“Riego por aspersión de baja presión en coberturas totales y máquinas de riego”

Doctorando:

Octavio Robles

Directores de tesis:

Dra. Nery Zapata

Dr. Javier Burguete

Escuela de doctorado Departamento de Ciencias Agrarias y del Medio Natural Facultad de Veterinaria

Estación Experimental Aula Dei (EEAD)

02 de Marzo de 2018

• La modernización del riego a sistemas presurizados trae consigo eficiencia en uso del agua, mejora de los rendimientos de los cultivos e incrementos en la superficie de regadío.

• Pero también el incremento del consumo energético y por lo tanto de los costes de producción. Por otro lado el continúo aumento de los costes eléctricos empeora el escenario poniendo en peligro la rentabilidad de las explotaciones recién modernizadas (Tarjuelo et al. 2015).

• En este contexto , se hace necesario optimizar la eficiencia energética en el regadío. Para ello hay diferentes enfoques que deben de ser complementarios:

- Organizar los riegos para realizarlos en periodos de energía barata - Optimizar el funcionamiento de las infraestructuras de red (bombeo

y red hidráulica). - Adoptar energías renovables (solar o eólica) - Reducir las necesidades de presión en parcela, reduciendo la

presión de trabajo en los aspersores.

Antecedentes

Objetivos • Objetivo general:

o Establecer pautas de diseño de sistemas de riego por aspersión con menores requerimientos de energía asegurando la viabilidad técnica y económica en parcela.

• Objetivos específicos: A. Caracterizar el funcionamiento de aspersores de impacto y de pivote

central diseñados especialmente para operar a bajas presiones.

B. Realizar adaptaciones al modelo de simulación balística (Playán et al, 2006; Burguete et al, 2007) para la simulación de riego con aspersores de impacto y emisores individuales de pivote central a baja presión.

C. Evaluar el riego a baja presión en cobertura total en tres temporadas de maíz bajo diferentes tratamientos de riego.

D. Analizar con herramientas de simulación el diseño y manejo de una red colectiva de riego presurizado a baja presión.

Objetivo B

Authors Sprinkler - Nozzles Pressure Experiment type

abbreviation (mm) (kPa) Isolated sprinkler

Solid-set configuration

Test

Spacing

(m)

Wind velocity rank

(m s-1

)

Test

Playán et al. 2006

Riegos Costa 130H - RC130

4.0 + 2.4 4.4 + 2.4

200 300 400

6 18 x 15 1.0 – 7.6 20

Vyrsa 70 - VYR70

4.0 + 2.4 4.4 + 2.4

200 300 400

6 18 x 15 0.4 – 9.3 21

Sánchez et al. 2011

Somlo 30C - SOM30C

4.0 + 2.4 4.4 + 2.4 4.8 + 2.4

240 320 420

9 15 x 15 0.4 – 8.0 55

Stambouli et al. 2014

Riegos Costa 130 H BY - RC130BY

4.0 + 2.5 4.5 + 2.5

5.16 + 2.5

200 300 400

9 18 x 18 0.5 – 7.5 51

Paniagua,

2015 Naandanjain 5035 - Naan

5.16 + 2.5 200 300

4 18 x 18 0.8 – 7.1 11

Robles et al.

2017 Riegos Costa 130H - RC130

5.16 + 2.4 200 3 18 x 18 0.9 – 4.6 4

Se realizaron reformas al motor de simulación balística (Playán et al., 2006). Para la calibración de parámetros del modelo se implementó una herramienta de optimización de método iterativo basado en Monte-Carlo. Con una función objetivo definida. El proceso de auto-calibración se realizará cuando haya alguna modificación al motor de la simulación o para caracterizar nuevo material de riego (aspersores de impacto o Pivot).

ASPERSORES DE IMPACTO

ASPERSORES DE PIVOT: Nutator y Rotator, presiones de 10, 15, 20 PSI, 6 boquillas diferentes, diferentes condiciones meteorológicas.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

2

4

6

8

10

12

14

16

18

(mm)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

2

4

6

8

10

12

14

16

18

200

300

400

50

0600

700

800

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

2

4

6

8

10

12

14

16

18

200

300

400

50

0600

700

800

02

46

810

12

14

16

18

0 2 4 6 8

10

12

14

16

18

DPIS200 CIS200 CIS300

Cuestacional 82 Cumedio 74

Cuestacional 84 Cumedio 75

Cuestacional 93 Cumedio 84

Objetivo C

Siembra de maíz en 2015, 2016 y 2017

Vi Electrovalves

DPIS200

Pressure sensors

/manometers

Boundary

sprinklers

CIS200 CIS300

Pluviometers

a) b)

