Sistemas de riego.
La técnica del riego dispone de varios sistemas para la aplicación del agua al suelo, por lo que al redactar un proyecto se debe realizar una adecuada elección del sistema de acuerdo con los factores condicionantes descritos en el apartado anterior.
Los sistemas de riego se pueden clasificar en dos grandes grupos:
- Riegos por gravedad.
- Riegos a presión.
Los riegos por gravedad necesitan disponer del agua en el punto más alto de la parcela y a la presión atmosférica.
Los riegos a presión necesitan disponer del agua a una determinada presión que, convenientemente aprovechada, permite aplicar el agua al suelo.
Riego por gravedad.
Los riegos por gravedad se conocen de antiguo, y constituyen el sistema más utilizado en todos los regadíos del mundo. Se pueden dividir en los tres grandes grupos siguientes:
- Riegos por escurrimiento.
- Riegos por inundación.
- Riegos por infiltración.
Riegos por escurrimiento.
Aplican el agua al suelo, haciéndola rebosar de la reguera que domina la parcela, y dejándola escurrir por el terreno hasta alcanzar los puntos bajos del mismo, en donde es recogida por los azarbes o por las siguientes regueras. La superficie dominada por una reguera se llama arriate. La lámina de agua suele ser muy delgada para que no provoque erosiones en el terreno.
Este sistema es aplicable a terrenos con pendientes comprendidas entre el 3-30%, sin que sea necesario llevar a cabo abancalamiento, aunque frecuentemente convenga efectuar una nivelación somera del suelo para eliminar las irregularidades, consiguiendo así una pendiente uniforme.
Se emplea casi exclusivamente para praderas.
Las principales pérdidas de agua en este sistema de riegos se producen por escorrentía superficial, por lo que no se adapta bien a los terrenos impermeables. En cambio se controlan correctamente las pérdidas por precolación.
Dentro del sistema se pueden distinguir 4 métodos de aplicación del agua:
- Método de regueras horizontales. Es el más económico. Funciona bien con pendientes comprendidas entre el 3-10%, aunque su campo de aplicación pueda llegar hasta terrenos con pendientes de hasta el 30%. Consiste en cubrir el terreno con regueras en tierra horizontales y de sección constante. Una vez alimentadas, las regueras desbordarán y el agua se extenderá por el terreno escurriendo hasta alcanzar la siguiente reguera, llenándola y volviéndose a repetir el proceso.
El principal inconveniente de este sistema desde el punto de vista constructivo es el replanteo de la reguera horizontal, que ha de seguir una curva de nivel.
La separación entre regueras depende de la pendiente del terreno y de la permeabilidad del mismo, pudiéndose tomar como separación media la de 8 m. Asimismo, la longitud de la reguera depende de la permeabilidad del suelo, teniendo un valor medio de 30 m, sin que se lleguen nunca a superar los 50 m.
- Método de regueras inclinadas o en espiga. Es una variante del anterior, consistente en emplear regueras rectas, formando un cierto ángulo con la cacera de alimentación y teniendo una cierta pendiente. Como consecuencia, la sección transversal de la reguera es variable y decreciente para poder provocar el desbordamiento del agua con caudales decrecientes.
Se aplica este método a terrenos cuya pendiente está comprendida entre el 3-6%. El método tiene la ventaja de la gran facilidad del trazado de las regueras, pero tiene el inconveniente de que el escurrimiento del agua no es tan perfecto como en el caso de las horizontales.
- Método de planos inclinados o de simple arriate. Consiste en transformar la pendiente del terreno, convirtiéndolo en una serie de planos inclinados con mayor pendiente. La reguera se dispone en la parte alta de cada plano y el desagüe en la parte baja. Este método proporciona mayor eficacia que los dos anteriores, pero tiene el inconveniente del elevado coste del movimiento de tierras.
- Método de dobles planos inclinados o de doble arriate. Es una variante del anterior para disminuir el movimiento de tierras en los terrenos muy llanos. Consiste en disponer planos con pendiente alternativa, ocupando la reguera la arista superior de intersección de los dos planos y disponiéndose los desagües en las partes bajas.
Riegos por inundación.
Llamados también riegos por sumersión, consisten en mantener el terreno inundado para que el agua penetre por infiltración en el suelo. Pueden ser de inundación permanente o temporal.
