1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOMAS DE ZAMORA

FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS AGRARIAS

CÁTEDRA DE HIDROLOGÍA AGRÍCOLA

APUNTES DE RIEGO SUPERFICIAL Ing. Víctor NEGRO Marzo de 1998.

2

EL RIEGO:

“USO RACIONAL DEL AGUA PARA LOS CULTIVOS BASADO EN PRECEPTOS ECOLOGICOS”

Tres aspectos fundamentales deben tenerse en cuenta, para concretar un proyecto de riego en grandes áreas:

1. - Determinación de Necesidades mínimas y normales de agua de los cultivos en cada lugar y en función del medio (Evapotranspiración).-

2. - Estadística de las precipitaciones por localidades (Distribución en el

tiempo).- 3. - Inventario del Recurso Agua: Superficial, subterráneo, acumulación.

Entre los valores de 1 y los de 2, se establece el Déficit a cubrir con riego. En función del Déficit y la disponibilidad del Recurso, se establecen los programas de asignación de cupos de agua ó TURNOS ADMINISTRATIVOS de RIEGO.

Si los riegos están referidos a pequeñas áreas con provisión autónoma de agua, estos aspectos son también necesarios a tener en

cuenta, considerando la lógica reducción de la escala. En función de cuan amplio es ese Déficit, se puede establecer:

• Riego Complementario (cuando la precipitaciones satisfacen una parte de la Demanda).-

• Riego Suplementario (cuando las precipitaciones No satisfacen la Demanda).-

SIGNIFICACIÓN ECONÓMICA DE LA AGRICULTURA BAJO RIEGO: 30% del valor de la producción agrícola Nacional 1.250.000 has. bajo riego. Cultivos de alto valor: frutas, hortalizas, vid, olivo, caña de azúcar.- Superficie Irrigada:

• Total cultivado : 30.000.000 has. cereales, semillas, oleaginosas, cultivos industriales, hortalizas y frutas.

• Superficie Irrigada: 1.250.000 has. , 4% del total

3

4%

96%

Total cultivado Superficie irrigada

DE ESTE VALOR DE SUPERFICIE BAJO RIEGO :

83%

17%Zona Árida y Semiárida

Zona Húmeda

EN CUANTO A LA UTILIZACIÓN DEL RECURSO:

15% 17%

68%

Superficial Subterránea Subterránea y Superficial

Superficie Potencial a ser irrigada más de 6.000.000 has., esto representa más del 20% de la total cultivada.

4

20%

80%

Total cultivada Potencial a irrigar

Distribución de la superficie irrigada :

PROVINCIA Has. Porcentaje Mendoza 299.280 24% Río Negro 112.230 9% Bs. Aires 99.760 8% Salta 99.760 8% Jujuy 87.290 7% Neuquén 87.290 7% San Juan 74.820 6% Sgo. del Estero 74.820 6% Córdoba 62.350 5% Tucumán 62.350 5%

E. Ríos 49.880 4%

Chubut 37.410 3% Corrientes 37.410 3% Catamarca 24.940 2% La Rioja 12.470 1% Otras 24.940 2%

Como surge del cuadro, Mendoza es la Provincia más importante en cuanto a Has. Bajo Riego. Los Ríos Atuel, Diamante, Mendoza y Tunuyán, son los más importantes en esta provincia. El 70% bajo riego es la uva, el resto frutas y hortalizas, en menor escala cereales. Cultivos Bajo Riego:

Cultivos: % del área total irrigada

Vid y Frutales 28,2 Hortalizas 11,5 Otros frutales (olivo, nogal, citrus) 3,3 Forrajes y cereales 11,5 Otros cultivos industriales (tabaco, plantas aromáticas, etc.)

14,9

Maíz 2,1 Papa 4,8 Algodón 2,0 Otros cultivos 21,7 Total : 100,0

5

GRADO DE APROVECHAMIENTO REGIONAL CON RELACIÓN A LOS RECURSOS HÍDRICOS: - Región Andina: San Juan, Mendoza, La Rioja. 9% del agua de la región árida y tiene: 31% de la superficie bajo riego. - Región Patagónica: Río Negro, Neuquén, Chubut 69% del agua de la región árida y tiene: 19% de la superficie bajo riego. - Región N.O.: Salta, Tucumán, Jujuy, Santiago del Estero, Catamarca 19% del recurso agua del total. y tiene: 28% del área bajo riego.

