Riego por goteo

El riego por goteo es un sistema de microirrigación que permite ahorrar agua y nutrientes al permitir que el agua gotee lentamente hacia las raíces de las plantas, ya sea desde la superficie del suelo o enterrada bajo él. El objetivo es llevar el agua directamente a la zona radicular y minimizar la evaporación. Los sistemas de riego por goteo distribuyen el agua a través de una red de válvulas , tuberías y emisores. Dependiendo de su diseño, instalación, mantenimiento y funcionamiento, un sistema de riego por goteo puede ser más eficiente que otros tipos de sistemas de riego, como el riego por superficie o el riego por aspersión.

En 2023, el 3% de los agricultores del mundo utilizaban riego por goteo. ^{[ 1 ]}

Historia

Antigua China

El riego por goteo primitivo se ha utilizado desde la antigüedad. El Fan Shengzhi shu , escrito en China durante el siglo I a. C. , describe el uso de vasijas de arcilla enterradas y sin vidriar llenas de agua, a veces denominadas Ollas , como método de riego. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

desarrollo moderno

Tubería subterránea

El riego por goteo moderno comenzó a desarrollarse en Alemania en 1860, cuando los investigadores comenzaron a experimentar con el riego subterráneo utilizando tuberías de arcilla para crear sistemas combinados de riego y drenaje. ^{[ 4 ]}

Tubo perforado

La investigación se amplió posteriormente en la década de 1920 para incluir la aplicación de sistemas de tuberías perforadas. ^{[ 5 ]}

Plástico

El uso de plástico para contener y distribuir agua en el riego por goteo fue desarrollado posteriormente en Australia por Hannis Thill. ^{[ 5 ]}

Emisor de plástico, riego por goteo

El uso de un emisor de plástico en el riego por goteo fue desarrollado en Israel por Simcha Blass y su hijo Yeshayahu. ^{[ 6 ]} En lugar de liberar agua a través de pequeños orificios que se bloquean fácilmente con partículas diminutas, el agua se liberaba a través de conductos más grandes y largos utilizando la fricción para ralentizar el agua dentro de un emisor de plástico. El primer sistema experimental de este tipo fue establecido en 1959 por Blass, quien más tarde, en 1964, se asoció con el Kibutz Hatzerim para crear una empresa de riego llamada Netafim . Juntos, desarrollaron y patentaron el primer emisor práctico de riego por goteo superficial. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} El riego por goteo moderno se inventó en Israel en la década de 1960. Este tipo de riego también mejoró la eficiencia del uso de fertilizantes, así como del agua. ^{[ 1 ]} La introducción de esta tecnología fue revolucionaria según The Times of Israel , y podría ahorrar el 70% del uso de agua en el cultivo de arroz. ^{[ 7 ]}

Goldberg y Shmueli (1970) ^{[ 8 ]} desarrollaron una mejora significativa: "en el desierto de Arava , en el sur de Israel, [Shmueli] demostró que un sistema de riego por goteo instalado en la superficie del suelo funcionaba excepcionalmente bien para la producción de cultivos de hortalizas, incluso con agua salina o salada (Elfving, 1989). El sistema... fue responsable del reverdecimiento de un entorno anteriormente improductivo". ^{[ 9 ]}

La sustitución del sistema subterráneo por un sistema superficial solucionó la desventaja de la obstrucción del sistema subterráneo. Su mejora prevaleció: "El riego por goteo es actualmente el medio más eficiente para aplicar agua a los cultivos (Pathak et al. 2009; Goyal 2012)... Existen dos variantes de la tecnología: superficial y subterránea. La más común es el riego por goteo superficial, desarrollado por primera vez en Israel (Goldberg y Shmueli 1970)... Debido a la necesidad de mejorar la eficiencia del riego, como medida para el uso sostenible de los recursos hídricos, existe un gran interés en el riego por goteo (Scanlon et al. 2012; Steward et al. 2013; Schaible y Aillery 2017). Esto se destaca en numerosos estudios para evaluar su rendimiento en la producción de varios cultivos." ^{[ 10 ]}

