garcía petillo, m. 1, garcía, c. 2 generación de 3 , camio, g ......mientos para el diseño de...

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INTRODUCCIÓN En los últimos años se viene incre- mentando el área de riego de cultivos y pasturas en nuestro país. Este incre- mento se explica principalmente por el aumento exponencial del número de pi- votes centrales que se han importado e instalado. Esta tecnología tiene ventajas muy claras respecto a otros métodos de rie- go, fundamentalmente en cuanto a la automatización y facilidad operativa. Por el contrario, tiene la desventaja de sus altos costos de inversión y altos costos operativos. Estos costos hacen que su rentabili- dad sea muy clara en sistemas agríco- las, en un escenario de precios de los productos tan altos como el actual. Sin embargo, esos márgenes podrían ser menores o desaparecer en escenarios de precios menores, o en sistemas de producción agrícola ganaderos o agrícola lecheros. El riego por superficie es el método que se aplica en la mayor parte del área regada del mundo. Sus ventajas son los bajos costos de inversión y bajos costos operativos. En el Uruguay estos métodos se prac- tican desde siempre en el cultivo del arroz (riego por inundación) y en el cultivo de la caña de azúcar (riego por surcos). La investigación desarrollada por la Cátedra de Hidrología de la Facultad de Agronomía, logró generar tecnología de riego por surcos adaptada a las condicio- nes edáficas, topográficas, climáticas y de sistemas de producción del Uruguay (Durán y García Petillo, 2007; García Petillo, 2011). Sin embargo, la imposición de la siem- bra directa como tecnología generaliza- da en los cultivos de verano, hacen que el riego por surcos se haya quedado sin campo de aplicación. La alternativa de riego por superficie para los cultivos de verano en siembra directa y los cultivos forrajeros es el riego por melgas. Para este método, la adaptación de la tecnología utilizada universalmente a las condiciones locales del Uruguay es mu- chísimo más dificultosa que en el caso del riego por surcos. Esto se debe a las altas pendientes (mayores al 2 %) de casi todos los cam- pos agrícolas, las bajas a muy bajas velocidades de infiltración dadas por la textura muy pesada de nuestros suelos, y principalmente la poca profundidad del horizonte A, que impide que se realicen los grandes movimientos de tierra de cortes y rellenos, que es la práctica habitual en todas las principales zonas de riego del mundo. El objetivo de este primer trabajo en el tema fue comenzar a generar conoci- mientos para el diseño de riego por mel- gas en las condiciones del Uruguay. Generación de tecnología para el diseño de riego por melgas, adaptada a las condiciones del Uruguay Primer aporte García Petillo, M. 1 , García, C. 2 , Bonino, C. 3 , Arrieta, I. 3 , Delgado, D. 3 , Camio, G. 3 1 Facultad de Agronomía. 2 INIA Las Brujas 3 CRS. Facultad de Agronomía.

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45Riego suplementario en cultivos y pasturas

INTRODUCCIÓNEn los últimos años se viene incre-

mentando el área de riego de cultivos ypasturas en nuestro país. Este incre-mento se explica principalmente por elaumento exponencial del número de pi-votes centrales que se han importado einstalado.

Esta tecnología tiene ventajas muyclaras respecto a otros métodos de rie-go, fundamentalmente en cuanto a laautomatización y facilidad operativa.

Por el contrario, tiene la desventaja desus altos costos de inversión y altoscostos operativos.

Estos costos hacen que su rentabili-dad sea muy clara en sistemas agríco-las, en un escenario de precios de losproductos tan altos como el actual. Sinembargo, esos márgenes podrían sermenores o desaparecer en escenariosde precios menores, o en sistemas deproducción agrícola ganaderos o agrícolalecheros.

El riego por superficie es el métodoque se aplica en la mayor parte del árearegada del mundo. Sus ventajas son losbajos costos de inversión y bajos costosoperativos.

En el Uruguay estos métodos se prac-tican desde siempre en el cultivo delarroz (riego por inundación) y en el cultivode la caña de azúcar (riego por surcos).

La investigación desarrollada por laCátedra de Hidrología de la Facultad de

Agronomía, logró generar tecnología deriego por surcos adaptada a las condicio-nes edáficas, topográficas, climáticas yde sistemas de producción del Uruguay(Durán y García Petillo, 2007; GarcíaPetillo, 2011).

