IMPLEMENTACION DE RIEGO INTERMITENTE EN DISTRITOS DE RIEGO POR

GRAVEDAD

Ing. Pedro Cruz Chávez. Representante de la firma P&R Surge Systems Inc.

I. INTRODUCCION.

En México existen aproximadamente 6.5 millones de hectáreas bajo

riego, de las cuales más de 4 millones se riegan por surcos y más de un millón

con algún otro método por gravedad (melgas, estanques nivelados, etc.). De

lo anterior se desprende que más del 80% se riega por gravedad y el resto

por algún método presurizado.

Dentro de los Distritos de Riego por gravedad del país, la mayoría de

la infraestructura está construida, diseñada y planificada para operar como

un sistema de distribución del agua de riego en condiciones de

escurrimiento superficial con fuerza de gravedad. De aquí que las cargas

hidráulicas disponibles en las parcelas sean muy bajas, lo cual imposibilita

la instalación de sistemas de riego presurizado sin el auxilio de energía

externa(eléctrica o combustión) y el método de riego obligatorio es por

superficie. En los Distritos de Riego por bombeo, también en unidades de

riego independientes, con la ventaja que tienen ya fuente de energía

eléctrica para presurizar un sistema de riego, la situación no es tan diferente,

y generalmente se riega por gravedad con acequias y regaderas o como

máximo se han incorporado tubería de compuertas con hidrantes.

Ante este panorama actual de la agricultura de riego, resulta claro que

gran parte de la modernización y tecnificación del riego en México se deberá

abordar mejorando los métodos de diseño y operación de los sistemas de

riego por gravedad, esto implica tener personal técnico calificado, centros de

capacitación para educar a los usuarios.

Para llegar al meollo de tema que nos ocupa, es conveniente acotar

cuales son las deficiencias del Riego por gravedad tradicional bajo flujo

continuo. Las principales características del riego por flujo continuo son que

no existe uniformidad a lo largo del surco(Percolación Profunda al inicio),

existe escorrentía al final de los surcos y no se puede aplicar fertilizantes

eficientemente con el riego. Al respecto se han hecho ya investigaciones en

Universidades de Estados Unidos, tanto en parcelas experimentales como en

fincas comerciales llegando a patentizar el método de Riego, que

denominaron "Surge Flow", o "Riego Intermitente" en español que consiste

en la aplicación discontinua y alternada de agua hasta completar el riego, con

esto se logra disminuir significativamente la infiltración profunda y la

escorrentía al final del surco. Existen varias formas de llevar a cabo en la

práctica el concepto que implica el "surge flow", desde empleando

dispositivos muy rudimentarios y/o artesanales hasta utilizar dispositivos de

los más modernos que se han fabricado.

II. APLICACION.

Surcos(principalmente) y Melgas.

III.- IMPLEMENTACION DEL RIEGO INTERMITENTE.

Partiendo de las características de los distritos de Riego por Gravedad,

mencionados en el capitulo anterior, sabemos que el problema principal es

que no existe carga hidráulica suficiente para habilitar un sistema de riego

presurizado clásico (goteo, microaspersión, aspersión), por consiguiente la

alternativa es pensar en sistemas de baja presión que puedan habilitarse con

cargas hidráulicas existentes que son muy reducidas. Para este fin se han

desarrollado comercialmente tuberías de Polietileno y PVC de espesor muy

pequeño y de diámetro muy grande, conocidas comúnmente como MANGAS.

Con este tipo de tubería y con el dispositivo para riego intermitente se puede

llevar a cabo un Riego de baja presión con una alta eficiencia de aplicación a

nivel parcelario(de 80-85%). Se logra un sistema de riego con cargas de 40 cm

de desnivel (0.40 metros o menos dependiendo de la longitud de la regadera)

desde la toma de agua(toma granja, acequia o canal secundario) hasta donde

termina la regadera de los surcos en la parcela. Podemos decir que la gran

mayoría de parcelas en los Distritos de Riego por Gravedad cumplen esta

condición de Carga Hidráulica.

El sistema completo lo integran un dispositivo para riego intermitente

(válvula y controlador) moderno, automático, con comando para inyectar

fertilizante, inyector de fertilizante y las mangas de polietileno con

compuertas BLOOM GATE. El cerebro para lograr un buen riego es el

controlador(computadora) del equipo de Riego Intermitente. A continuación

se muestran fotos de sistemas completos.

Figura 3.1. Componentes del cabezal, controlador, válvula mariposa,

inyector de fertilizante, equipo ensamblado.

Figura 3.2. Compuerta Bloom gate y manga de polietileno funcionando.

Figura 3.2. Equipos completos funcionado por gravedad.

