SISTEMAS DE RIEGO Y DRENAJE

Transcripción

1 Cátedra de Riego y Drenaje Manejo de césped SISTEMAS DE RIEGO Y DRENAJE 2016 Ing. Agr. Pamela Texeira Soria texeira@agro.uba.ar Clase 1 1

2 Temas a desarrollar: Clase 1 -Calidad del agua. -Salinidad y sodicidad. -Manejo de aguas de baja calidad: su impacto en el suelo y en los vegetales. -Métodos de riego: Descripción, Eficiencias, -Selección del método, cobertura y uniformidad. -Evaluación de un sistema de riego. 2

3 Temas a desarrollar: Clase 2 -Diseño de equipos. Caracterización de los aspersores. -Pluviometría. Superposición. Pérdidas. Materiales: sus características y técnicas de utilización. -Hidráulica aplicada: fórmulas de cálculo. Bombas; tipos de bombas. Características. -Válvulas. -Riego computarizado. -Drenaje: Cálculo de coeficientes. Red de drenaje y tipos de drenes. Cálculo de espaciamiento de drenes. 3

4 Por qué regamos? Cuánto vamos a regar? Cómo vamos a regar? Cada cuánto vamos a regar? 4

5 El riego es una de las tareas de mantenimiento más importantes. La mayoría de las raíces se encuentran entre los 20 y 30 centímetros. El riego del césped esta íntimamente relacionado con las propiedades físicas de los suelos. 5

6 En el riego de los espacios verdes el principal objetivo no es la obtención de rendimientos, sino la supervivencia de la vegetación y su mantenimiento en unas condiciones estéticas aceptables 6

7 CÓMO BENEFICIA EL RIEGO AL CÉSPED? Le da turgencia y elasticidad. Le ayuda a recuperarse ante acciones como el pisoteo, uso deportivo excesivo, factores ambientales, insectos, etc 7

8 SÍNTOMAS DE FALTA DE RIEGO No se recupera de las pisadas, quedando las huellas marcadas. El color se torna amarillo y de aspecto pajizo o verde azulado en la Grama. El crecimiento se realiza lentamente. Si el césped tiene un color verde intenso y tierno, es síntoma de que esta bien regado. Si el césped tiene un color pálido y tierno, es síntoma de excesivo riego. Si el césped tiene un color apagado y quebradizo, es síntoma de poco riego. Si el césped natural experimenta un periodo de sequía prolongado, empezará a marchitarse y tornase de color verde grisáceo, si se riega en este momento se puede recuperar rápidamente. Si la sequía persistiera (4 a 6 semanas) el césped dejaría de crecer, se tornaría marrón y moriría, aunque las raíces y corona pueden sobrevivir. Necesitaría un abundante riego en profundidad al principio y proseguir gradualmente con un riego normal de manera que podría recuperarse en 3 ó 4 semanas 8

9 CÓMO PERJUDICA UN RIEGO EXCESIVO AL CÉSPED? Un riego excesivo perjudica la estructura del suelo porque: Compacta y endurece el suelo: Este endurecimiento de la tierra dificulta el crecimiento de las raíces. No permite una adecuada aireación del suelo ni el drenaje adecuado del agua con lo que la raíz puede llegar a enfermar y morir por asfixia. Lavado de nutrientes: Si es un suelo muy arenoso y no se le aporta fertilizantes regularmente, los pocos nutrientes que tenga el suelo se escurrirán con el agua hasta zonas donde no llegan las raíces. Aparición de hongos. 9

10 SUBSISTEMA AGUAAGUA-SUELO Suelo Funciones: Soporte de los vegetales. Reservorio de agua y sales minerales. El suelo esta integrado por: Partículas minerales y orgánicas que forman la mátriz sólida del suelo aire y agua que se encuentran en la porosidad que resulta del arreglo de la fracción sólida. 10

11 Fase sólida La fase sólida del suelo, está compuesta por una fracción inorgánica y otra fracción orgánica. Dentro de la fracción inorgánica se encuentran: a) elementos químicamente inactivos: minerales estables y de gran tamaño (200 micrones o más); b) elementos químicamente activos: sales solubles (sulfatos y cloruros), medianamente solubles (bicarbonatos) y casi insolubles (silicatos, carbonatos de calcio); c) elementos físicoquimicamente activos: coloides del tipo silicatos cristalinos (geles amorfos e hidróxidos metálicos). 11