Sin embargo, la imposición de la siem-bra directa como tecnología generaliza-da en los cultivos de verano, hacen que elriego por surcos se haya quedado sincampo de aplicación.

La alternativa de riego por superficiepara los cultivos de verano en siembradirecta y los cultivos forrajeros es el riegopor melgas.

Para este método, la adaptación de latecnología utilizada universalmente a lascondiciones locales del Uruguay es mu-chísimo más dificultosa que en el casodel riego por surcos.

Esto se debe a las altas pendientes(mayores al 2 %) de casi todos los cam-pos agrícolas, las bajas a muy bajasvelocidades de infiltración dadas por latextura muy pesada de nuestros suelos,y principalmente la poca profundidad delhorizonte A, que impide que se realicenlos grandes movimientos de tierra decortes y rellenos, que es la prácticahabitual en todas las principales zonasde riego del mundo.

El objetivo de este primer trabajo en eltema fue comenzar a generar conoci-mientos para el diseño de riego por mel-gas en las condiciones del Uruguay.

Generación detecnología para el

diseño de riego pormelgas, adaptadaa las condiciones

del Uruguay Primer aporte

García Petillo, M.1, García, C.2,Bonino, C.3, Arrieta, I.3, Delgado,D.3, Camio, G.3

1Facultad de Agronomía.2INIA Las Brujas3CRS. Facultad de Agronomía.

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MATERIALES Y MÉTODOSEn el año 2011 se instaló un ensayo

en el Centro Regional Sur de la Facultadde Agronomía, en el departamento deCanelones.

Se construyeron melgas en el sentidode la máxima pendiente, de unos 65 m delargo desde el canal de aducción hasta elbajo donde desaguaban. Las melgasestaban separadas entre sí por bordos.

Los tratamientos ensayados fuerondiferentes anchos de melga: 6, 9 y 12 mde ancho en melgas regadas, y un testi-go también de 12 m en secano. Lostratamientos se instalaron en un diseñode bloques con parcelas al azar, con tresrepeticiones, totalizando 12 melgas. (Fi-gura 1).

Se midió la pendiente longitudinal (pro-medio y por tramos) y transversal de lasmelgas.

Se hizo una caracterización del sueloen calicata, que se clasificó como Bruno-sol eutrico típico, de la unidad Tala-Rodríguez, y se hizo su caracterizaciónhidrológica (Cuadro 1).

Se realizó además la curva de veloci-dad de infiltración (Vi) y de infiltraciónacumulada (Icum). Dada la alta variabili-dad que normalmente se detecta en esteparámetro, esta determinación se repitióen las dos temporadas en el mismocuadro y utilizando la misma metodolo-gía del doble anillo infiltrómetro.

En la temporada 2011/12 se aplicaroncuatro riegos y en la temporada 2012/13siete.

Figura 1. Vista general de dos melgas. A la izquierda melga regada y a laderecha melga en secano. La separación entre ambas es undoble bordo con un surco central.

Horiz Prof D.Ap. CC PMP AD AD Hz AD total (cm) (g cm-3) (mm10cm-1) (mm10cm-1) (mm10cm-1) (mm) (mm)

Ap 00–20 1,35 55,4 37,0 18,5 36,9 77,3Bt1 20–40 1,66 58,4 38,3 20,2 40,3

Cuadro1. Parámetros hidrológicos del suelo del ensayo. Densidad aparente (Dap), contenido de agua acapacidad de campo (CC), a punto de marchitez permanente (PMP) y capacidad de almacenajede agua disponible (AD) por horizonte y en todo el perfil.

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En cada riego se hicieron las siguien-tes determinaciones: caudal de entrada,caudal de salida, curva de avance y derecesión, tiempo de oportunidad, tiempode riego, contenido de agua en el suelo,uniformidad del riego, lámina bruta, lámi-na neta, eficiencia de aplicación.

Tres melgas (una de cada ancho) seestaquearon cada 10 m y en cada riegose registró el tiempo que demoraba elfrente de mojado en llegar a cada estaca,construyendo así la curva de avance. Unavez cortado el riego, se registró el tiempoen que el agua desaparecía de cadaestaca, construyendo así la curva derecesión.