- Inundación permanente. La tierra permanece inundada durante todo el período de vegetación, variando únicamente la altura del agua en función de la edad de la planta. La inundación permanente exige nivelación total del terreno ( en España se usa casi exclusivamente para el cultivo de arroz).
- Inundación temporal. Llamada también riego a manta, mantiene el terreno inundado durante el tiempo necesario para que la humedad del suelo alcance la capacidad de campo en toda la profundidad útil de las raíces. Con objeto de lograr la mayor uniformidad posible en el reparto del agua se suele dividir el terreno en compartimentos o eras, limitados por pequeños diques de tierra, aunque las tendencias modernas suprimen la construcción de estas eras, consiguiendo así una economía de mano de obra a costa de la uniformidad del riego.
Los riegos por inundación necesitan terrenos bien nivelados, de superficie casi horizontal (30/00 máximo).
Se emplean para caso todos los tipos de cultivos, plantas forrajeras, plantas industriales, cultivos arbóreos, etc.
Las mayores pérdidas de agua se producen por precolación, por lo que estos riegos están indicados en terrenos relativamente impermeables. Por el contrario, las pérdidas por escorrentía son bastante reducidas en este sistema de riego.
Riegos por infiltración.
Los riegos de infiltración o por surcos consisten en aplicar el agua al terreno dejándola escurrir por unos surcos, desde los que se filtra al suelo llegando a las raíces de las plantas que se cultivan sobre caballones elevados.
Este sistema de riego se debe emplear en terrenos de permeabilidad media, ya que en terrenos de permeabilidad reducida las pérdidas por escorrentía son elevadas, mientras que en terrenos muy permeables, las pérdidas por precolación alcanzan grandes valores.
El sistema de riego por infiltración se adapta lo mismo a cultivos herbáceos que a cultivos leñosos.
La aportación de agua a los surcos se suele hacer mediante sifoncillos de PVC.
Los terrenos ondulados pueden regarse con este sistema disponiendo los surcos con la debida inclinación, pero en general, resulta más económico realizar una sistematización previa del terreno, con pendientes parecidas a las del riego a manta y disponiendo los surcos en el sentido de la máxima pendiente.
Riego a presión.
Los riegos a presión son relativamente modernos. Se pueden dividir en los dos grupos siguientes:
- Riegos por aspersión.
- Riegos localizados.
Riegos por aspersión.
Consisten en aplicar el agua al suelo en forma de lluvia. Esto se consigue a través de unos mecanismos denominados aspersores, que transforman la energía de presión en energía cinética, dándole salida a través de una tobera. Se aprovecha también la energía del agua para hacer girar el aspersor, que de esta manera barre un campo casi siempre circular.
Según la presión necesaria en tobera, los riegos por aspersión pueden ser de baja presión (1.5-3 atm.), de media presión (3-5 atm.) y de alta presión (más de 5 atm.).
En función del diámetro de la tobera y de la presión en la misma, los aspersores tienen un caudal y un alcance variables, así como también es distinto el tamaño de la gota de agua. Hoy día existe una gran gama de aspersores que permiten al proyectista seleccionar el modelo más adecuado en función del tipo de terreno y de la economía del riego.
Una red de aspersores puede cubrir el terreno a regar de diversas maneras, según se dispongan en cuadrado, en rectángulo o en triángulo; y, según los aspersores tengan un campo circular, o solamente sectorial.
Las instalaciones de riego por aspersión consisten en esencia en una red de tuberías que conduce el agua hasta los aspersores. Los diversos tipos de tuberías y aspersores dan origen a múltiples modalidades dentro del sistema, que se pueden agrupar del siguiente modo:
- Equipos móviles. Se instalan sobre el terreno en cada campaña de riegos y se trasladan a lo largo del mismo para suministrar agua a las diversas parcelas de la finca.
- Equipos semifijos. Tienen una parte de la instalación enterrada y fija, y otra parte móvil que se desplaza a lo largo del terreno, conectándola a la tubería fija en diversos puntos de toma.
- Equipos de cobertura total. Todas las tuberías están enterradas y fijas, únicamente se cambian los aspersores.
