Evaluación de los sistemas de riego presurizado

El diseño agronómico, el diseño hidráulico y el manejo de los sistemas de riego presurizados son de vital importancia para restituir al suelo las necesidades de agua de los cultivos y tener una productividad óptima. Entre los factores que se manejan para proveer el agua necesaria a los cultivares se encuentran: energía, disponibilidad de agua, mano de obra cualificada y sistematización o equipamiento, existiendo una completa interrelación entre todos ellos.

El diseño de un sistema de riego pasa por etapas bien diferenciadas: el diseño agronómico que tiene relación con el suelo, agua, planta y tamaño de la finca y el diseño hidráulico, que guarda relación con el dimensionamiento más económico de la red, selección de aspersores con alto coeficiente de uniforme y grupos generadores de energía eficiente, con el objeto de poder tener un riego uniforme en todas las áreas del cultivo.

La energía de impacto de la lluvia que producen los sistemas de riego presurizados

Un factor externo en el grado de compactación del suelo pueden ser los riegos presurizados ya que Montero y Tarjuelo (2001) analizando el proceso de rotura del chorro emitido por un aspersor, pudieron apreciar su complejidad distinguiéndose una zona inicial, normalmente de no más de 1 a 2 metros, donde el chorro es bastante compacto y otra zona donde está casi totalmente desintegrado, existiendo entre ellas una zona de transición.

Gubiani (2014) determina una probabilidad de interrelación entre la compactación e irrigación sobre el rendimiento de los granos del 86%, menor que los 95% normalmente usados para los que existe apenas un 5% de error. Con riesgo del 14% asume que había una dependencia de la irrigación para el efecto de los niveles de compactación.

Fonseca (2000) utilizó un simulador de lluvia pendular con una prueba de duración de 35 minutos, y aplicó lluvias con 5 diferentes valores de energía cinética (138, 184, 229, 275, y 321 J.m‾²) correspondiéndole intensidades de 30, 40, 50,60 y 70mm.h‾¹ respectivamente. Con los resultados obtenidos se puede ajustar la ecuación de regresión entre las pérdidas de suelo y de agua y el tiempo de precipitación. Utilizando las ecuaciones ajustadas, se obtuvieron

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valores de pérdidas que varían de 2,83 a 26,82 g.m‾² (de suelo) y de 0,00209 a 0,01370 m³.m‾² (agua), cuando la energía cinética de lluvia varía de 138 a 321 J.m‾², respectivamente. Comparando los valores simulados con los datos de campo, se verifican variaciones máximas de 3,4 a 5,7% para pérdidas de suelo y agua, respectivamente.

Velocidad de salida y tamaño de las gotas

La velocidad de salida del chorro por encima de 20 m.s‾¹ es suficiente para provocar su desintegración en gotas (interviniendo fuerzas de inercia, viscosidad y de tensión superficial). La periferia del chorro produce gotas pequeñas, mientras que la de las proximidades del eje del chorro, gotas gruesas por la menor velocidad relativa del aire.

El tamaño de las gotas incide en muchos procesos de la distribución del agua; las pequeñas gotas son fácilmente arrastradas por el viento, afectando el modelo de reparto de la lámina de agua, mientras que las gotas gruesas, tienen gran energía cinética, la cual es transferida a la superficie del suelo, pudiendo romper los agregados y afectando a la capacidad de infiltración o la formación de costras.

Montero (2000) concluye que, a una cierta distancia, desde el chorro del aspersor cae una gama de tamaños de gotas diferentes; los diámetros medios de gotas son mayores cuanto mayor es la longitud de alcance del chorro, siguiendo un modelo exponencial, y los tamaños de gotas máximos que llegaron a medirse en su trabajo fueron de 7 y 9 mm.

Kincaid (1996) citado por Nin (2008), tras medir las distribuciones de tamaños de gotas de diferentes tipos de emisores mediante el método laser, calculó las velocidades de las gotas utilizando un modelo balístico. Desarrollo un método para estimar la energía cinética para un tipo particular de aspersor con un tamaño de boquilla dado y funcionando a una presión determinada; la energía cinética de las gotas variaba desde 5 a 25 J.Kg‾¹ y también se dedujo que el viento incrementaba la energía de las gotas y que la elevación de la boquilla respecto al suelo tenía un pequeño efecto sobre la energía de las gotas.

Bautista et al. (2008) indican que las gotas de agua emitida por un aspersor contienen diversos niveles de energía cinética, debido a su variabilidad de diámetros y, por lo tanto, en sus masas y en velocidades. Se han utilizado técnicas experimentales, como la disdrometría y

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fotografías que ha permitido comprobar que su diámetro y la velocidad se incrementan cuando ésta cae a mayor distancia del aspersor y, por lo tanto, la energía con la que impactan las gotas sobre la superficie del suelo es mayor.

La energía de las gotas de agua por efecto de la lluvia o riego por aspersión rompe los agregados del suelo provocando la dispersión de las partículas finas que se irán movilizando por la superficie del suelo e irán llenando los poros, consiguiendo así el llamado “efecto del sellado” y da como resultado que:

Ǧ la densidad aparente aumenta al quedar los poros llenos de partículas de limo y arcilla.

Ǧ disminuye la porosidad.

Ǧ se dificulta la infiltración del agua en el suelo, provocando encharcamiento o escorrentía superficial.

Ǧ si el suelo se seca provocaría el encostramiento.

Govers y Poesen (1988) determinaron que en suelos con alto contenido de humedad y sin cobertura vegetal, los impactos de una gota de agua inciden en el desprendimiento de las partículas del suelo por acción de la energía cinética, que provoca un esfuerzo cortante muy elevado y el consecuente colapso de la estructura del suelo. Como producto de la disgregación de las partículas, algunas son arrastradas en suspensión a zonas más bajas por la geomorfología del suelo (Proffitt y Rose, 1991).

Presión, descarga y grado de pulverización del chorro de salida del aspersor

Hills y Gu (1989) y Nin (2008, midieron la distribución de tamaños de gotas mediante el método de la harina para las boquillas circulares de 3,2 mm y 4,0 mm y cuadrada de 3,5 mm, determinando que conforme aumenta la presión disminuye el diámetro medio de las gotas, con valores que oscilan entre 0,7 mm y 4,6 mm y cuando disminuye la presión de trabajo del aspersor los tamaños de las gotas son más grandes.

Como el encostramiento superficial es un proceso que comprende el desprendimiento, transporte y la acumulación de partículas finas del suelo por efecto de la lluvia o riego por aspersión, cuyas gotas de agua caen de altura a veces mayores a 2 metros , para ciertos tipos de suelos como los andisoles, debe evitarse la acción de gotas grandes, por lo que es

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aconsejable utilizar los riegos localizados de altas frecuencias (RLAF) y, en caso de aspersión suprafoliar, debe cambiarse gradualmente al subfoliar, con el empleo de aspersores con ángulo de salida inferior de 12 grados.

Según la presión de trabajo, los aspersores son de presión baja si operan con presiones ˃ 2,5 Kg.cm‾², de presión media si operan con presiones entre 2,5-4 kg.cm‾²; y presión alta para

presiones de trabajo ˃ 4 kg.cm‾².