- Nota principal
En la presente nota se detallan los procedimientos y metodología con las que el laboratorio del Departamento General de Irrigación-Universidad Tecnológica Nacional lleva a cabo las evaluaciones de eficiencia de riego.
1. Marco teórico
1.1 Láminas de riego
En métodos de riego superficiales, el término lámina de riego se aplica a la altura de agua (d) con que una superficie (S), supuestamente a nivel, quedaría cubierta por una aportación (V) (Losada Villasante y Roldán Cañas, 2009), es decir:
d=V/S
Láminas de importancia para la evaluación de riegos superficiales:
- Lámina de reposición (dr): es la lámina necesaria para llevar el contenido de humedad de un suelo a Capacidad de campo (Wc). Depende de las características físicas, químicas y biológicas del suelo (textura, estructura, contenido de materia orgánica, etc.) y de la humedad del suelo en un momento dado. Es la lámina objetivo a reponer mediante un riego.
- Lámina bruta (db): es la lámina total aplicada a una superficie mediante el riego. Resulta de considerar el volumen total de agua ingresado a una parcela, dividido por el área donde se aplica.
- Lámina percolada (dper): es la lámina de agua percolada por debajo de la profundidad que exploran las raíces de un cultivo determinado.
- Lámina escurrida (des): es la lámina que escurre de la parcela de riego. Se verifica sólo en caso de riegos con desagüe al pie.
- Lámina infiltrada (dinf): es la lámina que se infiltra en el suelo. Es la diferencia entre la lámina bruta y la lámina escurrida.
- Lámina almacenada (dal): es la lámina infiltrada y efectivamente almacenada en el perfil del suelo. Es la diferencia entre la lámina infiltrada y la lámina percolada.
1.2 Parámetros de desempeño del riego superficial
- Indicadores para definir si un riego es adecuado:
- La cantidad de agua almacenada en la rizósfera.
- Las pérdidas por percolación por debajo de la zona radical.
- Las pérdidas de agua por escurrimiento al pie de la unidad de riego (sólo en caso de métodos de riego con desagüe). La EAP ha sido definida como el cociente entre el volumen de agua almacenado en el perfil del suelo y el volumen de agua aplicado a la parcela. Evalúa las pérdidas de agua. (Grassi, 1998)
- La uniformidad del agua aplicada.
- El déficit remanente en la rizósfera después del riego. (Morábito, 2003)
- Eficiencias
En el trabajo se distinguen básicamente tres eficiencias:
EAP (Eficiencia de Aplicación)
Ha sido definida como el cociente entre el volumen de agua almacenado en el perfil del suelo y el volumen de agua aplicado a la parcela. Evalúa las pérdidas de agua. (Grassi, 1998)
EAP=(dal/db) x 100
ADlq (Adecuación del riego)
La adecuación del riego en el cuarto más perjudicado (ADlq) es un indicador complementario a la EAP que indica el grado en que se alcanza el objetivo o la lámina requerida en el cuarto más perjudicado de la unidad de riego. (Burt et al 1999)
Si la lámina media del cuarto más perjudicado (dlq) se usa como criterio de programación, entonces una duración “apropiada” de riego resultará cuando ADlq=1,0, con cerca de ⅛ del campo subirrigado (la adopción del criterio ADlq=1,0 apunta a la lámina media del cuarto más perjudicado, dlq, en vez de a la lámina mínima absoluta). Con esta definición, ADlq<1,0 implica subirrigación, mientras que ADlq>1,0 implica sobreirrigación, como se muestra en la siguiente tabla.
Tabla 1: Adecuación del riego
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Caracterización del riego |
Valores de ADlq |
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Subirrigación (riego deficiente) |
ADlq < 1,0 La diferencia de 1,0 indica el grado de subirrigación |
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Apropiado (riego eficiente) |
ADlq = 1,0 Las pérdidas superficiales coinciden con los valores potenciales |
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Sobreirrigación (riego ineficiente) |
ADlq > 1,0 La diferencia de 1,0 indica el grado de sobreirrigación |
Fuente: Burt et al, 1997.
UD (Uniformidad de Distribución)
Finalmente la UD expresa el grado de uniformidad de la distribución del agua en un área regada y se define como la relación entre la lámina media infiltrada en el cuarto más perjudicado y la lámina infiltrada promedio en todo el perfil. (Merriam y Keller, 1978)
UD=dlq/dal
Se puede analizar la uniformidad considerando la menor lámina infiltrada a lo largo del perfil (dmin) dando origen a la UDmin, o más habitualmente utilizar la lámina promedio del cuarto más perjudicado (dlq) obteniendo la UDlq.
