Ingeniería de Riego: Optimización del Drenaje y Manejo del Agua

Manejo del Agua de Riego

Clasificación del Agua

Para interpretar los resultados deben tenerse en cuenta de forma simultánea las características del agua, cultivo y suelo correspondientes.

• Clasificación del agua según CRS:
  • Agua recomendable: CRS < 1,25.
  • Agua poco recomendable: CRS entre 1,25 y 2.
  • Agua no recomendable: CRS > 2.
• Clasificación de las aguas de riego según su dureza (en función de los grados hidrotimétricos franceses).
• Clasificación según los valores del índice de Scott.
• Calidad del agua de riego en relación con su contenido en boro (se debe considerar la tolerancia del cultivo a este microelemento).
• Clasificación de la calidad del agua según normas Riverside (a partir de los datos de CE y SAR).
• Clasificación de las aguas de riego basada en el riego de salinidad.
• Clasificación de las aguas de riego basada en el riego de sodio (clasificación de Wilcox): relaciona la CE con el porcentaje de sodio respecto al total de cationes.

Diseño e Implementación de Sistemas de Drenaje

Los efectos negativos de una condición de mal drenaje pueden resolverse con la utilización de drenes (ya sean superficiales o subsuperficiales), que permitan drenar los excesos de agua con el fin de aumentar la aireación y hacer viable un cultivo. Esto es fundamental para el desarrollo radicular y la prevención de enfermedades fungosas.

La actividad de un ingeniero agrónomo en esta área es la de desarrollar e implementar el proyecto para que éste cumpla con las necesidades del terreno y del cultivo.

Pasos para el Diseño de un Sistema de Drenaje

• Recopilación de antecedentes respecto al predio.
• Reconocimiento del campo: Ver los efectos y síntomas que produce el mal drenaje subsuperficial, ver dónde y cómo poder drenar las aguas (ver canales aledaños al predio), ver las limitaciones que pueda presentar el terreno, ver la presencia o no de napas y evaluar la relación costos/beneficios según el sistema a utilizar.
• Elegir drenes teniendo en cuenta el aspecto económico según el cultivo: zanjas, tubos, piedras (enterrados o abiertos). Ver las distancias entre los tubos o perforaciones y ver dónde desembocan las aguas.

Ecuación de Hoogoudt

En el diseño de una red de drenaje, la ecuación de Hoogoudt predice la altura de la napa con un régimen de lluvia o riego específico, cuando la Ks, la profundidad y el espaciamiento entre drenes son conocidos.

Con la aplicación de las relaciones entre distanciamiento, profundidad, recarga y conductividad hidráulica se puede lograr un diseño general de un drenaje.

Parámetros

• Q = Estudio hidrológico y de precipitaciones.
• n = Coeficiente de Manning (0.022 - 0.20).
• So = Plano topográfico.
• Z de tablas: Roca (0.25 - 3.0) - Arena.
• Velocidad máxima no erosiva.

Factores a Considerar en el Diseño de una Red de Drenaje

• Conductividad hidráulica de saturación, estratificación y anisotropía del perfil de suelo.
• Forma de la napa y la presión (velocidad) de recarga.
• Profundidad de los drenes en relación a la de la napa.
• Espaciamiento o distancia horizontal de los drenes.
• Tipo de dren (abiertos, tubos enterrados, piedras).
• Aberturas de la conducción subterránea de aguas: Distancia entre tubos o perforaciones.
• Material envolvente de la conducción de agua.
• Diámetro de los drenes en relación con su capacidad de conducción de agua.
• Velocidad de recarga de la napa, por infiltración, mayor a la evapotranspiración o por flujos externos.

