Evaluaciones de riego


Esta sección muestra las metodologías a seguir para la evaluación de los diferentes equipos de riego.

Evaluaciones de riego por aspersión estacionario



Pasos a seguir a la hora de realizar la evaluación


Elegir el lugar del ensayo en la zona central del bloque de riego y donde las presiones existentes sean lo más parecidas posible a las de diseño del sistema. Si el agricultor ha detectado problemas en una zona concreta, es allí donde realizará la evaluación.

Determinar el número de pluviómetros a colocar y la separación entre éstos. Colocar la red de pluviómetros a un marco no mayor de 3 m x 3 m, con un mínimo de 24 pluviómetros.

Comprobar los aspersores: marca, modelo y diámetros de boquillas.

Medir la presión y el caudal descargado por los aspersores que mojan la zona ocupada por los pluviómetros.

Anotar la hora de inicio de la evaluación.

Medir la presión en el grupo de bombeo, en los aspersores del origen y del extremo de las líneas implicadas en el ensayo, así como en los puntos más significativos del sector.

La duración del ensayo deber ser lo más parecida posible a la de un riego real para obtener el efecto total del viento y evaporación.

Medir los volúmenes recogidos en los pluviómetros.

Se toman anotaciones sobre las características de las parcelas, en cuanto al número de aspersores, pendientes del terreno, y se hará un croquis localizando la evaluación, presiones, etc.


Análisis de resultados


Uniformidad tipo de aspersores-boquillas.

Marcos de riego homogéneos.

Presión media adecuada (3-4 bar).

Variación de presión y de caudal en la parcela adecuados (DP < 20 % Pm)


xi = Altura de agua recogida por cada pluviómetro

= Altura media de agua recogida en el total de los pluviómetros

N = Número total de pluviómetros que intervienen en la evaluación


En el riego por aspersión, la uniformidad varía en función de las condiciones de la evaluación (viento, evaporación, etc.). En instalaciones de riego por aspersión se recomiendan CU mayores al 80 %. Con fuertes vientos, la Uniformidad puede disminuir considerablemente.


Recomendaciones y posibles soluciones sobre el manejo del riego por aspersión estacionario


Pluviometría uniforme en toda la parcela (alta Uniformidad).

Las causas que pueden provocar variación de pluviometría son:

  • Que los aspersores arrojen distinto caudal (distinto número y tamaño de boquillas o presión de trabajo muy diferente).

  • Que el marco de riego no sea constante en toda la parcela (instalaciones móviles).

Aspersores del mismo tipo y con boquillas iguales. Si esto no es posible, se recomienda agruparlos por ramales.

Presión media de funcionamiento alrededor de 3-4 bar.

  • Presiones bajas (< 2,5 bar): uniformidad más baja, aunque menos influenciada por el viento. Se recomiendan boquillas especiales de baja presión. Nunca utilizar una boquilla.

  • Presiones excesivas (>4,5 bar) : peor comportamiento frente al viento. Mayores pérdidas por evaporación y arrastre.

  • Para aumentar la presión de funcionamiento : regar con un menor número de aspersores por postura ; cambiar las boquillas por otras de un tamaño inferior (dejar más tiempo de riego por postura para aplicar la misma dosis).

Variación de presión en la parcela inferior al 20 % de la presión media.

Esto se reflejará en variaciones de caudal inferior al 10 %, por lo que la pluviometría será más uniforme. Si esto no ocurre (problemas de diseño hidráulico):

  • En ramales ascendentes: se evitarán al máximo (10 m = 1 bar). Dejar menor número de aspersores en los ramales ascendentes y un mayor número en los descendentes.

  • No habrán ramales con un excesivo número de aspersores. Por ejemplo, en ramales de 2" (50 mm) no poner más de 11 aspersores que arrojen un caudal de 1450 l/h (boquillas 4+2,4 mm a la presión de 3 bar).

  • Poner tubería con dos diámetros (63 - 50 mm).

Utilizar el mismo marco en toda la instalación.

Incorporar la vaina prolongadora del chorro cuando sean frecuentes los vientos medios-altos (mayores de 2 m/s).

Ante problemas de obstrucciones, mejorar el sistema de filtrado.

Utilizar aspersores sectoriales en los bordes de la parcela.

Mejor reparto de agua : cultivo más uniforme.

Siempre con una sola boquilla.