RECURSOS HÍDRICOS POR CUENCA:

1%4%11%

84%

Cuenca del Plata

Vertiente Atlantica(R.Negro Chubut)Vertiente Pacífica(Futaleufú)Sin Desagüe al Mar (SalíDulce)

DISTRIBUCIÓN DE LAS CORRIENTES DE AGUA SUPERFICIALES:

Ríos - Zona: Caudal m3/seg. % Paraná - Uruguay 18.500 83,3 Patagonia 2.706 12,2 Norte (Pilcomayo, Bermejo, Pasaje, Dulce)

520 2,4

Cuyo 246 1,1 Resto del País 228 1,0

Total 22.200 100,0

6

EL RIEGO SUPERFICIAL: CONSIDERACIONES GENERALES: El diferente Poder Retentivo de los Suelos: Considerando tres tipos de texturas distintas de suelo, a las cuales se le aplica una lámina de riego de 1 cm. El agua al penetrar en el suelo irá satisfaciendo el porcentaje de Capacidad de Campo (C.C.) a medida que avanza en el perfil. Veremos que en el arcilloso no ocupa una profundidad mayor que 60 mm., en el franco 100 mm. y en el suelto penetra 150 mm. Si se desea regar una determinada planta cuyas raíces llegan a 1200 mm de profundidad, por lo visto anteriormente, deberemos aplicar volúmenes distintos y por consiguiente láminas distintas, a los diversos tipos de suelos del siguiente modo: En el primer (Arcilloso) caso 200 mm de lámina o sea 2000 m3/ha, en el segundo (Franco) 120 mm o sea 1200 m3/ha, y en el tercero (Arenoso) 80 mm o sea 800 m3/ha. Los suelos arenosos no son retentivos , almacenan poca agua y es necesario regarlos con frecuencia aplicando volúmenes reducidos, conformes con su agua útil. En cambio, los arcillosos admiten riegos copiosos (pero despacio) y espaciados. Las exigencias de las plantas, en cambio, son independientes de los tipos de suelos en los que viven. Umbral Crítico de Riego (UCR) y Umbral Crítico de Desecación: Lo aconsejable es regar cuando se han consumido entre el 40% ó 2/3 del agua disponible. El Umbral Crítico de Riego (UCR), indica el porcentual máximo de desecación admisible, en cultivos normales, para que la producción sea óptima, de manera que aún exista una reserva de humedad en el suelo de seguridad al momento de regar. Este nivel se alcanza antes de llegar al nivel o Umbral Crítico de Desecación (UCD), a partir del cual los rendimientos descienden, el cual es diferente del Punto de Marchitez Permanente que implica la muerte de las plantas y no una producción menor. Optimo de Humedad: Cuanto más próxima a su Capacidad de Campo permanezca la humedad del suelo, tanto mejor desarrollo vegetativo se obtiene. El óptimo de humedad es aquel rango dentro del cual hay que mantener la humedad en el terreno para obtener rendimientos máximos. Se lo establece como un equilibrio entre el mayor costo que esto representa al exigir riegos frecuentes y cuidadosos y el aumento de ingresos producto de una mejor productividad.

1 RIEGO DE SUPERFICIE El riego de superficie es la aplicación de agua por gravedad a la superficie del campo. Sea que se inunde todo el campo (riego por compartimientos o por sumersión), sea que el agua alimente pequeños canales (surcos) o franjas de tierra (tablares).

1.1 RIEGO POR COMPARTIMENTOS: Los compartimentos o bancales son superficies planas de tierra rodeadas por diques bajos. Los diques, o lomos, impiden que el agua afluya a los terrenos adyacentes. Este método de riego por sumersión es comúnmente utilizado para el arroz que se cultiva en terrenos llanos. Por lo general, el método de compartimientos es adecuado para cultivos que no se ven afectados por permanecer en el agua durante largos períodos (12 a 24 hs.).

