Riego por pivote central

El riego por pivote central (a veces llamado riego de pivote central ), también llamado riego de rueda hidráulica y riego circular , es un método de riego de cultivos en el que el equipo gira alrededor de un pivote y los cultivos se riegan con aspersores . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Se riega un área circular centrada en un pivote, creando a menudo un patrón circular en los cultivos cuando se observa desde arriba (a veces denominados círculos de cultivo , que no deben confundirse con los formados por el aplanamiento circular de una sección de un cultivo en un campo). ^{[ 3 ]} La mayoría de los sistemas de pivote central eran impulsados ​​por agua; sin embargo, hoy en día la mayoría son impulsados ​​por motores eléctricos .

Los sistemas de riego por pivote central son beneficiosos por su capacidad para utilizar el agua de manera eficiente y optimizar el rendimiento de la explotación agrícola. Estos sistemas son muy eficaces en grandes extensiones de terreno.

El 23 de marzo de 1914, James A. Norton, de Odebolt, Iowa, solicitó la patente para el sistema de riego de pivote central. El 17 de agosto de 1915, se le concedió la patente número 1150144. Los dibujos de la patente muestran varios pares de ruedas que sostienen una tubería que gira en círculo alrededor de un pivote central. La descripción es: Sistema de riego que utiliza instalaciones móviles sobre ruedas o similares, que se desplazan alrededor de un pivote central.

El riego por pivote central fue inventado en 1940 ^{[ 4 ]} por el agricultor Frank Zybach, ^{[ 5 ]} quien vivía en Strasburg, Colorado . ^{[ 4 ]} Se reconoce como un método eficaz para mejorar la distribución del agua en los campos. ^{[ 3 ]}

En 1952, Zybach se asoció con AE Trowbridge, un amigo, Ethan James Olson, de Columbus, Nebraska. Trowbridge aportó 25 000 dólares ( equivalentes a 303 000 dólares en 2025 ) y obtuvo el 49 % de los derechos de patente. Zybach regresó de Colorado a Columbus, abrió un taller, contrató a algunos hombres, aumentó la altura de la tubería a 1,8 m (6 pies) y comenzó su actividad comercial. En los dos primeros años de funcionamiento, solo vendieron 19 sistemas. Los primeros diseños eran complicados y pocos agricultores los entendían. Zybach siguió mejorando sus diseños y se centró en perfeccionar sus máquinas, en lugar de intentar vender sistemas con problemas. ^{[ 6 ]}  

Zybach tuvo éxito con diseños modificados, que mejoraron la eficiencia operativa de los sistemas. En 1954, cedió la licencia de su patente a Robert Daugherty y su empresa, Valley Manufacturing. Los ingenieros de Daugherty dedicaron la siguiente década a perfeccionar la innovación de Zybach, haciéndola más robusta, alta y fiable, y transformándola de un sistema hidráulico a un sistema eléctrico. La empresa de Daugherty creció hasta convertirse en Valmont Industries , con Valley Irrigation como filial. ^{[ 7 ]}

Sistemas de riego de pivote central en campos de maíz en Wisconsin

El riego por pivote central es una forma de riego por aspersión aérea que consiste en varios segmentos de tubería (generalmente de acero galvanizado o aluminio ) con aspersores colocados a lo largo de su longitud, unidos entre sí y sostenidos por armazones , y montados sobre torres con ruedas. ^{[ 1 ]} La máquina se mueve en un patrón circular y se alimenta con agua desde el punto de pivote en el centro del círculo. ^{[ 8 ]}

Para utilizar un sistema de riego por pivote central, el terreno debe ser relativamente plano; sin embargo, una de las principales ventajas de este sistema frente a otros que utilizan el flujo por gravedad es su capacidad para funcionar en terrenos ondulados. Esta ventaja ha propiciado un aumento de la superficie de tierras de regadío y del consumo de agua en algunas zonas. El sistema se utiliza en partes de ^Estados Unidos , Australia , Nueva Zelanda , Brasil ^{[ 8} ] y en zonas desérticas como el Sáhara y Oriente Medio.

Los pivotes centrales suelen tener menos de 500 metros (1600 pies) de longitud (radio del círculo), siendo el tamaño más común la máquina estándar de 400 metros ( 1/4 de milla) , que cubre aproximadamente 50 hectáreas (125 acres) de terreno. ^{[ 8 ]}  

Boquillas de riego de pivote central

Aspersor de tipo rotatorio

Aspersor tipo cañón final

Originalmente, la mayoría de los sistemas de pivote central funcionaban con agua. Estos fueron reemplazados por sistemas hidráulicos y sistemas accionados por motores eléctricos, generalmente mediante un motor montado en cada torre.