2. Metodología
La selección de las propiedades agrícolas a muestrear se realizó atendiendo a los siguientes criterios:
- Obtener buena distribución geográfica a lo largo de la cuenca.
- Evaluar el/los cultivos más representativos de cada zona.
- Evitar riegos con mala sistematización que suponen grandes dificultades para ser evaluados con la metodología empleada.
2.1 Metodología a campo
En cada evaluación de riego se llevaron a cabo las siguientes determinaciones:
- Aforo del caudal ingresado y egresado (sólo en caso de riegos con desagüe) de la unidad de riego.
- Ensayos de infiltración con el método del doble anillo (Haise et al, 1956) en cabeza y pie de la unidad de riego.
- Medición del tiempo de avance y receso del frente de agua.
- Medición de la pendiente longitudinal de la parcela de riego.
- Medición de las dimensiones de la unidad de riego (largo, ancho, distancia entre surcos y perímetro mojado).
- Registro del número de surcos y/o melgas regadas simultáneamente.
- Registro del tiempo de aplicación.
- Toma de muestras de suelo para determinación de humedad antes y 48 horas después del riego en cabeza, medio y pie, a dos profundidades: 0-25 y 25-50 cm en cultivos de hortalizas y 0-50 y 50-100 cm en cultivos de frutales y vid.
- Toma de muestras de suelo para determinación de volumen de sedimentación.
- Toma de muestras de agua de riego para determinación de CE.
- Registro de la geometría de surcos.
Figura 1: Ensayo de infiltración con método de doble anillo
Fuente: Banco de imágenes del Departamento General de Irrigación.
Figura 2: Toma de muestras de suelo para determinación de humedad y VS
Fuente: Banco de imágenes del Departamento General de Irrigación.
Figura 3: Aforo de caudales de ingreso con molinete
Fuente: Banco de imágenes del Departamento General de Irrigación.
2..2 Metodología en laboratorio
Las muestras tomadas a campo fueron procesadas por el laboratorio del Departamento General de Irrigación-Universidad Tecnológica Nacional.
Las determinaciones solicitadas fueron:
- Contenido de humedad (g%g): se toman muestras de suelo en dos espesores de suelo (de 0 a 50 cm y de 50 a 100 cm para vid, frutales y pasturas, y de 0 a 25 cm y de 25 a 50 cm para cultivos hortícolas) con dos repeticiones antes del riego y 48 horas después del mismo, y se determina la humedad del suelo en ambos momentos mediante el método gravimétrico (diferencia de peso de la muestra antes y después de paso por estufa a 105 °C).
- Volumen de sedimentación (g%cm3): con muestras tomadas en los mismos espesores del perfil del suelo que para las muestras de humedad, secadas al aire, molidas y tamizadas (TFSA), se determina el volumen que ocupan 100 g de dicho suelo en una probeta con agua destilada (g%g).
- Conductividad eléctrica del agua de riego (μS/cm): se toma muestra del agua de riego y se determina la CE a través de conductímetro.
Figura 4: Pesado de muestras para determinación gravimétrica de humedad
Fuente: Banco de imágenes del Departamento General de Irrigación.
Figura 5: Secado de muestras en estufa a 105 °C
Fuente: Banco de imágenes del Departamento General de Irrigación.
Figura 6: Muestras de suelo secadas en estufa
Fuente: Banco de imágenes del Departamento General de Irrigación.
2.3 Metodología en gabinete
Para el estudio de la Eficiencia de riego se ha utilizado en el caso de los riegos sin desagüe al pie, la metodología desarrollada por Chambouleyron y Morábito (1982) en el Centro Regional Andino del INA, basada en:
- La relación o cociente entre volúmenes para el cálculo de eficiencia de conducción interna (desde la bocatoma hasta la parcela de riego propiamente dicha).
- La relación o cociente de láminas para definir las distintas eficiencias parcelarias (almacenaje, aplicación y uniformidad) que permiten calificar al método de riego utilizado y el grado de satisfacción del requerimiento hídrico de los cultivos en un momento dado de su ciclo biológico.
En el presente estudio no se han calculado las eficiencias de conducción interna (punto a), sólo se trabajó sobre las eficiencias de aplicación (punto b).
Para los casos de riegos con desagüe al pie, se utilizó la metodología de Walker y Skogerboe (1987) que se basa en la medición del hidrograma de entrada y salida a la unidad de riego permitiendo realizar un balance de volúmenes a nivel parcelario. La resolución de los cálculos para obtener los parámetros de desempeño actual del riego se hizo a través de planillas de cálculo de Excel y también utilizando el modelo WinSRFR 4.1.