En todos los riegos aplicados se mi-dió el caudal de entrada con un aforadorde flujo crítico (WSC) frente a cada com-puerta y el caudal de salida con un afora-dor similar pero de menor tamaño, al piede la melga, desde que comienza elescurrimiento hasta que finaliza. (Figu-ras 2 y 3).

En los primeros riegos se utilizó uncaudal tentativo estimado a partir delnomograma de Criddle et al. (1956) co-rregido por el factor de pendiente. Enriegos posteriores, y en base a los resul-tados que se iban obteniendo en lassucesivas mediciones se fue ajustandoese caudal siguiendo los criterios deWalker y Skogerboer (1987) y deHoffman et al. (2007), siempre teniendo

en consideración que no superara el cau-dal máximo no erosivo ni fuera inferior alcaudal mínimo, calculados por las si-guientes ecuaciones, respectivamente:

Qumáx = 0,353 * s-0,75

Qumín =0,00595 * L * s0,5

n

Siendo Qumáx y Qumín el caudal unitariomáximo y mínimo respectivamente, enL s-1 por m de ancho de melga, s es lapendiente en m m-1, L es la longitud de lamelga en m y n es el coeficiente derugosidad de Manning (adimensional).

La conducción y aducción del agua deriego se hizo con una tubería Polypipe concompuertas regulables (ver Figura 1).

Se realizó un seguimiento sistemáti-co del contenido de agua del suelo. Alinicio del proyecto esta determinación sehacía gravimétricamente, lo que no sóloes laborioso, sino que además es lento,ya que recién se obtiene la medida 48 a72 horas después del muestreo. Parasolucionar esto, se instalaron tubos desonda, seis tubos por melga en los trata-mientos regados y tres tubos en el seca-no. Los tubos se instalaron dos cerca dela cabecera, dos en la mitad de la longi-tud y dos cerca del pie de las melgas. Delos dos tubos en cada posición, uno seinstaló aproximadamente a un metro del

Figura 2. Cabecera de la melga,con detalle de la tuberíacon compuertas yaforador WSC midiendoel caudal de entrada.

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bordo derecho y el otro a la misma dis-tancia del bordo izquierdo.

En cada riego se midió el contenidode agua del suelo en todo el perfil inme-diatamente antes del riego y 24 horasdespués del mismo.

RESULTADOS OBTENIDOS

Construcción de las melgas conbordos

Si consideramos que la melga es unafaja de terreno rectangular, ubicada en elsentido de la máxima pendiente y limita-da en sus dos lados por bordos de tierra,hay importantes detalles constructivosde la misma que pueden por sí mismodeterminar el éxito o el fracaso de laoperativa de riego, y que a continuacióntrataremos de sistematizar en base a laexperiencia obtenida en estos años.

La forma más fácil de construir losbordos es utilizando un alomador de dis-cos o de rejas, volcando tierra de un ladoy de otro. Este método supone dejar dossurcos, de donde se obtuvo el préstamosde tierra, a ambos lados de los bordos(Figura 4a). La compactación se hacecon los neumáticos del tractor.

Dado que estos surcos están en elsentido de la máxima pendiente, unaparte muy importante del agua de riegoaducida a la melga se canaliza por estos

surcos y se pierde al pie, generando unabaja eficiencia de aplicación y una bajauniformidad del riego. Adicionalmente, yaún más importante que lo anterior, sepueden generar graves problemas de ero-sión.

La forma de disminuir estos proble-mas es tapar con tierra estos surcos,p.ej.: cada 2 m, utilizando pala y azada.Esta operativa es muy demandante demano de obra, y las mejoras logradasson marginales.

Por todo lo anterior, no se recomien-da esta forma de construir los bordos.

La mejor forma de construir los bor-dos es utilizando una hoja de nivelación,un land-plane o una motoniveladora. Eneste caso se traslada una delgada capade suelo de todo el ancho de la melgapara construir los bordos, no quedandoen este caso ningún surco (Figura 4b). Lacompactación se hace con un rodillocompactador.

El volumen de suelo que es necesariodesplazar para construir 1 m lineal debordo, se puede calcular asumiendo elmismo con una sección triangular, de0,40 m de base y 0,30 m de altura.