El conjunto exterior de ruedas marca el ritmo de rotación. Los conjuntos interiores de ruedas están montados en los bujes entre dos segmentos y utilizan sensores de ángulo (microinterruptores) para detectar cuándo la flexión en la unión supera un cierto umbral. Cuando el ángulo es demasiado grande, las ruedas giran para mantener los segmentos alineados. Los periodos típicos para una rotación completa incluyen tres días; ^{[ 8 ]} mientras que otras fuentes indican que el borde exterior de la estructura se mueve a 2 a 3 m (6,6 a 9,8 pies) por minuto, lo que equivaldría a 14 a 21 horas para una rotación completa de un sistema de 400 metros de radio ( 1/4 de milla ) . ^{[ 9 ]}   

Para lograr una aplicación uniforme, los pivotes centrales requieren un caudal de emisor variable a lo largo del radio de la máquina. Dado que los tramos exteriores (o torres) recorren una mayor distancia en un período de tiempo determinado que los tramos interiores, el tamaño de las boquillas es menor en los tramos interiores y aumenta con la distancia al punto de pivote. Las vistas aéreas muestran campos de círculos creados por el trazado de  tuberías de riego radiales de un cuarto de milla o media milla (400 u 800 m), que consumen hasta varios miles de galones por minuto. ^{[ 10 ]}

La mayoría de los sistemas de riego por pivote central ahora cuentan con goteras que cuelgan de un tubo en forma de U llamado cuello de cisne, al que se le acoplan aspersores en la parte superior. Estos aspersores se ubican a pocos metros (como máximo) por encima del cultivo, lo que limita las pérdidas por evaporación y la deriva del viento. Existen diversas configuraciones de boquillas, incluyendo placas estáticas, placas móviles y semicirculares. Generalmente, se instalan reguladores de presión aguas arriba de cada boquilla para asegurar que cada una funcione a la presión de diseño correcta.

También se pueden utilizar sistemas de riego por goteo con mangueras de arrastre o burbujeadores que depositan el agua directamente en el suelo entre los cultivos. Este tipo de sistema se conoce como LEPA (Aplicación de Precisión de Baja Energía) y suele ir acompañado de la construcción de pequeñas represas a lo largo del surco (lo que se denomina acueducto). Los cultivos pueden sembrarse en hileras rectas o en círculo para adaptarse al recorrido del sistema de riego.

Los equipos de riego también pueden configurarse para moverse en línea recta, en cuyo caso se denominan sistemas de riego de movimiento lateral , lineal , de ruedas o de rodillos laterales . ^{[ 11 ] [ 12 ]} En estos sistemas, el agua se suministra mediante un canal de riego que recorre todo el campo. El canal se ubica a un lado o en línea recta a través del centro. El motor y la bomba están montados sobre un carro junto al canal de suministro. El carro se desplaza con la máquina.

Los agricultores podrían optar por el riego por aspersión lateral para mantener sus campos rectangulares. Esto les permite pasar del riego por surcos. El riego por aspersión lateral es mucho menos común, requiere sistemas de guiado más complejos y una gestión adicional en comparación con el riego por pivote central. Es común en Australia, donde los sistemas suelen tener entre 500 y 1000 metros de longitud.

El riego por pivote central requiere menos mano de obra que muchos otros métodos de riego superficial , como el riego por surcos . ^{[ 8 ]} También tiene menores costos de mano de obra que las técnicas de riego por gravedad que requieren la excavación de canales. Además, el riego por pivote central puede reducir la cantidad de labranza del suelo . Por lo tanto, ayuda a reducir la escorrentía del agua y la erosión del suelo que pueden ocurrir con el riego por gravedad. ^{[ 8 ]} Una menor labranza también favorece que más materia orgánica y residuos de cultivos se descompongan en el suelo. También reduce la compactación del suelo. ^{[ 8 ]}

En Estados Unidos, los primeros colonos de las semiáridas Grandes Llanuras sufrieron graves pérdidas de cosechas debido a ciclos de sequía , que culminaron en el desastroso Dust Bowl de la década de 1930. Solo después de la Segunda Guerra Mundial , cuando se generalizó el riego por pivote central, la masa terrestre del sistema acuífero de las Grandes Llanuras se transformó en una de las regiones agrícolas más productivas del mundo.

Los niveles de agua subterránea disminuyen cuando la tasa de extracción por riego supera la tasa de recarga. Para 2013 se demostró que, paradójicamente, a medida que mejoraba la eficiencia del consumo de agua del riego por pivote central con el paso de los años, los agricultores sembraban de forma más intensiva, regaban más tierras y cultivaban cosechas que requerían más agua. ^{[ 10 ]} Este es un ejemplo de la paradoja de Jevons .

