego por aspersión Introducción

8

Es conocimiento común de los agricultores que un riego por pívot admite tanta automatización como deseemos, pero no suelen conocerse o practicarse tanto las posibilidades de automatización de un riego por aspersión. Por eso nos centramos aquí en esta posibilidad. Par automatizar un riego por aspersión podríamos hacerlo de la siguiente manera: 1. Tener controlado el arranque y parada de la bomba a través de un reloj para poder programarlo y con algún mecanismo de seguridad básico, como aquellos que paran la bomba si hay una sobrepresión (señal de que no se han abierto las electroválvulas) o si hay ausencia de presión en la red (señal de alguna rotura). Lo óptimo sería tener controlado el grupo de bombeo con un variador de frecuencia, que hace arrancar los motores en la medida y proporción de la demanda de agua. 2. Organizar nuestro sistema de tuberías generales de forma que tengamos una toma de la tubería general por cada bloque de riego. Si nosotros tenemos

Figura 35. Electroválvula situada en una tubería general de aluminio.

Figura 36. Detalle electroválvula (mecanismo regulador de una electroválvula).

59

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 60

Félix A. Revilla Grande

bloques de 90 aspersores, que haya algún tramo de tubería general de controle esos 90 aspersores o un múltiplo de 90 (180, por ejemplo). 3. Instalar una red de electroválvulas que, para evitar tirar cableado, podemos hacerlas funcionar con pilas y programarlas vía radio con un programador manual.

Figura 37. Esquema de una automatización con electroválvulas en riego por aspersión.

Con este sistema podemos programar que las electroválvulas vayan abriendo y cerrando de acuerdo a las necesidades de aplicar los riegos.

Figura 38. Programador, vía radio, de electroválvulas y vista del interior del receptor de programa de la electroválvula.

Figura 39. Introduciendo un programa en la electroválvula.

60

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 61

Riego antihelada

9

Figura 40. Aspecto de un árbol frutal (ciruelo) después de un riego antihelada.

Hay determinados cultivos en que la posibilidad de heladas primaverales les puede afectar de manera determinante. Eso pasa, por ejemplo, en la vid, en el momento de brotación y en los frutales en floración. También en cultivos hortícolas podemos tener serios problemas por heladas inesperadas (patata, por ejemplo). Un modo de contrarrestar la helada es la aplicación del agua. Lo que tenemos durante la helada es que hay una fuerte pérdida de calorías (0,10,3 cal/cm2/min) que puede provocar que se dañen los tallos, flores, etc., por la congelación del agua de los vasos. Para paliar este daño podemos aplicar agua mediante el riego. Cuando el agua pasa de estado líquido a sólido por efecto de la helada se desprende calor (unas 80 calorías por gramo), compensando la pérdida anterior.

61

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 62

Félix A. Revilla Grande

Las pérdidas de calor por las heladas pueden oscilar: 0,1-0,3 cal/cm2/min = 600.000 – 1.800.000 Kcal/ha hora Calor de congelación del agua: 80 cal/g Compensación de pérdidas: Mínimo: 600.000/80 = 7.500 kg/ha hora = 0,75 mm/h Máximo: 1.800.000/80 = 22.500 kg/ha hora = 2,25 mm/h Es decir, no es necesario un gran caudal para un riego antihelada. Aunque hay diversas opiniones, normalmente una dotación de 3-3,5 mm/h es suficiente para defender una helada de –6 ºC. Lo que es importante es aplicarlo a toda la superficie en peligro y durante todo el tiempo que dure la helada. Para instalar un riego antihelada normalmente se usan marcos amplios (18 x 15), aspersores especiales (protegidos para no helarse ellos mismos). Es importante saber que, como hay que regar toda la superficie de forma simultánea, se necesitan grupos de bombeo de gran caudal.

A

B Figura 41. A, programador termostato de mínimas para arrancar el riego antihelada a la temperatura deseada. B, aspersor antihelada).