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13 Principales propiedades de los suelos que afectan la retención del agua ESTRUCTURA TEXTURA RETENCIÓN DE AGUA POROSIDAD 13

14 Tamaño y función de los poros del suelo 14

15 DINÁMICA DEL AGUA EN EL SUELO El agua del suelo está sometida a dos tipos de fuerzas: - succión tiende a retener el agua en los poros - gravedad tiende a desplazarla a capas cada vez más profundas. 15

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17 Clases de agua en el suelo (Baver, 1959) Gravitacional Capilar Higróscopica 17

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19 CURVA CARACTERÍSTICA SUELO-HUMEDAD 19

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22 Calidad de agua Es un término que se usa para describir las características químicas, físicas y biológicas del agua, en relación con los efectos que pueden causar sus componentes. Depende principalmente del uso que se le va a dar. No es simplemente decir que: "es agua buena," o es agua mala." 22

23 Condiciones del acuífero Litología Aptitud Calidad de Agua Calidad de agua de infiltración Factores hidrodinámicos Usos Tratamiento Protección sanitaria Actividades humanas 23

24 EN QUE INFLUYE LA CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO? RENDIMIENTO DEL CULTIVO. LA CAPACIDAD PRODUCTIVA DE LOS SUELOS. IMPACTOS AMBIENTALES. 24

25 Expresión de las concentraciones Expresiones en peso ppm = mg/l Expresiones químicas meq/l mol/l ó mol /kg 1 ds m-1 = 1 mmhos cm-1 = micromhos cm-1 1 ms/cm = 1000 µs/cm 1dS / m = 1 ms/cm 1 mho/cm = 1000 milimhos/cm = micromhos/cm 1 ms/cm = 1 milimho/cm 1 µs/cm = 1 micromhos/cm 25

26 Calidad de agua para riego La calidad depende de la procedencia SUPERFICIALES SUBTERRÁNEAS 26

27 PROCEDENCIA Superficial * TºC = atmosférica * Ricas en gases Materiales en suspensión * Riesgo contaminación Subterráneas TºC más constante < gases < sust. orgánicas e inorg. en suspensión < riesgo de contaminación 27

28 ASPECTOS RELEVANTES DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA RIEGO Salinidad total Sodio Alcalinidad -- ph, carbonatos Iones específicos Na, Cl, B, Fe 28

29 Directrices para clasificación de las aguas Riverside FAO (Ayers y Wescost) 29

30 Riverside Esta clasificación se basa en establecer riesgos por salinización y por sodificación. Como parámetro para salinización utiliza la CE (conductividad eléctrica) y establece 4 grupos, mientras que para sodificación utiliza el valor RAS (Relación de Adsorción de Sodio) y también, establece 4 clases. 30

31 Nos da idea del riesgo de sodificación del complejo de cambio (degradación de la estructura del suelo). El índice R.A.S, hace referencia a la proporción relativa en que se encuentran el ion sodio y los iones calcio y magnesio Los cationes se expresan en meq/l. Para pasar de mg/l a meq/l dividimos por peso atómico dividido la valencia del elemento. Na: Peso atómico 23, valencia 1 Ca: Peso atómico 40, valencia 2 Mg: Peso atómico 24, valencia 2 Cuando al analizar un agua se encuentran valores del R.A.S superiores a 10, podemos decir que es alcalinizante 31

32 Riverside Normas Riverside: Diagrama para clasificar las aguas de riego según el U.S. Salinity Laboratory Staff (1954) Tratado de fitotecnia general 32

33 La experiencia en California demostró que la clasificación anterior era muy conservadora, ya que, prácticamente todos los cultivos se desarrollaban bien, con agua de riego de conductividad inferior a 700 (μs cm-1) y la clasificación la consideraba como de peligrosidad media. Esto llevó a los autores a modificar su clasificación Clasificación según el Comité de Consultores de la Universidad de California (1972) 33

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35 Ayers y Wescot (FAO) Salinidad Riesgo de alcalinización y pérdida de la permeabilidad del suelo (RAS) Toxicidad de iones específicos (Na, Cl, B) Varios (ph, bicarbonato, nitrógeno) 35

