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dpa _ Consorcio

Irde Riego IrDrenaje

Agencia de Desan:i.. Mi< r nrepinnal de Ve& id

UNIVERSIDAD NACIONAL

Taller de Dunas Prácticas de Biela()

liedma, 31 (11 000 y 13 8 de septiembre 11.E

"Curso Introductorio Suelos y Riego" Autores: Carlos Degele y Marcos Pignol

ORGANIZAN:

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CAPITULO 1

EL SUELO CON RELACION AL AGUA

"Cuando la Tierra tiene sed el hombre tiene hambre" (J. Despois)

Un suelo sin agua es un suelo estéril. La región donde no llueve es árida y su desarrollo está condicionado a la irrigación.

SUELO SIN AGUA z ARIDEZ

SUELO 1- AGUA r PRO DUCCION

Figura 1

1. COMPONENTES DEL SUELO

Los componentes del suelo son:

SUSTANCIAS MINERALES + MATERIA ORGANICA + AGUA + AIRE

Las sustancias minerales del suelo se presentan como partículas de diferente tamaño; según su diámetro, reciben los nombres que se detallan a continuación:

GRAVAS: partículas cuyo diámetro es superior a 1 mm.

1

> ARENAS: partículas cuyo diámetro está comprendido entre 1 y 0.05 mm.

> LIMOS: partículas cuyo diámetro está comprendido entre 0.05 y 0.002 mm.

> ARCILLAS: partículas cuyo diámetro es inferior a 0.002 mm.

GRAVA ARENA

LIMO ARCILLA

Figura 2

Los minerales y la materia orgánica constituyen la parte sólida de un suelo.

> AGUA: Es la parte líquida de un suelo. El agua ocupa parte de los espacios dejados libres por las partículas sólidas.

> AIRE: Es la parte gaseosa de un suelo. Ocupa, junto con el agua, los espacios dejados libres por las partículas sólidas.

Las partículas sólidas junto con el agua y el aire componen el suelo en forma que se esquematiza en la Figura N° 3.

-AGUA

PART. SOLIDAS

AIRE

2

> MATERIA ORGANICA: Son partículas de origen vegetal y/o animal que, en pequeña proporción, están presentes en la parte sólida de un suelo. La materia orgánica ya descompuesta constituye lo que se denomina "humus". Una tierra negra es una tierra rica en humus.

2. TEXTURA DE SUELO

El tamaño de las partículas que componen un suelo definen su textura.

SUELO LIVIANO

1 TEXTURA GRUESA) SUELO FRANCO (TEXTURA MEDIA)

SUELO PESADO (TEXTURA FINA)

Figura 4

SUELO DE TEXTURA LIVIANA: se denomina suelo de textura liviana a un suelo en cuya composición, predominan las partículas de arena.

> SUELO DE TEXTURA MEDIA: se denomina suelo de textura media o suelo franco en cuya composición intervienen, en forma análoga, partículas de arena, limo y arcilla.

> SUELO DE TEXTURA PESADA: se denomina suelo de textura pesada a un suelo en cuya composición, predominan las partículas finas (limo y arcillas).

Práctica:

3

Aprender a distinguir los tres tipos principales de textura de un suelo observando las muestras que se presentan en clase:

Los granos de arena raspan en contacto con los dedos

El limo tiene una apariencia y tacto harinoso

Las partículas de arcilla son demasiado pequeñas para poder apreciarlas. Estas partículas constituyen la parte del suelo que lo hace hincharse y lo vuelven pastoso cuando está húmedo y quebradizo cuando está seco.

Preaunta:

¿Puede un productor modificar fácilmente la textura de los suelos de su chacra?

3. ESTRUCTURA DEL SUELO

La forma como se disponen las partículas sólidas en un suelo definen su ESTRUCTURA. Existen diferentes tipos de estructura o forma de agregarse de las partículas; para el objeto del presente curso es importante conocer que un suelo posee buena estructura cuando entre sus partículas sólidas quedan mucho espacio libre.

En los espacios libres, llamados "poros del suelo", debe poder circular el agua y el aire, sin los cuales las plantas no pueden vivir.

POCOS ESPACIOS LIBRES

MUCI-MOS ESPACIOS LIBRES

MALA ESTRUCTURA

BUENA ESTRUCTURA

Figura 5

4

La estructura de un suelo puede modificarse. Es muy importante que el productor se preocupe de mantener la buena estructura de los suelos de su chacra.

La materia orgánica en el suelo contribuye decisivamente a mantener una buena estructura porque confiere estabilidad a la disposición porosa de las partículas del suelo (Figura 7). Por ello es siempre útil y se debe tratar de incorporar al terreno la mayor cantidad posible de restos vegetales o estiércoles.

4. PESO ESPECIFICO DEL SUELO

En el estudio de las características del suelo se definen dos conceptos de peso específico: Peso específico real y Peso específico aparente.

4 - PESO ESPECIFICO DEL SUELO

UN den' DE MATERIAL COMPACTO (PESO 2,61,0

UN dm' DEL MATERIAL cOMPAOTO ~WIDE MATERIAL DESMENU- DESPUES DE DESMENUZADO LADO (PESO 1.2 a 1.7 kq )

Figura 6

Con el nombre de PESO ESPECÍFICO REAL (P. e. r.) se entiende el peso específico del material compacto del cual, por disgregación se originaron las partículas sólidas del suelo.

Si se considera el peso específico del suelo en su estado de disgregación y porosidad en el cual se encuentra, se tiene lo que se denomina PESO ESPECÍFICO APARENTE (P. e. a.) del suelo.

Para la mayoría de los suelos el P. e. r. es aproximadamente constante e igual a 2.60 kg/dm3.

5

POROSIDAD

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El P. e. a., como es fácil de imaginar, varía con la porosidad de los suelos, el P. e. a. disminuye si aumentan los espacios libres entre partículas y recíprocamente.

En los laboratorios de suelos se determina con mucha frecuencia el P. e. a. Para esa determinación los técnicos extraen un volumen conocido de suelo y después de secarlo lo pesan. Utilizando la siguiente fórmula obtienen el valor del peso específico aparente del suelo analizado.