7

1.1.1 Cultivos adecuados: Es adecuado para cultivos extensivos. El arroz se cultiva mejor cuando sus raíces están sumergidas en agua, por tal motivo este método es el más adecuado para este cultivo. Entre otros cultivos adecuados , cabe mencionar:

• - pastos, por ejemplo alfalfa, trébol; • - árboles, por ejemplo el limonero y el banano; • - cultivos que se siembran al voleo, (cereales);

El riego por sumersión no es apropiado para aquellos cultivos que no pueden permanecer en terrenos humedecidos o anegados por períodos mayores a las 24 hs. Estos son por lo común tubérculos y raíces: papas, remolacha, zanahorias. 1.1.2 Pendientes adecuadas del terreno: Cuantos más plana es la superficie del terreno, más fácil es formar compartimientos. Es asimismo posible formar compartimientos sobre terrenos en pendiente, incluso cuando la misma es bastante pronunciada. Los compartimientos planos se pueden construir como los escalones de una escalera recibiendo el nombre de terrazas. 1.1.3 Suelos adecuados: Los suelos que son adecuados dependen de la planta cultivada. Donde mejor se desarrollan los arrozales es en los arcillosos que son casi impermeables. Aunque la mayor parte de los demás cultivos se pueden dar en suelos arcillosos, para el riego por compartimientos se suelen preferir los limosos con el fin de evitar el anegamiento. Las arenas gruesas no se recomiendan porque, al ser la velocidad de infiltración alta, las pérdidas por filtración pueden ser considerables. 1.1.4 Trazado de los compartimentos: El trazado de los compartimientos se refiere a la forma y dimensión de los compartimientos y de los diques. Estas están determinadas principalmente por la pendiente del terreno, el tipo de suelo, el caudal disponible, la lámina de aplicación de riego y las prácticas agrícolas. 1.1.4.1 Anchura del compartimento: La principal limitación a la anchura de un compartimento es la pendiente del terreno. Si la pendiente es pronunciada, el compartimento debe ser estrecho, ya que sino será necesario mover mucha tierra para obtener compartimientos nivelados. (Cuadro N° 1) Cuadro N° 1: VALORES APROXIMADOS DE LA ANCHURA MAXIMA DEL COMPARTIMENTO O TERRAZA (m.)

Pendiente Anchura Máxima (m.) (%) media mínima y máxima 0,2 45 35 - 55 0,3 37 30 - 45 0,4 32 25 - 40 0,5 28 20 - 35 0,6 25 20 - 30 0,8 22 15 - 30 1,0 20 15 - 25 1,2 17 10 - 20 1,5 13 10 - 20 2,0 10 5 - 15 3,0 7 5 - 10 4,0 5 3 - 8

8

Otros factores que pueden influir son los siguientes:

• - profundidad del suelo fértil • - método de construcción del compartimento (manual ó mecánica) • - prácticas agrícolas (labranza manual ó mecánica, radio de giro).

1.1.4.2 Dimensión del compartimento: La dimensión del compartimento depende de la pendiente, tipo de suelo y del caudal de que se puede disponer. (Cuadro N° 2). Cuadro N° 2: SUPERFICIES MAXIMAS DE LOS COMPARTIMIENTOS SUGERIDAS (m2) PARA DIVERSOS TIPOS DE SUELO Y CAUDALES DISPONIBLES (l/seg.).

Tipos de Suelo Caudal Arenoso Franco Franco Arcilloso l/seg. arenoso arenoso 5 35 100 200 350 10 65 200 400 650 15 100 300 600 1000 30 200 600 1200 2000 60 400 1200 2400 4000 90 600 1800 3600 6000

En la dimensión del compartimento influye asimismo la lámina de aplicación de riego. Si la lámina de riego es grande, el compartimento puede ser grande, para obtener una buena distribución del agua. El compartimento puede tener forma cuadrada, rectangular o irregular. En terrenos con fuerte pendiente o de pendiente irregular, los compartimientos pueden ser largos y estrechos. La parte alargada del compartimento sigue la curva de nivel. Si la pendiente y, por lo tanto, la curva de nivel, es irregular, la forma del compartimento será igualmente irregular. 1.2 RIEGO POR SURCOS: Los surcos son canales pequeños y paralelos que se abren para llevar agua para irrigar los cultivos. Los cultivos se suelen plantar en los lomos o caballones entre los surcos.

