Diseño Agronómico del Sistema de Riego por Goteo


Enero de 2019

Autor: Equipo Editorial INTAGRI

El riego por goteo es uno de los sistemas de riego presurizados más eficientes en la actualidad que suministra el agua gota a gota y presenta ventajas como eficiencia de conducción y aplicación, uniformidad de distribución y emisión, así como eficiencia en el uso del agua; razón por la cual ha sido implementado exitosamente en muchos cultivos hortícolas y frutícolas en todo el mundo.

Dentro de la implementación de esta tecnología, el diseño del sistema de riego por goteo es quizá el paso más crítico, ya que del diseño adecuado depende una instalación y operación exitosa del sistema. El diseño de sistemas de riego por goteo consta de tres grandes partes: diseño agronómico, diseño geométrico y diseño hidráulico.

El diseño agronómico consiste calcular todos los parámetros necesarios para que el sistema de riego por goteo sea capaz de suministrar con eficiencia el agua a los cultivos en periodo de máximas necesidades, es decir, se calcula la cantidad de agua que necesita el cultivo para su desarrollo normal sin sufrir un déficit hídrico, así como el agua necesaria para el manejo efectivo de sales. El diseño agronómico es una fase fundamental del sistema de riego por goteo y un error en esta etapa impactará en el diseño hidráulico; donde un mal cálculo puede tener fuertes repercusiones económicas para la corrección del sistema de riego y/o resultar en pérdidas de rendimientos por falta de agua en etapas críticas del cultivo.

El primer paso en el diseño agronómico es el cálculo del requerimiento hídrico del cultivo, posteriormente se determinan parámetros como dosis, frecuencia y tiempo de riego, así como número de goteros y caudal de los mismos.

Sistema de riego por goteo.

Figura 1. El sistema de riego por goteo permite suministrar el agua gota a gota en cultivos hortofrutícolas.

Fuente: Intagri.

Este paso es muy importante, ya que permite calcular el consumo de agua de los cultivos, programar y pronosticar la aplicación de los riegos, además de diseñar el sistema de riego, es decir, cuánto, cuándo y cómo regar los cultivos de manera eficiente y confiable.

1. Cálculo de los requerimientos hídricos

Las necesidades hídricas del cultivo es uno de los parámetros de mayor importancia, ya que nos ayuda a responder ¿Cuánto regar?; con este cálculo se optimiza el recurso agua, y por lo tanto se logra incrementar la productividad y rentabilidad del cultivo, además se contribuye al uso eficiente del agua de riego y energía eléctrica cuando se utiliza equipo de bombeo.

El requerimiento hídrico de los cultivos está relacionado con la evapotranspiración (ET), que es la combinación de dos procesos: la evaporación y la transpiración; en otras palabras, la evapotranspiración es la pérdida simultanea de agua en forma de vapor  tanto en el suelo como en las hojas de las plantas. La evapotranspiración se mide normalmente en mm/día o mm/mes.

La proporción de evaporación y transpiración en un cultivo varía según las diferentes fases de desarrollo y crecimiento, donde al inicio del cultivo predomina el fenómeno de evaporación, mientras que en fases sucesivas cuando el cultivo va cubriendo progresivamente la superficie del suelo hasta alcanzar la cobertura máxima predomina la transpiración.

La evapotranspiración del cultivo (ETc) es resultado del producto de la evapotranspiración potencial o de referencia (ETp) y el coeficiente del cultivo (Kc); donde la evapotranspiración potencial se define como la cantidad de agua máxima transpirada por unidad de tiempo de un cultivo, mientras que el coeficiente del cultivo refleja los cambios en la cobertura vegetal debido al crecimiento y maduración en el ciclo vegetativo, considerando que no siempre la cobertura vegetal es completa. La ecuación es la siguiente: ETc = ETp * Kc.

Los métodos más comúnmente aplicados para determinar la evapotranspiración potencial o de referencia son: método de lisímetro, método del tanque evaporímetro, métodos empíricos y métodos de sensoria remota. Mientras que el coeficiente de cultivos se puede obtener del manual de la FAO.

Evapotranspiración del cultivo.

Figura 2. El requerimiento hídrico del cultivo está relacionado con la evapotranspiración; y nos ayuda a saber ¿Cuánto regar?

Fuente: Intagri.

 

 Cuadro 1. Ejemplos de coeficiente de cultivo único (Kc) para diferentes cultivos hortícolas.

 Fuente: Extraído del manual FAO 56.

