Universidad de san carlos de guatemala Facultad de agronomía semana del riego EFICIENCIA DE RIEGO Ing. Agr. Ms. Miguel Angel Morales Cayax Guatemala. 27 de Septiembre 2,017

Eficiencia de riego La eficiencia de riego es una relación porcentual que vincula la parte del agua que llega efectivamente a las plantas del total del agua entregada. Eficiencia de conducción (Ec) Eficiencia de aplicación (Eap) Eficiencia de distribución (Ed) Eficiencia de uso (EU) Consumo Relativo (CR)

1. Eficiencia de Conducción Diferencia dada entre el agua captada de la fuente hídrica (río) y el agua que efectivamente llega a la explotación (tanque, compuerta de entrada).

La relación es la siguiente: 𝐸𝑐= 𝐴𝑡𝑔 𝐴𝑑 ∗100 Dónde: Ec = eficiencia de conducción Atg = Cantidad de agua suministrada en el tanque (m³, o m³/seg) Ad = Cantidad de agua derivada de la fuente (m³, o m³/seg)

Pérdidas de conducción en canales a) Las pérdidas por infiltración se producen principalmente en los cauces naturales de las corrientes y en los canales no revestidos b) Los revestimientos agrietados o con mampostería en mal estado, también pueden ser de mucha importancia. El monto de estas pérdidas es variable.

Causas de baja eficiencia de conducción Las pérdidas en conducción pueden subdividirse de acuerdo a su origen en: a) por infiltración; b) por evaporación; c) por manejo del agua en la red de distribución. d) Las pérdidas por manejo

Revestimiento para mejorar la eficiencia en canales Esta puede reducirse enormemente implementando acciones tales como revestir el canal, haciendo limpieza de los canales permanentemente y dando a la sección del canal una forma que asegure mínima infiltración.

P Pérdidas de conducción en tuberías En tuberías la eficiencia de conducción es lógicamente 100%, si no existen fugas de agua. (Sandoval, J. 2007)

Criterios de evaluación De manera general con un canal revestido de concreto se obtienen Ec de 90 a 95%, en canales de tierra la eficiencia varia entre 15 y 70% dependiendo del tipo de suelo. Para evaluar los componentes de las pérdidas de conducción, se efectúan muestreos con infiltrómetros y evaporímetros sobre varios tipos de canales.

Revistiendo y entubando canales, y tecnificando el riego a nivel parcelario, se puede mejorar la eficiencia de conducción

2. Eficiencia de Aplicación (Eap) La conceptualización mas usada de Eap es que esta representa la habilidad del agricultor para regar su tierra de manera precisa y sin desperdicios.

La relación es la siguiente: Tenemos como definición que la eficiencia de aplicación es la relación que existe entre el agua almacenada en la zona de raíces (Aa) y el agua recibida en la toma-granja (Atg) Eap = 𝐴𝑎 𝐴𝑡𝑔 * 100 Donde: Aa= agua almacenada en la zona radicular ( 𝑚 3 o cm) Atg= agua recibida en la toma-granja ( 𝑚 3 o cm)

Eap= ( 𝐴𝑡𝑔−(𝐴𝑒+𝐴𝑝 𝐴𝑡𝑔 )∗100 El Aa será menor que el Atg debido a que existen pérdidas al aplicar el agua en la parcela por escurrimiento superficial (Ae) y percolación profunda (Ap), estas relaciones se pueden expresar matemáticamente así: Aa = Atg - (Ae + Ap) Simplificando la ecuación y sustituyendo en la anterior tenemos que: Eap= ( 𝐴𝑡𝑔−(𝐴𝑒+𝐴𝑝 𝐴𝑡𝑔 )∗100 Simplificado aún más queda: Eap = [1- (𝐴𝑒+𝐴𝑝) 𝐴𝑡𝑔 ]∗100

Percolación en surcos de riego

Escurrimiento superficial

La Eap puede ser calculada para un surco o bordo (melga) individual, para una parcela, para una finca o para un proyecto de riego grande. El agricultor puede controlar ciertos factores que determinan la Eap entre estos tenemos: El grado de nivelación del terreno La planificación Diseño y manejo y control de agua durante el riego Método de riego usado

Cómo mejorar la eficiencia de aplicación El agricultor puede mejorar la Eap: Regando cuando el DPM (Déficit permitido de manejo) ya se ha consumido, Regando solamente durante el tiempo necesario para reponer la lámina de riego que la planta consumió y así subir únicamente la humedad de la zona radicular a capacidad de campo Reduciendo las colas de agua usando caudales pequeños que permiten que el agua llegue al final de su recorrido pero que no salga un exceso de escurrimiento