Peso Volumen

(kg) (dm3)

5. POROSIDAD

Al total de los espacios libres existentes entre las partículas sólidas de un suelo se le ¡lama "POROSIDAD" de ese suelo.

PAR TIC ULA S SOLIDAS CON ESPACIOS

VOLUMEN OCUPADO POR LAS PARTICULAS LIBRES

Y POROS

Fig. 7

La porosidad se expresa en poreiento del volumen.

La porosidad se expresa en por ciento del volumen.

Si un suelo posee una porosidad del 50%, se entiende que la mitad del espacio está ocupado por las partículas sólidas y la otra mitad está representada por poros.

Conociendo el P. e. a. de un suelo puede calcularse fácilmente su porosidad mediante el empleo de la siguiente fórmula:

6

POROSIDAD = P. e. r. - P. e. a..100 P. e. r

Ejemplo: el P. e. a. de un suelo es de 1.2 kg/dm3, ¿cuál es su porosidad? Se utiliza la fórmula anterior y considerando P. e. r. 2.6 kg/dm3

Porosidad = 2.6 - 1.2 x 100 =0.53 x 100 = 53% 2.6

La porosidad de ese suelo es del 53 %.

Un buen suelo agrícola debe tener una porosidad del 45 al 50 %.

Los espacios libres o poros son ocupados por aire y agua; a medida que aumenta el contenido del agua disminuye el contenido de aire y recíprocamente.

Conociendo el contenido de agua existente en los poros de un suelo, puede calcularse fácilmente el contenido de aire.

Ejemplo: Un suelo cuya porosidad es del 53 % contiene un 23 % de agua, ¿qué porcentaje en volumen del suelo está ocupado por aire?.

53% - 23 % = 30%

El suelo, en esas condiciones de humedad, posee el 30 % de su volumen ocupado por aire.

El suelo P. e. a. y la porosidad de un suelo varían según la textura. En el siguiente cuadro se dan algunos valores orientativos al respecto.

TEXTURA DEL SUELO P. e.a. POROSIDAD GRUESA 1,65 38%

MEDIA 1,40 47% FINA 1,25 53%

Ejercicios:

a) Utilizando los valores del cuadro anterior:

• ¿Cuántos litros de agua pueden entrar en I m3 de suelo de textura gruesa, media o fina? • ¿Cuántos kilos pesa un m3 de suelo, ya sea arenoso o franco o arcilloso?

b) Al compactar un suelo ¿aumenta o disminuye el P. e. a.?

7

PAR TICULA SOLIDAS

AGUA

SATURACION

c) Al arar un suelo ¿aumenta o disminuye su porosidad?

d) ¿El P. e. a. es mayor en un suelo de buena o mala estructura?

6) CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE AGUA EN UN SUELO

Si agregamos agua en exceso a una porción de suelo contenida en un recipiente (Figura 8), llenamos de líquido la totalidad de sus espacios libres; estas condiciones se dice que el suelo está en estado de SA'FITRACION.

SUELO SAT UPADO SUELO EN CAPACIDAD DE CAMPO

Figura 8

Si sucesivamente se practican pequeños orificios en el fondo del recipiente, parte del agua que llenaba los poros escurre hacia abajo. Al agua que escurre (percola) se la denomina AGUA DE GRAVITACION.

Cuando termina de percolar el agua de gravitación, se dice que el suelo se encuentra en estado de CAPACIDAD DE CAMPO.

La cantidad de agua que el suelo retiene en su estado de capacidad de campo es lo que corresponde a la CAPACIDAD DE ALMACENAJE.

8

En el estado de saturación, todo el espacio poroso está ocupado por agua; ese estado es muy peligroso para el cultivo si se prolonga por mucho tiempo, por cuanto al no contener aire en el suelo las raíces no pueden respirar (caso de suelos anegadizos).

Cuando se riega un suelo, éste primeramente pasa al estado de saturación y sucesivamente, a medida que percola el agua de gravitación, pasa a capacidad de campo (C.C).

Para la buena práctica de la irrigación, es importante conocer la cantidad de agua retenida por un suelo en estado de C.C.

En el cuadro siguiente se consignan algunos valores al respecto: •

TEXTURA DEL SUELO AGUA RETENIDA (C.C)

GRUESA 9% MEDIANA 22%

FINA 35%

Para suelos con otras texturas, corresponden valores intermedios de los que figuran en el cuadro.

AGUA UTIL ALMACENADA POR UN SUELO

Después de un riego, en la medida que las plantas van extrayendo agua del suelo, disminuye la cantidad que queda almacenada; se llega así a un punto en el cual, si no se repone agua, las plantas sufren por falta de humedad y pueden llegar a marchitarse. Cuando se llega a ese estado se dice que el suelo se encuentra en su PUNTO DE MARCHITEZ (P. M.)

Debe señalarse que en el Punto de Marchitez, aún queda humedad en el terreno, pero es agua que las plantas no pueden extraer y aprovechar porque está fuertemente retenida por las partículas del suelo.

En el cuadro siguiente se consignan, en forma orientativa, los valores del contenido de agua en el punto de marchitez (P. M.) para diferentes texturas de suelo.

TEXTURA DEL SUELO AGUA RETENIDA EN P.M.

GRUESA 5% MEDIA 12%

FINA 18%

La observación y comparación de esos valores pone de manifiesto que menos de la mitad del agua que un suelo contiene en su C.C., es agua utilizable para el cultivo.

Un suelo de textura media, que tomamos como ejemplo, puede almacenar una cantidad de agua equivalente al 22 % de su volumen pero el 12 % o sea, más de la mitad del agua almacenada, no puede ser aprovechada por las plantas. Esto hace que la cantidad de agua ÚTIL almacenada por ese suelo, sea sólo una cantidad equivalente al 10 % de su volumen.

El diagrama de la Figura 9 esquematiza los conceptos relativos a capacidad de campo (C.C.), punto de marchitez (P.M.) y capacidad de almacenaje de agua útil para suelos de diferentes texturas.

CONTENIDOS DE

HUME DA D DEL SIMA/ EN POACEN TAJE VOLUMEY RICO

40

AGUA UTIL

30

CC 22 7.9 20 AGUA UTIL

10

O

PM 121.