 Cultivo

KCinicial

KCmed

KCfinal

 Repollo, zanahoria, ajo, lechuga,  cebolla rábano, espinaca

0.70

1.05

0.95

 Pimiento dulce

0.60

1.05

0.90

 Tomate

0.60

1.15

0.70 - 0.90

 Pepino

0.60

1.00

0.75

 Papa

0.50

1.15

0.75

 
 

En la mayoría de los casos, las necesidades hídricas calculadas por la evapotranspiración del cultivo son consideradas como necesidades netas (NN) del cultivo, debido a que las ganancias por precipitación efectiva suelen ser un valor despreciable y no se toman en cuenta. Sin embargo, cómo ningún sistema de riego es perfecto, a las necesidades netas del cultivo se le debe considerar la eficiencia del sistema de riego por goteo, además de la exigencia de lavado de sales, con lo que se obtienen las necesidades brutas (NBr) de la planta. Lo anterior está representado en con la ecuación: NBr = NN/ CU(1-FL)

Siendo:

NN= Necesidades netas de riego o evapotranspiración (ETc).

FL= Fracción de lavado.

CU= Coeficiente de Uniformidad del riego (CU). En riego por goteo se considera entre el 80 y 95 %.

2. Determinación de los parámetros de riego

Después de calcular las necesidades brutas de riego, el siguiente paso es determinar los requerimientos diarios de riegos, con lo cual se obtiene la dosis, frecuencia y tiempo de riego, además del número de goteros por planta y caudal de goteros. Esto ayudará para posteriormente dimensionar las instalaciones de riego.

Dosis de riego. La dosis de riego se refiere al volumen de agua a aplicar para mantener la zona de raíces con suficiente humedad y de manera constante, para ello es imprescindible conocer las propiedades físicas y químicas del suelo. La dosis de riego para un cultivo durante su ciclo de crecimiento es muy variable, dependiendo de la especie, de la densidad de siembra o plantación, tipo del suelo, salinidad del agua y salinidad del suelo, entre otros parámetros.

 
Humedad del suelo.

Figura 3. Con el riego por goteo no se necesita humedecer todo el suelo, sino sólo crear un bulbo de humedad en el área de raíces.

Fuente: Intagri.

 

Frecuencia de riego y tiempo de riego. Otra pregunta típica es ¿Cuándo regar? En teoría debemos regar antes de que el agua disponible en el suelo para las plantas se acabe y llegue al grado de que el vegetal tenga dificultad de absorberla. Una ventaja del riego por goteo es que se pueden aplicar varios riegos de poca duración en un día, como sucede comúnmente en cultivos intensivos establecidos bajo cubierta. También es factible aplicar riegos en intervalos de días como es común en cultivos hortícolas a campo abierto y frutales.

Número de emisores por planta Este dependerá de la distancia entre plantas, el número de líneas de riego por fila de plantas, del emisor (gotero) elegido y el tipo de suelo. Este parámetro se utiliza generalmente para frutales, donde es necesario más de un emisor por planta.

Número de emisores por metro cuadrado. Este parámetro es típico de plantaciones de hortalizas, donde existen varias plantas afectadas por el mismo gotero. Un aspecto importante a considerar es que los bulbos deben solarse entre sí, por lo que la distancia entre los goteros debe ser menor al diámetro de mojado de este.

Gasto de goteros. Dependiendo de la textura del suelo, se determina el gasto de gotero óptimo a utilizar. En el cuadro 2 se puede observar unos datos de referencia del gasto del gotero recomendado según la textura del suelo.

 

 Cuadro 2. Gasto del gotero recomendado según la textura del suelo.

 Textura

Caudal óptimo de gotero

Gasto (Q) gotero recomendado (LPH)

 Arcillosa

Bajo

1.0 a 1.5

 Franca

Medio

1.5 a 2.0

 Arenosa

Bajo

1.0 a 1.5

 
 

Los sistemas de riego por goteo requieren que sean diseñados de manera específica o particular para cada caso dependiendo de múltiples factores como el tamaño del área a regar, geometría del terreno, la densidad de siembra, el tipo de cultivo, la topografía, el tipo de suelo, entre otros aspectos de carácter agronómico. En este sentido, el diseño agronómico es un paso fundamental que repercute en el diseño del sistema para que se cumplan a cabalidad con los requerimientos hídricos de la planta, con condiciones ideales de eficiencia y uniformidad.

Cita correcta de este artículo

INTAGRI. 2019. Diseño Agronómico de Sistemas de Riego por Goteo. Serie Agua y Riego, Núm. 32. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 5 p.

Fuentes consultadas:

  • Allen, R. G.; Pereira, L. S.; Raes, D.; Smith, M. 2006. Evapotranspiración del cultivo: guías para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos. Estudio FAO Riego y Drenaje No. 56. Roma.
  • Carrazón, A. J. 2007. Manual Práctico para el Diseño de Sistemas de Minirriego. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO). Honduras. 218 p.
  • Luna, D. E. 2016. Manejo del agua en sistemas de riego localizado. Conferencia del Curso sobre Manejo Eficiente del Riego. Intagri. México.
  • Ferreyra, E.R.; Sellés Van, S. G.; Pimstein, A. A.  2000. Diseño, Manejo y Mantención de Equipos de Riego Localizado de Alta Frecuencia. Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA). No 35. Chile.

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