El sistema de riego aumenta la productividad agrícola

El sistema de goteo subterráneo se define como un sistema de riego que utiliza el suelo como medio para esparcir agua, en el que los emisores se encuentran debajo de la superficie del suelo, ubicados dentro de la capa donde se encuentra el sistema radicular de las plantas.

En el pasado, el goteo subterráneo se utilizaba en cultivos de alto valor (árboles frutales y ornamentales). Sin embargo, con la evolución de la tecnología de fabricación de los componentes de este sistema, la vida útil aumentó y, por tanto, comenzó a utilizarse en cultivos (commodities) de menor valor.

La longevidad del sistema está ligada a la calidad del proyecto hidráulico, la implementación del sistema y su adecuada gestión. A continuación, abordaremos algunos puntos relevantes para el diseño y mantenimiento de un sistema de goteo subterráneo.

Ventajas 

El conflicto por el agua es uno de los factores que más preocupa a los regantes de zonas áridas y semiáridas. Por lo tanto, el goteo subterráneo es una alternativa viable para aumentar la eficiencia en el uso del agua. Generalmente el ahorro de agua es del orden del 40%, ya que la capa superficial del suelo (0cm-15cm) permanece seca, lo que reduce considerablemente la evaporación del agua.

Además de una mayor eficiencia en el uso del agua, es posible reducir los costos de electricidad, costo que en los últimos años se ha encarecido para el productor. En este sistema, todavía es posible reutilizar las aguas residuales de forma segura para las plantas, los productores y los consumidores. Sin embargo, se debe evaluar la viabilidad de esta práctica para cada escenario de producción.

La aplicación de fertilizantes, insecticidas, fungicidas, nematicidas y herbicidas, utilizando como vehículo el agua de riego, es una técnica viable para sistemas de goteo subterráneo, ya que aumenta la eficiencia tanto de uso como de acción, debido a que el producto se aplica cerca de las raíces. . Además, reduce la demanda de mano de obra y reduce la compactación del suelo debido al menor tránsito de maquinaria en la zona.

El goteo subterráneo también proporciona una menor incidencia de enfermedades foliares y malezas y, como consecuencia, reduce el número de aplicaciones y los costos inherentes a estas prácticas. Los tubos goteros están protegidos por una capa de tierra, lo que reduce el deterioro por radiación solar y los daños causados ​​por tratamientos culturales y mecanización, lo que se traduce en un aumento de la vida útil de los equipos. Esta mayor longevidad de los equipos también contribuye a la amortización de los costes de inversión.

Todas estas ventajas conducen a una mayor productividad. Este incremento puede llegar al 30% en el cultivo industrial de tomate, al 50% en café y en caña de azúcar, se pueden lograr hasta 12 cortes con productividades superiores a las 180ton/ha.

Desventajas

Por otro lado, este sistema tiene algunas desventajas, entre ellas una mayor inversión en sistemas de filtración de agua para evitar obstrucciones. La calidad del agua puede ser un factor limitante y, en algunos casos, requerir un tratamiento especial para evitar la formación de precipitados. Como resultado, hay un aumento de componentes especiales en el sistema de riego que aumenta los costos de implementación. 

En el campo, generalmente la capa superficial del suelo permanece seca y esto puede reducir la tasa de germinación o cuajado de las plántulas trasplantadas, requiriendo lluvia o dispositivos móviles para la aplicación artificial de agua. Otro factor que puede dificultar el establecimiento de las plantas es la acumulación de sales que se puede producir encima de los emisores, dependiendo de la calidad del agua de riego. 

Las tasas de aplicación de emisores pueden exceder la capacidad de algunos suelos para redistribuir el agua. Como resultado, el agua puede llegar a la superficie del suelo a través de caminos preferenciales, provocando manchas húmedas indeseables en el campo. Otro problema es el espaciamiento fijo entre líneas de riego y entre emisores, ya que restringe el número de cultivos que se pueden utilizar para sucesión o rotación. 

A pesar de los numerosos beneficios, el goteo subterráneo sigue siendo una tecnología poco utilizada en Brasil y, en consecuencia, los técnicos y productores tienen poca experiencia con este sistema. Por lo tanto, los errores de diseño son más difíciles y costosos de resolver en el campo, ya que los emisores están enterrados en el suelo y el problema suele aparecer al final del ciclo de producción de un cultivo.