IV.- MANGAS PARA RIEGO

Por definición, una manga de riego es un tubo plástico flexible y espesores de pared muy reducida respecto del diámetro, resistente a rayos ultravioleta. En general se conoce como mangas a los diámetros entre 50 mm en adelante, alcanzando hasta diámetros comerciales de 630 mm, los más comunes son de 200mm, 250mm, 300mm, 380mm, 460mm. Sus espesores pueden variar, dependiendo del material y requerimientos entre los 0,2 mm (8MIL) hasta los 0,6 mm (24 MIL)(0,1 mm = 100 micrones). Estos diámetros grandes y espesores de pared reducidos implican una baja resistencia a la presión interna en comparación con la tubería rígida. Concluimos que una manga riego es un elemento de conducción de agua a baja presión diseñada para no resistir presión. Esto no la hace menos útil o de mala calidad, por el contrario es una herramienta muy poderosa si la usamos adecuadamente. No soporta presión pero tampoco la requiere en el los casos(ámbito) de su aplicación. De hecho la recomendación es de 1 mca (metro de columna de agua o 0.1 kg/cm2) de presión como máximo en los proyectos diseñados con esta tubería. Si se tiene en cuenta esta recomendación, se logrará un ahorro de dinero muy interesante en la instalación.

Las velocidades sugeridas para la determinación de los diámetros es del 0,8 m/seg o menos para manga de PE muy cercana a régimen laminar, ocasionando pérdidas de carga muy pequeñas, presiones internas también pequeñas por consiguiente tuberías de calibre (Timbraje) reducido. A diferencia de las conducciones de PVC donde las velocidades son alrededor de 1.50 m/s bajo un régimen hidráulico turbulento, lo que ocasiona pérdidas de carga y presiones internas mayores demandando un mayor calibre.

Tipos de mangas

Desde su material constitutivo pueden ser fabricadas en: • Polietileno (Pe) negro marca poly pipe. • Polietileno (Pex) con soporte textil marca pyr pipe. • PVC (PVCx) con soporte textil marca flexi pipe.

Dentro de cada material podría establecerse una diferenciación por su espesor o tipo de soporte textil. Para el caso, nos interesa conocer que las mangas de Polietileno(Pe) son las más económicas pero también las de menor resistencia mecánica y a la presión interna. Por el contrario, las PVCx son las más resistentes y de mayor costo. Las más utilizadas son las de Polietileno se presentan en los siguientes

espesores de pared:

Tipo Espesor medio

en micrones

STD 250 (10 MIL)

REF 300 (12 MIL) PES 350 (14 MIL)

EXT 450 (18 MIL)

Generalmente se utiliza la manga de Polietileno Estándar(Calibre 10

MIL) para la mayoría de proyectos, un mayor calibre no necesariamente la

hace más durable. Nos referiremos para el tema que nos ocupa a las Mangas

de Polietileno que son las más comunes en el mercado.

La duración de una manga de Polietileno es corta si se la considera un

Bien de Uso, un activo como una máquina que debe durar largos años. Pero

es muy larga si la consideramos como un Insumo, tal cual el combustible ,

fertilizante o pesticidas. La verdad que es un hibrido intermedio, que dura

varios años (generalmente relacionado con su trato) no tantos para ser un

Bien de Uso, ni una temporada para ser considerada como un insumo. La

duración de las mangas es de 2 a 3 años según los cuidados.

Las mangas en sí, son un tubo de Pe, sin costura que solo sirve para

conducción de agua, pero también se utiliza como tubería

regante(multicompuertas) al acompañarse y complementarse, con la

compuerta Bloom Gate(emisor hacia los surcos). Este dispositivo se inserta

en el campo, con la manga ya llena. Con la ayuda de un insertor, se "pincha"

la manga en la ubicación deseada y se instala la compuerta. De esta manera

queda completo un sistema de riego por multicompuertas.

V. VENTAJAS Y DESVENTAJAS.

VENTAJAS

•Baja inversión Inicial: Para las condiciones de Carga Hidráulica en un Distrito de Riego si se instalara tubería de PVC demandaría diámetros muy grandes que por costo serían casi prohibitivos, en cambio las mangas de polietileno son de diámetros muy grandes a costos reducidos. Por ejemplo si se conducen 55 lps, a una distancia de 300 metros(longitud cabecera de la parcela), necesitamos para una carga(desnivel) de 0.40 metros una tubería de 12". Entrando al comparativo de costos por metro de tubería tendríamos una razón mayor de 10 a 1, más costosa la tubería de PVC. • Eliminación de pérdidas en la cabecera: Al ser la conducción por una tubería de polietileno, el sistema permite una disminución significativa de las perdidas que seproducen en las acequias con riego tradicional ya sea por fugas, desbordes o infiltración. •Acequias: Se elimina la sistematización por acequias y su mantenimiento, tapones,compuertas de derivación, etc, que son necesarias en el sistema tradicional. Implica una disminución importante en mano de obra, en el manejo y operación de riego, se eliminan también las pipas o sifones de riego. •Posibilidad de manejo de caudales: Por poseer ventanas regulables es posible manejar el riego con el caudal máximo con las ventanas totalmente abiertas o regularlas según necesidad, Por ejemplo en terrenos con pendiente es importante e utilizar la técnica de dos caudales. El máximo inicial para lograr un frente de avance rápido y un caudal reducido posterior para cumplir con el tiempo de riego. Esto permite disminuir las perdidas por escurrimiento al pie y aumenta la eficiencia de riego en la parcela a 80-85%. •Transportables y plegables: Es posible transportarlas a distintos cuadros o sectores de riego ya que pueden ser desmontadas. Son además plegables o enrollables para permitir la realización de labores culturales. Instalación rápida y sencilla. DESVENTAJAS