Ejemplo. Evaluación de cobertura total enterrada


Características del ensayo:

  • FECHA: 4/6/1996

  • BOQUILLA: 4,4 + 2,4 VP

  • NÚMERO ASPERSORES SECTOR: 55

  • UBICACIÓN ENSAYO: aspersores 22,23,28,29

  • MARCO (mxm): 17 X 13,25

  • ALTURA ASPERSOR (m): 2,5

  • NÚMERO DE PLUVIÓMETROS: 49

  • SEPARACIÓN PLUVIÓMETROS (m): 2,42

  • INICIO ENSAYO: 12:15 h

  • FINAL ENSAYO: 13:00 h

  • DURACIÓN ENSAYO (min) : 45

  • HUMEDAD RELATIVA (%): 45,12

  • TEMPERATURA (GRADOS CENTIGRADOS): 23,44

  • VELOCIDAD VIENTO (m/s): 4,25

  • OBSERVACIONES: 3 aspersores atascados


CROQUIS


VOLUMEN RECOGIDO (ml)


Las letras A, B, C y D representan los cuatro aspersores del marco evaluado. Los valores que aparecen corresponden al volumen recogido (ml) de los pluviómetros.


  • P. BOMBA (bar): 6.

  • P. INICIO SECTOR (bar): 5,4.

  • P. MEDIA PARCELA (bar): 4,5.

  • P. MÁX. (bar): 5,5 (ASPERSOR 1).

  • P. MÍN. (bar): 3,8 (ASPERSOR 55).

  • P. ASPERSOR A (bar): 4,6.

  • P. ASPERSOR B (bar): 4,6.

  • P. ASPERSOR C (bar): 4,55.

  • P. ASPERSOR D (bar): 4,55.

  • Q. ASPERSOR A (l/h): 1950.

  • Q. ASPERSOR B (l/h): 1800.

  • Q. ASPERSOR C (l/h): 1920.

  • Q. ASPERSOR D (l/h): 1868.

  • Q. MEDIO (l/h): 1885.


RESULTADOS

Los parámetros de riego son:

  • CU (%) = 69,9

  • UD (%) = 50,4

  • EA (%) = 84,1

  • CV (%) = 37,2

  • UNIFORMIDAD DE RIEGO: muy baja

  • RELACIÓN BOQUILLAS-CAUDAL-PRESIÓN: no adecuada

  • PRESIÓN DE TRABAJO: excesiva

  • VARIACIÓN DE PRESIÓN EN LA PARCELA: excesiva

Los resultados de la evaluación aparecen en el siguiente gráfico:

Evaluaciones de riego con sistemas pivot



Pasos a seguir a la hora de realizar la evaluación


En primer lugar se elige la zona de la evaluación.

Se disponen uno o dos radios (al tresbolillo) de pluviómetros, según la precisión deseada, comenzando desde el centro pivote. La separación entre los pluviómetros en cada radio no será mayor de 5 metros.

Se prescindirá de los primeros pluviómetros adyacentes al centro pivote (como máximo el 20 % de la longitud del pivot).

Los pluviómetros se enterrarán ligeramente para evitar que se vuelquen, dejándolos en posición vertical.

Se fijará en la cabeza del pivot la velocidad de éste y su sentido de giro.

Los pluviómetros se colocarán lo suficientemente lejos del pivot con el fin de que cuando el frente mojado llegue a los pluviómetros el pivot esté funcionando en su régimen normal y en plena carga.

En la localización de los pluviómetros hay que procurar que queden lo más distante posible de las huellas de las ruedas.

Medir la velocidad media de desplazamiento de la última torre.

Se comprueba visualmente si a lo largo del equipo hay posibles fugas, el modelo de los emisores, si llevan una o varias boquillas, si los difusores llevan regulador de presión, los posibles emisores que estén obstruidos, y cualquier otra anomalía que pueda comprobarse.

Se mide la anchura de la franja mojada en la zona del extremo.





Se mide la presión en diferentes sitios: en el grupo de bombeo, en la cabecera del pivot si lleva manómetro, en los emisores próximos a la primera y última torre y la presión en una torre intermedia.

Medir el caudal de entrada al pivot.

Medir el volumen de agua recogido en los pluviómetros tan pronto como sea posible, comenzando por los situados junto al borde de la parcela, que serán por los que primero pase el equipo.

Durante todo el tiempo de evaluación, se tendrá un control de las condiciones climáticas, midiendo en intervalos de 15 minutos la temperatura, la humedad relativa y la velocidad y dirección del viento. También se anotarán las posibles variaciones de dirección del viento.

Durante el ensayo se hace todo tipo de observaciones que son de interés, como el tipo de terreno, la posible escorrentía o encharcamiento, el cultivo, el efecto del goteo continuo por las juntas de unión de la tubería o por la parte baja de los tirantes, etc.


Análisis de resultados


A la hora de analizar los resultados hay que tener en cuenta los siguientes puntos:

  • Altura Media de agua recogida.

  • Relación Dosis de Agua - velocidad de avance.