Vol = (0,40 * 0,30) / 2 * 1 = 0,06 m3

Como el bordo debe quedar muy biencompactado, se deberá utilizar el dobledel volumen final, es decir 0,12 m3.

La zona de préstamos para construirese tramo de bordo tiene 1 m de largo por

Figura 3. Pie de la melga, con aforadormidiendo el caudal escurridoa la salida. Se observa unvolumen de agua acumuladasobre el bordo izquierdo dela melga, producto de la faltade nivelación transversal.

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6 (3 a cada lado) a 12 m (6 a cada lado)de ancho, o sea 6 a 12 m2.

Por lo tanto la altura de suelo a tras-ladar es de:

0,12 m3/6 m2 = 0,02 m ó 0,12 m3/12 m2 =0,01 m.

En resumen, se deberán remover de 1a 2 cm de suelo, dependiendo del anchode melga elegido.

Este sistema tiene la ventaja, por notener surcos, de facilitar la operativa ymejorar sustancialmente la eficiencia yla uniformidad del riego. Además, comolos bordos son más grandes y estánmejor compactados, tienen una vida útilmayor, siendo necesario solamente al-gunos retoques periódicos.

Tiene la limitación que es necesariodisponer de la maquinaria ya señalada,que es grande y especializada. En gene-ral, los productores arroceros disponende la misma, pero no la tienen producto-res de otros rubros (agricultores, leche-ros, ganaderos intensivos).

Para esta situación, recomendamosla construcción de los bordos utilizandoun surcador de un cuerpo. De esta mane-ra quedan dos bordos, con el surco gene-rado por el préstamo de tierra entre am-bos bordos (ver Figura 1, Figura 4c). Así,el agua de riego aplicada a la melga nollega al surco, evitándose la situación

descripta en la Figura 4a. Sin embargo,es condición imprescindible para eléxito del sistema que los bordos esténmuy bien compactados, pues si no elagua infiltraría lateralmente e igual secanalizaría por el surco central. Paralograr esta buena compactación, se de-berá trabajar con un contenido de hume-dad del suelo adecuado. Además, luegode cada pasada del surcador se deberáhacer una pasada de cada lado compac-tando los bordos con los neumáticos deltractor.

Pendiente longitudinal ytransversal de las melgas

Las melgas se deben construir en elsentido de la máxima pendiente. Peroesta afirmación, es una simplificación dela realidad.

La máxima pendiente del terreno encualquier punto, se da en una direcciónperpendicular a la tangente de la curva denivel en dicho punto. De esa forma lapendiente transversal es mínima. Comoa lo largo de una curva de nivel lastangentes a la misma cambian de direc-ción, también cambia la dirección de lamáxima pendiente en cada punto.

La Figura 5a muestra cómo quedaríanarmadas las melgas si se pretendieraque cada una de ellas quedara en la

Figura 4. Diferentes formas de construir los bordos. a Con alomador de discos o rejas b Con hoja denivelación, land-plane o motoniveladora c Con surcador de un cuerpo.

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máxima pendiente. Este esquema, comose comprende, dificultaría enormemente elmanejo del cultivo y dejaría grandes áreasentre dos melgas sucesivas sin utilizar.

Es por ello que lo que se hace songrupos de melgas contiguas, tal como semuestra en la Figura 5b. En este caso,entonces, es posible que una sola dedichas melgas esté realmente en el senti-do de la máxima pendiente, y el resto deellas estén aproximadamente en dichosentido.

Esto es muy importante, porque cuán-to más alejada esté cada melga de esadirección, mayor será su pendiente trans-versal.

En el ensayo del CRS la pendientelongitudinal de las melgas varió entre 1,9y 2,5 %. Estos valores son perfectamen-te aceptables para realizar un riego porsuperficie adecuado.

Sin embargo la pendiente transversal,que en una situación ideal debería ser de0 %, por lo antes señalado fue en prome-dio del 0,7 %. Esto significa que existeun desnivel entre ambos bordos de cadamelga de entre 4 cm en las melgas de6 m de ancho y 8 cm en las de 12 m,ocasionando acumulación de agua con-

tra uno de los bordos, como se observaen la Figura 3. Esta situación se esque-matiza en la Figura 6a.

Este desnivel transversal se traduceen un enorme incremento de la mano deobra para manejar el riego, que se hacemuy dificultoso, así como una significativareducción en la uniformidad del mismo.