V10

V2

V8

V11

V6

V5

V12

V4V3

V7 V9

V13

18 m

18 m

V1

V14

V10

V2

V8

V11

V6

V5

V12

V4V3

V7 V9

V13

18 m

18 m

V1

V14

¿? Por qué la

producción de maíz no se vio afectada por

las diferencias de uniformidad

Objetivo C

b) c)

Siembra de maíz en 2017, misma configuración que las campañas anteriores. Hitos: -Efecto de la cubierta vegetal en el reparto de agua de riego. Diferencias entre tratamientos. Conclusiones: -.La arquitectura foliar del maíz, tiene un papel importante en la distribución de agua del riego por aspersión, más relevante en los tratamientos de baja presión. -Las diferencias entre tratamientos de presión en la uniformidad medida sobre el dosel vegetal, se reducen cuando ésta se mide bajo el dosel. -Esto explica que no existan diferencias de rendimiento entre tratamientos de presión convencional (300 kPa) y baja presión (200 kPa).

a)

Planificación Objetivos

2015 2016 2017 2018 2019

Semestre

2 1 2 1 2 1 2 1

A (100%)

B (80%)

C (100%)

D (0%)

Actividades formativas

Cursos académicosa

Estancia de investigaciónb

Participación en seminariosc

Publicaciones técnicasd

Publicaciones científicasd

a Diseño y análisis de experimentos individuales, Instituto Agronómico Mediterráneo de Zaragoza b Universidad de California Davis, Departamento de Tierra, Aire y Recursos del Agua (LAWR-UCDavis). Investigador:

Daniele Zaccaria c Realizados el primer semestre de cada año por el grupo EEAD-CITA d Se prevé 4 publicaciones en revistas de impacto (JCR) y 3 participaciones en congresos nacionales

Logros • Actividades de formación:

– Diseño y análisis de experimentos individuales (estadística). Instituto Agronómico Mediterráneo de Zaragoza. 10 al 25 de Octubre de 2016, duración: 43 horas.

• Estancia de investigación: – Department of Land, Air and Water Resources of the University of California Davis (LAWR-UCDavis).

Periodo: Mayo- Agosto 2017. Investigador: Daniele Zaccaria.

• Seminarios: – Ciclo de seminarios (2016, 2017, 2018). Grupo Riego Agronomía y Medio Ambiente (RAMA CITA-EEAD).

Estación Experimental de Aula Dei (EEAD-CSIC) Zaragoza, durante el primer semestre de c/ año.

• Congresos nacionales: – Robles O., Zapata N. (2016). Baja presión en aspersores de impacto en coberturas de riego: análisis técnico

y agronómico. XXXIV Congreso Nacional de Riegos, Sevilla, del 7 al 9 de Junio. – Robles O., Burguete J., Zapata. N., Latorre B. (2018). Modelo de simulación de riego por aspersión con

calibración automática a una base de datos experimental. XXXVI Congreso Nacional de Riegos, Valladolid, del 5 al 7 de Junio.

• Publicaciones científicas (JCR) – Robles O., Playán E., Cavero J., Zapata N. (2017). Assessing low-pressure solid-set sprinkler irrigation in

maize. Agric. Wat. Manage., 191:37-49. – Zapata N., Robles O., Playán E., Paniagua P., Romano C., Salvador R., Montoya F. (2018). Low pressure

sprinkler irrigation in maize: differences in water distribution above and below the crop canopy. En revisión Agric. Wat. Manage.

• Otros: – Zapata N., Robles O. (2016). Instalaciones de riego a baja presión: coberturas de aspersión. Feria de San

Miguel de Lleida. 29 de Septiembre. Comunicación técnica. http://firadelleida.com/santmiquel/?page_id=361.

– Zapata N., Robles O., Cavero J., Playán E. (2017). Análisis del riego por aspersión a baja presión en un cultivo de maíz. Revista Tierras, agricultura. 253:68-75.

– Zapata N., Montoya F., Robles O., Romano C. (2017). Baja presión en coberturas de aspersión de parcelas comerciales. Jornada de divulgación. Comunidad de Regantes de Almudévar, Aragón