  • Uniformidad en el tipo de emisores.

  • Funcionamiento normal de los emisores.

  • Presencia de fugas.

  • Correcto diseño del alero.

  • Presencia de escorrentía.


Cálculo de la Altura Media Recogida (AMR):

Representa el valor medio ponderado de la altura de agua recogida por todos los pluviómetros (mm).

Pi = Altura de agua recogida en cada pluviómetro (en mm)

Di = Distancia del centro pivote a cada pluviómetro (en m) o su posición.


Cálculo de la uniformidad (Coeficiente de uniformidad):

Parámetro estadístico que determina la uniformidad del sistema (%).

Se considera que una parcela está bien regada cuando se consigue un CUh mayor al 85 %.

Pi = Altura de agua recogida en cada pluviómetro (en mm)

Di = Distancia del centro pivote a cada pluviómetro (en m) o su posición.


Recomendaciones y posibles soluciones sobre el manejo del riego con sistemas pivot


El principal factor que influye sobre la uniformidad en el reparto de agua es el correcto diseño de la carta de emisores.

  • No hemos encontrado influencias significativas con respecto al tipo de emisores (aspersores, difusores), la presión de funcionamiento, el tamaño del pivot o la intensidad del viento.

  • Exigir a la empresa la carta de emisores.

La altura de agua aplicada debe ser lo más uniforme posible.

Evitar:

  • Una mayor altura de agua en las primeras torres. Debido a que las boquillas son demasiado grandes o que la presión ahí es muy alta : poner reguladores de presión.

  • Diferencias excesivas de altura de agua aplicada en distintas torres. Debido a que no haya uniformidad en el tipo de emisores, que hayan emisores atascados, que haya fugas en las tuberías, o al mal diseño de la carta de emisores.

El alero debe de estar bien diseñado: representa una gran superficie.

Que exista uniformidad en el tipo de emisores.

Si la variación de presión es excesiva a lo largo del pivot, emplear reguladores de presión.

Evitar la escorrentía. Esta se produce generalmente en el extremo del pivot, debido a que la pluviometría en el extremo es mayor que la capacidad de infiltración del suelo (o por desniveles del terreno). Solución : reducir la altura de agua instantánea :

  • Aumentando la velocidad de avance del pivot.

  • Aumentando la anchura mojada en el extremo :

    • Con emisores que mojen un mayor diámetro.

    • Localizando los emisores a lo largo de un pequeño tubo horizontal (booms).


Ejemplo


Características del ensayo:

  • FECHA: 11-03-1996

  • LONGITUD DEL EQUIPO: 376 m + 9 m de alero

  • TIPOS TORRES: 6 torres de 50 m cada una y 2 torres de 38 m

  • DIÁMETRO DE TUBERÍA: 6 5/8 pulgadas

  • SUPERFICIE REGADA: 46-56-62 ha (radio 385 m)

  • HORA INICIO: 16h 45min

  • HORA ACABAR MEDIR: 18h 30min

  • NÚMERO TOTAL DE PLUVIÓMETROS Y DISPOSICIÓN:

    • 2 radios: 64 pluviómetros por radio.

    • Separación de 5 m entre pluviómetros.

  • OBSERVACIONES:

    • ESCORRENTÍA: No se observa

    • Torre tercera: 2 aspersores no giran

    • Torre cuarta: 2 aspersores no giran

    • Torre quinta: 3 aspersores no giran

    • Torre sexta: 1 aspersores no giran

    • Torre septima: 4 aspersores no giran

Estudio de presiones y caudales.

  • PRESIÓN EN BOMBA: 5 kg/cm2

  • PRESIÓN CABECERA PIVOT: 2,90 kg/cm2

  • PRESIÓN 1ª TORRE: 2,20 kg/cm2

  • PRESIÓN INTERMEDIA: 1,59 kg/cm2 (en cuarta torre)

  • PRESIÓN ÚLTIMA TORRE: 1,39 kg/cm2

  • CAUDAL APLICADO : 55 l/s

  • DOTACIÓN: 55/45,56 = 1,20 ls-1ha-1

  • VELOCIDAD TORRE EXTERIOR: 1,40 m/min (funcionando al 75%)

  • TIEMPO DE REVOLUCIÓN:

Resultados

  • ALTURA BRUTA MEDIA APLICADA (AMA): 11,96 mm

  • ALTURA MEDIA RECOGIDA (AMR) : 9,45 (mm)

  • EFICIENCIA DE APLICACIÓN (EA): 79,01 (%)

  • COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD (CUh): 78,13(%)

Para los sistemas de riego pivot se recomiendan CU superiores al 85%. En este caso las condiciones de la evaluación no son tan determinantes como en el caso anterior.

