¿QUÉ ES?
Es un sistema de riego en el que se aplica el agua únicamente a la zona del suelo que exploran las raíces del cultivo Esta aplicación se realiza mediante emisores (goteos, microaspersores...) a los que llega el agua a través de una red de tuberías a presión.
COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO
Los elementos que componen este tipo de sistema de riego son los siguientes:
• Una bomba para aportar presión al sistema. En caso de existir suficiente presión natural este elemento no es necesario.
• Un cabezal de riego. Dentro de este elemento se encuentran el sistema de filtrado y el equipo de fertirrigación y el de tratamiento del agua de riego. También integran el cabezal de riego todos los automatismos del sistema y los elementos de medida y control del agua aplicada.
• Una red de tuberías de distribución a presión que pueden ir sobre el suelo o enterradas.
• Emisores que aplican el agua de riego en la superficie del suelo (goteros superficiales, tuberías perforadas), en la zona radicular (goteros enterrados) o en forma de una fina lluvia (microaspersores).
CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE RIEGO LOCALIZADO
Los sistemas de riego localizado se clasifican en función del tipo de emisor que aplica el agua de riego al cultivo. Se pueden encontrar tres tipos:
1. Riego por goteo.
El agua se aplica al cultivo por medio de goteros. Éstos emisores aplican el agua gota a gota bien sobre la superficie del suelo o bajo ésta. Para que el agua salga gota a gota. Estos emisores han de llevar un sistema que reduzca la velocidad y la presión del agua de riego que les llega por los laterales. Los goteros funcionan a bajas presiones (1 Kg/cm2) y aplican un pequeño caudal (de 2 a 16 l/h). El riego por goteo es especialmente indicado para cultivos leñosos (frutales, vid) que tienen un marco amplio de plantación. También da buenos resultados en cultivos en línea espaciados entre sí. No es un buen sistema de riego para cultivos que cubren toda la superficie del suelo. En el mercado se pueden encontrara distintos tipo de goteos. Para definir un tipo de gotero se puede atender a distintas clasificaciones:
Según el sistema que utilizan para disminuir la presión del agua que les llega por la red de distribución:
a) Goteros de laberinto: El agua atraviesa un conducto en forma de laberinto que hace disminuir su presión y velocidad. Es poco sensible a las obstrucciones y a los cambios de presión y temperatura.
b) Goteros laminares: El orificio de salida del agua de riego se encuentra al final de un pequeño tubo. El régimen del agua en este emisor es laminar, de aquí proviene su nombre.
c) Goteros de vórtice: El agua se introduce en un pequeño compartimento circular en el que se produce un remolino, en cuyo vórtice se encuentra el orificio de salida del agua de riego. Son emisores poco sensibles a los cambios de presión y temperatura
d) Goteros de orificio: Este tipo de goteros dispone de una serie de orificios de pequeño tamaño que hacen disminuir la presión y velocidad del agua a aplicar. Tienen el inconveniente de ser muy sensible a las obstrucciones dado que el diámetro de los orificios es muy pequeño.
e) Goteros autocompensantes: En estos emisores la presión de salida del agua de riego es prácticamente constante a lo largo del ramal gracias a un sistema de regulación de presión que tienen en su interior. Este sistema consiste en una membrana que varía el tamaño del conducto del interior del emisor en función de la presión de la tubería que distribuye el agua de riego.
Según la conexión de os emisores a la tubería:
a) En línea: Los emisores se encuentran insertados dentro de la línea de la tubería. Pueden venir insertados de fábrica o realizar la operación al montar el riego en la parcela, cortando la tubería e instalando los emisores.
b) En derivación: Los emisores se encuentran pinchados a la tubería o conectados a ésta mediante un microtubo.
2. Riego por tuberías emisoras.
En este tipo de sistema de riego el agua se conduce a la vez que se aplica por las tuberías emisoras. Para la aplicación de agua con estos sistemas la presión de funcionamiento necesaria es baja (menor a 1Kg/cm2) y su caudal no sobrepasa los 16 l/h. Son muy adecuadas para cultivos en líneas con poca distancia entre plantas como las hortícolas.