1.2.1 Cuando se debe utilizar el riego por surcos:

9

1.2.1.1 Cultivos adecuados: El riego por surcos es apropiado para aquellos cultivos especialmente, los cultivos en hilera. Las plantas que resultan dañadas si el agua cubre su tallo o su copa deben regarse por este sistema. En resumen se pueden regar por este método los siguientes cultivos:

• cultivos en hilera como el maíz, el girasol, la caña de azúcar y la soja; • cultivos que pueden resultar dañados por inundaciones, como el tomate, las

hortalizas, las papas, etc. • árboles frutales como el limonero y la vid; • cultivos a voleo (método de pequeños surcos) como el trigo.

1.2.1.2 Pendientes adecuadas: La pendiente no debe exceder el 0,5%. Por lo general se da al surco una pendiente suave de hasta el 0,05% para facilitar el drenaje después del riego o de unas lluvias excesivas y muy intensas. 1.2.1.3 Suelos adecuados: Como con todos los métodos de riego de superficie, no son recomendables las arenas muy gruesas ya que las pérdidas por percolación pueden ser muy elevadas. 1.2.2 TRAZADO DEL SURCO: En general , la forma, la longitud, y el espaciamiento están determinados por los factores naturales, es decir, por la pendiente, el tipo de suelo y el caudal disponible. Longitud del surco: Los surcos deben guardar relación con la pendiente, el tipo de suelo, el caudal, la lámina de riego, las prácticas de cultivo y la longitud del terreno. Pendiente: La pendiente del surco máxima recomendada es de 0,5% para evitar erosión del suelo. Se recomienda también, una pendiente mínima del 0,05 % para que se pueda efectuar un drenaje eficaz después del riego o de unas lluvias excesivas. Si la pendiente del terreno es superior al 0,5%, los surcos pueden formar ángulo con la pendiente principal o incluso a lo largo de la curva de nivel. Tipo de suelo: En los suelos arenosos el agua se infiltra rápidamente. Los surcos deben ser cortos ( de menos de 110m), para que el agua llegue al extremo inferior sin demasiadas pérdidas. En suelos arcillosos, los surcos pueden ser mucho más largos que en suelos arenosos. Caudal: Normalmente un caudal de hasta 0,5 l/seg. proporcionará un riego suficiente en surcos no demasiado largos. El caudal máximo que no provocará erosión dependerá de la pendiente del surco; en cualquier caso se aconseja no utilizar caudales superiores a los 3,0 l/seg. (Cuadro N°3). Lámina de riego: La aplicación de unas láminas de riego mayores suele significar que los surcos pueden ser más largos ya que se dispone de más tiempo para que el agua descienda por los surcos y se infiltre. Prácticas de cultivo: Cuando las labores del campo están mecanizadas, los surcos deben ser lo más

10

largos posible para facilitar el trabajo. Los surcos cortos requieren mucha atención ya que la corriente debe pasar frecuentemente de un surco al siguiente. Longitud del terreno: Puede ser más práctico que la longitud del surco sea igual a la longitud del terreno, y no la longitud ideal, cuando esto pueda dar origen a que se deje fuera una pequeña parcela de terreno. Cuadro N°3: VALORES PRACTICOS DE LONGITUDES MAXIMAS DE SURCO (m) QUE DEPENDERAN DE LA PENDIENTE, EL TIPO DE SUELO, EL CAUDAL Y LA LAMINA NETA DE RIEGO.

Tipos de suelo Pendiente Caudal Arcilloso Limoso Arenoso del surco (l/s) por Lámina neta de riego (mm) (%) surco 50 75 50 75 50 75 0,0 3,0 100 150 60 90 30 45 0,1 3,0 120 170 90 125 45 60 0,2 2,5 130 180 110 150 60 95 0,3 2,0 150 200 130 170 75 110 0,5 1,2 150 200 130 170 75 110

Este cuadro proporciona únicamente una información aproximada con respecto a la pendiente del surco, el tipo de suelo, el caudal y la lámina de riego. Estos datos se deben utilizar únicamente como orientación.-

1.3 RIEGO DE ESCURRIMIENTO POR TABLARES O MELGAS: Los tablares o amelgas suelen ser largas fajas de terreno uniformemente niveladas y separadas por lomos de tierra. Estos lomos no tienen por finalidad contener el agua para que se encharque, sino guiarla a medida que fluye terreno abajo.