En base a la experiencia acumulada ysistematizada en estos años de experi-mentación, entendemos que para insta-lar este método de riego se deberá pre-viamente hacer una nivelación transver-sal de las melgas. Para ello, suponiendop.ej. una melga de 12 m de ancho con 8cm de desnivel, se deberá excavar en laparte más alta, utilizando el suelo remo-vido para rellenar la parte más baja. Eneste ejemplo, se excavarían 4 cm contrael bordo superior y se rellenarían 4 cmcontra el bordo inferior. Parte de estemovimiento de tierra se utilizará para laconstrucción de los bordos, como ya fuedescripto. La Figura 3b muestra comodeberían quedar las melgas después deeste trabajo.

Esta nivelación transversal permitiríaque las melgas tuvieran mayor ancho (12a 20 m) permitiendo igual un buen manejodel riego.

Figura 5. Dirección de las melgas. a. Cada una en el sentido de la máxima pendiente.b. Agrupadas aproximadamente en la máxima pendiente.

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Las herramientas a utilizar para ha-cerlo son land-plane, hoja de nivelación omotoniveladora.

Curvas de velocidad deinfiltración (Vi) y de infiltración

acumulada (Icum)

En el primer año se obtuvo la primeracurva de infiltración acumulada (CRS-1)que respondió a la siguiente ecuación:

familia de infiltración 0.1 (0,1 pulgada h-1,equivalente a 2,5 mm h-1) correspondien-te a una textura arcillo-limosa a arcillosa(Walker et al., 2006).

Figura 6. Pendiente transversal de las melgas. a. Manteniendo la pendiente original del terreno b. Niveladastransversalmente.

CRS-1 lacum = 11,948 * t0,4767

CRS-2 lacum = 97,236 * t0,776

NRCS 0,1 lacum = 9,281 * t0,661

Siendo Iacum la infiltración acumuladaen mm y t el tiempo transcurrido, enhoras.

En el año 2012 se repitió la mismaprueba, en el mismo cuadro y utilizandola misma metodología, obteniéndose lasiguiente ecuación:

Esta última ecuación es totalmentediferente que la anterior, mostrando unavelocidad de infiltración anormalmentealta. Sin duda la misma no se debe a laspropiedades intrínsecas del suelo, sino aalguna circunstancia particular que ge-neró un intenso flujo preferencial, peroque no fue verificada, como por ejemplorajaduras en profundidad, galerías de lom-brices o cuevas de otros animales, cavi-dades dejadas por raíces muertas, etc.

Finalmente, y a modo de compara-ción, se presenta la curva del NationalResources Conservation Service (NRCS)de Estados Unidos, correspondiente a la

Estas tres ecuaciones se presentangráficamente en la Figura 7.

Dada la alta variabilidad de este pará-metro, verificada tanto en este ensayocomo repetidamente en diferentes traba-jos de campo, y que es una informaciónimprescindible si se pretende diseñarel riego por superficie utilizando modelosmatemáticos, podemos hacer las siguien-tes recomendaciones:

• La prueba se deberá repetir en almenos dos sitios (mejor tres), re-presentativos de los cuadros a re-gar, y separados entre sí de 20 a 50m

• Si dos, o las tres curvas obtenidasson similares entre sí, se promedia-rán sus valores y se construirá unaúnica curva.

• Si todas las curvas son muy diferen-tes entre sí, se compararán con lascurvas del NRCS para un suelo simi-lar. Si concuerda con alguna de lascurvas obtenidas, se utilizará estacurva.

• Si ninguna de las curvas de infiltra-ción acumulada obtenida fuera simi-lar a la correspondiente el NRCS, nose utilizarán las curvas obtenidas acampo sino que se usará la delNRCS.

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Es decir, en un parámetro tan sujeto avariaciones espaciales y temporales, sino se tienen seguridades sobre el pará-metro obtenido a campo, es preferibleutilizar las curvas teóricas disponibles enla literatura.

Se debe considerar que la solucióndada por lo modelos de simulación estotalmente dependiente de este valor, ysi el mismo es irracional (como en elcaso de la curva CRS-2), también elresultado del modelo será irracional.

Contenido de agua en el suelo

En la Figura 8, y solo a modo deejemplo, se muestra la evolución de lahumedad del suelo en la temporada 2012/13, en una melga regada y una de secano.

