Comportamiento del coeficiente de uniformidad del riego por microaspersión en condiciones de organopónicos y huerto intensivo

Behavior of irrigation uniformity coefficient for microsprinkling in organics conditions and intensive orchard

Reinaldo Cun González¹, Omar Puig Estrada² y  Carlos Morales Gómez²

1 MSc., Inv. Agregado, Instituto de Investigaciones de Riego y Drenaje (IIRD), Ave Camilo Cienfuegos y Calle 27, Apdo. 6090, La Habana 6, Cuba, E-mail: rcun@iird.cu

2 Inv., Instituto de Investigaciones de Riego y Drenaje (IIRD), La Habana, Cuba.

______________________________________________________________________________________________________________

RESUMEN. En Cuba existen 4 013 organopónicos y 43 organopónicos semiprotegidos, los cuales brindan a la población más de 20 kg·m^-2·año^-1 de hortalizas y condimentos frescos. En estas unidades se utiliza el riego localizado por microjet (emisor de producción nacional). Para obtener cosechas de buena calidad es importante que los sistemas funcionen con una elevada uniformidad. El trabajo se desarrolló con el objetivo principal de determinar la uniformidad del riego a través del cálculo del coeficiente de uniformidad (Cu) del sistema en condiciones de producción. El estudio se realizó en diferentes unidades productivas de la agricultura urbana en la ciudad de La Habana : dos organopónicos (0,5 ha), un organopónico semiprotegido (0,7 ha) y un huerto intensivo (0,25 ha). Los resultados demostraron que los emisores trabajan con buena uniformidad en las presiones (>70%), pero no a la planteada por el fabricante (1,5 bar). El Cu_g del gasto, fue aceptable y bueno (entre 70% y 90%), salvo en un organopónico que se comportó de forma inaceptable (<70%). Los emisores trabajan con gastos fuera del valor recomendado por el fabricante (40,65 L·h^-1). El Cu general de los sistemas fue aceptable y bueno en el huerto intensivo y en el organopónico semiprotegido (entre 70% y 90%) respectivamente, e inaceptable en los dos organopónicos (<70%). Recomendamos que los sistemas de riego en estas unidades productivas funcionen a las presiones que se indican a la salida de los cabezales de riego en sus respectivos proyectos, con el filtro presente, limpio y solo un sector de riego (válvula) en funcionamiento.

Palabras clave: emisores, unidad de riego, lateral de riego, gasto del emisor, presión de trabajo.

_____________________________________________________________________________________________________________

ABSTRACT. In Cuba, there are 4 013 organoponics and 43 semiprotected/covered organoponic, which offer to the population 20 kg·m^-2·year^-1 of vegetables and fresh condiments as average. In these units microjet is the irrigation system used (emitter of national production). In order to obtain crops of good quality it is important that the systems work with a high uniformity. The work was developed with the main objective of determining irrigation uniformity through the calculation of the uniformity coefficient of the system (Cu) under production conditions. The study was carried out in different urban agriculture productive units of the in Havana City : Two organoponics (0,5 ha), a semiprotected one (0,7ha) and an intensive orchard (0,25 ha). The results demonstrated that emitters work with good uniformity on the pressures (>70%), but not to the one outlined by the manufacturer (1,5 bar). The Cu_q of the flow rate, was acceptable and good (between 70% and 90%), except for an organoponic that behaved in an unacceptable way (<70%). The emitters work with expenses without taking into account the value recommended by the manufacturer (40,65 L·h^-1). The general Cu_s of the systems was acceptable and good in the intensive orchard and in the semiprotected organoponic (between 70% and 90%) respectively, and unacceptable in the two organoponics (<70%). It is  recommend that the irrigation systems in these productive units, work to pressures indicated in the exit of the irrigation head responding  their respective projects, with the filter working clean and one valve in operation only.

Keywords: emitters, irrigation unit, irrigation lateral, expense of the emitter, working pressure.

