Eficiencia de aplicación de agua


El riego es una práctica que requiere optimizar en lo posible la aplicación del agua en parcela. La terminología para describir el comportamiento del riego a nivel de parcela incluye normalmente los términos de eficiencia y uniformidad.

En función de estos parámetros, se obtendrá la dosis bruta a aplicar.

Definición


Eficiencia: Relación entre la cantidad de agua que es efectivamente puesta a disposición del cultivo en su zona radicular y que es utilizada para el crecimiento de la planta y la cantidad de agua consumida en dar el riego.

Uniformidad: Parámetro que nos indica el grado de igualdad de dosis recibida por los diferentes puntos de la parcela.


La eficiencia general de aplicación de un riego Ea y la correspondiente a toda la estación de riegos (Es) son principalmente función de la uniformidad de aplicación, pero también dependen de:

  • Pérdidas menores debidas a:
    • Escorrentía.
    • Pérdidas de agua en las tuberías.
    • Limpieza de filtro y tuberías.
    • Pérdidas por evaporación desde la superficie del suelo.
    • Pérdidas por evaporación y arrastre en sistemas que distribuyen el agua con un recorrido significativo a través de la atmósfera.
  • Pérdidas inevitables por percolación profunda debidas a:
    • La forma del búlbo húmedo (exceso del movimiento vertical por debajo de la zona radicular para alcanzar un mínimo movimiento horizontal).
    • Las lluvias inoportunas.
  • Pérdidas menores por percolación profunda debidas a:
    • Inadecuada programación de riegos.
    • Situación errónea de los bulbos mojados respecto a la zona radicular.

Para determinar la uniformidad y eficiencia de un sistema de riego se llevan a cabo evaluaciones, que consisten en comprobar las condiciones de funcionamiento de las instalaciones, para detectar los posibles problemas y buscar las mejores soluciones. Las evaluaciones, con el fin de aproximarse lo máximo posible a la realidad, se realizan en condiciones normales de trabajo, por lo que supone ahorro de agua, mano de obra, energía, etc.

Uniformidad de distribución de agua


La Uniformidad de Distribución (UD) se define como la relación entre alguna medida de mínima altura interceptada y la altura media interceptada.

El sentido de mínimo lo proporciona la media de las menores alturas interceptadas en una fracción concreta de zona con planta. La media del 25% menor es una de las más utilizadas:





Para definir este parámetro se han introducido los siguientes conceptos:


Zonas con plantas. Se refiere a que la uniformidad de distribución se mide en la zona donde se concentra la actividad radicular, no debiendo tener en cuenta las zonas secas entre plantas (este concepto es de gran importancia en el caso de los cultivos leñosos).

Agua interceptada. En este concepto se incluye tanto el agua infiltrada como el agua utilizada por la cubierta vegetal.


En riego por aspersión está muy extendida la utilización del Coeficiente de Uniformidad de Christiansen (CU) (Christiansen, 1942). Éste es equivalente a la UD50 correspondiente a la media del 50% del área menos regada.

Eficiencia general de aplicación en riego por aspersión


La eficiencia de riego Er se suele entender como el porcentaje de agua bruta aplicada Hb que es aprovechada para satisfacer las necesidades del cultivo y las de lavado Hn.





Puesto que Hn es difícil de cuantificar, a efectos de diseño suele utilizarse el concepto de eficiencia general de aplicación (Ea) definida como la relación entre el objetivo de riego (Hr) y el agua total que es necesario bombear para tal fin (Hb)=>(Ea = Hr/Hb). Este concepto tiene matices distintos según el sistema de riego.

Para calcular la relación entre dosis neta (Dn = Hr) y dosis bruta (Db = Hb) en riego por aspersión, la eficiencia de aplicación (Ea) debe incluir los efectos de las pérdidas debidas a: la falta de uniformidad en la aplicación, la percolación profunda, la evaporación, el arrastre por el viento y las fugas en las tuberías, resultando:







El coeficiente 0,9 se incluye para tener en cuenta las pérdidas inevitables por percolación al considerarse que satisfacen el 10% de las necesidades de lavado.



Para el diseño de un sistema de aspersión, la Ea para un determinado porcentaje "a" de área adecuadamente regada puede calcularse entonces como:

Pe = Proporción efectiva del agua descargada por los emisores que llega a la superficie del suelo, como decimal (Pe=Hba/Hb)

Pf = Proporción de agua descargada por los emisores respecto a la total bombeada por el sistema, como decimal




A continuación, se exponen más detalladamente la cuantificación de los tres componentes de la Ea:


Eficiencia de Distribución de agua (EDa)


Para tener en cuenta la falta de uniformidad y las pérdidas por percolación profunda, se define la Eficiencia de Distribución de agua (EDa) para un cierto porcentaje de área "a" adecuadamente regada como:





De esta forma puede darse un significado más útil al concepto de CU, combinando las medidas de uniformidad de aplicación (CU) con el concepto de área adecuadamente regada "a" y obtener una medida de la eficiencia de distribución (EDa).



Valores de la EDa para varios CU y porcentajes de área adecuadamente regada [Keller y Bliesner (1990), adaptado de Hart y Reynolds (1965)]



Proporción efectiva de agua que llega al suelo (Pe)


Las pérdidas por evaporación y arrastre, importantes en riego por aspersión, representan la fracción del agua descargada por el emisor que no llega al suelo, perdiéndose por evaporación o siendo arrastrada por el viento. La cuantía de estas pérdidas es función de las condiciones meteorológicas en que realice el riego (temperatura, humedad relativa, viento, etc.) y de las condiciones de trabajo de la instalación, relacionadas con el tamaño de gota generado por el emisor (presión de trabajo, boquilla, etc.). Así, para minmimizar las pérdidas por evaporación y arrastre y aumentar la eficiencia, deberá regarse, en la medida de lo posible, en momentos de reducida demanda evaporativa por parte de la atmósfera (son preferibles los riegos nocturnos), y manejando la instalación a presiones adecuadas, entre 3 y 3,5 bar, no siendo recomendable emplear presiones superiores a 4 bar.

Pérdidas por fugas en las conducciones (Pf)


En sistemas con un adecuado mantenimiento estas pérdidas pueden ser menores del 1% del caudal transportado, en cuyo caso la proporción entre el agua que descargan los aspersores y la bombeada (Pf) estará entre 0,99 < Pf < 1,0.