ESTADO ACTUAL DE LAS INVESTIGACIONES EN OBSTRUCCIONES EN RIEGO POR GOTEO

La velocidad del agua en los emisores de riego por goteo son menores que en un sistema de riego por microasperción. Cuando se presentan los problemas de obstrucciones, los caudales de los emisores disminuyen hasta niveles que hace imposible suministrar las necesidades de riego del cultivo para satisfacer los requerimientos de evapotranspiración (ETr), aun cuando se incrementa la presión de operación del sistema. Las obstrucciones se presentan en forma heterogénea en un sistema de riego por goteo e introducen otra variable de comportamiento del gasto del emisor no prevista, que se suma al coeficiente de uniformidad de riego. Las obstrucciones se deben a las altas cantidades de ciertos elementos químicos, y una elevada población bacteriana, y los nutrimentos que promueven el crecimiento de algas, (Fayvad y Sahatanawi, 2000), estos problemas pueden ser reducidos por filtración y tratamiento químico (Bulancak, 2000).

4.1-Causas de obstrucción de los emisores

Azov el al., (2000) encontrarón que las algas y el zooplancton son las principales formas de obstrucción biológica, la concentración de sólidos en suspensión también obstruye, pero en mucha menor medida.

Una mayor concentración de nutrientes parece aumentar la diversidad de algas, (Groscha el al., 2004); (Gilbert el al., (1982), estudiaron el taponamiento de emisores con Pseudomonas y Flavobacterium. Las Flavobacterium aparentemente son filtradas en su totalidad mientras que las Pseudomonas no son eficientemente eliminadas por solo filtración.

Las Pseudomonas tienen la capacidad de oxidar al hierro ferroso, este está presente en sedimentos de materia orgánica. Las bacterias Sphaerotilus y Leptothrix que oxidan Fe no han sido detectadas en aguas aeróbicas cuando el contenido en este catión está por debajo de 0.1 ppm, pero se ha demostrado su importancia en el bloqueo cuando los niveles de Fe son mayores de 0.4 ppm (Suarez, 1999).

Algunas bacterias, especialmente del género Thiobacillus pueden crecer en el interior de las tuberías y formar colonias que eventualmente pueden llegar a obstruir los sistemas de riego

27

por goteo. Estas bacterias usan como fuente de energía para su vida la transformación de Hierro. El agua superficial (aguas de estanques, lagos, o ríos) utilizada en el riego de bajo volumen contiene dos tipos de material orgánico (Ludwick, 1997).

Azov el al., (2003) encontraron que las algas dominantes son especies de Cyanophyta que respondieron a la entrada de compuestos de N que con el aumento en la concentración de fosfatos. Su trabajo apoya la idea de que el factor limitante son los compuestos de Nitrógeno para el aumento de la población de algas.

Anapalia el al., (2005), realizaron una investigación de organismos microbianos que pueden utilizarse para prevenir la obstrucción en sistemas de riego por goteo causados por factores biológicos. Un total de 25 tipos de hongos y 121 cepas bacterianas fueron aisladas de muestras de agua recogidas de sistemas de riego por goteo en invernaderos de tomate en la región de Oriental de Turquía en la temporada de primavera de 2001. La obstrucción biológica de los emisores en un modelo de sistema de riego por goteo fue experimentalmente causado por la aplicación de los microorganismos (hongos y bacterias) aislado en el estudio. Tres cepas bacterianas antagonistas del género Bacillus spp y Burkholdria spp, se utilizan para el tratamiento biológico de obstrucción de los emisores. Los resultados mostraron que las cepas bacterianas antagonistas probadas tienen el potencial de ser utilizado como agentes anti- obstrucción para el tratamiento de las emisiones en sistema de riego por goteo. Este es el primer estudio que demuestra que los microorganismos antagónicos pueden utilizarse para el tratamiento de la obstrucción en sistemas de riego.

5-ÁREAS DE OPORTUNIDAD 5.1- Tecnología de filtros, biofiltros y control biológico para obstrucciones

González et al., (1992) mencionan que en algunos casos puede ser conveniente la instalación de mecanismos para la limpieza automática de filtros. En general, estos automatismos se basan en la apertura y cierre de válvulas hidráulicas, cuyo control puede realizarse de diversas maneras:

Por temporizadores, en cuyo caso la limpieza se ejecuta a intervalos de tiempos fijos.

