ESTUDIO DE LA DISTRIBUCIÓN Y UNIFORMIDAD DE RIEGO POR

ASPERSIÓN

INTRODUCCIÓN

La distribución y uniformidad del riego por aspersión en el suelo es una característica importante ya que favorece el crecimiento y desarrollo de muchas especies. La uniformidad de distribución de agua en los sistemas de aspersión es necesaria para un uso más eficiente del agua disponible. Además un riego eficiente permite maximizar la producción y limitar las pérdidas por percolación profunda. Existen numerosos coeficientes para determinar la uniformidad del riego. Los parámetros más utilizados son el coeficiente de variación (CV), la uniformidad de distribución referida al 25% del área menos regada (UD) y el Coeficiente de Uniformidad (CU) de Christiansen. Este último es el que con más frecuencia se utiliza en el riego por aspersión. La distribución del agua de riego de un aspersor está influida por factores externos como la presión, el viento y el tamaño de las boquillas, y además, por factores que tienen que ver con el diseño interno del aspersor.

OBJETIVOS:

General

Conocer el estudio de la distribución y uniformidad de riego por aspersión en el suelo.

Específicos Analizar los datos de humedad obtenidos (cuadro1). Obtener el coeficiente de variación, coeficiente de distribución

individual y total de los aspersores, el coeficiente de uniformidad Christiansen y la eficiencia de aplicación del riego.

Analizar las diferentes líneas de aspersión a diferentes profundidades.

MARCO TEÓRICO

Evaluación de la uniformidad del riego

El objeto de esta evaluación es conocer si el agua de riego se está aplicando de manera uniforme ya que una baja uniformidad implica la existencia de zonas de suelo con exceso de agua y otras con escasez, o bien la necesidad de aplicar agua en exceso para que las zonas que reciben menos cantidad estén suficientemente abastecidas.

Para evaluar la uniformidad de un sistema de riego por aspersión, el primer paso es elegir la zona a evaluar. Deberá ser representativa del sistema en cuanto a

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características de los aspersores, marco de riego, número de boquillas y diámetro. También debe tener una presión cercana a la media (lo que ocurre a un tercio del inicio de los ramales de aspersión si existe pendiente o es reducida) o a la mínima (lo que se produce al final de los ramales si la pendiente es nula o ascendente).

Para determinar el reparto de agua de los aspersores (pluviosidad) se coloca una red de pluviómetros formando una malla de 3 x 3 metros entre dos ramales, que recogerán agua de seis aspersores según se indica en la figura 1. Como vaso podrá utilizarse cualquier recipiente que tenga al menos 12 cm de diámetro y borde agudo sin deformaciones. Los vasos se instalarán sobre el suelo cuando el cultivo no altere la lluvia de los aspersores, y justo sobre el cultivo en caso contrario.

Si la parcela se riega con un único ramal portaaspersor, los vasos se colocan a ambos lados del ramal y se sumarán los volúmenes recogidos en los colocados a cada lado, según se muestra en la figura 2.

Se comenzará a regar, el tiempo de riego será como mínimo de 90 minutos. Cuando finalice la evaluación, se dejará de regar y se medirá el volumen recogido en cada vaso con ayuda de una probeta.

Con los volúmenes recogidos se calculará;

1. La media de todos los volúmenes encada uno de los vasos (Vm).2. La media de los volúmenes medidos en la cuarta parte de los vasos que han recibido menos agua (V25%).3. El coeficiente de uniformidad de la zona evaluada (CU zona) se obtendrá utilizando la siguiente fórmula:

Figura 1. Disposición de los vasos pluviométricos para la evaluación de un sistema de riego por aspersión con cobertura total

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Figura 2. Disposición de los vasos pluviométricos para la evaluación de un sistema de riego por aspersión con un solo ramal

La uniformidad dependerá también del viento y de las condiciones atmosféricas, por lo que será necesario anotar la temperatura y, aunque sea sólo aproximadamente, la dirección y velocidad del viento, así como el día y la hora en que se realizó la evaluación.

El caudal de cada aspersor cambiará con la presión. La diferencia de presiones en toda la unidad de riego será mayor que la existente entre los aspersores de los que se ha recogido el agua, por lo que la uniformidad en el conjunto de la unidad será por lo general menor que la medida en la zona evaluada.

Para calcular con precisión CU de la instalación, hay que tener en cuenta el cambio de presiones. Para ello se medirá la presión en unos cuantos aspersores distribuidos por la unidad de riego en zonas con diferentes presiones. Como mínimo se medirán las presiones en los aspersores que mojan la zona evaluada y en el primer y último aspersor de los ramales en los que se encuentran situados como se muestra en la figura 3.

Figura 3. Ejemplo de los aspersores en los que se medirá la presión en una evaluación

Con estos valores de presión se podrá determinar:

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1. La presión mínima de las que se han medido en los aspersores (Pmin).2. La media de las presiones medidas en todos ellos (Pm).3. El coeficiente de uniformidad de la unidad de riego(CU), se calculará usando la expresión:

Si se miden presiones en diferentes aspersores de diferentes unidades de riego y con ellas se sigue el mismo procedimiento anterior, se tendrá una estimación del coeficiente de uniformidad de la instalación. A continuación en la tabla 1. se indican, para diferentes tipos de riego, valores de CU y la bondad o calidad del sistema.