En algunas partes de los Estados Unidos, sesenta años del lucrativo negocio de la agricultura intensiva con enormes sistemas de riego de pivote central han agotado partes del Acuífero Ogallala (también conocido como el Acuífero de las Grandes Llanuras). ^{[ 10 ]} Uno de los acuíferos más grandes del mundo , cubre un área de aproximadamente 450 000 ^km² ( 170 000 millas cuadradas ) en partes de los ocho estados de Dakota del Sur , Nebraska , Wyoming , Colorado , Kansas , Oklahoma , Nuevo México y Texas , bajo las Grandes Llanuras en los Estados Unidos . ^{[ 13 ] [ 14 ]} La extracción total de agua del riego de pivote central en el área se estima en alrededor de 5,42 millones de acres-pie por año (6,69 ^km³ / a) . ^{[ 15 ]}     

En 1950, las tierras de cultivo de regadío cubrían 100 000 hectáreas (250 000 acres) . Con el uso del riego por pivote central, casi 1,2 millones de hectáreas (3 millones de acres) de tierra se regaban solo en Kansas. En algunos lugares, durante la máxima extracción, el nivel freático descendió más de 1,5 m (5 pies) por año. En casos extremos, los pozos tuvieron que profundizarse considerablemente para alcanzar el nivel freático en constante descenso. ^{[ 10 ]} En algunos lugares del Panhandle de Texas , el nivel freático se ha agotado. "Grandes extensiones de tierras de cultivo de Texas que se encuentran sobre el acuífero ya no son aptas para el riego. En el centro-oeste de Kansas, hasta una quinta parte de las tierras de cultivo de regadío a lo largo de una franja de 100 millas (160 km) del acuífero ya se ha secado". Se necesitarían cientos o miles de años de lluvia para reponer el agua subterránea en el acuífero seco. ^{[ 10 ]}     

En el siglo XXI, el reconocimiento de la importancia del Acuífero de las Grandes Llanuras ha llevado a una mayor cobertura por parte de periodistas regionales ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} e internacionales. ^{[ 19 ]} Un artículo del New York Times de mayo de 2013 , «Los pozos se secan, las llanuras fértiles se convierten en polvo» ^{[ 10 ],} relata el declive implacable de partes del Sistema Acuífero de las Grandes Llanuras.

La escritora Emily Woodson caracterizó el creciente uso del sistema de riego por pivote central como parte de un profundo cambio de actitud hacia el modernismo (tractores costosos, riego por pivote central, nuevos pesticidas) y un alejamiento de la agricultura tradicional que tuvo lugar a mediados de la década de 1970 y en la de 1980 en Estados Unidos. Una nueva generación optó por cultivos de alto riesgo y alta rentabilidad, como el maíz o el maní de regadío, que requieren grandes cantidades de agua subterránea, fertilizantes y productos químicos. Las nuevas corporaciones agrícolas familiares transformaron muchos pastizales en nuevas tierras de cultivo y estaban más interesadas en el aumento del precio de la tierra que en la conservación del agua . ^{[ 20 ] [ 21 ]}

• Gestión del riego
• Riego en Arabia Saudita
• Gestión del agua
• agua fósil
• Hidrogeología

• Snyder, Cindy (18 de enero de 2011). "Los sistemas de riego de pivote central cuestan mucho dinero" . Times-News (Twin Falls, Idaho) . Consultado el 6 de junio de 2012 .
• Becker, Hank (2 de octubre de 2000). "¿Puede la temperatura del cultivo guiar el riego por pivote central?" . Servicio de Investigación Agrícola del USDA . Consultado el 6 de junio de 2012 .
• Garner, Fay (febrero de 2008). "La granja de césped de Tuskegee combate la sequía con un riego más eficiente" . Servicio de Conservación de Recursos Naturales del USDA . Recuperado el 6 de junio de 2012 .
• Boyd, Vicky (16 de febrero de 2012). "Valley Irrigation presenta un sensor de neumáticos para sistemas de pivote central" . The Grower Magazine. Archivado del original el 8 de marzo de 2013. Consultado el 6 de junio de 2012 .

• "El acuífero de Ogallala" Manjula V. Guru, especialista en políticas agrícolas, y James E. Horne, presidente y director ejecutivo del Centro Kerr para la Agricultura Sostenible, Poteau, Oklahoma.
• Estudio regional de aguas subterráneas de las Grandes Llanuras del USGS
• Una batalla legal en Texas por el acuífero de Ogallala
• Información del Servicio Geológico de Kansas sobre las Grandes Llanuras / Acuífero de Ogallala
• Un estudio de reconocimiento realizado en Oklahoma indica una rápida recarga de partes del acuífero de las Grandes Llanuras.