62

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 63

9. Riego antihelada

Ejercicio. Calcular la pluviometría que aportará a un marco de 15x18 un aspersor para riego antihelada que aporta 1000 l/h a 4 atm de presión. Calcular el número de aspersores necesarios para cubrir una plantación de frutales de 5Ha. Calcular la potencia necesaria si sabemos que la Hm es de 55mca y el rendimiento del grupo motobomba es de 70%. (Con lo explicado hasta aquí se tienen todos los conocimientos para hacer estos cálculos).

Resultados: — Pluviometría . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3,70 mm/h

— Número de aspersores necesarios . . . . . . .

185.

— Potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

53,8 cv.

Conviene mantener el riego aún después de que la temperatura ambiente supere los 0 grados; pues si hay un deshielo rápido del agua que hemos aplicado, ese agua al pasar de sólido a líquido absorbe calor y puede llegarnos a helar la planta.

63

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 65

Fertilización y tratamientos fitosanitarios a través del riego Introducción

Antes de nada hay que comenzar avisando que hay prohibiciones sobre tratamientos determinados a través del riego por aspersión que conviene conocer y respetar. También que se deben tener precauciones máximas en la aplicación de tratamientos para no dañar flora, fauna o personas, así como para evitar contaminaciones de las tomas de agua, que pueden ser fatales. Partiendo de la legalidad y la correcta aplicación hablaremos en este punto.

10

Figura 42. Tanque de fertilización.

A través del riego por aspersión se pueden incorporar fertilizantes (normalmente nitrogenados) y tratamientos mediante la incorporación a la red de agua a presión del caldo a aplicar. En cualquier caso, se necesita que la sustancia a aplicar se disuelva muy bien en el agua. Los métodos más comunes en riego por aspersión, para incorporar tratamiento, dado que las instalaciones suelen ser de campo, son: — Inyector venturi. — A través de la cuba de tratamientos. Si hay disponibilidad eléctrica pueden usarse el resto de los sistemas más comunes en riego localizado como son las bombas inyectoras.

65

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 66

Félix A. Revilla Grande

Venturi El principio del contador venturi es la disminución de presión que se produce al aumentar la velocidad que provoca un estrechamiento en un tubo de paso del agua. La presión en el estrechamiento es menor que en el resto del tubo, y eso hace que “absorba” el liquido que queremos inyectar en la red a fin de ejecutar un tratamiento.

Figura 50. Venturi intercalado en la red de riego.

Prueba Pondremos un venturi en la línea de riego y conectaremos un tubo al bidón cuyo líquido queremos conectar. Para comprobar el funcionamiento haremos una prueba llenando el bidón de agua teñida con un producto químico llamado rodamina. Iremos regulando con las llaves hasta que veamos que el líquido del bidón va entrando en la red de riego. Contaremos el tiempo desde que entra en la red hasta que veamos salir líquido enrojecido por los aspersores, pues es a partir de que sale el líquido rojo cuando, supuestamente, empieza el tratamiento. Para la aplicación real conviene: — Medir la superficie sobre la que vamos a aplicar el tratamiento (lo haremos calculando el número de aspersores abiertos y multiplicándolo por el marco). Por ejemplo, pueden ser 70 aspersores a marco de 12 x 15, lo que suponen 12.600 m2. — Preparamos un bidón con el tratamiento a aplicar sobre esa superficie. Si tenemos que aplicar, por ejemplo, 2 litros/ha de fungicida disuelto en agua para 12.600 m2, corresponderán 2,52 litros. — Disolvemos el caldo en agua en el bidón procurando no queden grumos. — Comenzamos a regar esa zona y cuando se haya aplicado agua unos 5 minutos empezaremos la aplicación. Regularemos de modo que entre el líquido despacio y tarde en aplicarse en la zona de riego unos

66

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 67

10. Fertilización y tratamientos fitosanitarios a través del riego

5-7 minutos, tiempo suficiente para que los aspersores den unas cuantas vueltas y se logre una aplicación uniforme. También contaremos el tiempo desde que cortamos el paso del líquido por el venturi hasta que deja de salir el agua teñida por los aspersores. Estos tiempos controlados van a depender de la distancia del lugar donde tenemos el venturi y el punto de aplicación. Una vez terminada la aplicación hay que cortar el riego en esa zona para evitar que se lave el producto (salvo que precisamente nos interese que se lave como podría ser con la aplicación de nitrógeno).