- Equipos fijos. Toda la instalación, incluidos los aspersores, está fija en el terreno. Pueden funcionar simultáneamente todos los aspersores, aunque lo más frecuente es que se rieguen alternativamente las diversas partes de una finca.
- Equipos mecanizados. Cubren grandes superficies de terreno, desplazándose sobre el mismo por procedimientos mecánicos. Estos equipos son objeto de patentes, existiendo gran variedad de modelos. Entre ellos se pueden destacar las alas regantes, montadas sobre ruedas que se desplazan por arrastre con un tractor o bien mediante pequeños motores conectados al ala. Las plumas, que consisten en una gran viga en doble voladizo, de varias decenas de metros, que sostiene una tubería provista de aspersores y riega girando impulsada por el agua; va montada sobre un carro móvil y se desplaza por arrastre. Los pivotes, que consisten en una gran estructura de varios cientos de metros de longitud provista de aspersores, que descansan sobre apoyos montados sobre ruedas y separados unos 30-40 m., toda la estructura gira sobre un extremo, donde está la toma de agua, mediante motores incorporados a los apoyos. El tiempo de rotación suele ser de 24 h., con lo que se consigue una gran frecuencia de riegos, lo que va en beneficio del cultivo.
Con los equipos mecanizados se pueden regar grandes superficies de terreno con gran ahorro de mano de obra. Como contrapartida, exigen fincas de gran extensión o bien, parcelas agrupadas en sistemas cooperativos.
Las ventajas del riego por aspersión son las siguientes:
- Se pueden emplear dosis de riego menores que en los riegos por gravedad y mucho mejor controladas en su cuantía. Esto se traduce en una mayor economía del agua, mejor rendimiento de los cultivos y sobre todo, permite regar suelos de poco espesor situados sobre un estrato impermeable, que por gravedad no sería regables a causa de la forzosa elevación de la capa freática.
- Mediante el control de las dosis y de la intensidad de lluvia se pueden regar terrenos de alta permeabilidad sin que las pérdidas por precolación sean muy elevadas.
- Las instalaciones pueden utilizarse en invierno para dar riegos de protección contra las heladas.
- En general exige menos mano de obra, y menos especializada, que el riego por gravedad, salvo en el caso de grandes bancales (muy costosos) que permiten el riego con grandes caudales ( más de 100 l/s).
Las desventajas del riego por aspersión son:
- Los costes de instalación son altos, ya que los plazos de amortización de las instalaciones oscilan entre 5 y 20 años.
- Salvo en casos excepcionales, existe un consumo suplementario de energía que cada vez tiene más importancia.
- Se ha de vigilar fundamentalmente el tamaño de la gota de agua para que no provoque apelmazamientos del terreno y no cause daños a las plantas.
- El riego por aspersión pierde eficacia y uniformidad cuando los vientos son intensos.
- Los cambios de postura de los equipos móviles o semifijos son muy incómodos en un terreno regado.
Riegos localizados.
Consisten en la aplicación del agua al suelo, restringido a la zona de aprovechamiento de las plantas.
La característica fundamental es que se riega con la frecuencia necesaria para mantener una humedad en el suelo, normalmente por encima de la capacidad de campo en un entorno reducido de las raíces.
Esta técnica de riego difiere esencialmente de la empleada en los demás sistemas, en los cuales se aplica el agua a intervalos bastante grandes y en las dosis necesarias para alcanzar la capacidad del campo, existiendo siempre un cierto período de tiempo durante el cual el terreno está saturado, y siendo por lo tanto necesario, dejar transcurrir un gran intervalo entre dos riegos para que no se produzca la asfixia de las raíces. En el riego localizado el agua penetra lentamente sin llegar a saturar el terreno, lo que permite alcanzar unos altos contenidos de humedad sin que falte aireación a las raíces. Por otra parte está comprobado que en este tipo de riegos una buena parte de las raíces se desarrolla en la zona seca.
Otras características de este tipo de riego son:
- No se moja la totalidad del suelo.
- Se utilizan pequeños caudales a bajas presiones (1-2 atm.).
- El agua se aplica en las proximidades de las plantas con un elevado número de puntos de emisión.
- La zona de humedad del suelo correspondiente a cada punto de emisión se denomina bulbo. La forma de este bulbo es estrecha y alargada en los terrenos arenosos, y ancha y corta en los arcillosos.