11

1.3.1 Casos en que se debe aplicar el riego de escurrimiento por tablares o melgas: Es en general particularmente adecuado para explotaciones agrícolas mecanizada ya que está concebido para grandes extensiones de terreno. Este método es menos adecuado para explotaciones pequeñas en las que se utilizan métodos de cultivo manuales. Pendientes adecuadas: Las pendientes de la faja de terreno deben ser uniformes, con una inclinación mínima de 0,05% y una inclinación máxima de 2%. Suelos adecuados: Son preferibles los limosos o arcillosos profundos homogéneos con velocidades de infiltración medias. Los suelos pesados no pueden regarse fácilmente debido al tiempo que se requiere para infiltrar una cantidad suficiente de agua en el suelo. Cultivos adecuados: Son preferibles los cultivos densos como el forraje o la alfalfa. 1.3.2 Trazado del tablar o melga: Al igual que en los métodos anteriores, las dimensiones y forma de los tablares están influidas por el tipo de suelo, el caudal, la pendiente, la lámina de riego, las prácticas agrícolas y la dimensión de la parcela o explotación. (Cuadro N°4). El Cuadro N°4 da una pauta para determinar las dimensiones máximas del tablar. Sin embargo, se debe hacer hincapié en que ese cuadro sólo sirve de orientación general ya que los valores se basan en experiencia de campo y no en ninguna relación científica.

12

El Caudal se da por metro de anchura del tablar. Por consiguiente, el caudal total que entra en un tablar es igual al caudal unitario multiplicado por la anchura del tablar en metros. Cuadro N° 4: LONGITUDES Y ANCHURAS MAXIMAS DEL TABLAR SUGERIDAS

Pendiente Caudal/ Anchura Longitud Tipo de suelo del tablar m.de tablar tablar anchura (%) l/seg. (m) (m) ARENOSO 0,2-0,4 10-15 12-30 60-90 Tasa infiltración 0,4-0,6 8-10 9-12 60-90 superior a 25 mm/h 0,6-1,0 5-8 6-9 75 LIMOSO 0,2-0,4 5-7 12-30 90-250 Tasa infiltración 0,4-0,6 4-6 6-12 90-180 de 10 a 25 mm/h 0,6-1,0 2-4 6 90 ARCILLOSO 0,2-0,4 3-4 12-30 180-300 Tasa infiltración 0,4-0,6 2-3 6-12 90-180 inferior a 10 mm/h 0,6-1,0 1-2 6 90

1.3.3 Riego de los tablares: Los tablares se riegan desviando una corriente de agua del canal al extremo superior del tablar. El agua desciende por la pendiente. Cuando se ha suministrado al tablar el agua deseada, se corta la corriente. Esto puede ocurrir antes de que el agua haya llegado al extremo del tablar. No existe ninguna norma concreta que determine esta decisión. Sin embargo, si la corriente se para demasiado pronto, puede que no llegue agua suficiente al tablar para completar el riego del extremo más alejado. Si se deja que corra durante demasiado tiempo, el agua puede escurrirse del extremo del tablar y perderse en el sistema de drenaje. Como orientación, la alimentación del tablar se puede detener como sigue:

• En suelos arcillosos la corriente de entrada se para cuando el agua de riego cubre el 60 por ciento del tablar.

• En suelos limosos, se para cuando se ha cubierto de agua del 70 al 80 por ciento del tablar.

• En suelos arenosos, el agua de riego debe cubrir todo el tablar antes de detener la corriente.

No obstante, éstas son únicamente orientaciones. Sólo es posible establecer normas realizadas localmente, cuando se pone a prueba el sistema.-

DISEÑO DE ELEMENTOS DE RIEGO: Introducción: Para el diseño de sistemas de riego gravitacional por escurrimiento (surco y/o amelga), deberemos analizar dos factores fundamentales para dicho sistema, además de la Lámina de riego y Tiempo de infiltración ya vistos, estos son:

♦ Eficiencia de aplicación: Ea ♦ Caudal máximo no erosivo, en base a un ensayo.