CM 181.;

CC 9 AGUA UTII 4%

CM 5 7. .....

SUELO

ARENOSO

SUELO

FRANCO

SUELO

ARCILLOSO

Ejercicios:

• En el P.M. ¿posee más agua un suelo de textura media o un suelo de textura fina?

• ¿Dónde causa los primeros daños una sequía, en un cultivo implantado en un suelo arenoso o en un cultivo implantado en suelo arcilloso?

• ¿Cuántos litros de agua útil puede almacenar un m3 de suelo respectivamente de textura grueso, media y fina?

10

INFILTRACION

El agua que se aplica con el riego penetra en el terreno por efecto de su mismo peso y por la succión que ejerce el suelo como cuerpo poroso.

Los técnicos en regadío se interesan en forma particular, en el fenómeno de infiltración, para cuyo estudio y determinación emplean instrumentos llamados INFILTRÓMETROS.

El aparato que ilustra la figura es el comúnmente conocido INFILTRÓMETROS DE

MUNTZ.

Este instrumento está esencialmente construido por un cilindro metálico en ambas caras que para ensayos de infiltración se entierra parcialmente en el suelo.

Sobre este cilindro se coloca un reservorio de agua en forma de botella invertida.

Por la especial disposición del instrumento y mediante una escala grabada sobre la pared del reservorio, puede determinarse por lecturas sucesivas la forma en que va penetrando el agua en el suelo. Cada lectura sobre la escala informa cuantos milímetros de agua se infiltraron desde el comienzo del ensayo hasta el momento de la observación.

INFILTROMETRO DE MUNTZ

RESERVORIO

ESCALA DE LECTURA

CILINDRO

( I <

II I

A iguales intervalos de tiempo, la cantidad de agua que se infiltra es mayor en los primeros períodos de observación; progresivamente va disminuyendo hasta que por último se mantiene constante. Este concepto se aclara observando los valores obtenidos en un ensayo de infiltración fealizado sobre un suelo franco del Valle Inferior del Río Negro.

Agua infiltrada durante la vi hora

10 cm. Agua infiltrada durante la 2a hora

7 cm.

Agua infiltrada durante la 3' hora

6 cm. Agua infiltrada durante la 45 hora

5 cm.

Agua infiltrada durante la 5' hora

5 cm. Agua infiltrada durante la 6" hora

5 cm.

En el caso del suelo considerado, la infiltración se mantiene en un valor constante a partir de la cuarta hora de observación.

El valor de infiltración constante se le designa generalmente con el nombre de INFILTRACIÓN BÁSICA.

Cabe preguntarse por qué la infiltración no se mantiene en el mismo valor inicial en forma constante. Este hecho puede explicarse considerando que el agua que penetra en el terreno va llenando los espacios libres y progresivamente va dificultando cada vez más la entrada de nueva agua. Por otra parte, en la medida en que el suelo se va mojando tiende a expandirse y se reduce el tamaño de los poros que sirven de conducto al agua.

Puede correctamente suponerse que la velocidad con la cual el agua se infiltra en el suelo es por lo general mayor en un suelo arenoso, disminuye en un suelo franco y en menor en un suelo arcilloso.

En el siguiente gráfico, se destacan, en forma comparativa las características del fenómeno de la infiltración en suelos de textura gruesa, mediana y fina.

Infiltración del agua en los suelos grueso, mediano y fino

35

30

25

42' 20

sel 15 y o

Floras 12

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Después de haber realizado un ensayos de infiltración, reviste particular interés realizar con pala un corte en el suelo y observar en qué forma se distribuye la humedad por debajo del anillo del infiltrómetro.

En la siguiente figura se esquematiza la forma en que generalmente se distribuye en el suelo el agua que se infiltra para textura gruesa, mediana y fina respectivamente. Además se observa que la cantidad de agua infiltrada, en el mismo tiempo, disminuye cuando la textura del suelo es más fina.

13

MOVIMIENTO DEL AGUA EN EL SUELO

El agua en el suelo está en un continuo y lento movimiento. Desde los sectores más húmedos se desplaza hacia los sectores menos húmedos, circulando por los espacios porosos.

a) Movimiento hacia las raíces:

Uno de los primeros lugares donde, después del riego, comienza a bajar el contenido de humedad está representado por los sectores en inmediato contacto con las raicillas.

En la medida en que éstas van absorbiendo la humedad disponible a su alrededor se establece un lento flujo de agua desde los demás poros hacia las mismas raicillas, proveyéndolas en forma contínua de la humedad necesaria.

b) Movimiento hacia la superficie del terreno

En los estratos superficiales del terreno, por estar en inmediato contacto con la atmósfera, se origina, después del riego, un lento proceso de desecamiento.

Debido al mismo se establece un flujo ascendente de agua desde los sectores inferiores más húmedos hacia la superficie.

Este movimiento que también se llama "ASCENSO CAPILAR" es tanto más intenso cuando mayor sea la acción evaporante de los factores climáticos (viento, sol, humedad relativa ambiente, etc.)

En el proceso de ascenso capilar y evaporación reside la causa de la acumulación de sales en la parte superficial de los suelos.

14

EVAPORACION

******

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....................... .................. .....

SAL

11111115 .........................................

kASCENDENTES

Las eflorescencias blancas que comúnmente se aprecian en la superficie de los suelos de áreas bajo riego son sales en solución arrastradas por el agua en su movimiento de ascenso capilar; mientras el agua por evaporación pasa a la atmósfera, las sales quedan depositadas en los estratos superiores del terreno.

La acumulación de sales, por encima de ciertas cantidades, resulta tóxica para los cultivos y en una agricultura racional bajo riego, debe controlarse cuidadosamente este fenómeno de "SALINIZACIÓNI".