En algunos modelos, el mecanismo de limpieza actúa permanentemente. Se les suele llamar filtros autolimpiantes. Estos mecanismos de limpieza pueden actuar conectados al automatismo general de la instalación o bien independientemente e incluso en ausencia de este, (González et al. 1992). Arbata et al., (2008) diseñaron un novedoso supervisor de control y adquisición de datos (SCADA), que se compone de un sistema de vigilancia, control de microirrigación y rendimiento del sistema. El sistema SCADA activa el sistema de riego y el retrolavado de filtros, también supervisó la presión y flujo en la filtración de unidades de riego laterales para evaluar los problemas de obstrucción y medición de el volumen de agua consumida en retrolavado de filtros, lo más innovador de este sistema es que puede prepararse para el acceso remoto a través de la Internet.

El biofiltro propuesto por Avnimelech et al., (2003) consiste en utilizar paja de trigo para mejorar las características del agua para riego. Las corrientes de agua residuales circulan a lo largo de la paja, y una secuencia de nitrificación y desnitrificación es posible; el biofiltro puede captar materia en suspensión y materia orgánica soluble. Cada biofiltro (1 m3 de tanque de PVC que contenía 50 kg de paja de trigo) fue alimentado por agua de un estanque a un ritmo de 60-65 l/h, El sistema de biofiltro no fue causa de obstrucciones u otros problemas hidráulicos por un periodo de 63 días. La capacidad del filtro fue al menos 2 m3 de agua por cada kilogramo de paja. El biofiltro eliminó el 65% de la materia en suspensión y el 75% de biomasa de algas. Además del buen funcionamiento de este biofiltro, la paja en bruto se vio enriquecida con proteínas (del 3% hasta el aumento del 12% al 15% al final del experimento), la paja usada pudó usarse como abono.

29

Anapalia et al., (2005), realizaron el primer estudio para prevenir la obstrucción biológica, es decir un control biológico, y el campo de investigación es aún muy extenso, ya que ellos hicieron las primeras investigaciones, en este tipo de control para las obstrucciones en sistema de riego por goteo.

Otro amplio campo en el estudio al tratamiento de la obstrucción es, la ingeniería de diseño a los emisores o agregando otro tipo de materiales para que combatan el material que causa las obstrucciones en el mismo emisor (por ejemplo integrando un alguicida cerca del emisor), también conviene desarrollar métodos para visualizar directamente las características del flujo de agua y sólidos suspendidos en emisores por goteo, es un reto para el futuro (Gang el al. ,2007).

30

6-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El mantenimiento de todo el equipo de riego es fundamental para un buen funcionamiento del sistema, y así tener una buena uniformidad de riego. El mantenimiento debe considerar observaciones periódicas del sistema, para detectar con anticipación cualquier problema y tratarlo en forma oportuna y adecuada.

Las obstrucciones en el riego por goteo es un grave problema para la agricultura, y el origen principal está en la calidad de agua. Se solucionan por métodos preventivos y también correctivos. Los mejores son los preventivos, es decir tener una buena filtración del agua antes de usarla en el riego y tratamiento correctivo del agua antes de llegar al sistema de filtrado.

Para que no se distribuya por todo el sistema de riego el posible factor que pueda ocasionar la obstrucción; los correctivos pueden ocasionar problemas al cultivo y al ambiente. Lo más novedoso en esta área, es el control biológico que realizan algunas bacterias antagónicas a los organismos causantes de las obstrucciones biológicas, los biofiltros que se irán mejorando en el futuro y la automatización de los filtros con un control usando Internet.

Debido a la apremiante escasez del recurso agua, la tendencia es tener una agricultura más sustentable, y esto conllevará a tener un más eficiente sistema de riego para evitar las obstrucciones por la calidad del agua, y mejorar el proceso de filtración del agua tratada o no tratada, ya que las obstrucciones fisicas y biológicas, si se pueden prevenir en un alto grado, teniendo un buen equipo de filtración que vaya de acuerdo a la calidad del agua.

31

7- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

Alkon, A., Marcu, A., Lev, Y. Paz, E., Ravina, 1., Sagi, G., Schramm,B, G., Scischa, A., Schramm, G., Sofer, Z., Yechiely, Z. 1996. Clogging control in drip irrigation systems using reclaimed wastewater, the platform trial. In: Proceedings of the Seventh International Conference on Water and Irrigation. Israel. pp 104-1 M

Anapalia O., Donmezb, M.F., Sahina, U., Sahinb, F. 2005. Tratamiento biológico de obstrucciones en los emisores en un sistema de riego por goteo. Departament of PlantProtection, Faculty of mAgricultures, University de Ataturk. Turkia. pp 1-10

Arbata, J.G., Barragan J., Duran, R.M., Baguésa, P. y Ramírez, de C.F. 2008. Definición de un sistema SCADA para una red de microirrigación y efluentes. Departamento de Química, Ingeniería Agrícola y Tecnología de la Universidad de Girona. España computers and Electronics in Agriculture pp 2-10

Assadiana, N. W., Ensiso, J., Iglesias, J. y Giovana, D. Diciembre 2005. El transporte de agua y solutos bacteriófago sub irrigado en el suelo con una mezcla de aguas residuales.