Existen tres tipos de tuberías emisoras:
a) Tuberías perforadas: Las tuberías emisoras disponen de unos orificios por los que se aplica el agua al cultivo directamente desde el interior de la tubería.
b) Tuberías de doble pared: La tubería emisora se encuentra formada por dos tuberías concéntricas. La tubería interior tiene pequeños orificios o está hecha de material poroso por lo que el agua pasa de esta tubería a la exterior, la cual tiene practicados unos orificios por los que se aplica el agua al cultivo.
c) Cinta exudante: La cinta exudante está fabricada de un material poroso que es atravesado por el agua que circula en el interior de la tubería.
3. Riego por microaspersión.
Este sistema de riego consiste en aplicar agua en forma de una fina lluvia sobre la superficie del suelo o del cultivo. El radio de alcance de estos emisores no suele sobrepasar los 3m. Este sistema de riego localizado consume un mayor caudal que los anteriores (de 16 a 200 l/h) y está considerado como de elevada presión dentro del riego localizado (de 1 a 2 Kg/cm2). Está indicado para cultivos leñosos y herbáceos a distintos marcos de plantación. Dentro del riego por microaspersión se pueden encontrar dos tipos de emisores:
a) Difusores: Emisores con todos los componentes fijos.
b) Microaspersores: Emisores con algún mecanismo de rotación.
ELEMENTOS DE FILTRADO
Los elementos de filtrado se pueden dividir en dos grandes grupos. Los de prefiltrado, que eliminan las partículas más gruesas, y los de filtrado propiamente dicho, que eliminan el resto de partículas que pueden ocasionar problemas de obstrucciones en la instalación.
• Prefiltrado:
Dentro de los equipos de prefiltrado se pueden incluir tres sistemas de eliminación de las partículas más gruesas:
Depósitos de decantación:
Eliminan las partículas en suspensión por sedimentación de éstas en el fondo de un depósito en el que se deja el agua durante cierto tiempo. Este sistema es útil para aguas con gran cantidad de materia inorgánica suspendida (arenas, arcillas…) o para aguas muy ricas en hierro (sobre todo subterráneas) ya que el hierro se oxida al airearse al agua durante su entrada en el depósito.
Dispositivos de desbaste:
Estos dispositivos se utilizan en aguas con muchas partículas gruesas. Consisten en una mallas que se colocan perpendicularmente al flujo del agua, de forma que los elementos de mayor tamaño quedan retenidos en ellas. En el mercado aparecen dispositivos de este tipo con distinto grado de sofisticación.
• Filtrado:
Los dispositivos de filtrado se utilizan para eliminar el mayor número posible de partículas que puedan obturar los emisores. Hay varios tipos de equipos de filtrado en el mercado. A continuación se comentan los más comunes en las instalaciones de riego localizado:
Hidrociclón:
El hidrociclón es un sistema de filtrado adecuado para la eliminación de las partículas minerales (arenas, limos…) que se encuentran en el agua circulante. Consiste en un cuerpo cilíndrico que recibe el agua por un lateral y le imprime un movimiento de giro. El agua continúa girando mientras desciende por el cuerpo troncocónico del hidrociclón. Las partículas en suspensión, al ser más pesadas que el agua, son proyectadas contra las paredes del filtro y caen en un depósito inferior. El agua asciende por la parte central y sale por la parte superior. La pérdida de carga que ocasiona este sistema es de 0.3 a 0.5 Kg/cm2
Filtros de arena:
Los filtros de arena son especialmente efectivos para la eliminación de las partículas orgánicas (algas, bacterias…) que se encuentran en el agua de riego. Este filtro está compuesto por un depósito generalmente metálico (también existen de plástico reforzado) lleno de arena o grava de un determinado tamaño. El agua entra al depósito por la parte superior y atraviesa la arena, de forma que las partículas quedan retenidas por ésta. La salida del agua se encuentra en la parte inferior. La arena ha de ser de un tamaño igual al del paso del agua por el emisor, para filtrar todas las partículas mayores o iguales a este paso, que podrían causar obstrucciones. Estos filtros tienen la ventaja de que pueden retener una gran cantidad de patículas antes de ser limpiados. La pérdida de carga al pasar el agua por ellos es de 0,1 a 0,3 Kg/cm2 cuando están limpios.