Netafim desarrolló tecnología para regar específicamente los arrozales. Los arrozales producen el 10% de las emisiones globales de metano, el equivalente a 400 millones de automóviles. Esta tecnología se introdujo por primera vez en Italia, Turquía e India. ^{[ 7 ]} La empresa de agrotecnología N-Drip desarrolló un sistema de riego por goteo inteligente para arrozales. En el artículo del TOI se informó que el sistema N-Drip produjo aumentos de rendimiento de hasta un 33%, una reducción de fertilizantes del 50%, una disminución de gases de efecto invernadero como el carbono y el metano del 50% al 85%, así como un ahorro de agua del 50%. ^{[ 11 ]}

Cinta de goteo

En Estados Unidos, la primera cinta de goteo , llamada Dew Hose , fue desarrollada por Richard Chapin y Jaime Leal-Diaz de Chapin Watermatics a principios de la década de 1960. ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]} La evolución de la cinta de goteo que hizo posible su adopción y uso a gran escala fue la introducción de T-Tape en 1987 por Plastro Irrigation , que tenía la primera salida ranurada y una pista de flujo laminar que luego evolucionó a una pista de flujo regulador de flujo turbulento. Chapin Watermatics fue adquirida por Jain Irrigation en 2006 y está ubicada bajo su subsidiaria estadounidense Jain Irrigation Inc, USA. ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}

Introducido por primera vez en California a finales de la década de 1960, solo el 5% de las tierras de regadío utilizaban este sistema en 1988. Sin embargo, en 2010, el 40% de las tierras de regadío en California utilizaban este sistema. ^{[ 16 ]}

Anillo de goteo

Un anillo de riego por goteo es un dispositivo circular que distribuye el agua de manera uniforme alrededor de la base de un árbol o arbusto. Conectado a la red de agua mediante una manguera de jardín o un adaptador, el anillo de riego por goteo puede integrarse en una red de riego que riega varias plantas simultáneamente. Al regular el flujo de agua a través del anillo, el suelo se satura a un ritmo que conserva el agua, minimizando la escorrentía superficial y las pérdidas por evaporación.

Significado

Podría decirse que el riego por goteo moderno se ha convertido en la innovación más valiosa del mundo en la agricultura desde la invención en la década de 1930 del aspersor de impacto , que ofreció la primera alternativa práctica al riego por superficie.

Novedades actuales

Es necesario un estudio minucioso de todos los factores relevantes, como la topografía del terreno, el suelo, el agua, los cultivos y las condiciones agroclimáticas, para determinar el sistema de riego por goteo y los componentes más adecuados para una instalación específica.

Cabezales de micropulverización

El riego por goteo también puede utilizar dispositivos llamados microaspersores, que rocían agua en un área pequeña, en lugar de emisores de goteo. Estos se suelen usar en cultivos de árboles y vides con zonas radiculares más extensas.

riego por goteo subterráneo

El riego por goteo subterráneo (SDI) utiliza tuberías o cintas de goteo enterradas de forma permanente o temporal, ubicadas a la altura de las raíces de las plantas o por debajo de ellas. Se está popularizando para el riego de cultivos en hileras, especialmente en zonas con recursos hídricos limitados o donde se utiliza agua reciclada.

Sistemas modernos de riego por goteo

Los sistemas modernos de riego por goteo se integran cada vez más con tecnologías de control automatizado, como sensores de humedad del suelo, temporizadores programables, válvulas de accionamiento eléctrico y controladores remotos de bombas. Estos sistemas permiten programar o activar el riego según las condiciones de humedad del suelo, mejorando la eficiencia del uso del agua y reduciendo la intervención manual. El riego por goteo automatizado se utiliza tanto en aplicaciones agrícolas como hortícolas para garantizar un suministro preciso de agua, optimizar los programas de riego y mantener una humedad constante en el suelo para el crecimiento de los cultivos. ^{[ 17 ]}

Alcance global y líderes del mercado

En 2012, China e India eran los países con mayor crecimiento en el campo del riego por goteo u otros sistemas de microirrigación, mientras que a nivel mundial más de diez millones de hectáreas utilizaban estas tecnologías. ^{[ 18 ]} Aun así, esto representaba menos del 4 por ciento de la tierra irrigada del mundo. ^{[ 18 ]} Ese año, la israelí Netafim era el líder del mercado mundial (posición que mantuvo en 2018 ^{[ 19 ]} ), siendo la india Jain Irrigation la segunda mayor empresa de microirrigación. ^{[ 18 ]} En 2017, Rivulis compró Eurodrip y se convirtió en el segundo mayor fabricante de sistemas de riego del mundo. ^{[ 20 ]}