- En las partes superiores del bulbo se produce una acumulación de sal como consecuencia de la pequeña evaporación del agua de riego.
Los riegos localizados se dividen en dos grandes grupos:
- Riegos por goteo. El agua se aplica directamente al suelo con caudales inferiores a 12 l/h. Los puntos de emisión se llaman goteros.
- Riegos por difusores o miniaspersores. El agua se expulsa al aire con caudales superiores a 12 l/h., e inferiores a 120 l/h.
Los consumos de agua en este tipo de riegos se basan también en la evapotranspiración potencial, pero teniendo únicamente en cuenta el porcentaje de suelo ocupado por las plantas, ya que en el resto no se produce consumo de agua.
Las instalaciones de riego localizado tienen siempre una estación de control en la que existe un conjunto de aparatos para medir el agua, filtrarla, tratarla, incorporar fertilizantes, controlar la presión, medir el tiempo de riego, etc.
La superficie regada desde una estación de control se denomina “unidad operacional de riego”. Esta unidad operacional se divide en unidades de riego, en cada una de las cuales se instala en cabecera una válvula volumétrica para determinar la dosis de agua a aplicar.
Cada unidad de riego se divide en subunidades de riego, cada una de las cuales lleva en cabecera un control de presión del agua.
El transporte del agua desde la estación de control hasta los puntos de emisión se lleva a cabo mediante tuberías que reciben las siguientes denominaciones:
- Tuberías principales, son las que transportan el agua desde la estación de control hasta las unidades de riego.
- Tuberías secundarias, son las que llevan el agua a las distintas subunidades de riego.
- Tuberías terciarias, son las que alimentan dentro de una subunidad de riego a las tuberías laterales.
- Tuberías laterales, son las que llevan conectados los emisores.
En los riegos por goteo el emisor del agua se llama gotero y debe reunir las dos cualidades siguientes:
- Caudal pequeño, pero constante y poco sensible a las variaciones de presión y temperatura.
- Orificio suficientemente grande para evitar obstrucciones y colmatado.
Estas dos cualidades son, en cierto modo, contrapuestas, lo que hace muy difícil la obtención de un gotero perfecto, que por otra parte debe ser un aparato de coste muy reducido, ya que el número de goteros instalados por ha., es muy grande. Esto ha hecho que el número de goteros existentes en el mercado sea muy amplio y de características muy diversas, debiendo el proyectista seleccionar entre las existencias para conseguir que las ventajas del gotero sean superiores a sus inconvenientes, ponderando debidamente la inversión inicial y los costes de mantenimiento y amortización sin perder de vista la uniformidad del material, que es muy importante en este tipo de aparatos.
Los difusores o miniaspersores tienen menos inconvenientes que los goteros, al ser su caudal notablemente más grande.
Los riegos localizados suministran agua directamente a las plantas, por lo tanto sus instalaciones dependen del cultivo, de las prácticas culturales y del tipo de emisor elegido.
Las ventajas de los riegos localizados son las siguientes:
- Ahorro de agua (hasta el 50%), mano de obra, abonos y productos fitosanitarios.
- Posibilidad de regar cualquier tipo de terreno.
- Posibilidad de empleo de aguas salinas, dado el alto contenido de humedad que se proporciona al suelo.
- Aumento de la producción y mejor calidad de la misma.
- Disminución de las malas hierbas al no mojar toda la superficie del suelo.
Frente a estas ventajas existen los siguientes inconvenientes:
- Elevado coste.
- Poca flexibilidad del sistema para pasar de un cultivo a otro.
- Necesidad de lavar periódicamente el terreno (4-5 años) para eliminar las sales que se acumulan en los bulbos.
- Posibilidad de obstrucción de los emisores.
- Se necesita una alta especialización por parte de los regantes, ya que este riego es el más tecnificado que existe.
- Se pueden provocar enfermedades en las plantas, favorecidas por la humedad constante de los emisores.
Otros sistemas de riego.
Además de los sistemas descritos existen otros muchos cuyo campo de aplicación es muy reducido o bien se encuentran en fase de experimentación. A título indicativo se pueden citar los riegos por infiltración subterránea, los riegos por bandas de papel húmedo, los riegos de protección de heladas, etc.