13

Cuando al hablar de las Eficiencias, lo hacíamos con respecto a la Eficiencia de Aplicación, la definimos como la relación entre el agua útil (U) y la suma del agua útil (U) y el desperdicio (D). Este concepto se lo puede adaptar al sistema de riego por escurrimiento de la siguiente manera:

L (longitud)

Ti U (agua útil)

tm D (desperdicio)

Acequia

EaU

U D=

+ (1)

Debido a la particularidad de dicho sistema de entregar el agua al surco o amelga desde un extremo y dejar que escurra por la pendiente hasta el otro, necesariamente en la cabecera existirá un cierto tiempo mayor de aplicación de agua que en el pie. Ese tiempo mayor es el que corresponde al necesario para que el agua, al iniciarse el riego, corra desde la cabecera hasta el final del elemento de riego (surco o amelga), denominado tm, "tiempo de mojado". Luego de mojar toda la longitud deberemos, recién, dejar el agua un tiempo, tal que satisfaga la incorporación de la Lámina (procedimiento edafológico ), que como se viera anteriormente se denomina Ti, "tiempo de infiltración". Como surge del análisis del esquema y del tipo de sistema, ese valor tm (y por consiguiente el volumen de agua que se incorpore en él) no se puede eliminar, pero sí hacer que tome un valor lo suficientemente bajo, dependiendo del valor del volumen de agua que se incorpore en ese tm, el valor de eficiencia de aplicación que tendremos en el sistema.

14

Del esquema tenemos que: U = f(Ti) D = f(tm) Las mismas se pueden expresar como sigue: U = Ti . L (2) D = tm . L (3) 2 Reemplazando ambas en la (1) nos queda:

EaTi L

Ti Ltm L

Ti L

L Titm

=⋅

⋅ +⋅ =

⋅

+���

���2 2

(4)

Como nuestra Ea dependerá de la relación que existe entre los tiempos Ti y tm, tenemos: R = Ti tm = Ti tm R que reemplazaremos en la (4) :

EaTi

TiTiR R

RR

=+

=+

=+

2

1

11

2

22 1

Si damos valores a Ti y tm, podremos construir el siguiente cuadro:

R = Ti/tm 2R 2R/2R+1 Ea % 1 2 2/3 66 2 4 4/5 80 3 6 6/7 85 4 8 8/9 89 10 20 20/21 95

∞ (tm=0) ∞ 1 100

Conclusiones:

1. Para Ea del 100% tm=0, solamente es posible desde el punto de vista teórico, en el riego por aspersión.

2. Valores razonables de eficiencia se podrían lograr con la relación R=2 a R=4, dependiendo esa elección más que nada del factor económico o del Requerimiento de Lixiviación.

3. Como ya se dijera, a menor tm, mayor Ea; por consiguiente a menor longitud L del elemento, mayor Ea.

4. A mayor velocidad de avance en el surco (o melga), mayor Ea (menor tm), esto lógicamente dentro de ciertos límites (Qmne: Caudal máximo no erosivo).

Determinación del Caudal Máximo No Erosivo: Hemos visto que un aumento en la eficiencia, se podía conseguir aumentando la velocidad de avance en el surco o melga. Pero esa velocidad de avance estará limitada en su magnitud al efecto erosivo sobre el suelo. De allí la importancia de determinar el valor de Qmne, que soporta el tipo de suelo en estudio, directamente relacionado a la velocidad y a la pendiente fijada para el proyecto.

15

Para la determinación del Qmne se debe recurrir a un ensayo a campo, reproduciendo las condiciones del futuro sistema; en cuanto a forma, dimensión del elemento de riego, tipo de suelo, pendiente, etc. Como trataremos primero el diseño de un sistema por surcos, veremos como se realiza el ensayo para este caso en particular. Se dispone de varios surcos, por ejemplo 5, los cuales puedan ser provistos de agua de riego por algún medio en forma abundante y suficiente, como por ejemplo una acequia. Habrá que tener en cuenta que para cada tipo de suelo y pendiente, existe un valor máximo de caudal (en general), el cual puede ser obtenido, en primera aproximación, en tablas. Esto nos orientará en los valores de caudal que debemos tomar para el ensayo. Lo mismo sucede con la longitud que debemos darle al surco. Teniendo en cuenta esto, se dispondrá de un medio para aforar caudales en cada surco (sifones, tubos con compuertas, etc.), entregando a los mismos caudales distintos (en lo posible, en un surco deberá circular un caudal un poco mayor al máximo determinado por tabla u otro método). Además, se colocarán estacas o jalones a lo largo de los surcos, separados entre sí por ejemplo 10 metros. El agua, a medida que avanza por el surco, debe satisfacer dos requerimientos:

1° la infiltración del suelo y 2° el avance longitudinal por el surco.