Si bien fue un año muy lluvioso, en lamelga de secano se ve que a principiosde febrero de 2005 se habían agotadounos 60 mm de agua. Luego de esa fechallovió y la humedad se repuso hasta unpunto satisfactorio.

Infil

trac

ión

acum

ulad

a (m

m)

Figura 7 . Curvas dein f i l t rac ión acumuladaobtenidas en el CRS en2010 (CRS-1) y en 2012(CRS-2) y la curva delNRCS de la famil ia 0,1(NRCS 0,1).

Figura 8. Contenido de agua en el perfil de 0 a 60 cm, en una melga regada y en una desecano.

Agu

a de

per

fil (

mm

)

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Mientras tanto, la melga regada siem-pre mantuvo un contenido muy adecuadode agua en su perfil, y nunca se llegarona agotar más de 20 mm.

Curvas de avance y de recesión

Cada riego aplicado representó unadiferente combinación de ancho de mel-ga y de caudal aplicado. Para hacer losresultados más fácilmente comparables,todos se presentarán como caudalesunitarios, es decir litros por segundo pormetro de ancho de la melga.

En la Figura 9 se presentan las curvasde avance para diferentes riegos (el pri-

mero, segundo, tercero y cuarto de latemporada) y para diferentes anchos demelga (6 y 9 m), pero en todos los casospara el mismo caudal unitario de 2ls-1m-1.

Se observa que todas las curvas sonmuy similares entres sí, variando el tiempoen que el agua llega al pie de la melga entre23 y 30 minutos. Esto fue así independien-te del estado de desarrollo que tuviera lapradera en cada fecha determinada.

En la Figura 10 se presentan las cur-vas de avance para diferentes caudalesunitarios (0,4 – 0,5 – 0,8 – 1,0 – 1,2 – 1,3– 1,5 y 2,0 ls-1m-1) logrados en los diferen-tes riegos con diferentes combinacionesde caudal total y ancho de melga.

Tiem

po (

min

)

Tiem

po (

min

)

Figura 9. Curvas deavance para un caudalunitario de 2,0 ls-1m-1.

Figura 10. Curvas deavance para diferentescaudales unitarios.

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En este caso sí se dieron diferenciasclaras en el tiempo de avance, el quevarió entre 25 y 60 minutos. Estos tiem-pos quedaron además perfectamente or-denados de acuerdo al caudal, cuantomayor el caudal, menor el tiempo deavance.

De las Figuras 9 y 10 se desprendeque la principal variable que determina lavelocidad de avance es el caudal.

La Figura 11 muestra las curvas derecesión que corresponden a los mismoscaudales que la Figura anterior.

De la misma se desprenden algunasobservaciones importantes.

En primer lugar, los tiempos de rece-sión son bastante mayores que los tiem-pos de avance mostrados en la Figura 10.En efecto, si calculamos el tiempo quedemora desde que la recesión comienzaen la cabecera hasta que llega al pie dela melga, este varía entre un mínimo de58 minutos para el caudal de 2,0 ls-1m-1

hasta un máximo de 135 minutos para elcaudal de 0,8 ls-1m-1.

En segundo lugar, los tiempos derecesión no están directamente determi-nados por los caudales. Como se obser-va en la Figura 8, son casi iguales lascurvas de los caudales de 0,4 y 1,2 ls-1m-1.De la misma forma, también son casiguales entre sí las de 0,5 y 1,3 ls-1m-1.

Tiempo de oportunidad

El tiempo de oportunidad o tiempo decontacto es el tiempo en que hay agualibre en superficie, posibilitando la infil-tración. O sea que es el verdadero tiempode riego. Ocurre desde que llega el aguaa un punto (tiempo de avance) hasta queésta se retira (tiempo de recesión).

La Figura 12 muestra los tiempos deoportunidad para los caudales graficadosen las dos figuras anteriores.

Se observa que, en general, el tiempode oportunidad es mayor al final de lamelga que en la cabecera. Esto se debea lo que ya fue analizado en el apartadoanterior, que los tiempos de recesión sonmayores a los tiempos de avance.