15

CAPITULO 2

SISTEMAS O METODOS DE RIEGO

Método: Obra que contiene, ordenados, los principales elementos de un arte o ciencia

1. Aéreos:

a) Aspersión b) Microaspersión

2. Subterráneos:

Subirrigación . Ej. Junín (Bs. As.), Antofagasta (Catamarca)

3. Superficiales por gravedad

a) Discontinuos • Surcos • Goteo

b) Continuos: Inundación o manto

Para elegir un método de riego deben tenerse en cuenta varios elementos o aspectos, entre los cuales podemos destacar los principales:

• Caudal disponible • Relieve: pendiente y regularidad topográfica • Tipo de suelos • Cálculo de parámetros de manejo: necesidad de los cultivos, infiltración, la

interrelación de los tres anteriores, etc. • Eficiencia del uso del agua compatible con los medios disponibles.

16

I. AEREOS

i. ASPERSIÓN:

Trata de imitar las precipitaciones, procurando la mayor uniformidad posible.

Ventajas: • No hay que remover suelos, por ello puede usarse en terrenos muy desparejos • Apto para suelos muy permeables, donde solo se necesita regar a muy poca

profundidad (horticultura) • Se aprovecha mejor la superficie por no necesitar acequias ni desagües • Se usan en general caudales pequeños • Mayor eficiencia del uso del agua • Menor uso de mano de obra, sobre todo en sistemas fijos y más aún en

automatizados • Se pueden aplicar algunos productos químicos (fertilizantes y plaguicidas) • Se puede usar como método activo contra heladas o stress hídrico en

determinadas horas del día.

Desventajas: • Costos a veces prohibitivos • Aumenta las posibilidades de enfermedades hidrófilas (sarna)

MICROASPERSIÓN:

No cubre toda la superficie como el anterior ni humedece tan poco como el goteo, es intermedio entre ambos.

Ventajas: • Las mismas que la asperción y además... • Es más eficiente en el uso del agua por no mojar todo el terreno • Disminuye la competencia de las malezas • No aumenta las probabilidades de enfermedades hidrófilas en cultivos de porte

importante.

Desventajas: • Alto costo • Algún peligro de salinidad (según calidad de suelo — agua) • Algunos problemas por obsturación de aspersores.

17

II. SUBTERRANEOS

Subirrigación: es la entrega y distribución de agua mediante conductos en profundidad, cubiertos o descubiertos, con el fin de elevar la capa freática, manteniéndola a un nivel tal que se logre una óptima relación agua aire en la zona de raíces. Debe mantenerse término medio 30 cm. por debajo de la profundidad de raíces, pues es la que normalmente el agua asciende por capilaridad, variando según el tipo de suelos. Además los cultivos en general pueden aceptar hasta un tercio de sus raíces en suelos saturados. Sería casi lo opuesto al drenaje si no fuera que se puede usar en forma indistinta.

Ventajas: • Puede ser usado como drenaje y riego a la vez • Mayor aprovechamiento del terreno • Se dice que los costos de mantenimiento son menores que por superficie (no se

ha comprobado) • Permite gran libertad en el manejo del cultivo, en cuanto al resto de las labores

Desventajas: • Alto costo inicial • Peligro de salinización en regiones áridas y semiáridas porque la precipitación

no es suficiente para lavar • Area afectada entre napa y superficie • Pocas experiencias • Los cultivos leñosos pueden dañar y/o obstruir los tubos. En Italia hay

experiencia con caños plásticos que se abren por la presión del agua y se cierra sin ella; se limpian enviando agua a alta presión.

18

1. Discontinuos

i. Surcos

Se basa en la distribución y aplicación del agua en forma superficial por medio de surcos, a través de los cuales infiltra el agua en el suelo.

Penetración y dietribución del agua a igualdad do tiem re neffin textura dril suelo.

Croata aireo• Agua'rei

/

Franco

Arenoso

Observando esta figura podemos deducir la conveniencia de profundizar o ensanchar el surco según el tipo de suelo y los caudales a conducir. Normalmente el "calado" o profundidad suele estar entre los 10 y 30 cm.

Los caudales máximos "no erosivos" variarán según la pendiente longitudinal del surco, y para calcurarlo se puede usar la fórmula de Criddle:

0.62 Q máx. (caudal máximo) litro/segundo =

Pendiente (%)

Pendente (i) % Q (1/s) 0,5 1,24 0,1 6,20 0,C6 10,33 0,05 12,14 0,04 15,15

1 9

..... . 3 ••• eeC .....

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4

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Con este método se pueden regar terrenos con pendientes de O a 3 %, y ocasionalmente hasta 6 %, pero a medida que aumenta la pendiente disminuye la eficiencia. La longitud mínima del surco será igual a la distancia a la cual el agua deja de avanzar porque se infiltra en el camino y esto estará determinado por el tipo de suelo, que a su vez nos limitará el caudal máximo no erosivo.

El tiempo que tarda en mojarse todo el surco nos dará una idea de la eficiencia del riego, puesto que a medida que este aumente, disminuirá la eficiencia, por lo que esto también nos limitará el largo del surco. Por lo general el tiempo de mojado deberá estar entre medio y un cuarto del tiempo que tarda el agua en llegar a la profundidad de las raíces. Para disminuir el tiempo podemos aumentar la pendiente, aumentar el caudal o disminuir el largo, pero siempre teniendo en cuenta las limitantes que hemos visto.

En este método, cuando se riega con pendiente, suelen usarse dos caudales, uno mayor para mojar rápido el surco y otro menor para llegar hasta la profundidad de las raíces y evitar las pérdidas al pie, ello hace más eficiente el riego, pero complica bastante el manejo.

Ventajas: • Se puede usar en terrenos con pendiente relativamente grande • Se amolda a terrenos desparejos topográficamente. (Ej. Surcos a nivel). • Requiere menor cantidad de agua en cultivos ralos, por mojar sólo 1/2 a 1/5 de la

superficie total. (Ej. Hortalizas, frutales jóvenes) • Reduce el riesgo de formación de costras duras en suelos compactos o pesados.

(Ej. Siembra directa).

Desventajas: • Se aprovecha menos el terreno pues hay que hacer contra acequias y desagües. • Peligro de acumulación de sales en la parte alta de los camellones.

Distribución de sales: 1. Muy bajo 2. Bajo 3. Mediano 4. Alto 5. Muy Alto

20

Goteo

Consiste en la aplicación de riegos frecuentes o muy frecuentes de poca magnitud, que mantienen una alta humedad en el suelo (entre Capacidad de Campo y Saturación), en la zona de raíces del cultivo. La frecuencia de los riegos puede variar de varios diarios a uno cada tres días y los caudales son erogados por boquillas, gotero o emisores.