Si el caudal es bajo con respecto al valor de infiltración, avanzará poca longitud, ya que se consumirá enseguida para satisfacer el 1° requerimiento. De allí que distintos caudales, para un mismo suelo y pendiente, llegarán a distintas longitudes. El ensayo se lleva a cabo, haciendo circular los caudales asignados a cada surco, anotando el tiempo que tarda el agua en avanzar hasta cada jalón (avance-tiempo). Se deberá dejar constancia, durante el ensayo, que surco experimentó erosión a causa del caudal (alto) ensayado. Una vez realizado el ensayo y con los datos del mismo se podrá construir un gráfico denominado "gráfico de avance vs tiempo" .

L (m)

T(min)

Q1Q2

Q3Q4

Q5

Supongamos que hemos constatado que el caudal Q5 (surco 5), es erosivo, a través de la turbiedad del agua y cierto arrastre de material. Por lo tanto descartaremos ese caudal y el subsiguiente menor (siempre que no haya producido también éste cierta erosión), lo consideramos Qmne "Caudal máximo no erosivo". Hasta aquí el ensayo propiamente dicho. El caudal en general sigue la siguiente relación: Q = Area . Lám de donde: Tiempo Area = Largo (L).Ancho (B) Lámina = Infiltración promedio (Ip) Tiempo entonces: Q = L.B.Ip si: Q = Qmne, entonces L será máxima (en el menor tiempo posible).

16

Pero para que el sistema sea lo más eficiente posible, esa Lmáx con ese Qmne deberá ser recorrido en un tiempo lo suficientemente pequeño y que solamente sirva para llegar desde una punta a la otra del surco, en forma rápida, siguiendo de esta manera el principio enunciado en la conclusión n°4 anteriormente citada. ese tiempo no será otro que el tm, que guardará una relación con Ti de 1/2 a 1/4 según convenga. Se entiende que si el surco fuese más largo que la longitud Lmáx, necesariamente para llegar a ese valor deberemos aumentar el tm (por lo tanto menor eficiencia) y no aumentar el Qmne (por su efecto contraproducente). Con el gráfico Avance-Tiempo, y de este la curva de Qmne, podemos determinar un primer elemento de riego, el valor de longitud L . Para ello entramos con el valor tm por ordenadas, hasta cortar la curva del Qmne y luego bajamos hasta interceptar al eje de las absisas en un valor de longitud Lmáx.

L (m)

T(min)

tm

Lmax

Qmne

Necesariamente al llegar, en la práctica, al valor de Lmáx o L diseño en el surco con Qmne, deberemos reducir el mismo a otro menor que satisfaga más apropiadamente los requerimientos de la infiltración, que los de avance (como sucedió con el Qmne), denominado caudal óptimo Q y que actuará durante un tiempo Ti . Esta metodología de diseño, se denomina "para manejo de dos caudales", ya que persigue la concreción de un sistema eficiente basado en el concepto citado a priori de la Ea, aplicada a riego por escurrimiento, que recurre al manejo de dos caudales (uno máximo no erosivo y otro óptimo, de allí su nombre), para concretarlo. Las ventajas son las de minimizar las pérdidas o desperdicios de agua, minimizando el valor de tm . Las desventajas son de origen práctico, ya que el productor se resiste a utilizar dos caudales. En zonas con altos contenidos salinos en el agua o en el suelo, o sea un elevado Requerimiento de Lixiviación (RL), sería conveniente regar con un solo caudal ya que como veremos más adelante el hecho de usar un solo caudal de por sí hace disminuir la eficiencia, y esa pérdida puede satisfacer nuestro RL.

RESUMIENDO: Manejo de dos caudales: 1° Qmne en el tm 2° Q ópt. en el Ti Siendo el tiempo total de riego Tr = Ti + tm Los pasos a seguir son:

1) - Cálculo de la Lámina neta (procedimiento edafológico) . 2) - Cálculo del Ti (de acuerdo al ensayo de infiltración). 3) - Cálculo de Ip cm/hr ó l/seg m². 4) - Cálculo del tm (1/2 a 1/4 Ti) 5) - Determinación del Qmne (a campo, ensayo avance-tiempo). 6) - Cálculo de la L (longitud) del surco (en forma gráfica). 7) - Cálculo del caudal óptimo Q = Area.Ip = L.B.Ip 8) - Determinar Ea (matemáticamente y a campo con pala barreno).

