Influencia de la Pendiente del Terreno en la Uniformidad de Distribución de Caudal en Cintas de Riego Localizado

Transcripción

1 Influencia de la Pendiente del Terreno en la Uniformidad de Distribución de Caudal en Cintas de Riego Localizado 1. Introducción 2. Objetivo 3. Materiales y Métodos 4. Resultados y Discusión 5. Conclusiones

2 Distribución de Caudal en Cintas de Riego Localizado./[Cánovas Fernández, G.; Baeza Cano, R.; Gavilán Zafra, P.; Contreras París, J.I.]. Almería. Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural, Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera, p. Formato digital (e-book) - (Producción Ecológica y Recursos Naturales). Riego por goteo, emisores, desnivel, descarga, tuberías emisoras, coeficiente de uniformidad Este documento está bajo Licencia Creative Commons. Reconocimiento-No comercial-sin obra derivada. Influencia de la Pendiente del Terreno en la Uniformidad de Distribución de Caudal en Cintas de Riego Localizado Edita JUNTA DE ANDALUCÍA. Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera. Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural. Almería, Marzo de Autoría: Gema Cánovas Fernández 1 Rafael Baeza Cano 2 Pedro Gavilán Zafra 3 Juana Isabel Contreras París Agencia de Gestión Agraria y Pesquera de Andalucía (AGAPA), Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural. 2 IFAPA, Centro de La Mojonera 3 IFAPA, Centro Alameda del Obispo

3 1. Introducción 1.1. Objetivo Las cintas de riego localizado son un material muy extendido en el riego de los cultivos hortícolas. En este grupo se incluyen tanto las cintas propiamente dichas como las tuberías de gotero de pared delgada. En parcelas con orografía irregular es frecuente encontrar redes de riego con los ramales instalados en pendiente. En estas instalaciones es posible que la uniformidad de distribución, cuando se evalúa el riego con la instalación en carga (a presión), sea muy elevada. Sin embargo, cuando se evalúa el pulso completo de riego, incluyendo los periodos de carga y descarga de las tuberías, la uniformidad de distribución disminuye. Este descenso en la uniformidad es especialmente pronunciado si el pulso de riego es corto, como consecuencia de la mayor influencia proporcional de las descargas producidas en los emisores al finalizar riego. El objetivo de este trabajo ha sido evaluar la influencia de la pendiente del terreno y de la carga y descarga de las cintas de riego en la uniformidad de distribución (UD) del riego. Para ello, se ha medido la UD en ramales de riego con distinta pendiente y comparando el agua recogida bien en una fracción del tiempo de riego en carga, o bien durante el pulso completo de riego. Imagen 1. Recogida del volumen de agua en un punto de emisión. 3/12

4 2. Materiales y Métodos El experimento se realizó en el laboratorio de evaluación de materiales de riego localizado, situado en las instalaciones que posee el Centro IFAPA de La Mojonera en La Cañada (Almería). El dispositivo experimental instalado consistió en un banco de pruebas de cintas de riego de 40 m de longitud instaladas con pendiente variable entre el 0 y el 5%, tanto en sentido ascendente como descendente (Imagen 3, Figura 1). Imagen 2. Laboratorio de evaluación de materiales. Imagen 3. Banco de pruebas de cintas de riego con pendiente variable. Figura 1. Croquis del banco de pruebas a diferentes pendientes. 4/12

5 Para evitar el efecto sobre los resultados causado por posibles obturaciones se utilizó agua desalada y filtrada. Se estableció un diseño experimental factorial con tres repeticiones y dos factores: pendiente y compensación de caudal. La unidad experimental básica fue un lateral de cinta de riego con 200 salidas. Se evaluó el comportamiento de dos modelos de cinta de riego de uso frecuente en los cultivos de fresa y lechuga: modelo no compensante y modelo autocompensante, respectivamente. La separación entre emisores fue de 20 cm. Antes de realizar las medidas en el banco de pruebas en pendiente, se analizaron los dos modelos de cinta en el banco de ensayo de emisores de riego siguiendo la norma UNE (Imagen 4), obteniéndose las siguientes fórmulas de gasto: Imagen 4. Banco de pruebas de emisores. Cinta compensante Q = 0,60 * H -0,003 Cinta no compensante Q = 1,55 * H 0,522 Donde Q es el caudal medido en l/h y H es la presión en bar. 1 UNE Material de riego. Emisores. Requisitos generales y métodos de ensayo. Norma Española. 5/12