Entre las limitaciones (desventajas) podemos indicar: • Baja resistencia a la presión interna. • Corta duración de la vida útil. • Baja resistencia al punzonado (pinchaduras) en las mangas de Pe. • Atacables por roedores. Para contrarestar las desventajas de las mangas y hacer su uso más eficaz y

duradero se presentan las siguientes recomendaciones.

-Para una manga de Pe, la presión interna NUNCA debe superar 1 mca (un

metro de columna de agua).

-Siempre manejar la manga con pendiente a favor o con pendiente cero,

nunca o limitar su uso en contrapendientes. En caso que exista mucha

pendiente colocar cámaras rompepresión en el lugar requerido de acuerdo a

la línea de energía , de tal manera que la línea de energía no supere 1 MCA

de presión. Existen cámaras rompepresión comerciales o se pueden fabricar

artesanales o caseras. Ver figura 4.

Figura 5. Dos tipos de cámara rompepresión para protección de la manga

contra sobrepresión.

-Los roedores son grandes enemigos. Para las mangas instaladas se debe

cuidar la maleza alrededor de ellas, para evitar que aniden.

-Cuando se almacenan, se recomienda hacerlo sumergidas en agua, ya sea en

un tanque australiano o piletón, amarrarlas con hule o goma, nunca con

alambre.

-Evitar el contacto con superficies pedregosas (quitar las piedras). - Evitar espinas, herramientas punzantes y acercamiento de animales. -Plegado cuidadoso para el traslado.

VI. COMENTARIOS FINALES DE RIEGO INTERMITENTE POR GRAVEDAD.

•Podemos inferir que esta nueva categoría de riego de Baja Presión reúne las

ventajas de los sistemas presurizados(buena eficiencia) y las ventajas de los

riegos por gravedad(bajo costo). Adquiriendo la válvula, controlador, inyector

de fertilizante, mangas y compuertas Bloom gate y demás accesorios

podemos decir que el costo es diez o más veces menos costoso que un

sistema presurizado.

•Se pueden obtener eficiencias del 80 al 85% a nivel parcelario, similar a un

sistema por aspersión de mediana presión(p. ej. pivote central, aspersión

fija, side-roll) pero a un costo mucho menor.

•El alma de todo el sistema es el controlador con la válvula principalmente

acompañado desde luego por las ventajas que representan las mangas y sus

accesorios mas el inyector de fertilizante.

•Con la implementación de este Sistema de Riego, se puede prescindir

totalmente de las acequias y regaderas parcelarias.

•La energía de gravedad es GRATIS, por lo tanto no existe costo de energía

eléctrica o combustible fósil.

•Desde luego que si existe un desnivel suficiente y se cuenta con capital se

puede optar por tuberías de pvc como conducción y multicompuertas.

•Es una alternativa que se debe adoptar sin lugar a dudas para el plan contra las sequias de los últimos años, anunciado por el gobierno Federal y delegado Estatal de la Sagarpa en Chihuahua recientemente.

VII. Referencias. Angeles Montiel, Vicente. Fundamentos de Hidráulica para diseño y revisión de Sistemas de riego Presurizado. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo Méx. Angeles Montiel, Vicente. Redes abiertas de tuberías para riego, trazo, diseño, revisión y análisis. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo Méx. Arnalich Castañeda Santiago. Como diseñar un sistema de agua por gravedad. Arnalich, water and habitat. Arnalich, S. (2008). Abastecimiento de Agua por Gravedad. Concepción, Diseño y Dimensionado para Proyectos de Cooperación. Arnalich, water and habitat. Arteaga Tovar Eduardo. Hidráulica elemental. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo Méx. Belaustegui, Sebastian. P&R Argentina. Hojas Técnicas diversas sobre caudal discontinuo. San Fernando, Buenos Aires Argentina. Cruz Chávez Pedro. Riego Intermitente en cultivo de maíz. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo Méx. Garcia V. Naum. Riego Intermitente. Diseño y Evaluación. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Jiutepec Morelos. L.J. Booher. El Riego superficial. Universidad de California, Davis. Consultor y especialista en extensión del riego, FAO. P&R Surge Systems Inc. Lubbock Texas, USA. Irrigation valves and controllers.

Sifuentes Ibarra, E. et al. Tecnologías de riego bajo condiciones de escasez de agua. INIFAP. CIRNO. Fundación PRODUCE Sinaloa. IMTA. SAGARPA.