Proyecto

Los criterios de tamaño son similares a los del sistema de goteo superficial, excepto por algunos componentes obligatorios, que deben incorporarse al sistema de goteo subterráneo. Es importante resaltar que el proyecto debe ser realizado por un profesional capacitado para que sea posible satisfacer la demanda hídrica del cultivo o grupo de cultivos utilizados en sucesión o rotación, según los atributos del suelo y las preferencias del agricultor.

Filtración

Los sistemas de riego por goteo subterráneo requieren una buena filtración, es decir, para asegurar un buen desempeño del proyecto y la longevidad del sistema de riego, no se recomienda reducir costos con sistemas de filtración y tratamiento de agua. Los problemas de obstrucción pueden ser difíciles o imposibles de solucionar en este sistema.

Según los fabricantes de tubos goteros, si el agua de riego contiene más de 2ppm de arena, se debe instalar un filtro tipo hidrociclón antes del filtro principal para extraer la arena. Cuando hay sólidos (arena, limo y arcilla) mayores a 100ppm se debe dejar reposar el agua para que sedimenten las partículas. Después del hidrociclón, es importante instalar filtros de arena para una eliminación más eficiente de los sólidos. Y el último elemento filtrante (rejilla o discos) debe tener una capacidad de filtrado adecuada para cada modelo de emisor, que generalmente varía desde 140mesh hasta 200mesh.

Dimensionamiento

La elección del caudal del emisor debe basarse en la demanda máxima de agua. Generalmente, la mayoría de los caudales comerciales y los espaciamientos típicos entre emisores y líneas de goteo presentan tasas de aplicación por encima del pico de referencia (evapotranspiración del cultivo - ETc). Se recomiendan emisores con mayores caudales para este sistema, porque están menos sujetos a obstrucciones y permiten una mayor flexibilidad en la programación del riego. 

Por otro lado, cuando se eligen emisores con caudales más altos, es posible que sea necesario reducir la longitud de la línea lateral para mantener una buena uniformidad. Y, dependiendo del tipo de suelo, puede presentar problemas de contrapresión, que generalmente se da en suelos pesados, que tienen baja conductividad hidráulica, y la presión contraria al emisor dificulta la salida del agua o caminos preferenciales en el suelo. , las llamadas “chimeneas”, muy comunes en suelos arenosos y/o con grietas.

La velocidad del flujo de fluido recomendada para dimensionar las líneas laterales varía de 0,3 m/s a 0,6 m/s. Para sistemas de goteo subterráneo, es factible adoptar valores cercanos a 0,6m/s, ya que con una mayor velocidad de descarga es posible tener una mejor limpieza general de los materiales.

Al final de las líneas laterales es importante instalar tuberías y válvulas de descarga para asegurar una adecuada limpieza del sistema. Si no es posible utilizar el sistema automático, se deberán instalar dispositivos de final de línea manuales. Sin embargo, estos componentes deben dimensionarse de manera que no influyan significativamente en el proceso normal del sistema. Es importante adoptar tamaños iguales para las líneas laterales y, por tanto, evitar variaciones en la presión de funcionamiento.

Cuando se trata de limpieza final de líneas de forma automatizada, se recomienda insertar la válvula de descarga en el centro de la línea de limpieza, ya que ayuda a reducir las pérdidas de presión y, por tanto, es posible optar por una tubería de menor diámetro. a esta línea.

Generalmente para elegir el diámetro de la línea de limpieza se adopta un valor igual o mayor al 25% de la sección transversal acumulada de las líneas de goteo, por lo que la velocidad de flujo de la línea lateral es de aproximadamente 0,3 m/s, lo cual es aceptable para el proyecto.

En los puntos más altos de las líneas de limpieza se deberán instalar válvulas de doble efecto para evitar el aplastamiento de la línea de goteo y la succión de tierra por los emisores, en condiciones de depresión, y para facilitar la expulsión de aire de todas las tuberías enterradas. Además, también se recomiendan emisores antisucción para evitar la succión del suelo.

Para limpiar adecuadamente el sistema subterráneo, el conjunto de bomba debe dimensionarse con suficiente presión y capacidad de flujo para eliminar los desechos del sector más crítico. Por lo tanto, es importante elegir tuberías goteras con buena resistencia para soportar la presión utilizada para la limpieza y utilizar válvulas reguladoras de presión al inicio de los sectores para garantizar una presión normal de funcionamiento.

manejo

La mejor manera de mantener un sistema de goteo subterráneo con buena eficiencia de riego durante muchos años es adoptar medidas preventivas, es decir, un proyecto adecuadamente dimensionado e implementado. Así como adquirir material de calidad. 