_____________________________________________________________________________________________________________

INTRODUCCIÓN

Durante muchos años la producción de hortalizas para el consumo fresco en Cuba, se llevó a cabo bajo la dirección de las grandes empresas estatales, basada en los principios de la “Revolución Verde”. Con la caída del campo socialista y la perdida del 85% de las exportaciones, comenzaron a escasear los alimentos y resultó indispensable desarrollar producciones que pudieran contribuir al mantenimiento de la salud del pueblo. A partir de 1994 comenzó a desarrollarse en gran escala la producción de hortalizas mediante un movimiento popular incorporando grandes masas de pueblo. Dentro de las formas de producción se encuentran los organopónicos, los huertos intensivos y organopónicos semiprotegidos, que en la actualidad ya alcanzan las 1 887 ha, 7 540 ha y 43 ha, respectivamente (Grupo Nacional de Agricultura Urbana, 2009). Estas unidades cuentan en su gran mayoría con módulos de media hectárea de riego por microjet, con la salvedad de los huertos intensivos que cuentan con riego por aspersión en un alto porciento.

Una aplicación eficiente del agua, equivale a un manejo óptimo del riego, lo que permite la obtención de rendimientos elevados y una disminución en el consumo de este preciado liquido utilizado por la población.

La uniformidad del riego es una magnitud que caracteriza a todos estos sistemas y que además interviene en su diseño, tanto agronómico como hidráulico. En función de ella se definen los límites entre los que se permite que varíen los caudales de los emisores y es importante su evaluación en las instalaciones en funcionamiento (Ruiz, 1988). Un sistema de riego debe distribuir el agua uniformemente por toda la superficie regada de manera que todas las plantas reciban la misma cantidad y esta sea la adecuada para satisfacer las necesidades hídricas de los cultivos durante el intervalo entre riegos (Pizarro, 1987). En la práctica es muy difícil que un sistema opere con una uniformidad perfecta, una forma de evaluarla es mediante el coeficiente de uniformidad (Cu). Tomando en consideración los elementos antes expuestos, se desarrolla el presente trabajo con el objetivo principal de evaluar el comportamiento de la uniformidad del riego mediante la determinación del coeficiente de uniformidad del sistema (Cu_s) en tres organopónicos y un huerto intensivo que utilizan el emisor microjet 1 mm , 2 x 140 o de fabricación nacional.

MATERIALES Y MÉTODOS

El trabajo se realizó en las siguientes unidades de producción:

Las piezas de todos estos módulos son de producción nacional en un gran porcentaje.

Características del emisor utilizado:

Emisor Microjet, diámetro Ø1 mm, 2x140^o;

Ecuación del emisor (ecuación 1):

                                                                                                                (1)

Donde:

q-gasto del emisor (L·h -1 );

H-presión de trabajo (m.c.a);

Cv=0,016.

En la Tabla 1 se puede observar los diferentes parámetros de diseño de los dos tipos de módulos de riego para 0,5 ha y 0,7 ha.

TABLA 1. Parámetros de diseño de los módulos de riego

Los estudios se realizaron en condiciones de plena explotación, es decir, tal como se encontraba el sistema en funcionamiento. La uniformidad se evaluó mediante el coeficiente de uniformidad (Cu). En este caso se utilizó la metodología descrita por Merrian y Keller (1978):

Coeficiente de uniformidad para el gasto (ecuación 2):

                                                                                                                (2)

Q₂₅-media de los valores del 25% más bajo del gasto registrado en el emisor;

Q_n -media del total de los valores de gasto.

Coeficiente de uniformidad para las presiones (ecuación 3):

                                                                                                              (3)

H ₂₅-media de los valores del 25% más bajo de las presiones registradas en los emisores.

H_n-media del total de los valores de presión.

x-exponente de descarga del emisor (ecuación 4):

                                                                                                                   (4)

Coeficiente de uniformidad del sistema (ecuación 5):

                                                                                                                    (5)

Cu_g-coeficiente de uniformidad del gasto;

Fc -factor de corrección (ecuación 6):

                                                                                                                   (6)

Para el cálculo del mismo se toman lecturas de presión en los puntos de inserción del primero y el último lateral que se encuentra en varios subsectores de riego.