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37 TECNOAGRO S.R.L. - Laboratorio INAGRO Recibo: GIRARDOT 1331 Bs. As. (C1427AKC) - Tel./FAX: (011) (rot.) - laboratorio@tecnoagro.com.ar INFORME DE ANALISIS QUIMICO DE AGUA Remitente: CLUB MANUEL BELGRANO No.Muestra: Establec.: CLUB MANUEL BELGRANO Ident.: 8646 Fecha: Sin Rotulo 04-Jul-12 Objet.: R DATOS ANALITICOS ANALISIS UNIDAD ACIDEZ O ALCALINIDAD CARBONATOS (CO3=) BICARBONATOS (CO3H-) CLORUROS (Cl-) SULFATOS (SO4=) CALCIO (Ca+2) MAGNESIO (Mg+2) POTASIO (K+) SODIO (Na+) SALES TOTALES CONDUCTIVIDAD ELECTRICA DUREZA DUREZA CALCICA ALCALINIDAD TOTAL VALOR RAS ph mg/l = ppm mg/l = ppm mg/l = ppm mg/l = ppm mg/l = ppm mg/l = ppm mg/l = ppm mg/l = ppm mg/l = ppm micromhos/cm ppm de CO3Ca ppm de CO3Ca ppm de CO3Ca CARBONATO DE SODIO RESIDUAL (CSR) PELIGRO DE SALINIZACION: TOTAL (RIVERSIDE) PELIGRO DE SODIFICACION: CLASIFICACION PARA RIEGO GRADO DE RESTRICCION EN EL USO OBSERV. 7.9 no contiene meq/l CLASIFICACION PARA RIEGO TOTAL (Ayers y Westcost-1987) VALOR 0.0 MUY ALTO (C4) MUY ALTO (S4) SALINIDAD: SEVERA INFILTRACION: NINGUNA AGUA NO RECOMENDADA PARA RIEGO CLASIFICACION PARA RIEGO SALINIDAD: COMPLEMENTARIO (IPG-INTA-1999) SODICIDAD SEGUN ZONA: SE Bs. As. AGUA RIESGOSA (no hay información para el N Bs. As., S Sta. Fe y SO E. Ríos.. AGUA RIESGOSA resto de las zonas). NE Sta. Fe. AGUA RIESGOSA Centro-Sur Cba... AGUA RIESGOSA OBSERVACIONES: En sales totales se incluyen carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos, calcio, magnesio, potasio y sodio. 37

38 Salinidad total El agua de riego contiene determinadas sales que se añaden a las ya existentes en el suelo. Las sales que interesan son aquellas que, además de ser solubles, se descomponen en iones. Una sal es un compuesto químico formado por cationes (iones con carga positiva) enlazados a aniones (iones con carga negativa). Son el producto típico de una reacción química entre una base y un ácido, la base proporciona el catión y el ácido el anión. 38

39 SALES PRESENTES Cationes Calcio (Ca2+) Sodio (Na+) Magnesio (Mg2+) Potasio (K+) Aniones Cloruro (Cl-) Sulfato (SO42-) Biocarbonato (CO3H-) Carbonato (CO32-) 39

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41 Cómo se mide la salinidad? La conductividad eléctrica es el parámetro más extendido y el más ampliamente utilizado en la estimación de la salinidad. Se basa en la velocidad con que la corriente eléctrica atraviesa una solución salina, la cual es proporcional a la concentración de sales en solución. 41

42 Las sales solubles en agua se dice que son electrólitos y son capaces de transportar la corriente eléctrica La conductividad eléctrica (CE) nos sirve para medir la concentración total de sales en una solución, pero no indica qué sales están presentes. 42

43 Efectos de la Salinidad Efectos osmóticos Efecto de ion específico Toxicidad Crecimiento Distribución de relaciones hídricas PO = 0.36 CE^3 Sodicidad Litio Boro Bicarbonato Esenciales (Boro) El efecto favorable del boro sobre el crecimiento de las plantas fue observado por primera vez por Bertrand (1911) Deficiencias de Ca Quemaduras en hojas 43