Tabla 1. Bondad o calidad de distintos tipos de sistemas de riego por aspersión

Máquinas de riego por aspersión

Se entiende por máquinas regadoras aquellos equipos que aplican el agua y se desplazan a lo largo del campo, el desplazamiento puede ser de un aspersor de gran tamaño (cañones viajeros y embrolladores) o de un ramal de aspersores. Si el ramal gira alrededor de un punto se habla de pivotes y si se desplaza frontalmente se habla de ramales de avance lateral o frontal, el estudio de ambos ramales es el que será abordado a continuación.Las máquinas de riego permiten la aplicación del agua con unas eficiencias de aplicación muy altas, comparadas con otros sistemas de riego (tabla 2).

Tabla 2. Eficiencias de aplicación de diferentes sistemas de riego.

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La adopción de estos sistemas de riego depende del suelo, agua (cantidad y calidad), energía, laboreo, cultivos y financiación (tabla 2). El tamaño, forma, pendiente y textura tienen una influencia directa en la adopción de pivotes. El coste de inversión por hectárea decrece cuando la longitud del ramal del pivote aumenta. Los costes son más altos para parcelas en las que se requiere que la vuelta sea en el mismo sentido que el riego o se riegue sólo una parte del círculo. Los pivotes que poseen un cañón al final permiten regar un 80 % de las esquinas. El riego de las esquinas dependerá de la importancia y precio de la superficie. Muchos agricultores prefieren invertir en nuevas máquinas más que en regar las esquinas.

RESULTADOS

Antes del riego obtuvimos 0,15cm3/cm3, se programa un riego de 150mm en todo el lote, después del riego se tomaron los datos de humedad en distintas profundidades a 10, 20, 30cm en las 5 líneas de aspersión. Calcular el coeficiente de determinación (CD) de cada aspersión, CD total de todos los aspersores y el coeficiente de uniformidad de Christiansen (CUC) en todo el lote, además se pide calcular la eficiencia de aplicación de la eficiencia de riego.

Б² = Σ (Xi - μ)²/N CV = Б/μ x 100

Б² = 0,199/20 CV = 0,0997/0,359 x 100

Б² = 0,00995 m/s CV = 28,49 %

Б = √0,00995 m/s

Б = 0,09974 m/s

CD= 1/4(menor) / promedio * 100

CD c/aspersor= (1) 96,3% - (2) 94,7% – (3) 93,7% – (4) 91,2% – (5) 78,7%

CD total= 45,8%

CUC= 100-CV

CUC TOTAL= 71,51%

Ea= Agua almacenada / Agua aplicada

Ea= 80 / 150 * 100

Ea= 53,3

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DISCUSIÓN

El cuadro 1 presenta un resumen de los resultados obtenidos en los 5 aspersores. En la tabla se detalla para cada aspersor, el valor del CD, y el valor total de CD, el valor total de CUC y la eficiencia de riego (Ea). También se presenta algunos cálculos estadísticos del coeficiente de uniformidad en función de algunas variables. Se puede observar que existe un valor de 28,49%. El valor de CUC resultó ser de 71,51%. Para este tipo de sistema de riego, considerando esta uniformidad como relativamente media (hasta un 75%). La eficiencia de riego tiene un valor de 53,3% lo que quiere decir que tiene una eficiencia media.

CONCLUSIONES

Con la lectura de la humedad podemos observar la distribución del agua a través de los aspersores.

La uniformidad del riego depende del diseño, operación y manejo de un sistema de riego.

La distribución uniforme del agua a través de riego por aspersión depende del tipo de aspersión que se utilice.

Dependiendo del tipo de distribución y uniformidad del riego las plantas pueden crecer y desarrollar.

RECOMENDACIONES

Utilizar aspersores que distribuyan uniformemente el agua a los cultivos.

BIBLIOGRAFÍA

Ramón, S. (1998). Efecto del viento sobre las pérdidas de evaporación y arrastre y sobre le uniformidad del riego por aspersión. Proyecto fin de carrera, EUPH, Universidad de Zaragoza. 102 pp.

Salvador, R. (1999). Estudio comparativo de boquillas “Rotator” y Spray” para máquinas de riego por aspersión. Trabajo de fin de carrera, Escuela universitaria politécnica de Huesca. Universidad de Zaragoza. pp: 151

CALVACHE, M. 1984. Introducción al estudio de las relaciones suelo-agua-planta con técnicas Nucleares. Comisión Ecuatoriana de Energía Atómica. Quito, Ecuador. 169p.

HERAS (1978); “Manual de Hidrología”, Editorial del CEDEX, Madrid (España). pág. 185.

APARICIO M, Francisco Javier; 2001. Fundamentos de Hidrología de Superficie. Limusa. México.

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