6 CUD Ecuación 1 A continuación, se aplicaron a las cintas pulsos de riego de 15 minutos a tres presiones de trabajo (0,10, 0,15 y 0,20 MPa) para cada una de las pendientes de trabajo. Se midió el volumen recogido en 28 emisores durante todo el pulso de riego, esperando a que se produjese la descarga completa del ramal de riego. Se midió también el caudal recogido en los mismos emisores con la tubería en carga y la presión en 5 puntos equidistantes a lo largo del ramal. Para la evaluación de la uniformidad de distribución de riego se empleó el método del cuarto inferior (Ecuación 1) propuesto por Keller y Karmeli (1974) 1. Los valores de uniformidad obtenidos se calificaron de acuerdo con la clasificación propuesta por Merrian y Keller (1978) 2 (Tabla 1). Con los datos obtenidos se realizó un análisis de la varianza y un test de comparación de medias (MDS; p>0,05). Donde CUD: Coeficiente de Uniformidad de Distribución, en tanto por ciento. q 25% : Promedio de los caudales del 25% de los emisores de menor caudal. q m : Promedio del caudal de todos los emisores. Tabla 1. Clasificación de los valores de uniformidad de distribución (CUD) propuesta por Merrian y Keller (1978) 2. CUD >95 Excelente Buena Aceptable Pobre <70 Inaceptable 1 Keller, J., Karmeli, D Trickle irrigation design parameters. Transaction of the ASAE. 2 Merrian, J.L. Keller, J Farm irrigation system evaluation: a guide for management. Utah State University. 6/12

7 3. Resultados y Discusión Los dos modelos de cinta evaluada mostraron uniformidades de distribución altas cuando se trabajó con pendiente cero, tanto cuando se recogió el agua del pulso completo de riego, como cuando las medidas de caudal se hicieron en carga. Los valores obtenidos son indicativos de la elevada calidad de los materiales evaluados. No obstante, el modelo autocompensante obtuvo una mejor calificación cuando se midió el riego completo (Tabla 2). Los valores de uniformidad en carga fueron igualmente muy elevados (>95%) cuando se trabajó en pendiente. Se aprecian resultados ligeramente más favorables para el modelo autocompensante. No obstante estas diferencias no fueron significativas (Tabla 3). Tabla 2. Coeficientes de Uniformidad de Distribución (CUD) obtenidos con los ramales instalados a nivel (Pendiente = 0%) Tipo de emisor CUD En carga Riego Completo CUD Compensante 96,1 Excelente 95,5 Excelente No compensante 96,4 Excelente 94,6 Buena Tabla 3. Coeficientes de Uniformidad de Distribución (CUD) obtenidos con los ramales instalados a diferente pendiente cuando los volúmenes se midieron en carga. Pendiente CUD Compensante No Compensante CUD 1 96,4 Excelente 96,5 Excelente 2 96,5 Excelente 96,1 Excelente 3 95,8 Excelente 96,1 Excelente 4 96,2 Excelente 95,1 Excelente 5 95,8 Excelente 95,3 Excelente 7/12

8 Sin embargo, cuando se midió el volumen de todo el pulso de riego, los valores de uniformidad sufrieron una elevada disminución cuando se trabajó en pendiente (Tabla 4). Esta disminución se produjo en los dos modelos de cinta y en todos los casos el valor de CUD fue inferior al 90%. Este efecto se observó incluso para la pendiente mas baja (1%) y no aparecieron diferencias significativas entre las diferentes pendientes (1, 2, 3, 4 y 5%). Por lo que respecta al signo de la pendiente, tampoco se observaron diferencias significativas entre pendiente ascendente y descendente (Tabla 4). Por tanto, no se puede achacar el descenso de uniformidad a las diferencias de altura manométrica causadas por la cota, ni a las perdidas de carga a lo largo del recorrido, como así lo corroboran los valores obtenidos en las medidas de presión a lo largo del ramal, que se mostraron muy uniformes en todos los casos (datos no presentados). Tabla 4. Coeficientes de Uniformidad de Distribución (CUD) obtenidos midiendo los pulsos completos de riego, con los ramales instalados a las diferentes pendientes. Pendiente CUD* Compensante CUD* No Compensante 0 95,5 a Excelente 94,6 a Buena 1 79,0 b Pobre 87,2 b Buena 2 78,9 b Pobre 89,2 b Buena 3 75,4 b Pobre 87,4 b Buena 4 81,5 b Aceptable 87,5 b Buena 5 83,3 b Aceptable 84,8 b Aceptable -1 87,2 b Buena 87,6 b Buena -2 89,1 b Buena 88,7 b Buena -3 87,4 b Buena 88,5 b Buena -4 87,5 b Buena 88,7 b Buena -5 84,8 b Aceptable 87,5 b Buena Media 83,7 B Aceptable 87,5 A Buena * Valores seguidos de letras minúsculas diferentes indican diferencias significativas entre pendientes para cada modelo de emisor. Valores medios seguidos de letras mayúsculas diferentes indican diferencias significativas entre modelos de emisores. 8/12