En la aplicación del agua en la parcela con riego superficial, o por gravedad, se han obtenido las eficiencias de aplicación que se presentan en seguida: surcos, del 55 al 77%; (Peña, E. 2007)

Con sistemas de riego presurizado, se han obtenido las siguientes eficiencias de aplicación: movimiento lateral, del 70 al 80%; (Peña, E. 2007)

Efecto de la presión en el tamaño de gotas en riego por aspersión

en sistemas de riego localizado, se tienen las siguientes eficiencias: goteo con mangueras, del 74 al 93% . (peña, e. 2007)

Eficiencia de aplicación en riego por goteo

UTILIDAD EN EAp EN EL DISEÑO El conocer la eficiencia de aplicación (Eap) para diseño es muy importante ya que el sistema de riego que se está proyectando debe tener la capacidad de aplicar la lámina de humedad rápidamente aprovechable (LHRA) y además el agua el agua que se pierde inevitablemente por las características del método de aplicación del agua de riego Lb = 𝐿𝑛 𝐸𝑎𝑝 Donde: Lb = Lámina bruta (cm) Ln = Lámina neta (cm) Eap = Eficiencia de aplicación (fracción decimal)

3. EFICIENCIA DE ALMACENAMIENTO (Eal) Es la relación entre el agua almacenada en el perfil por efecto del riego, y el agua necesaria para llevar dicho perfil a Capacidad de Campo en toda la profundidad de arraigamiento del cultivo.

Eficiencia de almacenamiento en métodos de riego: Eficiencia de almacenamiento en métodos de riego: 1 Riego por inundación 2 riego por goteo

LA RELACIÓN ES LA SIGUIENTE: Eal = 𝐴𝑎 𝐴𝑛 * 100 Donde: Eal = eficiencia de almacenamiento (%) Aa= agua almacenada en la zona principal de raíces ( 𝑚 3 o cm) An= agua necesaria para llevar la zona principal de raíces a Capacidad de Campo ( 𝑚 3 o cm)

4. EFICIENCIA DE DISTRIBUCION (Ed) La eficiencia de distribución (Ed) se define como la relación entre el promedio de profundidad alcanzado por el agua en el perfil durante el riego.

La relación es la siguiente: Ed = 100 (1-y/d) Ed = Eficiencia de distribución (%) d = promedio de lámina aplicada o almacenada en el suelo (cm). y = promedio de los valores absolutos de las desviaciones del agua aplicada o almacenada con respecto a la lamina aplica. “d” (cm)

Distribución en riegos por gravedad Para sistemas de riego superficial se determina la Ed dividiendo el campo en 4 secciones (aunque pueden ser mas) y midiendo la profundidad que penetro el agua después de 1 a 3 días de haber regado en la parte media de cada una de estas 4 secciones.

Distribución en riegos por aspersión Se usa el término coeficiente de uniformidad (Cu) de Chistiansen (1942) para expresar la Ed. Un coeficiente de uniformidad de 0.8 o mayor se considera adecuado para este tipo de riego.

En este método de riego el grado de uniformidad entre aspersores y laterales y la presión de los aspersores es afectado por el viento.

Cómo calcularla Cu=1-lxl/n.M Donde: Cu= coeficiente de uniformidad (Decimal) lxl = suma de los valores absolutos de la desviación de observaciones individuales con respecto al promedio de profundidades de mojado M (cm, mm) M = promedio de profundidades de mojado (cm, mm) n = número de observaciones

Un Cu de 1.0 indica una distribución perfecta del agua en todo el campo. Las eficiencia de aplicación y de distribución de 100% no son siempre las más deseables o no pueden ser alcanzadas. Los gastos necesarios para asegurar altas eficiencias exceden, en muchas ocasiones, a los productos que aseguran un buen resultado económico.