Agriculture, Ecosystems y Environment, III (1-4):279-291

Avnimelech, Y., Diab, S., y Kochba, M. 2003. Desarrollo y evaluación de un biofiltro de agua para riego rica en Nitrógeno y con turbidez. Water Research. 27(5) 785-190

Azov, Y., Juanico, M., Shelef, G., y Teltsch, B. 2003. Cambios en la comunidad de plancton debido a ala adición de los efluentes tratados de un reservorio de agua dulce utilizada para riego por goteo. Water Research. 26(5):657-668

Azov, Y., Juanico M., ShelefG. y Teltsch B. 2000. Efecto de los efluentes de un reservorio de agua dulce y la capacidad de obstrucción del filtro de riego. Water Research. 29(79): 1695- 1702

Barbagallo, S., Capra, A., Piccione, G. y Scicolone, B. Octubre 2002. Riego por goteo usando aguas municipales tratadas. (Prueba de emisores y filtros). In: PROC. 5' Conferencia Científica Internacional Única. Cuba.

32

Ben, Y.E., Bick, A., Buriakovsya, N., Haginc, J., Manord, Y., Katza, L., Orona, G., Guillermana, L. Febrero 2006. Una membrana de dos etapas de tratamiento secundario de fluentes para reutilización y la producción agrícola sostenible. Water Recyc!ing, Desalination. 187(1-3)335-345

Blasco, J., Hauke, G., y Vida!, P. 2003. Separación de partículas mediante un Hidrociclón.

Área de Mecánica de F!uidos, Centro Politécnico Superior, Universidad de Zaragoza. pp 4-5 Boswell, J.M., 1992. Manual para microirrigación (James Hardie. Diseño de un manual Microirrigación). Edagricole. Italy. P 178.

Bucks, D.A., Nakayama, F.S., Warrick, W. 1982. Principios, prácticas y potenciales de riego.

Avances por goteo. Avances en irrigación. EUA.

Bulancak, S. 2000. A feasibility study on the selection and performances of filters as used in drip irrigation systems used for cotton production in the Aegean Region Institute of Natural Sciences of Ege University Izmir, MSc. Thesis. Turquía. P155

Calderón, L. Agosto 1998. Articulo técnico: porqué se tapan los sistemas de riego por goteo.

Serie divulgativa. Colombia. 5:2-9

Capra, A, y Scicolone, B., 1998. Calidad de agua y distribución uniforme en un sistema de riego por goteo. J. Agric. Eng. Res. (70):355-365

Capra, A. y Scicolone, B. 2001. Wastewarter reuse by drip irrigation. In: Fajzieva, D. Brebbia, C.A. (Eds.), Proc. la International Conference on Environmental Health Risk, Cardiff, Southampton, pp 153-16 1

Capra, A. y Scicolone, B. 2006. Recycling ofpor quality urban wastewarter by drip irrigation systems. Water Management in Coasta! Zones and Deltas, Journal of Cleaner Productopn.

EUA. PP 15(16)1529-1593

Degirmencioglua, A., Demira, V. y Yurdem, H. 2007. Desarrollo de un modelo matemático para predecir las pérdidas de cabeza de filtros de filtros de disco en sistemas de riego por goteo mediante análisis dimensional. Departamento de Maquinaria Agrícola de la Facultad de Agricultura, Ege University. Biosystems Engineering. Turquía. 100(1):14-23

33

De Vicente, S.J.1997. Ponencia: Técnicas de Manejo, Xero-jardinería. IV Jornadas Técnicas de Jardinería organizadas por la Excma: Diputación de Cádiz "Especies Autóctonas en Jardinería." España. Pp 21-23

1 Emongor, V. E. y Ramolemana, G.M. 2004. Las aguas residuales tratadas de efluentes (agua) para ser usadas en la producción hortícola en Botsuana. Water, Science, Physics and - Chemistry of the Earth, EUA. Parts A/B/C. 29(15-18)1101-1108

r

de Texas, Departamento de Agricultura de USA. pp 1-6

Evans, R.G. 2000. Microirrigación. Irrigated Agriculture Research. Washington State University. USA. pp 2-4

Fayyad, M. y Sahatanawi, M.M. 2000. Efecto de un efluente tratado para la calidad del agua de riego en el Valle Central de Jordania. Investigación de Agua y Medio Ambiente, Centro de Estudios de la Universidad de Jordania. Ammán, Jordania. Water Research. 30(12):291 5-2920 Fernández, A.J.M., González F.J.F. López, J.R., Pérez, R.A. 1992. Riego localizado.