Cuba de tratamientos Es otro modo, sobre todo, de aplicar tratamientos curativos (insecticidas, fungicidas, etc.). La aplicación es sencilla y similar al venturi. — Medir la superficie sobre la que vamos a aplicar el tratamiento (lo haremos calculando el número de aspersores abiertos y multiplicándolo por el marco). Por ejemplo, pueden ser 70 aspersores a marco de 12 x 15, lo que suponen 12.600 m2. — Preparamos el caldo en la cuba. Normalmente en la cuba llevamos producto para varias aplicaciones; deberíamos poder saber, por las marcas de volumen de la cuba, la cantidad a aplicar en cada una. Esta cuba normalmente está graduada. Calculamos la cantidad de producto a aplicar. Si podemos tintar el caldo veremos más fácilmente el momento en que empieza a incorporarse a la parcela y el momento en que deja de hacerlo. — La aplicación de hace conectando la cuba a la red de riego y aprovechando la presión de la bomba de la cuba para meter el líquido a presión en la red de riego e irlo incorporando. Hay que procurar conseguir un ritmo de aplicación constante.

Figura 44. Manguera que conecta la cuba con la red de riego.

67

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 68

Félix A. Revilla Grande

En cualquier caso: — Seguir las normas y legislación de aplicación de tratamientos tanto en productos como en seguridad. Esta aplicación debe hacerse por personas con carnet de manipulación de plaguicidas o técnicos agrícolas (ver cuaderno didáctico de la Diputación de Valladolid “Fitosanitarios”).

Figura 45. La cuba vista desde el tractor. La toma de fuerza alimenta la bomba de la cuba. Para graduar una entrada progresiva del caldo en la red de riego tenemos que regular el acelerador del tractor y el retorno de la cuba, de manera que veamos que el nivel del caldo (que se ve al trasluz) baja a la velocidad que queremos que lo haga.

68

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 69

Ahorro energético en las instalaciones de riego

11

La aplicación de riego a presión necesita energía, que normalmente suele ser térmica o eléctrica. Dado el momento energético que vive nuestro planeta está bien dedicar unas líneas a hacer algunas observaciones sobre como conseguir el máximo de eficiencia energética en nuestro riego. El ahorro y eficiencia energética puede venir por dos cuestiones: ahorro y buen aprovechamiento del agua, por un lado, y buena gestión de la energía eléctrica, por otro.

11.1.

Ahorro del agua

Para conseguir ahorro de agua dentro de riegos a presión, éstas son las comprobaciones que deberíamos hacer: — Si usamos riego por aspersión por cañón o cobertura, considerar el cambio a pívot (ahorro de un 10% de agua) o a riego por goteo (ahorro de un 20% de agua). El cambio a riego por goteo sólo se puede hacer en algunos cultivos; además hay que considerar la inversión que supone cambiar el sistema de riego y otros muchos factores. Esos cambios suponen también un ahorro de energía, pues tanto los aspersores del pívot como los emisores de riego por goteo funcionan con menos presión que la cobertera o el cañón. — Dentro de nuestro sistema de riego es muy importante comprobar el coeficiente de uniformidad (haciendo prueba de campo). Un coeficiente de uniformidad bajo supone, o bien más gasto de agua para cubrir las zonas deficitarias, o bien una disminución en la producción. Una vez comprobado el coeficiente de uniformidad, deberemos poner remedio a aquellas causas que provocan falta de uniformidad: mala presión, deficientes aspersores, mal diseño, etc. Evitaremos

69

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 70

Félix A. Revilla Grande

también pérdidas de agua por percolación profunda, escorrentías y por acción del viento. — Conocer las necesidades de agua de los cultivos en cada momento y aplicar las dosis justas y las cantidades necesarias. Este punto es crucial, pues si no sabemos lo que hay que regar tenderemos a echar demasiada agua o nos guiaremos por costumbres… Para lograr bien esto, están los servicios públicos ya señalados y la necesidad de una adecuada formación al respecto.

11.2.