Muchas veces este tipo de diseño (dos caudales), choca en la realidad con problemas de orden práctico. Uno, que ya se nombró, es que el productor o regante es reacio a utilizar dos caudales distintos. El otro es de orden físico, ya que muchas veces al diseñar se nos presenta como limitante las dimensiones del terreno

17

a poner en situación de riego. Veremos ahora como se podrían resolver estos problemas. Diseño para manejo de un solo caudal: Antes de seguir adelante debemos destacar con que elementos básicos vamos a trabajar:

1- Lámina neta. 2- Ti 3- Ip 4- Ensayo avance-tiempo.

Los tres primeros son elementos básicos para cualquier sistema de riego superficial, como así también, para riego por aspersión, con la salvedad de que en este caso el valor de Infiltración que se usa es el de Infiltración básica. Vamos a resumir en pasos este procedimiento: 1- Lám 2- Ti tres puntos básicos de cualquier sistema 3- Ip 4- Deberemos calcular un valor de caudal a utilizar en el riego, para ello se puede

recurrir a una fórmula empírica como la de CRIDDLE, que dice: Q = 0,62 [ l/seg . surco] i= pendiente en % i% 5- Como habíamos visto que para cada caudal existe una longitud determinada a la

que se puede llegar satisfaciendo la infiltración y el avance, tenemos que: Q = A.Ip A = L.b L = Q (1) si reemplazamos el valor de Q obtenido Ip.b en el paso anterior, tendremos nuestro valor de L. 6- Como corolario a cualquier método de diseño, siempre deberemos calcular la Ea

con que estamos operando; para ello es necesario conocer el valor tm , que ya no mantendrá una relación definida con Ti , como en el caso anterior (definida de antemano). Para conocer tm utilizaremos el gráfico avance/tiempo. Si tenemos la suerte de contar con que en un surco hemos utilizado para el ensayo un caudal (Qn) igual al obtenido en fórmula empírica, usaremos la curva correspondiente (Qn).

Entramos con el valor de L obtenido por fórmula (1), cortamos la curva Qn y luego nos dirigimos hacia el eje de ordenadas, cortándolo en un valor que será nuestro tm para este diseño.

L (m)

T(min)

tm

L

Qn = Q (Criddle)

de fórmula (1)

18

7- Cálculo de la Eficiencia.- Diseño para longitud fija:

1- Lámina 2- Ti 3- Ip 4- Cálculo del caudal: Q = b .L. Ip

Tener en cuenta que L es dato y que en este caso también utilizaremos un solo caudal de manejo.

5- Cálculo de L (dato) 6- Cálculo de tm en gráfico de avance-tiempo 7- Eficiencia.

Trabajo Práctico: Diseñar un sistema de riego por surcos de acuerdo a los siguientes datos: Lámina: 60 mm. Ti = 246min 45seg Ip= 1,46 cm/hr Pendiente 1%, separación entre surcos: 0,60m. Diseñar: 1° para manejo de dos caudales. 2° para un caudal fijo. 3° para longitud fija de 220m. PLANILLA DE AVANCE vs TIEMPO: Estación: Surco 1 Surco 2 Surco 3 Surco 4 Surco 5 N° m. 1,2 l/s 1 l/s 0,6 l/s 0,4 l/s 0,2 l/s 1 10 0'30 0'50 2'00 1'35 6'35 2 20 1'21 2'05 4'14 4'34 14'38 3 30 2'25 3'37 6'57 8'29 22'26 4 40 3'40 5'21 9'52 13'10 32'55 5 50 5'04 7'14 12'57 18'30 46'50 6 60 6'35 9'17 16'11 24'27 72'00 7 70 8'14 11'27 9'32 30'57 8 80 9'59 13'43 22'59 37'58 9 90 11'50 16'07 26'32 10 100 13'47 18'35 30'10 11 150 24'44 32'17 49'27 12 200 37'28 47'44 70'14

El caudal del surco 1, demostró ser erosivo por la presencia de sedimentos arrastrados en el surco.