Componentes y funcionamiento

Diseño del sistema de riego por goteo y sus partes

Distribución del agua en el riego por goteo subterráneo

Los componentes utilizados en el riego por goteo (enumerados en orden desde la fuente de agua) incluyen:

Bomba o equipo de suministro de agua a presión
Filtros de agua o sistemas de filtración, separador de arena (opcional, si se requiere), bomba dosificadora e inyectores: separador de arena, conjunto Venturi - equipo de inyección de fertilizantes, tanques de fertilizantes y bombas de fertirrigación / sistemas de fertirrigación y sistema de quimigación (opcional)
Controlador del sistema de retrolavado y filtrado
Válvula de control de presión ( regulador de presión )
Tuberías principales antes de la distribución lateral (tubería principal y secundaria de PVC o HDPE de mayor diámetro, accesorios de tubería).
Válvulas de control y válvulas de seguridad manuales, electrónicas o hidráulicas.
Tubo de polietileno de menor diámetro (a menudo llamado "laterales")
Accesorios y conexiones de polietileno (para realizar conexiones)
Dispositivos emisores en las plantas (emisor o gotero, cabezal de microaspersión, gotero en línea o tubo de goteo en línea)

En los sistemas de riego por goteo, la bomba y las válvulas pueden ser operadas de forma manual o automática por un controlador inteligente .

La mayoría de los sistemas de riego por goteo de gran tamaño emplean algún tipo de filtro para evitar la obstrucción del conducto de los pequeños emisores por partículas finas en suspensión en el agua. Actualmente se ofrecen nuevas tecnologías que minimizan la obstrucción. Algunos sistemas residenciales se instalan sin filtros adicionales, ya que el agua potable ya se filtra en la planta de tratamiento. Prácticamente todos los fabricantes de equipos de riego por goteo recomiendan el uso de filtros y, por lo general, no ofrecen garantía si no se utilizan. Se recomienda encarecidamente la instalación de filtros en la última línea, justo antes de la tubería de suministro final, además de cualquier otro sistema de filtración, debido a la sedimentación de partículas finas y a la posible introducción accidental de partículas en las líneas intermedias.

El riego por goteo y el riego por goteo subterráneo se utilizan casi exclusivamente cuando se emplean aguas residuales municipales recicladas. Por lo general, la normativa prohíbe rociar agua por el aire que no haya sido tratada completamente para cumplir con los estándares de agua potable.

Debido a la forma en que se aplica el agua en un sistema de riego por goteo, las aplicaciones superficiales tradicionales de fertilizantes de liberación lenta a veces resultan ineficaces, por lo que estos sistemas suelen mezclar fertilizante líquido con el agua de riego. Esto se denomina fertirrigación ; tanto la fertirrigación como la quimigación (aplicación de pesticidas y otros productos químicos para limpiar periódicamente el sistema, como cloro o ácido sulfúrico ) utilizan inyectores químicos como bombas de diafragma , bombas de pistón o aspiradores . Los productos químicos pueden añadirse de forma continua durante el riego o a intervalos. En recientes ensayos de campo universitarios se han reportado ahorros de fertilizante de hasta el 95 % utilizando fertirrigación por goteo y suministro lento de agua, en comparación con la liberación lenta y el riego mediante microaspersores.

Diseñado, instalado y gestionado correctamente, el riego por goteo puede contribuir a la conservación del agua al reducir la evaporación y el drenaje profundo en comparación con otros tipos de riego, como el riego por inundación o por aspersión, ya que el agua se puede aplicar con mayor precisión a las raíces de las plantas. Además, el riego por goteo puede eliminar muchas enfermedades que se propagan por contacto del agua con el follaje. Finalmente, en regiones con escasez de agua, es posible que no se produzca un ahorro real de agua, sino simplemente un aumento de la producción utilizando la misma cantidad de agua que antes. En regiones muy áridas o en suelos arenosos , el método preferido es aplicar el agua de riego lo más lentamente posible.