Filtros de malla:
Los filtros de malla están formados por un cuerpo metálico cilíndrico que contiene en su interior un soporte perforado recubierto con una malla de orificios de tamaño variable. El soporte puede ser metálico o de plástico y la malla suele ser de acero inoxidable (también de nylon). El tamaño del orificio de paso del agua por la malla ha de ser como máximo 1/10 del tamaño del conducto del emisor en goteo y 1/5 en microaspersión. De esta forma, el filtro retendrá la mayor parte de las partículas que podrían obstruir el emisor. El filtro de malla se colmata con rapidez, por lo que no resulta indicado para aguas con gran cantidad de partículas. La pérdida de carga en los filtros de malla es de 0,1 a 0,3 Kg/cm2 cuando están limpios.
Filtros de anillas:
Los filtros de anillas son muy similares en funcionamiento de los de malla, siendo instalados en el cabezal de riego uno u otro filtro a elección del usuario. Estos sistemas de filtrado son de forma cilíndrica y contiene un soporte cilíndrico central y perforado sobre el que se colocan anillas con ranuras impresas. El agua se filtra al pasar por los pequeños conductos formados entre dos anillas consecutivas. El filtro de anillas puede retener, igual que el de mallas, una gran cantidad de partículas. La pérdida de carga que genera este sistema oscila entre 0,1 y 0,3 Kg/cm2.
OBTURACIONES EN LOS EMISORES DE RIEGO LOCALIZADO
Las obturaciones de los emisores son, actualmente, uno de los mayores problemas del riego localizado. Esto es debido a que los diámetros de los conductos por los que circula el agua de riego son muy pequeños y resulta relativamente sencillo que se depositen partículas en ellos. Las obstrucciones disminuyen el diámetro del emisor y, en ocasiones, cierran totalmente el paso al agua. Esta disminución de diámetro repercute en el rendimiento del cultivo ya que habrá plantas que no reciban toda el agua necesaria para su correcto desarrollo. Además, no todos los emisores presentan el mismo grado de obstrucción, por lo que la uniformidad de aplicación del agua de riego también se verá afectada.
Las obturaciones pueden ser de distintos tipos:
• Obturaciones químicas:
Los precipitados químicos se producen cuando se modifican las cualidades del agua de riego (temperatura, presión, pH...) y cuando se evapora el agua del interior de los emisores una vez acabado el riego.
Precipitados de calcio
Los precipitados de calcio se producen en función de la acidez del agua de riego. Cuando el agua es poco ácida, el calcio se precipita en los emisores provocando la disminución del diámetro de salida del agua de riego.
La forma de prevenir y tratar este tipo de obturaciones es aplicando al agua de riego cierta dosis de ácido (normalmente ácido nítrico) que hará aumentar el valor de acidez del agua. De esta forma el calcio del agua de riego quedará disuelto y no se presentarán problemas o, si ya se han localizado deposiciones de calcio, éstas se disolverán.
En la siguiente tabla se presentan las distintas dosis de ácido nítrico a aplicar para cada caso, el tipo de tratamiento para el que están indicadas y la frecuencia con que ha de realizarse dicho tratamiento. Estas dosis los las que hay que aplicar para un m3 de agua. Para saber la dosis total hay que multiplicar los valores de la tabla por los m3 de agua que se van a suministrar. Para tratamientos preventivos puede verse que hay dos opciones: una de ellas consiste en aplicar ácido nítrico todos los días y la otra es aplicarlo cada 15 o 20 días pero con una dosis mayor.