5. EFICIENCIA DE UTILIZACION AGRONÓMICA (EU) Esta definición de EU es aplicable solamente válida a nivel de predio o parcela, nos indica la manera en que el agricultor está utilizando el agua con un determinado método de riego, integrando el probable desperdicio (Eap), el correcto humedimiento de toda la zona de raíces (Eal) y la uniformidad con que el agua fue aplicada (Ed). EU= Eap x Eal x Ed

eficiencias posibles de alcanzar con diferentes métodos de riego, en una situación óptima de diseño y operación Método de riego   Eap Eal Ed Eu Tendido* (inundación) 0 . 10 0.85 0.60 0.20 Surcos 0.55 0.75 0.35 Bordes 0.90 0.70 0.38 Aspersión 0 .90 1.00 0.76 Goteo 0.95 0.86

6. EFICIENCIA DE USO (Eu) y CONSUMO RELATIVO (CR) No todos los cultivos usan la misma cantidad de agua para rendir una determinada cantidad de cosecha. Algunas plantas utilizan el agua más eficientemente que otras, o sea necesitan menos agua para rendir mayor cantidad de cosecha. Esto debe ser considerado cuando se planifica una zona de riego ya que si el agua es escasa y cara algunos cultivos que consuman demasiada agua pudieran prohibirse en el área bajo riego. (Sandoval, 2007)

Eficiencia de uso (Eu) LA RELACIÓN ES LA SIGUIENTE: 𝐸𝑢= 𝑅𝑒𝑛𝑑 𝐸𝑡 Dónde: Eu = eficiencia de uso (Kg/m³, Kg/cm) Rend = rendimiento en peso seco o peso comercial del cultivo (Kg) Et = evapotranspiración real total durante el ciclo del cultivo (m³, cm) Eficiencia de uso (Eu)

Factores de Eficiencia de uso (Eu) Riego Evapotranspiración Humedad Clima Fertilidad del Suelo Textura del Suelo

Eficiencia de uso de agua (Eu) para riego tradicional y mejorado en diferentes cultivos (Kg de peso comercial de la cosecha por m³ de agua evapotranspirada

Eficiencia de uso de agua (Eu) para diferentes cultivos Eficiencia de uso de agua (Eu) para diferentes cultivos. (Kg de peso comercial de la cosecha por m³ de agua evapotranspirada) Cultivo Rendimiento* % Humedad* Eu (Kg/m3) Alfalfa 2 a 2.5 (intervalo de corte de 25 a 30 días) 10 - 15 1.5 - 2.0 Algodón 4 a 5 (con semilla del cual un 35% es desmontado) 10 0.4 - 0.6 Arroz 3 - 4 (con cáscara) 15 -20 0.7 - 1.1 Arveja 2 - 3 (verde sin cáscara) 70 - 80 0.5 - 0.7 Caña de azúcar 110 – 150 80 5 – 8 Cártamo 2 - 4 (semilla) 8 - 10 0.2 - 0.5 Cebolla 35 - 45 (bulbos) 85 - 90 8 – 10 Chile pimiento 10 – 15 90 1.5 – 3 Frijol 6 - 8 (ejote) 1.5 -2   1.5 - 2 (semilla seca) 0.3 - 0.6 Girasol 2.5 - 3.5 (semilla) 6 - 10 0.3 - 0.5 Limón 30 - 45 (1 año) 85 2 – 5 Naranja 25 - 40 (1 año)

Consumo Relativo (CR) Relación de la cantidad de kilogramos de agua necesarios para producir un kilogramo de materia seca sin incluir raíces. Factores de Consumo Relativo (CR) Suelo Tecnificación del Riego Textura del Suelo Humedad Área

Consumo Relativo (CR) de varios cultivos para regiones templadas Consumo Relativo (CR) de varios cultivos para regiones templadas. (Kg de agua para producir un Kg de materia seca) Cultivo CR Trigo 399 Maíz 216 Trébol rojo 330 Trébol 263 Avena 402 250 Haba 283 Centeno 353

Consumo Relativo (CR) de varios cultivos para regiones Áridas y Semiáridas. (Kg de agua para producir un Kg de materia seca) Cultivo CR Trigo duro 542 ± 14 Sorgo 280-370 Trigo 1050 Trigo ordinario 557 ± 13 Garbanzo 490 Maíz 590 Avena 583 ± 10 Tomato 570 Remolacha 630 Cebada 518 ± 6 336 Centeno 634 ± 8 Pimiento 810 394 ± 7 Papa 575 ± 15 Alfalfa 584 ± 13 Algodón 568 ± 10 Arroz 682 ± 17

Posibles causas de problemas al momento de una mala eficiencia agronómica Caudal usado Tiempo de riego Longitud de recorrido de agua Frecuencia de riego Topografía irregular Mal diseño Falta de atención técnica…

GRACIAS!!!!!