Para ahorrar energía se necesita

— Tener un grupo de bombeo adecuado a nuestro riego y necesidades. A veces se heredan grupos de bombeo con un gasto muy por encima de nuestras necesidades. El variador de frecuencia es un dispositivo electrónico que nos permite graduar el caudal y la presión que necesitamos, ahorrando mucha energía. Este se hace más necesario si usamos con el mismo grupo de bombeo, diversos sistemas de riego, que exigen distinta presión: pívot y cañón, por ejemplo. — Utilizar el máximo de horas valle y llano y no usar horas punta. Ahorraremos dinero y colaboramos en un consumo más racional de la energía en nuestro país. — Tener controlado el factor de potencia. Si en nuestra factura pagamos energía reactiva, llamar a los técnicos para que, instalando condensadores, evitemos ese gasto. — Tener el contrato de potencia necesario para el uso que vamos a dar. Conviene consulta con la empresa que nos suministra. — En principio, la energía eléctrica es mucho más barata que la térmica y los motores no necesitan mantenimiento. Siempre que se pueda, decantarnos por la eléctrica (si no podemos usar otras más limpias, como la eólica o solar). Todo ello se completa apostando por automatizar al nivel necesario la instalación de riego cuando queramos regar, controlar pérdidas de agua, etc., y además, teniendo un buen mantenimiento y vigilancia de la instalación de riego.

70

1-Riego por aspersion:INEA

11.

10/10/07

17:23

Página 71

Ahorro energético en las instalaciones de riego

Figura 46. Grupo de bombeo con variador de frecuencia y equipo de filtrado. Puede observarse a la derecha las bombas eléctricas. De ahí el agua pasa al filtrado y luego a la red de riego.

Figura 47. Programación un variador de frecuencia. Podemos programar tiempo de arranque y parada, presión que queremos aportar a la red en diversos períodos horarios, bombas que han de arrancar o parar, etc.

71

1-Riego por aspersion:INEA

10/10/07

17:23

Página 72

Félix A. Revilla Grande

Prácticas y ejercicios a realizar con la ayuda del profesor y de este manual 1. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos más representativos de Castilla y León a partir de los datos de la página 7. 2. Uso del programa Cropwat, en español. 3. Suscripción a a través de e-mail y móvil. 4. Prácticas de medidas de humedad en suelo con tensiómetros. 5. Determinación de la permeabilidad del suelo Soil Water Characteristics. 6. Determinación de los parámetros de riego de diversos cultivos para riego por aspersión con cobertura. 7. Elección de aspersor sobre catálogo en diversos supuestos. 8. Manejo de unidades de medida comunes en riego. 9. Manejo de programas informáticos para cálculo de pérdida de carga (ver bibliografía).

10. Evaluación de riego por aspersión con cobertura. 11. Evaluación de riego por aspersión con pívot. 12. Diseño de una evaluación de riego por aspersión con enrollador. 13. Elaboración de un calendario de riegos completo: — Para un cultivo determinado. — Para una finca con varios cultivos. 14. Diseño de la automatización con electroválvulas para una finca de superficie determinada con una alternativa de cultivos frecuente en Castilla y León. 15. Determinación de los elementos necesarios para realizar una instalación completa de riego. 16. Auditoría energética en una instalación de regadío.

Bibliografía y materiales de interés También aquí hay tablas apara calcular pérdidas de carga que son in Página del ITACyL, con reteresantes. comendaciones de riego. Ahí se puede encontrar un programa cada al cultivo de la remolacha. que relaciona entre otros conceptos textura Página del Ministerio, con y permeabilidad del suelo. datos de necesidades de toda España. Página de INEA con abundante información de riegos. Libros Federación de regantes del Guadalquivir. Han publicado una serie de Además de los clásicos, como son el libro Técnicas CDs didácticos sobre riego de gran interés. de riego, de Fuentes Yagüe y Riego por aspersión, Empresa que tiene edicio- de Tarjuelo Martín-Benito, ambos editados por nes de materiales y programas de riego muy Mundi-Prensa es recomendable, a nivel de divulimportantes. Normalmente los entrega de gación, los libros editados por la Junta de Andaforma gratuita para enseñanza. lucía, Manual de Riego para agricultores.

Internet

72

Portada Riego por aspersion:Maquetación 1

13/9/07

20:19

Página 1

Riego por aspersión Félix A. Revilla Grande