Respecto a los tratamientos con más dosis de ácido (obstrucciones leves y sin cultivo) hay que tener en cuenta que una vez se ha terminado de aplicar el ácido, es necesario limpiar las tuberías haciendo funcionar la instalación con agua limpia a la presión máxima abriendo los extremos de los ramales portagoteros para que salgan los restos de precipitados que no se han disuelto. Cuando se presentan obstrucciones graves se recomienda el tratamiento de baño en ácido de los goteros. Antes de realizar la operación hay que estudiar la posibilidad de sustituir los goteros obturados por otros nuevos, ya que esta última opción puede ser más rentable económicamente y en mano de obra que el baño en ácido.
Precipitados de hierro, azufre y manganeso
Los precipitados de hierro, azufre y manganeso se forman en los emisores al ponerse en contacto estos elementos con la atmósfera, ya que precipitan al oxidarse. Para evitar los problemas de obturaciones derivados de esta oxidación, puede airearse el agua de riego (mediante agitadores o inyectores de aire) antes de que entre en el depósito de decantación o embalse de regulación. De esta forma, los precipitados se forman antes de que el agua pase por el filtro de arena y se quedarán retenidos en él. También se pueden emplear elementos oxidantes que provoquen la precipitación tales como cloro, permanganato o distintos acidificantes.
Precipitados de fertilizantes
Los precipitados de fertilizantes pueden producirse por la reacción entre los elementos de distintas formulaciones o por reacciones con los elementos que contiene el agua de riego. Para evitar estas reacciones hay que comprobar en primer lugar la solubilidad del fertilizante en el agua de riego que se va a utilizar. La mezcla debe ser rápida, homogénea y no generarse espumas ni deposiciones de ningún tipo. Antes de aplicar varios productos en el agua de riego también habrá que cerciorarse antes de que no reaccionarán entre ellos, comprobando su composición y compatibilidad.
• Obturaciones físicas:
Las obturaciones físicas se producen por la sedimentación de partículas, tanto minerales como orgánicas, que se encuentran en suspensión en el agua de riego. También se consideran obturaciones físicas las producidas por partículas que acceden al emisor desde el exterior.
La prevención de este tipo de obturaciones pasa por la instalación de un buen sistema de filtrado en el cabezal de riego, y mantenerlo en buen estado con un adecuado mantenimiento. Para la eliminación de las partículas minerales (las más comunes si el agua de riego proviene de una acequia) lo más recomendable es un hidrociclón. Para combatir las obturaciones físicas producidas por organismos (más comunes en agua que proviene de embalses) lo más conveniente es la instalación de un filtro de arena. Los equipos de filtrado deben ser los adecuados para el tipo y tamaño de partículas que se encuentran es suspensión. Si el agua de riego transporta una gran cantidad de sólidos en suspensión será necesaria la existencia de un equipo de prefiltrado que elimine las partículas más gruesas. De esta forma no se sobrecargará el equipo de filtrado y se disminuirán los gastos de mantenimiento de éste.
El acceso a los emisores de partículas sólidas del exterior puede ser controlado evitando el contacto de los orificios de salida con el suelo colocando la salida del agua hacia arriba o instalando la tubería portaemisores a una cierta altura. Si los emisores se encuentran enterrados, se deberá instalar un sistema antisucción que inyecte aire a presión en la red de riego cuando finalice la aplicación de agua, de forma que no entren en el emisor partículas del suelo. Una vez que se han producido las obturaciones físicas la solución más adecuada es el aplicar agua a una presión mayor que la de riego (siempre que sea posible). Si esto no es posible se habrá de realizar una limpieza de los emisores o sustituirlos por otros nuevos.
• Obturaciones orgánicas:
Las obturaciones por elementos biológicos se producen por el crecimiento de éstos al alimentarse de restos de diversa índole que contienen las aguas de riego, causando problemas de obturaciones dentro de los emisores o en los filtros. Estas obturaciones se detectan en los emisores por su aspecto grasiento de color oscuro.