Esta característica, que se repite sis-temáticamente en casi todos los cauda-les evaluados, es antagónica con la quese menciona normalmente en la literatu-ra. Esto es, que el tiempo de oportuni-dad, y por lo tanto la lámina infiltrada, esmayor en la cabecera.

Es muy posible que este comporta-miento diferente se deba a que en estecaso particular, pero también en la ma-yoría de las situaciones productivas delUruguay, las pendientes longitudinalesde las melgas son mucho mayores(aproximadamente 2,5 %) que en las

Figura 11. Curvas de recesión para diferentes caudales unitarios

Tiem

po (

min

)

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principales zonas de riego por superficieen el mundo, cuyas pendientes raramen-te superan el 0,5%.

Uniformidad del riego

Se calculó el Coeficiente de Uniformi-dad (CU) de Christiansen, en porcentaje,con la siguiente ecuación:

También como medida de la uniformi-dad, se calculó el Coeficiente de Varia-ción (CV), en porcentaje, con la siguienteecuación:

Figura 12. Tiempo deoportunidad para losdi ferentes caudalesunitarios.

Tiem

po (

min

)

= 1 − ∑| − |∗ ∗ 100 (1)

Siendo xi el contenido de agua encada punto, X el contenido promedio detodos los puntos y n el número de puntosmuestreado (seis en este caso).

(2)

Siendo σ la desviación típica y x lamedia.

En la temporada 2011/12 se realiza-ron cuatro riegos, y en cada uno de ellosse calculó el Coeficiente de Uniformidadde Christiansen (ecuación 1). En la Figu-ra 13 se presenta la evolución del CU enlos cuatro riegos y en melgas de los tresanchos evaluados.

CU

%)

Figura 13. Coeficiente deUniformidad de Christian-sen en los cuatro riegos y enmelgas de 6, 9 y 12 m deancho.

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56 Riego suplementario en cultivos y pasturas

En contra de lo que podía esperarse,no hay una relación marcada entre elmenor ancho de melga y la mayor unifor-midad. De hecho, en el 1er. y el 3er. riegolas melgas de 6 m son las menos unifor-memente regadas. Por el contrario, entres de los cuatro riegos la melga másuniforme es la de 9 m.

El promedio de todas las medidas elCU en toda la temporada y en todas lasmelgas fue 62 %, el cual es comparableal que se obtiene con algunos equiposcomerciales de riego a presión.

En la temporada 2012/13 se realiza-ron siete riegos. A continuación se pre-sentan medidas de la uniformidad de lahumedad en el suelo (en este caso Coefi-ciente de Variación – ecuación 2) toma-das a lo largo de toda la temporada antesy después de cada riego, en melgas de 6,9 y 12 m de ancho, y en una melga desecano (Figura 14).

El primer aspecto a resaltar es que encasi todas las fechas la distribución delagua en el suelo era menos uniforme(mayor CV) en la melga sin riego que encualquiera de las tres regadas.

Esto en principio no era esperable, yaque en las melgas de secano la únicafuente de agua fue la lluvia, que se puedeconsiderar como uniforme en toda la su-perficie.

Por el contrario, las melgas de riegoque se mojan de una forma que por la

propia naturaleza de este método deriego no es muy uniforme, presentan CVextremadamente bajos (entre 2 y 8 %). ElCV promedio de todas las fechas y en lastres melgas fue del 4,8 %, el cual seconsidera muy bajo, o lo que es lo mis-mo, la distribución del agua fue muyuniforme.

Finalmente, y si comparamos los CVde las tres melgas regadas entre sí,vemos que la que presenta mayor uni-formidad del contenido de agua es la de12 m (CV entre 2 y 4 %), mientras quelo contrario ocurre con la de 6 m (CVentre 4 y 8 %). Esto también es muydifícil de explicar, ya que las melgas sehacen de menor ancho justamente paraaumentar la uniformidad del riego.

En la Figura 14 se observa que paracada riego, hay dos fechas de medición:una antes y una después del riego. Comose aprecia, tampoco hay un claro efectodel riego ni en aumentar ni en disminuir launiformidad de la distribución del agua enel suelo.

Eficiencia del riego

Se calculó la Eficiencia de Aplicación(Ea) en pocentaje, con la siguiente ecua-ción:

CU

%)

Figura 14. Coeficiente devariación del contenido dehumedad del suelo a lo largode la temporada, en tresmelgas regadas y una desecano.