Evaluaciones de riego localizado


En las instalaciones de riego localizado es conveniente realizar una prueba de evaluación antes de la recepción de la misma. Durante la campaña de riego se recomienda realizar al menos dos evaluaciones.


Pasos a seguir a la hora de realizar la evaluación


Datos de los componentes del cabezal : grupo impulsor, filtros (comprobando la limpieza), elementos de automatización.

Comprobar las características de los emisores y de los laterales.

Seleccionar una subunidad de riego que sea representativa de la instalación, eligiendo la que reúna las condiciones medias.

Dentro de la subunidad se seleccionan 16 plantas, en las que se medirá el caudal que reciben y la presión a que están sometidos los emisores correspondientes a las mismas.

Todas las mediciones se deben realizar cuando la instalación funcione en un régimen estable.


Análisis de resultados



En riego localizado, la uniformidad de riego suele expresarse mediante la uniformidad de emisión (UE), que para una subunidad de riego se define como:

La UE de instalaciones nuevas debe ser superior al 90 %, pero puede disminuir al 80 % con el uso.

qa = Caudal medio de todos los emisores.

q25 = Caudal medio de los emisores que constituyen el 25 % de más bajo caudal.


La falta de uniformidad de una instalación de riego localizado es consecuencia principalmente de:

  • Irregularidades en emisores (CV de fabricación)

  • Diferencias de presión (factores hidraúlicos)

  • Envejecimiento y obstrucciones de los emisores.


Recomendaciones y posibles soluciones sobre el manejo de riego localizado


Como norma general deben seguirse las instrucciones de la firma instaladora. No obstante, pueden destacarse además algunos aspectos importantes a tener en cuenta, como son:




  • Controlar la uniformidad de riego. Al término de la instalación y una o dos veces al año, principalmente antes de la época de mayor intensidad de riego.

  • Vigilar el correcto funcionamiento de los goteros y sobre todo la obstrucción de los mismos ya que es el problema más serio de este tipo de riego. Estas pueden deberse a precipitaciones, al arrastre de partículas sólidas en suspensión, a microorganismos o a la materia orgánica (algas sobre todo).

  • Realizar la limpieza de los filtros periódicamente.

  • Prevenir los precipitados químicos (mezclas previas).


Ejemplo





Caudal medio (qa) : 23,6 l/h

Caudal en el 25% menor (q25) : 23,05 l/h

Variación de caudal (dq) : 0,45 l/h (desv. Típica)

Presión media (Pa) : 9,3 mca

Presión máxima (Pmax) : 9,5 mca

Presión mínima (Pmin) : 9 mca


Los parámetros estudiados son uniformidad de emisión y coeficiente de variación de caudal.


UNIFORMIDAD DE EMISIÓN

Los valores de referencia de estos parámetros son:

Según Karmeli y Keller.

  • UE<70% => Pobre

  • 70% Aceptable

  • 80% Buena

  • 90% Excelente

Según IRYDA.

  • UE<70% => Inaceptable

  • 70% Pobre

  • 80% Aceptable

  • 86% Buena

  • 94% Excelente


COEFICIENTE DE VARIACIóN DE CAUDAL

Los valores de referencia para la calificación en función de este parámetro son:

  • Cvq <0,1=> Excelente.

  • 0,1< Cvq <0,2 => Muy buena.

  • 0,2< Cvq <0,3 => Aceptable.

  • 0,3< Cvq <0,4 => Baja.

  • 0,4< Cvq => Inaceptable.


NECESIDADES TOTALES DE RIEGO. EFICIENCIA.

Para determinar las necesidades totales de riego (Nt) hay que tener en cuenta la posible falta de uniformidad en el riego y las pérdidas así como el lavado de las sales que el agua aportada al suelo para que no se incremente su nivel de salinidad por encima de los admisible por el cultivo. Teniendo en cuenta el concepto de eficiencia normalmente utilizado en riego localizado, las expresiones de cálculo de las necesidades totales serán:



Nn = Necesidades netas (mm/día)

Tr = Relación de transpiración, que representa la proporción de pérdidas inevitables por percolación durante el período de consumo punta para poder alcanzar un mínimo humedecimiento lateral del bulbo.


Relación de transpiración en el período punta (Tr) para diferentes texturas de suelo y profundidades radiculares.

Profundidad de raíces (m) Textura
Muy gruesa Gruesa Media Fina
< 0,80 1,10 1,10 1,05 1,00
0,80 - 1,5 1,10 1,05 1,00 1,00
> 1,5 1,05 1,00 1,00 1,00

Para riego con difusores o microaspersores añadir 0,05 a Tr en climas húmedos y 0,10 en climas áridos para tener en cuenta la evaporación extra