Manejo de la Fertilización Nitrogenada

Para resolver el problema de la lixiviación de nitratos, se debe regular la aplicación de fertilizantes nitrogenados para que todos los nitratos aplicados sean absorbidos por la planta y ninguno lixivie hacia los acuíferos. En caso de que esto no sea factible, se debe recurrir a los siguientes métodos:

• Aplicación de M.O.: Permite una menor densidad aparente que ayuda a que se lleve a cabo de una mejor manera el ciclo del nitrógeno. Al aumentar la retención, reduce la lixiviación de nitratos.
• Uso de fertilizantes de aplicación lenta: Al liberar de manera más moderada los nutrientes, se evitan las pérdidas (lixiviación).
• Inhibidores de la nitrificación: Disminuyen la conversión del nitrógeno amoniacal a nitrógeno nítrico, mediante la inhibición específica de las bacterias encargadas de este proceso, y así se reduce la pérdida por lixiviación.
• Riego inteligente: Se debe regar de tal forma que no haya exceso de lixiviación. Esto se logra regando precisamente hasta el punto que alcanzan las raíces.

Efectos del Mal Drenaje

+ CO₂ que O₂, retraso en la germinación y brotación, peligro de salinización y sodificación, resalinización del perfil, no hay nitrificación de MO y acumulación de fotosintatos, posibles hongos.

Medición del Caudal

El conocimiento del caudal (litros de agua por unidad de tiempo) nos permite saber cuánta agua tendremos disponible para nuestro cultivo y así saber si es la suficiente para distribuirla eficazmente, ocuparla eficientemente a nivel de predio, en el aspecto socioeconómico y también para hacer investigación aplicada.

Métodos para Medir el Caudal

• Vertederos de cresta delgada: Son una lámina plana colocada en un canal de tal manera que el fluido debe pasar sobre ella y caer aguas debajo de la placa vertedora.
• Vertederos de pared gruesa: Se utiliza principalmente para el control de niveles en los ríos o canales, pero pueden ser también calibrados y usados como estructuras de medición de caudal.
• Método del flotador: Se utiliza en los canales y acequias y da sólo una medida aproximada de los caudales.
• Método volumétrico: Se basa en medir el tiempo que se demora en llenar un balde de un volumen conocido.
• Método de los orificios: Consiste en el uso de aberturas circulares o rectangulares. Se ubican en un muro de contención, el cual es colocado transversalmente en el canal.
• Método del molinete: Constituye una técnica que se sustenta en el método volumétrico, pero utiliza un aforo con molinete o correntómetro para realizar las mediciones de caudal (especialmente para caudales grandes).

Estructuras Hidráulicas para el Riego

Canales

Las aguas de riego se conducen principalmente a través de canales, los cuales pueden tener un origen natural, pero comúnmente constituyen obras hidráulicas artificiales, que por su construcción se diferencian en forma, tamaño y pendiente, determinan la cantidad de agua que pueden llevar al campo (el caudal).

Vertederos

Un vertedero se puede definir como una obstrucción ubicada sobre el fondo de una canal, sobre la cual debe pasar el flujo. Esto constituye un método conveniente para determinar el caudal que está pasando por un canal con base en la medición de la profundidad.

Compuertas

Las compuertas son equipos mecánicos utilizados para el control del flujo del agua y mantenimiento en los diferentes proyectos de ingeniería, tales como presas, canales y proyectos de riego. En forma específica, una compuerta consiste en una placa móvil, plana o curva, que al levantarse permite graduar la altura del orificio que se va descubriendo, a la vez que controlar la descarga producida.

Marcos Partidores

Los marcos partidores son aparatos automáticos que dividen los caudales variables de un canal en una proporción fija. Existen diferentes tipos y pueden tener diferentes clasificaciones, principalmente según su forma.

Embalses

Los embalses de regulación corta son obras prediales que permiten la acumulación de agua de riego para la regulación nocturna o de fin de semana. Embalses de regulación nocturna, donde se acumula el agua de riego durante la noche y se utiliza al día siguiente con mayor eficiencia, puesto que se evitan las grandes pérdidas de agua por riego nocturno. En estos embalses se acumula agua durante 12 ó 14 horas en la noche, para entregarla en 10 a 12 horas de riego diurno efectivo.

Decantador

Evita sedimentos en el embalse.