Existen empresas operando en el país que son referentes en el mercado en relación al riego localizado. Cuentan con tecnologías avanzadas en tuberías de goteo que aumentan la confianza de los productores en la adopción de sistemas de goteo subterráneos. Las tecnologías de emisores incluyen: protección contra la intrusión de raíces, emisores autocompensantes y mecanismo antisifón, que evita que partículas de tierra entren al gotero.

Sin embargo, no todos los productores tienen los medios económicos para comprar materiales de alta calidad. Por ello, presentaremos algunas prácticas adoptadas para evaluar el sistema de riego, manejo rutinario para prevenir obstrucciones y acciones efectivas de desbloqueo. 

Evaluación de eficiencia

Generalmente, los fabricantes de líneas de goteo garantizan un 90% de uniformidad. Sin embargo, una de las principales desventajas del sistema subterráneo es la dificultad para evaluar la uniformidad de la distribución del agua a través de los emisores una vez instalados. Si se realiza de forma convencional, recogiendo la cuchilla, resulta muy laborioso, ya que será necesario cavar zanjas, lo que hace inviable esta práctica en zonas productivas.

Instalar manómetros inmediatamente después del conjunto de motobombas, al inicio de los sectores y en las líneas de limpieza para verificar diariamente la presión del sistema, es una estrategia viable para indicar el estado actual del sistema, permitiendo al operador detectar problemas en el motobombas, fugas de succión y línea principal, así como posibles obstrucciones (aumento de presión de servicio) o fugas en las tuberías de goteros (reducción de presión de servicio). 

Otra forma de detectar emisores obstruidos sería comprobando en campo plantas con mal crecimiento, fallas o mediante imágenes de vehículos aéreos no tripulados, debido a la alta resolución espacial, que permite visualizar la heterogeneidad del cultivo.

Gestión de rutina

El manejo de rutina recomendado para los sistemas de goteo subterráneos es similar al goteo superficial y los microaspersores. Los sistemas localizados son ideales para la automatización, sin embargo la presencia del operador en el área de riego es fundamental para detectar problemas. Por lo que se recomienda caminar por la zona semanalmente y/o antes de cada evento de fertirrigación para comprobar posibles fugas (humedad superficial) y, en caso de detectarlas, utilizar conexiones adecuadas para solucionar el problema.

Semanalmente y/o después de la fertirrigación es necesario limpiar los tubos de los goteros, abriendo la válvula de descarga y aplicando agua durante diez a 20 minutos o hasta que el agua residual tenga el mismo color que el agua entrante. Sin embargo, esto puede variar para cada propiedad dependiendo de la calidad del agua. En algunos casos específicos se debe realizar una limpieza después de cada evento de riego.

Consideraciones finales

El riego por goteo subterráneo es un sistema poco utilizado en Brasil, y el costo de implementación, junto con la falta de experiencia de técnicos y productores, constituye un obstáculo para aumentar el número de áreas regadas con este sistema. El sistema ha sido ampliamente utilizado para cultivos de caña de azúcar y en la producción de semillas de pastos, mostrando un crecimiento significativo en áreas irrigadas para cultivos de cereales. Para lograrlo son necesarios buenos proyectos y una correcta gestión que aseguren una mayor productividad del cultivo y una mayor longevidad del sistema, aumentando la viabilidad de su uso.

Manejo para remediar obstrucciones.

Para evitar o reducir el crecimiento de raíces en los orificios emisores, se recomienda aplicar el herbicida trifluralin a dosis de 100ml/ha a los cultivos de caña de azúcar mediante el agua de riego. Para el cultivo de café se recomienda aplicarlo dos veces al año, una antes del estrés hídrico y otra después de la temporada de lluvias. Para plantas de tomate, se recomienda aplicar al inicio del ciclo, durante 20 a 30 minutos.

Además, algunos emisores ya llevan trifluralina incorporados en la fabricación o pueden incorporarse a los componentes del filtro. El uso de ácido fosfórico (15 mg/L) o cloro también puede ayudar a prevenir la intrusión de raíces o ayudar a remediar los emisores parcialmente obstruidos por la oxidación de las raíces. Vale la pena señalar que la remediación de obstrucciones con productos químicos no siempre es factible, especialmente cuando se cultivan cultivos sensibles.

*Por Edcássio Dias Araújo, Gustavo Henrique da Silva, Trabajo Teixeira de Oliveira e Fernando França da Cunha, de la UFV