Ventajas: • Economía notable de agua (hasta un 70% con respecto a otros métodos) • Acentuado aumento de rendimientos. • Acortamiento del ciclo del cultivo con el consiguiente logro de una cosecha

anticipada • Posibilidad de fertilizar con ciertos nutrientes (los más solubles) y una excelente

utilización de los mismos. • Posibilidad de regar con agua de muy alto contenido salino, por mantener

siempre húmeda la zona de raíces. • Fácil de automatizar ahorrando mucha mano de obra. • Se puede emplear en ciertos cultivos para protección de bajas temperaturas o

intensificar el rendimiento en climas fríos usando agua caliente. • Se disminuye la competencia por malezas más que en cualquier otro método.

Desventajas: • Es muy dificultoso el uso de aguas superficiales. • Obstrucción muy frecuente de los emisores • Riesgo de enfermedades hidrófilas en raíces (Ej. : hongos y nemátodes) • Dificultad para obtener uniformidad de caudales a lo largo de las alas regadoras • Necesidad de atención cuidadosa y especializada del equipo. • Alto costo.

2. Continuos

Inundación

Se conoce también como riego "por bordos" o "a manto", aunque más bien a este último se le dice cuando la irrigación no es medible y cubre áreas extensas (Ej. El caso del Río Nilo), y "por bordes" (melgas — franjas — canteros — cajas — bateas — tablas — tablones — eras — amelgas — etc.) cuando se divide el terreno en compartimentos separados y bien delimitados por cerramientos estancos (bordes — caminos — etc.) que permiten compatibilizar una buena distribución con la menor subdivisión del terreno.

Los caudales máximos no erosivos por metro de ancho de frente de melga pueden calcularse con la siguiente fórmula.

21

Q máx. (caudal máximo) = 5.56 (pendiente %) -0'75

Pendiente ( i ) % Q (1/s ) 1,5 4,11 1 5,58

0,5 9,38 0,1 31,38

0,05 52,77

Con este método se pueden regar terrenos con pendientes de O a 1.5 %, pero según las pendientes y el tipo de cultivo serán las eficiencias. Por ejemplo en cultivos ralos (frutales sin malezas) convienen las mínimas, y cultivos muy densos (pasturas sembradas al boleo) convienen hasta un 0.5 % más.

Ventajas: • Bajo costo, sobre todo de operación y mantenimiento • Tecnología y experiencia disponible en muchos países • Disponiendo de buen drenaje sirve como corrector de suelos salinos • Se adepta a gran diversidad de cultivos

Desventajas: • Son necesarios altos caudales sobre todo en terrenos nivelados "a cero" y de

textura arenosa • Eficiencia muy baja comparada con otros métodos • Por ser el más usado a nivel mundial, es el método que más cuesta modificar a

nivel productor, pues todos piensan que es el más fácil y que no hay más que aprender.

22

CAPITULO 3

SISTEIYIATIZACION

Es el ordenamiento, en la forma más consciente, de los elementos para lograr el uso óptimo del agua de riego, como ser la tierra de cultivo, la red de conducción, de drenaje, obras de arte, caminos, etc.

Aquí veremos solo algunos de los elementos para el método de riego por superficie y especialmente el de INUNDACIÓN, con y sin pendiente.

Los criterios básicos que deben tenerse presente son:

• Lograr una distribución uniforme del agua 1 Almacenar solamente la lámina de reposición necesaria, en un mínimo de

tiempo • Evitar la erosión del suelo 1 Posibilitar el desagüe y el drenaje • Hacer mínimas las superficies ocupadas por los conductos de agua 1 Minimizar la mano de obra y posibilitar el empleo eficiente de la maquinaria

agrícola. • Ajustar el método a los requerimientos del cultivo.

En la sistematización, la NIVELACIÓN es el complemento obligado de todo proyecto de riego por estos métodos, y es en ella donde se refleja la bondad de todo el sistema.

La textura del suelo influye en la determinación de las pendientes y en la longitud del riego. El conocimiento de las características del perfil del suelo permite ajustar el método y su posterior tratamiento, evitando el afloramiento de capas no apropiadas para el cultivo, que incidirán en los rendimientos de las futuras cosechas. Muchas veces, errores de sistematización hacen que se nivelen grandes superficies de terreno con una misma altura y se descabecen suelos con las graves consecuencias que hemos mencionado.

La infiltración influye directamente en la pendiente y la longitud de la unidad de riego. Por lo general, a mayor velocidad de infiltración se permiten mayores pendientes, dentro de ciertos límites.

En un terreno recién sistematizado se recomienda uno o dos arios de cultivos anuales, a fin de corregir posibles asentamientos (Por ejemplo: cuando se rellena se calcula siempre 1/3 más de volumen por el posterior asentamiento).

Ya implantados los cultivos perennes, la corrección de la nivelación es prácticamente imposible, y las consecuencias subsisten a lo largo de la vida del cultivo.

23

Acequia

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Cuando se ha decidido por el método sin pendiente o "nivel cero" en el que se pueden usar grandes caudales sin que este sea erosivo y así aumentar la eficiencia, debemos cuidar que la nivelación siempre siga siendo "cero", pues el uso de maquinarias y otras actividades suelen desnivelarlo. Podemos ver que sucede en un suelo mal nivelado en sentido longitudinal. En la siguiente figura la pendiente es en contra del sentido de riego.

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En este caso el riego es lento, la distribución es desuniforme, hay gran cantidad de aporte de agua a la napa freática, las plantas del pie (B) presentan síntomas de decaimiento y muerte.

El próximo dibujo nos muestra un suelo "a nivel cero" en sentido longitudinal. Aquí el riego puede ser rápido, la distribución es más uniforme y por lo tanto las plantas de la cabecera (A) y del pié (B) también lo serán.

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En el caso que hubiese pendiente hacia el pié, el riego será más rápido y por lo tanto si queremos una distribución uniforme deberemos regar como se explicó en el método con pendiente, con dos caudales. A excepción de terrenos arenosos, en que se aconseja una pendiente de hasta 0.15%, pero manejado el riego como "a cero".