44 El uso de aguas de riego salinas supone el riesgo de salinizar el suelo, provocando en numerosos casos: Disminución en la producción del cultivo. Toxicidad. Problemas de infiltración. Obstrucciones en los sistemas de riego localizado. 44

45 Efectos por salinidad sobre las especies cespitosas Como efectos perjudiciales por los que se puede observar que un césped está afectado por salinidad se pueden citar: a) En plantas desarrolladas el césped toma un color verde azulado o verde grisáceo antes de empezar a secarse. b) Las sales directamente también son tóxicas para los céspedes, produciendo el quemado de la hoja y el debilitamiento del césped. Se observa una hoja de color amarronado que ha perdido su contenido en agua y se ha secado. c) Retraso en la geminación y posterior desarrollo de la plántula. d) Reducción de agua aprovechable para la utilización de la planta. 45

46 TOXICIDAD Un exceso de sodio produce sequedad o quemaduras en los bordes exteriores de las hojas. El exceso de cloruro suele manifestarse con quemaduras en la punta de las hojas y avanzar por los bordes. 46

47 Sodio El sodio produce dispersión de coloides orgánicos e inorgánicos Aumenta la presión de hinchamiento de los coloides cuando la concentración salina es baja. Inestabilidad de la estructura, disminución de la porosidad, infiltración, permeabilidad, aereación Encostramiento, sellado, erosión, sedimentación 47

48 PROBLEMAS DE INFILTRACIÓN Los problemas más frecuentes relacionados con una infiltración baja suelen producirse cuando el sodio se incorpora al suelo y deteriora su estructura; los agregados del suelo se dispersan en partículas pequeñas que tapan o sellan los poros y evitan que el agua pueda circular e infiltrarse con facilidad. 48

49 PROBLEMAS DE INFILTRACIÓN. El efecto contrario lo producen el calcio y el magnesio, por lo que para evaluar realmente el problema que puede generar un exceso de sodio hay que saber también la cantidad de calcio y magnesio que hay en el suelo. 49

50 Cómo se mide la peligrosidad de sodificación? La concentración de Na se puede medir bien en la disolución del suelo o bien en el complejo de cambio. En el primer caso se denomina razón de adsorción de sodio (RAS) y en el segundo hablamos del porcentaje de sodio intercambiable (PSI). Los cationes se expresan en meq/l. 50

51 PSI El porcentaje de Na+ respecto a los demás cationes adsorbidos se denomina porcentaje de sodio intercambiable (PSI). PSI = (Na (Na/CIC)* /CIC)* 100 Se considera que un suelo puede empezar a sufrir problemas de sodificación y dispersión de la arcilla cuando el PSI > 15%. Un suelo se puede considerar alcalino cuando el PSI el > 15%, y el ph >8,5 51

52 Carbonato de Sodio Residual (meq/l) (CO3 + CO3H) (Ca + Mg) CSR < 1.25 Buena 1.25 <CSR < 2.5 Dudosa CSR > 2.5 Mala 52

53 Dureza o alcalinidad Este índice se refiere al contenido de calcio en el agua. Es importante para conocer por un lado, el riesgo de obstrucciones en los ramales de riego, goteros y boquillas. 53

54 Prevención de la salinización Requisito de lixiviación (RL) RL = Ecar Ead Ecar= conductividad eléctrica del agua de riego Ead = conductividad eléctrica del agua de drenaje Lámina RL = LNR 1 - RL 54

55 Ejemplo Si se usa pasto Bermuda en una cancha deportiva y si el agua de riego tiene una conductividad eléctrica de 3.0 ds m-1 y dado a que el pasto bermuda tiene una tolerancia a la sal de 8 ds m-1,el requerimiento de percolación es de 3.0/8.0 x 100 lo que es igual a un 38%. 55

56 Utilización de especies tolerantes Los pastos Bermuda común y Bermuda Sahaverde tienen una alta tolerancia a la salinidad 56

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58 Recuperación de suelos afectados por Sales o Sodio Sales Lavados de recuperación y mantenimiento FL= CEa * 100 5*CEx-CEa Drenaje adecuado Técnicas auxiliares: mezcla con arena, abonos orgánicos, 58

59 Sodio Mejoras químicas: yeso, cloruro de calcio, Ac. Súlfurico, etc 59