El riego pulsado se utiliza a veces para disminuir la cantidad de agua suministrada a la planta en cada momento, reduciendo así la escorrentía o la percolación profunda. Los sistemas pulsados suelen ser costosos y requieren un mantenimiento extenso. Por lo tanto, los últimos esfuerzos de los fabricantes de emisores se centran en el desarrollo de nuevas tecnologías que suministran agua de riego a caudales ultrabajos, es decir, menos de 1,0 L (2,1 pintas estadounidenses; 1,8 pintas imperiales) por hora. El suministro lento y uniforme mejora aún más la eficiencia del uso del agua sin incurrir en el costo y la complejidad de los equipos de suministro pulsado.

Un tubo emisor es un tipo de tubería de riego por goteo con emisores preinstalados de fábrica con una distancia y un caudal por hora específicos, según la distancia del cultivo.

Un emisor restringe el paso del agua a través de él, creando así la pérdida de carga necesaria (en la medida de la presión atmosférica) para que el agua se emita en forma de gotas. Esta pérdida de carga se produce por la fricción/turbulencia dentro del emisor.

Ventajas y desventajas

Las ventajas del riego por goteo son:

La pérdida de fertilizantes y nutrientes se minimiza gracias a una aplicación localizada y a una menor lixiviación.
La eficiencia en el uso del agua es alta si se gestiona correctamente.
No es necesario nivelar el terreno.
Los terrenos con formas irregulares se adaptan fácilmente.
El agua reciclada no potable puede utilizarse sin peligro.
La humedad dentro de la zona radicular se puede mantener a capacidad de campo.
El tipo de suelo influye menos en la frecuencia de riego.
Se reduce la erosión del suelo.
Se reduce el crecimiento de las malas hierbas.
La distribución del agua es muy uniforme, controlada por el caudal de cada boquilla.
El coste de la mano de obra es menor que en otros métodos de riego.
Las variaciones en el suministro pueden regularse ajustando las válvulas y los goteros.
La fertirrigación se puede incorporar fácilmente con un mínimo desperdicio de fertilizantes.
El follaje permanece seco, lo que reduce el riesgo de enfermedades.
Generalmente, funcionan a una presión menor que otros tipos de riego a presión, lo que reduce los costos de energía.

Las desventajas del riego por goteo son:

El costo inicial puede ser mayor que el de los sistemas convencionales. Los costos de capital recurrentes relacionados con el reemplazo y el mantenimiento de las tuberías pueden superar el ahorro de agua si el sistema no está diseñado ni instalado correctamente. El riego por goteo también puede requerir más mano de obra, especialmente si se practica una rotación de cultivos extensa que exige el reemplazo estacional de las tuberías para adaptarse a diferentes distancias entre hileras.
El sol puede afectar a los tubos utilizados para el riego por goteo, acortando su vida útil. (Véase Degradación de polímeros );
Los riesgos de la degradación del plástico afectan el contenido del suelo y los cultivos alimentarios. En muchos tipos de plástico, cuando el sol lo degrada y lo vuelve quebradizo, se liberan al medio ambiente los compuestos estrogénicos (es decir, compuestos que imitan las hormonas femeninas) que le confieren flexibilidad. ^{[ 21 ]}
Si el agua no se filtra adecuadamente y el equipo no recibe el mantenimiento apropiado, puede producirse una obstrucción o una bioobstrucción .
En el riego por goteo subterráneo, el regador no puede ver el agua que se aplica. Esto puede llevar al agricultor a aplicar demasiada agua (baja eficiencia) o una cantidad insuficiente, lo cual es particularmente común entre quienes tienen menos experiencia con el riego por goteo.
El riego por goteo podría resultar insatisfactorio si los herbicidas o los fertilizantes aplicados en la superficie requieren riego por aspersión para su activación.
La cinta de goteo genera costos adicionales de limpieza después de la cosecha. Los usuarios deben planificar cómo enrollar, desechar, reciclar o reutilizar la cinta de goteo.
Si no se instalan correctamente, se desperdicia agua, tiempo y cosecha. Estos sistemas requieren un estudio minucioso de todos los factores relevantes, como la topografía del terreno, el suelo, el agua, el cultivo y las condiciones agroclimáticas, así como la idoneidad del sistema de riego por goteo y sus componentes.
En suelos ligeros, el riego por goteo subterráneo puede no ser suficiente para humedecer la superficie y favorecer la germinación. Se requiere una cuidadosa consideración de la profundidad de instalación.
La mayoría de los sistemas de riego por goteo están diseñados para una alta eficiencia, lo que significa una lixiviación mínima o nula. Sin una lixiviación suficiente, las sales aplicadas con el agua de riego pueden acumularse en la zona radicular, generalmente en el borde del área de humectación. Por otro lado, el riego por goteo evita el alto potencial capilar del riego superficial tradicional, que puede extraer depósitos de sales de las capas inferiores.
Las tuberías de PVC suelen sufrir daños causados por roedores, lo que requiere la sustitución de todo el tubo y aumenta los gastos.
Los sistemas de riego por goteo no se pueden utilizar para controlar los daños causados por las heladas nocturnas (como en el caso de los sistemas de riego por aspersión).