En cuanto a la nivelación transversal, si la misma es "a cero" se puede permitir una pendiente de hasta 1 % (10 cm. cada 10 metros)

24

40‘0,5 Altura Agua 1 # 5 Bordo ,44 lo ola

lo astros

Se puede apreciar que para aplicar una distribución uniforme deberíamos aplicar el doble de agua que si el nivel fuera "cero", porque si queremos aplicar 0.5 en el extremo izquierdo de la figura, necesitamos 1.5 en el extremo derecho. Si promediamos, 0.5 + 1.5 / 2 = 1 y esto es el doble de lo que queríamos. Entonces será necesario construir trabas en el extremo izquierdo, complicando el manejo; además se producirán roturas en el mismo borde por mayor presión de agua y habrá un gran aporte a la capa freática.

Los bordes deberán hacerse desde la acequia hasta el final del cuadro, inclusive la calle si la hubiera.

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'Boquita

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Bordo gterwroincryzz,tizz.a.:4,:aremmetwityorialinptth51

El distanciamiento entre bordos se rige más por el tipo de cultivo y manejo del riego que por la pendiente transversal, entre 20 metros y 4 metros según sean suelos pesados o livianos respectivamente. La dimensión del bordo dependerá del tipo de suelo y del caudal que usamos. En suelos livianos la base debe ser 1.0 a 1.3 metros, y el alto entre 0.4 y 0.5 metros. En cambio en suelos más pesados la base estará entre 0.5 y 0.8 metros y la altura entre 0.3 y 0.35 metros.

Con el objeto de no entorpecer el transito de las máquinas, se suavizan las cabeceras y los pies de melgas, formando especies de "paso bateas".

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CAPITULO 4

RED DE RIEGO

La capacidad de manejo de un regador promedio está entre 100 y 200 I/seg. Y las acequias deberán dimensionarse para esos caudales, que permitan trabajar con menor mano de obra y a la vez mayor eficiencia.

Es conveniente que las acequias se ubican en la parte más alta del predio y que tengan pendiente mínima, a fin de lograr el máximo dominio. Por lo general, si son de tierra deberán oscilar entre 0.20 y 0.70 % (2 y 7 cm. cada 100 metros), si se sobrepasa esta pendiente se deben construir saltos.

El piso o solera variará entre 0.40 y 0.50 metros y el tirante o altura de agua entre 0.20 y 0.40 metros. Es fundamental que el tirante sea el doble (aproximadamente) de la altura del agua en la melga, pues en riego con pendiente "cero" el agua avanza por gradiente hidráulico (diferencia de altura entre la superficie del agua y la del suelo) y de esa manera nos aseguramos que durante todo el tiempo de llenado se disponga de una carga constante en la compuerta que nos da el caudal previsto.

Para acequias de estas dimensiones las compuertas (que siempre deben ser estancas) serán de 0.50 metros de ancho y 0.60 — 0.70 metros de altura, y las compuertas de entrada a la melga (o el ancho del "boquete") deberá estar entre los 0.35 y 0.40 metros.

Las cortinas forestales deben colocarse fuera del área ocupada por la acequia para que cuando crezcan no entorpezcan la conducción, no produzcan pérdidas y faciliten la conservación.

CARACTERISTICAS TECNICAS DE UN CANAL DE RIEGO

Entendemos por canal a los conductos abiertos por los cuales el agua circula debido a la acción de la gravedad y sin ninguna presión, ya que la superficie libre de la misma está en contacto con la atmósfera.

Cuando en un tubo el agua circula ocupando parte de la sección, se dice que está trabajando como canal.

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Las secciones transversales de un canal pueden tener cualquier forma, pero las más comunes son:

1 Trapezoidal 1 Circular 1 En herradura, etc.

La nomenclatura técnica de un canal es la siguiente:

C

lb

md

ABREVIATURAS

Profundidad máxima del agua en el canal Ancho de la plantilla o solera o base de fondo

• Ancho de la lámina de agua o superficie libre de agua • Coronamiento del borde o banquina 11 Altura del bordo H — d = lb Libre bordo o revancha O Angulo de inclinación de las paredes laterales con la horizontal md Relación de la proyección horizontal a la vertical de la pared lateral

Por ejemplo Talud 1.5:1, quiere decir que la proyección horizontal de la pared lateral es 1.5 veces mayor que la proyección vertical. El talud se encuentra tabulado y está relacionado al terreno en que se construya el canal.

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CAPITULO 5

AFORO DE CANALES

En riego AFORAR significa MEDIR EL AGUA y CAUDAL, es el VOLUMEN DE AGUA QUE PASA POR UNA SECCIÓN EN UN TIEMPO DETERMINADO.

Hay muchos métodos de aforo, pero entre los más prácticos para el repartidor de agua podemos mencionar:

1. AFORO POR COMPUERTA

Es el método más común para la medición de caudales a nivel de toma de canales comuneros, terciarios, secundarios, etc. ¿Qué datos se necesitan para su cálculo?

a) Carga: Se disigna con la letra H y las medidas se toman en centímetros. Se presentan dos situaciones para la medición de la carga, que la compuerta sea libre o ahogada.

• -

Ili

_1 Ya

7/M7//r/77T-72IrriPaZ7T

LsettE.

.A.110GADA

En la compuerta libre el pelo de agua toca el borde inferior de la compuerta pero no la tapa. En la compuerta ahogada el pelo del agua tapa el borde inferior de la compuerta.

Cálculo de carga

1 Compuerta libre: altura del agua antes de la compuerta (tirante aguas arriba Hl) menos la mitad de la abertura (1/2 a)

= — a

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1 Compuerta ahogada: altura del agua antes de la compuerta (tirante aguas arriba I-10 menos altura del agua después de la compuerta (tirante aguas abajo lb)

= Hl - li2

b) Abertura: Se mide la altura en centímetros (a)

ci Ancho de compuerta: se mide en centímetros (A)

d) Cálculo de caudal: se puede utilizar:

I Fórmulas:

CAUDAL = V CARGA (cm) x ABERTURA (cm) x ANCHO (cm) x 0.029

1 Tablas de doble entrada en función del ancho de compuerta. Se entra por abertura y por carga y donde se cruzan la columna y la fila nos indica directamente el caudal.