Este tipo de obturaciones está debido entre otras a dos causas principales:
Al crecimiento de algas en balsas o recintos donde se acumula el agua al aire libre. Las algas producen la colmatación rápida de los filtros y ocasionan restos que después serán medio de cultivo para el desarrollo de bacterias.
Desarrollo de microorganismos dentro de las conducciones (bacterias principalmente)
Para solucionar estos dos problemas, que en algún momento pueden ser graves, se recomienda:
En el caso de obturaciones por algas, un tratamiento eficaz es la aplicación de sulfato de cobre con dosis de 0.05 a 2 miligramos por litro de agua a tratar, colocando sacos sujetos a flotadores anclados en el fondo de la balsa. (No debe aplicarse con conducciones de aluminio). Otra posibilidad complementaria a la anterior es colocar las tomas (cuando es posible) a profundidades mayores de dos metros pues las algas tienden a desarrollarse en la superficie.
Para controlar las obturaciones debidas a bacterias se recomienda la utilización de hipoclorito sódico de forma que en el emisor más desfavorecido tenga durante un tiempo superior a 45 minutos una solución de cloro libre de 0.5 a 1 miligramos por litro de agua. Un sistema de medida de la cantidad de cloro libre que sale por el gotero menos favorable sería el que utiliza la DPD (N-dietil-p-fenil-diamina) ya que el resto de sistemas lo que miden es contenido de cloro total.
Para conseguir lo anterior en el cabezal de riego tendremos que aplicar entre 3 y 10 miligramos por litro de agua de cloro total dependiendo del sistema de riego y del pH del agua (a mayores valores del pH, mayor cantidad, de forma que a pH mayores de 7.5 el contenido de cloro libre al final de los ramales más alejados debe ser de 2 a 3 miligramos por litro).
En el momento de la aplicación se deben tener las siguientes precauciones:
1º. - Concentraciones mayores de las recomendadas no aumentan la eficacia y pueden dañar las raíces de los árboles.
2º. - Después de la aplicación se debe seguir regando como mínimo una hora.
3º. - La aplicación de cloro, se puede realizar por medio de bomba inyectora, Venturi, goteo junto a la aspiración de las bombas, dosificadores para usos urbanos, etc. …Esta aplicación tiene que realizarse siempre antes de los filtros y si a estos se les ha realizado una limpieza antes mejor, ya que de esa manera las necesidades de cloro serán menores.
FERTIRRIGACIÓN
La fertirrigación consiste en aplicar en el agua de riego los complementos nutritivos que necesitan los cultivos para su adecuado desarrollo. Este método de fertilización es de uso muy común en el riego localizado, ya que la aplicación de fertilizantes directamente al suelo no aporta buenos resultados. En los demás sistemas de riego, sobre todo en aspersión, también se puede realizar fertirrigación, aunque es una práctica menos extendida que en el riego localizado. La fertirrigación se realiza con un equipo específico para este fin. Este equipo se localiza normalmente en el cabezal de riego, y suelo ir seguido de un filtro de malla para eliminar los elementos más gruesos que el fertilizante haya introducido en el agua de riego. El equipo de fertirrigación actúa, desde el punto de vista hidráulico, por diferencia de presión, succión o mediante bombeo.
CARACTERÍSTICAS DE LA APLICACIÓN DEL AGUA EN LOS SISTEMAS DE RIEGO LOCALIZADO
En el riego localizado el agua no moja la totalidad del suelo, sin sólo la parte en la que se encuentra el sistema radicular de los cultivos. El agua, una vez aplicada, se redistribuye en el suelo en función de las características que tiene el terreno. La zona del suelo que recibe el agua de riego se denomina bulbo húmedo. La forma que adopta el bulbo húmedo depende de la textura del suelo, el caudal de cada emisor, el número de emisores y el tiempo de riego. De estos cuatro factores, el único que no se puede controlar es la textura del suelo de la parcela a regar. Por este motivo, los otros tres factores (tiempo de riego y caudal y número de emisores) serán los que haya que adaptar para que la forma del bulbo húmedo sea la adecuada a las necesidades del cultivo.