9 Caudal (L/h) Caudal (L/h) Influencia de la Pendiente del Terreno en la Uniformidad de La principal causa de esta bajada brusca de la uniformidad fue la descarga que se produjo al finalizar el pulso de riego en los tramos de menor cota del ramal, independientemente de la pendiente (1-5%). Los volúmenes recogidos en los emisores de los tramos de menor cota aumentaron exponencialmente (Figura 2). a) b) 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Pendiente 5% Pendiente 4% Pendiente 3% Pendiente 2% Pendiente 1% Pendiente 5% Pendiente 4% Pendiente 3% 0 Pendiente 20 2% Pendiente 40 1% Posición relativa en la cinta portagoteros (0=mayor cota; 100=menor cota) Posición relativa en la cinta portagoteros (0=mayor cota; 100=menor cota) Figura 2. Caudal medido en pulsos completos de 15 minutos de riego en el modelo de cinta autocompensante (a) y no compensante (b). 9/12

10 Caudal (L/h) Caudal (L/h) Influencia de la Pendiente del Terreno en la Uniformidad de El caudal emitido por los emisores en función de su posición relativa en la cinta de riego (Figura 3) no se ve influenciado cuando la pendiente es del 0%, mientras que sí se ve afectado cuando la cinta está colocada en pendiente, ya que aumentan los volúmenes recogidos en los emisores colocados a menor cota. a) b) 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 Pendiente 0% Pendiente 1-5% 0 20 Pendiente 40 0% Pendiente % Posición relativa en la cinta portagoteros (0=mayor cota; 100=menor cota) 0,5 0, Posición relativa en la cinta portagoteros (0=mayor cota; 100=menor cota) Figura 3. Caudal medido en pulsos completos de 15 minutos de riego en el modelo de cinta autocompensante (a) y no compensante (b). Media pendientes 1-5% vs pendiente 0 %. 10/12

11 4. Conclusiones y Recomendaciones La uniformidad de distribución de caudal determinada disminuye cuando se trabaja en pendiente y se controlan los pulsos completos de riego. Por tanto. en instalaciones en pendiente se recomienda evaluar la uniformidad de distribución midiendo los pulsos completos de riego. La instalación de cintas emisoras de riego en pendiente provoca una mayor descarga en los emisores situados a menor cota, afectando a la uniformidad de distribución del riego cuando se miden los pulsos completos. Este fenómeno afecta tanto a cintas emisoras sin compensación de caudal, como con compensación de caudal. La uniformidad de distribución no mejoró al trabajar con pendientes negativas ni con bajas pendientes (1-2%). Por tanto, se recomienda prestar especial atención a la nivelación del terreno cuando se sectorizan instalaciones para trabajar en el sistema de pulsos cortos de riego. Además, en el caso de que sea necesario realizar instalaciones con pendiente sería recomendable instalar dispositivos que eviten la descarga a lo largo de los ramales de riego. 11/12

12 Influencia de la Pendiente del Terreno en la Uniformidad de Distribución de Caudal en Cintas de Riego Localizado Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera Avenida de Grecia s/n Sevilla (Sevilla) España Teléfonos: Fax: webmaster.ifapa@juntadeandalucia.es Este trabajo ha sido cofinanciado al 80% por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional, dentro del Programa Operativo FEDER de Andalucía