Cinta de goteo

La cinta de goteo es un tipo de tubería de goteo de paredes delgadas que se utiliza en el riego por goteo. La primera cinta de goteo se conocía como "manguera de rocío". ^{[ 22 ]}

La cinta adhesiva para riego por goteo está hecha de polietileno y se vende plana en rollos. El grosor de la pared suele oscilar entre 0,1 y 0,6 mm (4 a 25 milésimas de pulgada ) . Las cintas de pared más gruesa se utilizan habitualmente para el riego por goteo subterráneo permanente, y las de pared más delgada para sistemas temporales desechables en cultivos de alto valor.

El agua sale de la cinta a través de emisores o goteros. La distancia típica entre emisores oscila entre 150 y 610 mm (6 y 24 pulgadas) . En algunos productos, los emisores se fabrican simultáneamente con la cinta y forman parte del producto. En otros, se fabrican por separado y se instalan durante la producción.

Algunos productos no son cintas , sino tuberías de goteo de paredes delgadas, pero en el lenguaje común, ambos tipos de productos se denominan cintas. Los diámetros típicos de las cintas son 16 mm ( 5/8 pulg .) , 22 mm ( 7/8 pulg . ) y 35 mm ( 1 + 3/8 pulg . ) , siendo los diámetros mayores los que se utilizan con mayor frecuencia en instalaciones permanentes con tramos más largos.

La cinta de goteo es un material reciclable y puede transformarse en resinas plásticas viables para su reutilización en la industria de fabricación de plásticos.

Usos

El riego por goteo se utiliza en granjas, invernaderos comerciales y jardines residenciales. Se ha adoptado ampliamente en zonas con escasez hídrica grave , especialmente para cultivos y árboles como cocoteros , árboles ornamentales en contenedores, uvas, plátanos, berros , berenjenas , cítricos , fresas , caña de azúcar , algodón, maíz y tomates.

Los sistemas de riego por goteo para jardines domésticos son cada vez más populares entre los propietarios de viviendas y constan de un temporizador , una manguera y un emisor. Para regar macetas se utilizan mangueras de 4 mm (0,16 pulgadas) de diámetro.

Véase también

Referencias

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Lecturas adicionales

Riego , 5.ª edición, Muhammad Irfan Khan Yousafzai, Claude H. Pair, editor, publicado por la Asociación de Riego, 1983.
Riego por goteo para la producción de cultivos , FS Nakayama y DA Bucks, editores, publicado por Elsevier, 1986, ISBN 978-0-444-42615-4
S. Blass, El agua en la lucha y la acción (en hebreo), publicado por Massada Limited, Israel, 1973.
Manual de mantenimiento, publicado por Jain Irrigation Systems, 1989.
Diseño y manejo de riego por goteo y microirrigación para árboles, vides y cultivos extensivos , 5.ª edición, por Charles M. Burt y Stuart W. Styles, publicado por el Centro de Capacitación e Investigación en Riego (ITRC), Cal Poly, San Luis Obispo, CA 93407–0721. www.itrc.org., 2016

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