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2. AFORO POR SECCIÓN Y VELOCIDAD

Se elige un tramo de acequia que sea de sección uniforme y lo más recto posible. Se mide una distancia entre 10 y 30 metros y se toma el tiempo que tarda un flotador en recorrer dicho tramo.

El caudal se obtiene multiplicando la sección por la velocidad y la velocidad se obtiene dividiendo la longitud o tramo L (en metros) por el tiempo (en segundos) que tarda el flotador en recorrer dicho tramo.

z

/ CAUDAL = Sección (m2) x lonnitud (m)

/ Tiempo (seg.)

Existe una variante de este método utilizada por el INTA Alto Valle que es utilizar la siguiente fórmula

CAUDAL = (Boca + Solera) x Altura T1 + 12

En donde 1 la longitud a tomar debe ser de 15.50 metros 1 La boca, solera y altura se miden en centímetros 1 Ti y T2 en segundos.

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IMPORTANTE

Conociendo el caudal podemos determinar cuántos metros de frente o tablones hay que regar a la vez, relacionando las distintas velocidades de infiltración de los suelos de acuerdo a la textura predominantes.

En general, se dice que para un suelo arenoso se recomienda un caudal de 9 litros/seg por metro de frente. Para un suelo franco de 6 a 9 litros/seg por metro de frente y para un suelo franco limoso de 4 a 6 litros/seg por metro de frente.

Así por ejemplo si disponemos de un caudal de 54 litros /seg., el frente de riego en un suelo arenoso será de 6 metros de frente (54/9). Para un suelo franco, con el mismo caudal será de 9 metros de frente (54/6) y para un suelo franco limoso será de 13.5 metros de frente (54/4).

Ahora bien, ANCHOS MAYORES RESTARÍAN EFICIENCIA AL RIEGO!!!

Entonces, ATENCION PODRIAMOS HACERLO SOLO SI AUMENTAMOS EL

CAUDAL DE MANEJO!!!

METODOS PRACTICOS PARA LA MEDICION DEL AGUA DE RIEGO

I. Por determinación de la sección y la velocidad

La medición del agua de riego es fundamental para una práctica eficiente del riego ya que de esa forma la distribución entre los regantes es equitativa y el desarrollo de los cultivos ópitmo.

La medida del agua consiste en determinar el volumen de agua que pasa por un punto dado, en la unidad de tiempo y recibe el nombre de AFORO.

Esta cantidad de agua que circula por un canal está directamente relacionada con la sección transversal y su velocidad.

Entonces podemos decir:

Q (m3/seg.) = A (m2) x V (m/seg)

I 'N Caudal del agua Velocidad media

Area de la sección transversal

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Cuando decimos área de la sección, nos referimos a la superficie mojada, cuyos lados son los de la acequia, la base, el fondo de la misma y el lado superior la superficie del agua.

La velocidad del agua es la distancia que recorre una misma masa de agua en un tiempo determinado.

Si las acequias son de taludes rectos, es decir rectangulares, la superficie es igual al producto de la base o ancho medio por la altura o tirante del agua.

S= b (base) x h (tirante)

Si la sección es trapezoidal, es decir más ancha arriba y más angosta en el fondo, la sección es igual a el ancho de la superficie (a), más el ancho del fondo (b), sobre 2 por el tirante.

S=b—a xh 2

Una forma práctica de determinar la superficie de una sección es la siguiente:

Tomando un tablón y colocándolo sobre la acequia a aforar, se lo marca en toda su longitud que corresponda al agua libre, cada 20 cm.. Luego en cada uno de éstos puntos se baja en forma vertical una regla y se anota la medida entre le fondo y la superficie del agua.

¿Bonn —.112,03,1. .11--

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1

2 1 1 N,

u

32

Obtenemos para (1) un triángulo cuya superficie es:

Base x Altura = 0.20 x 0.25 = 0.050 m2 2 2

Para (2) un trapecio cuya superficie es:

Base mayor + Base menor x Altura = 0.30 + 0.25 x 0.20 = 0.055 2 2

y así sucesivamente con las restantes formas geométricas que nos quedan formadas.

La suma de todas ellas nos da el AREA de la sección en ese lugar.

Para determinar la velocidad se utiliza comúnmente el Molinete o velocímetro, colocándolo en diferentes puntos de la sección, tratando que corresponda a cada una de las pequeñas áreas determinadas, para conocer las diferentes velocidades de los filetes de corriente.

El molinete eléctrico consta de un juego de varillas sobre las que va montado el cuerpo principal, con subhélice y su cola, además de la instalación eléctrica va hasta la chicharra que se encuentra fuera del agua. También suelen utilizarse audífonos que reemplazan a la chicharra.

El principio en que se basa el funcionamiento del molinete es la siguiente: la corriente del agua imprime un movimiento de rotación a la hélice, que es proporcional a la velocidad y el número de revoluciones se determina por registradores mecánicos o eléctricos, siendo contadas por el observador con el auxilio de la chicharra. La relación entre el número de revoluciones, el tiempo y la velocidad del agua se da en tablas que traen de fábrica los molinetes.

La velocidad del canal, no es igual en toda su sección ya que el efecto del rozamiento con el fondo y las paredes laterales, la hace disminuir.

Los aforos con molinete se realizan, si la profundidad lo permite, a dos o tres profundidades distintas, siempre en el mismo lugar, es decir, sobre una misma vertical. La velocidad media se encuentra aproximadamente a la mitad del tirante (0.60). Obteniendo estos valores, su producto nos da el caudal de un canal, expresado en m3. RECORDAR:

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Q=Sx V

Una forma sencilla de obtener la velocidad es elegir una sección recta de canal y marcar en él, con estacas, una distancia de 10 metros. Luego se lanza al agua un trozo de madera que flote más o menos por el centro de la corriente y con un cronómetro se toma el tiempo que tarde en recorrerlo. Se repite la operación tres veces y se promedia. Por ejemplo supongamos que los tiempos medidos fueron:

8 seg. 9 seg.