La textura del suelo determina en gran medida la forma del bulbo húmedo. Si el suelo es arcilloso, el agua no infiltrará fácilmente y se generará un bulbo ancho y poco profundo. Si el suelo es arenoso, el agua infiltrará rápidamente y el bulbo húmedo será profundo y estrecho. En los suelos francos la forma del bulbo húmedo será más equilibrada.
En la siguiente figura se puede observar la forma del bulbo húmedo producido por una misma cantidad de agua aplicada en tres tipos de suelo distintos.
VENTAJAS E INCONVENIENTES
• Ventajas:
1.- El riego por goteo ahorra agua de riego debido a que aplica agua únicamente en la parte del suelo que se encuentra ocupada por las raíces de los cultivos.
2.- El riego por goteo aplicado correctamente tiene una elevada eficiencia de aplicación, ya que se evitan las pérdidas por escorrentía superficial, percolación y evaporación directa del agua desde el suelo.
3.- Dificulta la aparición de malas hierbas en la parte del suelo que no se humedece. Por este motivo, el control de las malas hierbas se reduce únicamente a la zona del suelo que se riega.
4.- Las labores agrícolas no se ven interrumpidas durante el ciclo del cultivo ya que en ningún momento se encuentra mojada toda la superficie del suelo.
5.- Permite un preciso control de las dosis de fertilizantes y productos químicos aplicados en el agua de riego.
6.- El riego localizado es muy adecuado para zonas en las que la presión disponible no es muy elevada, ya que son sistemas que funcionan a bajas presiones.
7.- Permite el cultivo en zonas con aguas de mala calidad (con salinidad) ya que en el bulbo húmedo las sales se encuentran disueltas y la mayor concentración de éstas se acumula en la zona externa del bulbo húmedo, lugar al que no llegan las raíces del cultivo.
8.- La uniformidad de aplicación del agua depende únicamente del buen diseño de la red de riego y no se ve afectada por el tipo de suelo ni por las condiciones climáticas.
• Inconvenientes:
1.- El riego por goteo requiere una elevada inversión inicial y su coste depende del cultivo, modalidad de riego elegida, calidad del agua de riego, necesidades de filtrado…
2.- Necesita un continuo control y mantenimiento de la red y del cabezal de riego. Los emisores requieren mucha atención ya que son muy sensibles a las obstrucciones.
3.- Pueden original problemas de salinidad dentro del bulbo húmedo si no se maneja adecuadamente el sistema de riego.
4.- No es un sistema de riego adecuado para la gran mayoría de los cultivos extensivos.
5.- En cultivos leñosos, puede ocasionar problemas de enraizamiento si no se maneja correctamente el bulbo húmedo, ya que el volumen de suelo mojado ha de ser el suficiente para que las raíces proporcionen un buen anclaje al cultivo.
RECOMENDACIONES
1.- Mantener los equipos de filtrado en perfectas condiciones de funcionamiento durante toda la campaña de riegos.
2.- Hacer tratamientos preventivos en el agua de riego para evitar obturaciones en los goteros.
3.- Hacer una limpieza general de la red de distribución una vez al año, antes del inicio de la temporada de riego.
4.- Comprobar el buen funcionamiento de los elementos del cabezal de riego y de los goteros al inicio de la campaña de riegos.
5.- Tener precaución en la incorporación de los fertilizantes, evitando mezclas que puedan producir precipitaciones o elevada salinidad del agua de riego.
6.- En el riego por goteo es muy importante el control de los distintos tipos de obturaciones, ya que si no se detectan a tiempo puede producirse una interrupción en el aporte de agua causando un descenso del rendimiento en las plantas afectadas.