= ∗ 100 (3)

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57Riego suplementario en cultivos y pasturas

La Lámina Bruta (LB) aplicada secalculó utilizando la siguiente ecuación:

Si nos planteamos como objetivo, yde acuerdo a las características del sue-lo, aplicar un LN de 40 mm, entonces, apartir de la curva de infiltración acumula-da hallada (ecuación CRS-1), el tiempode oportunidad en cada punto debe ser almenos de 12,6 horas.

Utilizaremos la información de tiempode avance y de recesión correspondienteal caudal de 0,4 ls-1m-1 presentada en lasFiguras 7 y 8.

Este manejo teórico del riego se resu-me en la Figura 15.

Se comienza a regar en el minuto 0con un caudal de 0,4 ls-1m-1, a los 60minutos el agua llega al pie de la melgay comienza a escurrir, a los 756 minutosse corta el riego, y a los 788 llega larecesión al pie de la melga. Por lo tanto,los tiempos de oportunidad varían entre756 minutos en la cabecera (lo que impli-ca que infiltre la lámina objetivo de 40mm) hasta 788 minutos al pie (lo queimplica una infiltración de 40,8 mm).

El caudal aplicado en litros por minutoes de 0,4 ls-1m-1 * 60 seg = 24 lmin-1m-1

El volumen de agua total aplicadoserá 24 lmin-1m-1 * 756 min = 18144 l.

Este volumen se aplicó en una faja de60 m de largo * 1 m de ancho.

= ∗∗

Siendo LB la Lámina Bruta en mm, Qrel caudal de riego en L hora-1, Tr el tiempode riego en horas y L y A el largo y anchode la melga respectivamente, en m.

También se calculó la Lámina Neta(LN) efectivamente aplicada, con la si-guiente ecuación.

LN = Xd - Xa (5)

(4)

Siendo LN la Lámina Neta en mm, Xael contenido promedio de agua en mm detodos los puntos antes del riego, y Xd lomismo pero después del riego.

A modo de ejercicio globalizador, ana-licemos algunas alternativas, basadosen toda la información de campo antesreseñada.

Utilizando la ecuación (3) calculare-mos la Eficiencia de Aplicación (Ea).Para ello, debemos estimar previamentela LN y la LB.

Figura 15. Tiempos de avance, de recesión y de oportunidad para dar unaLN no inferior a 40 mm, utilizando un caudal de 0,4 ls-1m-1. Todoslos cálculos están basados en la información de campo acápresentada.

Tiem

po (

min

)

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58 Riego suplementario en cultivos y pasturas

Por lo tanto la LB = 18144 l / 60 m2 =302 mm

Y la Ea es 40 / 302 * 100 = 13%Una Eficiencia de Aplicación del 13%

es extremadamente baja (implica que decada 100 l de agua aplicada, sólo 13quedan disponibles para el cultivo).

Esto se debe por un lado a que lavelocidad de infiltración (Vi) del suelo esextremadamente baja (situación muycomún en el Uruguay) por lo que parainfiltrar una cierta lámina se deberá regardurante muchas horas. Por otro lado,debido a que los suelos son tan despare-jos en su microtopografía, para que elagua avance se deberán utilizar caudalesrelativamente altos.

Esta combinación de caudales altos ytiempos de riego prolongados se tradu-cen indefectiblemente en pérdidas deagua muy importantes por escurrimientoal pie de la melga.

La forma de mitigar esto es utilizandocaudales mucho más bajos. Y para queestos pequeños caudales avancen enforma pareja en todo el ancho de lamelga, se vuelve imprescindible la nivela-ción transversal de la melga.

CONCLUSIONESEstos años de investigación nos per-

miten postular que para poder regar coneste método, en forma cómoda y eficien-te en el uso del agua y de la mano deobra, se deberán dejar las melgas nivela-das con 0% de pendiente transversal.

De la experiencia acumulada surgecon claridad que, a pesar de la mayorinversión inicial en sistematización, y dela necesidad de uso de cierta maquinariaespecializada (land-plane, hoja de nive-lación, motoniveladora, rodillos compac-tadores), ésta se pagará rápidamentecon el aumento de la eficiencia en el usodel agua y la mano de obra, y fundamen-talmente en la facilidad de operación delsistema.

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