10 seg. 24 seg.

El promedio sería en esete caso 8 segundos (24/3) y como

Velocidad = Espacio = 10 metros = 1.2 m/seg Tiempo 8 seg.

Como ésta es la velocidad superficial se debe multiplicar por 0.8 para acercarla a la velocidad media y así obtenemos:

1.2 m/seg x 0.80 = 1.2 m/seg

2. Por vertederos (triangulares, rectangulares y trapezoidales)

Entendemos por vertederos a un dispositivo hidráulico que presenta en su parte central una escotadura, a través de la cual circula el agua.

Hay diferentes clases de vertederos, según la forma que se la imprima a la vena líquida que circula por la escotadura, de tal forma que pueden ser, trapezoidal, triangular, rectangular, circular, etc.

Para determinar el caudal en un vertedero se debe medir el ANCHO DE LA CRESTA (L) y la CARGA (H) del vertedero, en una DISTANCIA MÍNIMA (d) DE LA CRESTA, con el fin de evitar errores en la lectura.

Se llama CRESTA a la pared horizontal de la escotadura, que se encuentra en contacto con el líquido y la denominaremos L.

Al espesor del corro que pasa sobre la cresta se le llama CARGA SOBRE LA CRESTA

Cuando la longitud L de la cresta es relativamente pequeña, comparada con el ancho del canal de conducción, los filetes líquidos sufren dos contracciones laterales, en

34

correspondencia con sus caras. No ocurre lo mismo cuando la longitud L de la cresta es igual al ancho del canal.

Para medir la altura o espesor del agua en la cresta del vertedero se coloca una simple regla graduada aguas arriba del mismo, a una distancia no inferior de 5 a 10 veces el espesor de la cresta. El cero de esta escala debe coincidir con el nivel de la cresta, si estos son rectangulares o trapezoidales o con el vértice, en el caso de los triangulares.

Para nivelar el cero de la escala con la cresta puede emplearse un nivel de albañil, con una tabla bien recta, apoyándola en la misma y buscando nivelar la burbuja hasta que ambas coincidan.

No es exacto el método de colocar a nivel la escala, dejando ascender el agua hasta que comience a rebasar por la cresta, antes de que comience a verter.

Las normas generales para la colocación y empleo de vertederos son las que siguen:

1 El vertedero debe colocarse en una corriente suave y continua, casi aguas tranquilas. 1 La caja del vertedero debe ser paralela a la dirección de la corriente. 1 Por lo tanto, la pared del vertedero perpendicular a dicha dirección. 1 La cresta debe estar perfectamente horizontal 1 La cresta debe ser afilada para que el agua la toque en un solo punto 1 Para mejorar la exactitud del aforo, el espesor del agua sobre la cresta no debe ser

superior a un tercio (1/3) de la longitud de ésta. 1 La cresta debe estar a una altura tal que el agua caiga libremente, dejando un espacio de

aire por debajo de la lámina de agua rebosante.

Cuando más nos acerquemos a estas especificaciones, mayor será el grado de exactitud del aforo.

3. Mediciones de medidores a sección contraída.

Normalmente los vertederos son aptos para efectuar aforos, aunque sólo dentro de ciertos límites y con una adecuada instalación y conservación de la estructura.

A veces, en los canales, debido a su poca pendiente, no es factible la instalación de un vertedero, ya que las partículas en suspención se depositan aguas arriba de la estructura, con lo cual se modifica el funcionamiento del mismo.

Fue de esta manera que el Ing. Ralph Parshall trabajó sobre un dispositivo cuya precisión fuese la de un vertedero, pero donde no existiera el problema de sedimentación.

Es así que luego de largas investigaciones, diseñó una estructura simple y construcción barata que elimina todos los problemas enumerados anteriormente y su precisión es muy alta ya que el error no sobrepasa el 5 % en las peores condiciones.

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El problema de sedimentación aguas arriba de la estructura es eliminado debido al aumento de velocidad por el estrechamiento de su garganta.

El medidor Parshall está constituido por tres partes fundamentales:

1 La entrada 1 La garganta 1 La salida

Además de la estructura tiene dos pozos amortiguadores o cajas de reposo que sirven para medir las alturas de agua o cargas, antes y después de la cresta que está ubicada en la garganta. Mediante tablas y relacionando las alturas de agua (Relación de sumersión Hb/Ha) se obtiene la lectura de caudal.

Se detalla a continuación un gráfico mostrando las partes principales de un AFORADOR PARSHALL:

isterCCIO"' be-

Z.4 COil/Jee mre

—•-

4. Mediciones por compuertas libres y sumergidas.

Hemos visto que Q = A x V, es decir que el caudal es igual al área o sección por la velocidad de la corriente del líquido.

Pues bien, se puede medir el caudal que pasa por una compuerta, midiendo la sección del orificio que queda al abrir la compuerta y la altura del pelo de agua.

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Volviendo a la fórmula inicial, podemos reemplazar el término A (sección) por los valores siguientes

A=axbxC Donde a = abertura de la compuerta

b = ancho de la compuerta C = coeficiente de la contracción

Y el término V (velocidad) por estos otros valores

V= V 2xgxh

Donde g = aceleración de la gravedad h = altura del pelo de agua o carga

Se puede presentar dos casos:

1 Que la compuerta funcione LIBRE 1 Que la compuerta funcione SUMERGIDA O AHOGADA

Para el primer caso, el valor de h está tomado desde el pelo de agua hasta la mitad de la abertura de la compuerta, es decir:

Pelo

h = altura del pelo de agua — 'A de la abertura de la compuerta.

Para el segundo caso, h es igual a la diferencia entre la altura de aguas arriba de la compuerta, menos la altura de aguas debajo de la misma.

= hi —132

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En coeficiente C nos indica la contracción que sufre el agua al pasar por el estrechamiento que forma la compuerta y fluctúa alrededor de 0.65.

Existen tablas y discos de medida que facilitan enormemente la lectura de los caudales aforados.

El manejo de los mismos será visto en las prácticas de medición de caudales.

RESUMIENDO

Q(m3/seg.)=Cxaxbx V 2xgxh

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