Ediciones Mundi-Prensa. España. pp 2 1-23

Ferreira, R., Sellés, G. y Pimstien, A. 2006. Diseño, manejo y mantenimiento de equipos de riego localizado de alta frecuencia. Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), Chile. p 11

Gang, L., Jie, L., Qingsong, W., Shuhuai, H., Wenchu, D., Yusheng, S. 2007. Evaluación de emisores en riego por goteo usando dos métodos experimentales de laboratorio de simulación. Computers and Electronics in Agriculture. Huazhong University of Science and Technology, State Key Laboratory of Material Forrning and Die y Mould Tecnlogy. China. pp 1-18

Gil, J.A. y Khan, L.P. 2002. Arenas de Río procesadas como filtros de riegos localizados.

Revista Tropical. Venezuela. 52(4).2- 14

1;

34

Gilbert, R.C., Nakayama, F.S., Bucks, D.A., Bucks, OF., French, K.C., y Johnson, R.M.

1982. Trickle irrigation: Predominant bacteria in treated Colorado Riverwater and biologically clogged emitters. lrrig. SCI. 3: 123-132

González, H.J.F., Hernández, J.M. y López R.J. y Pérez R.A. 1992. Riego Localizado. Ed.

Mundi Prensa. Espala. pp 32-47

r

Alemania. 71: 145-166

Hamdy, A. 2002. Agricultural wáter demand management: a must for water saving in:

Advanced Short Course on Water Saving and Increasing Water Productivity: Challenges and Optiosn Faculty of Agriculture, University of Jordan, Amman, Jordan. pp b18.1-b18.30 Ingeniería Técnica Agrícola._. Riego por goteo, el cabezal de riego y la automatización. Área Mecánica de Fluidos. Departamento de Ingeniería Mecánica y Construcción. Universidad Jaume. España.

Juana, L., Losada, A., y Martínez, J. 1995. Caracterización de riegos por Goteo. Ingeniería del Agua. Universidad Politécnica de Madrid. 2(2): p16

Keller, J., Bliesner, R.D. 1990. Sprinkle and Trickle Irrigatión. AVI Book, New York, USA.

pp 652

Kummel, M., Ra-Acha,Ch., y Salamón, A. 1995. El efecto de los productos químicos oxidantes a los efluentes para riego por goteo. Water Research. 29:1 1 9-129

Lamm, F.R. y Camp, C.R. 2007. Susurface drip irrigation. Kansas State University, Developrnets in Agricultural Engineering. USA. 13:473-551

Ludwik, A. 1997. El manejo de fertilizantes a traves de los sistemas de riego: Fertirrigación (parte II). Informaciones Agronómicas, Potash and Phosphate Institute (INPOFOS): 1-2

35

1

loa

Er Martínez, B.L. 2000. Operación y mantenimiento de equipos de riego para pequeños

Er agricultores. Instituto de Desarrollo Agropecuario, Proyecto de Desarrollo Rural de Comunidades Campesinas y pequeños productores de la IV Región, e Investigaciones Agropecuarias (INIA). Centro Regional de Investigación Intihuasi (La Serana). Chile. 24:1-28

r Medina, SJ. J.A. 1988. Riego por goteo. 3` edición. Ed. Mundi Prensa. España. pp 23-43 Nakayama, F.S. and Bucks, D.A. 1991. Water quality in drip/trickle irrigation: a review. Irrig.

SCI. 12(4): 187-192

Pardossi, A., Serra, G. y Tognoni, F. 1998. Water pollution and greenhouse environmental costs, Acta Hort. 45. Alemania pp 385-394

Pavón, C.A.13.2000. Elección de] sistema de riego. Instalación de riego por goteo en una parcelade maíz. Anexo 8. P-157

Pizarro, C.F. 1990. Riegos localizados de alta frecuencia (goteo, microaspersión, exudación) 2 Edición. Ed. Mundi Prensa. España. pp 263-290

Ravina, 1., Paz, E., Sofer, Z., Marcu, a., Schisca, A., Sagi, G., Yechialy, Z. and Lev, Y. 1997.

Control of clogging in drip irrigation with stored treated municipal sewage effluent, Agric.

Water Manage. 33:127-137

Rojas, W. y Leris, L. 2001. Prevención y control de obstrucciones en equipos de riego tecnificado Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Centro Regional de Investigación Intihuasi (La Serena). Chile. pp 1-8

Suarez, D.L. 1999. Obturaciones: Utilización de aguas depuradas en riego localizado y mantenimiento de los mismos. Centro de Investigaciones y Tecnología Agrarias, Viceconsejeria de agricultura y Alimentación, gobierno de Canarias. pp 2-10

36