Valores recomendados para caracterizar coeficiente de uniformidad (Cu):

90%-100%,  excelente;

80%-90%, bueno;

70%-80%, aceptable; 

<70%, inaceptable.

RESULTADO Y DISCUSIÓN

La Tabla 2 muestra los valores de Cu h (%) de las presiones de trabajo de los emisores en las diferentes unidades de producción. Como podemos observar los valores más altos se obtuvieron en el huerto intensivo y en organopónico semiprotegido (97%) siendo estos valores excelentes, según la clasificación planteada por Merrian y Keller (1978).

TABLA 2. Comportamiento del Cu de las presiones

En las dos restantes unidades los valores de Cu_h se comportan entre bueno y excelente (83% y 91% respectivamente). Estos valores medios de presión obtenidos en el emisor son insuficientes, ya que en 3 de estas unidades no llegan a su valor de diseño (1,5 bar), y en el organopónico semiprotegido (2,8 bar), es superior. Esto se debe a que en el caso 2, el montaje de los emisores no se realizó respetando la separación establecida entre ellos (1,0 m), colocándose a menor distancia (0,80 m), por lo que puede existir mayor perdida de presión. En los casos 1 y 2, los valores de presión a la salida del cabezal son inferiores de los planteados por el diseño (3,1 bar). En el caso 3 la presión está por encima de la que plantea el proyecto (2,45 bar). Valores bajos de presión (0,7 bar), fueron encontrados también por Jiménez (2008), en el microjet colocado sobre laterales de 16 mm de diámetro, debido a tupiciones en los mismos y un largo excesivo de los laterales.

La Tabla 3 muestra los valores de Cu_q (%) de los gastos de los emisores en las diferentes unidades de producción. Como podemos observar los valores más altos de Cu_q se obtuvieron en el huerto intensivo y en organopónico semiprotegido 82% y 83% respectivamente, siendo estos valores buenos, según la clasificación planteada por Merrian y Keller (1978). En las dos restantes unidades los valores de Cu_q son aceptable (71,43%) e inaceptable (60%). Estos valores medios de gasto obtenidos en los emisores son insuficientes, ya que en tres de estas unidades no llegan a su valor de diseño (40,65 L·h^-1), y en el organopónico semiprotegido (47,3 L·h^-1), es superior por la sobre presión que existe a la salida del cabezal. Los caudales bajos se deben a que existen emisores tupidos al no presentar filtro el cabezal de riego (caso 4). En los casos 2 y 3 no se le dio el mantenimiento al filtro del cabezal (limpieza), para que trabajara correctamente. Otro aspecto importante es que se riega con más de una válvula al mismo tiempo lo cual influye en el gasto de los emisores. En el caso de estudio 2 se trabajó con muchos emisores tupidos. Similares resultados fueron obtenidos por Ajete (2007) y Labrada (2008) al evaluar los microjet en condiciones de campo, el Cu_q obtenido fue bajo (68,75%) debido a tupiciones existentes.

TABLA 3. Comportamiento del Cu del gasto

La Tabla 4 muestra los valores de Cu_s (%) del sistema en general en las diferentes unidades de producción. Como podemos observar el valor más alto de Cu_s se obtuvo en el organopónico semiprotegido (80,51%), calificado de bueno, según la clasificación planteada por Merrian y Keller (1978), siendo aceptable el Cu_s obtenido en el huerto intensivo (79,59%) e inaceptable en las dos restantes unidades (caso 2: 68,57% y caso 4: 51,6%). Estos valores insuficientes de Cu_s se deben a los problemas encontrados en la explotación de estos sistemas, al no ser uniformes los valores del gasto la uniformidad al final no es aceptable lo cual provoca zonas donde la lámina aplicada está muy por debajo o muy por encima de la media creando diferencias espaciales en la disponibilidad de agua para el cultivo. Valores bajos de Cu_s (45%) fueron determinados por Rodrigo (1991), en el microjet aéreo debido a la presencia de extensores caídos y emisores tupidos en el campo.

TABLA 4. Comportamiento del Cu del sistema

CONCLUSIONES

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS