Dimensionar la profundidad del agua: Parte 2 - Cálculos

Autor: Ívena Carlos Passarella - Data: 19/06/2020

Dimensionar la profundidad del agua: Parte 2 - Cálculos

Parámetros para el diseño de un sistema de riego.

Para conocer la cantidad adecuada de agua para el desarrollo de cualquier cultivo, es necesario establecer parámetros tales como: evapotranspiración de referencia (ETo); disponibilidad total de agua del suelo (DTA); capacidad total de agua del suelo (CTA); capacidad real de agua del suelo (CRA); riego real requerido (IRN) o lámina líquida; riego total requerido (ITN) o cuchilla gruesa; turno de riego; tasa de aplicación de agua por aspersión y tiempo por posición (TP).

Evapotranspiración de referencia (ETo)
La ecuación de Penman-Monteith, que requiere datos meteorológicos, es la más utilizada, expresada por:

Ecuación de Penman-Monteith


Donde:
Δ ,es la pendiente de la curva de presión de vapor en relación con la temperatura (kP °C^-1);
Rn, es el balance de radiación diaria (MJm^-2dia^-1)
G, es el flujo diario total de calor en el suelo (MJm^-2dia-1)
U2, es la velocidad del viento a 2 m de altura (m s^-1)
Es, es la presión de saturación del vapor de agua (kPa)
T, es la temperatura promedio del aire (°C)

Disponibilidad total de agua en el suelo (DTA)
La disponibilidad total de agua incluye el agua contenida en la capacidad de campo del suelo y su punto de marchitez permanente. La ecuación se expresa por:

DTA = 10 x (CC-PMP)

Dónde:
CC es la capacidad de campo basada en el volumen (cm³ de agua / cm³ de suelo).
PMP es el punto de marchitez permanente (cm³ de agua / cm³ de suelo).


Capacidad total de agua en el suelo (CTA)
La capacidad total de agua en el suelo (CTA) representa la cantidad total almacenada en la zona de la raíz:

CTA = DTA x Z

Donde, Z es la profundidad efectiva del sistema raíz.
Z se considera la profundidad del suelo donde se concentra al menos el 80% de las raíces de las plantas. Los valores están tabulados:

la profundidad efectiva del sistema raíz Fonte Tigre



la profundidad efectiva del sistema raíz Fonte Tigre



Capacidad real de agua del suelo (CRA)

La capacidad real de agua en el suelo (CRA) representa una parte de la capacidad total de agua en el suelo (CTA), ya que desde el punto de vista de la agricultura de regadío, no importa planificar el uso del agua hasta que la planta se marchite. Se calcula mediante la siguiente fórmula:

CRA = CTA x f

Donde, f es el factor de disponibilidad, es un factor de seguridad para el irrigante que tiene como referencia la humedad mínima a la que puede someterse un cultivo sin afectar significativamente su productividad.

Riego real requerido (IRN) o lámina líquida

Representa el consumo real de agua por cultivo expresado en la profundidad del agua, que debe agregarse al suelo para satisfacer las necesidades de la planta. Estar determinado por:

IRN = (Cc - Pm) x Ds x Z x f

Dónde:
IRN es el riego real requerido (mm);
CC es la capacidad de campo basada en el volumen (cm³ de agua / cm³ de suelo);
Pm es el punto de marchitez permanente (cm³ agua / cm³ suelo);
Ds es la densidad del suelo (g / cm³);
Z es la profundidad efectiva del sistema de raíz (cm);
f es el factor de disponibilidad.

Riego total requerido (ITN) o cuchilla gruesa
Representa la cantidad de agua que necesita la planta:

Riego total requerido (ITN)


Dónde:
ITN es el riego total requerido (mm);
IRN es el riego real requerido (mm);
Ea es la eficiencia de aplicación promedio de los sistemas de riego (%).
La eficiencia de la aplicación (Ea) representa todas las pérdidas que ocurren durante la aplicación de agua en toda el área. Varía del 65 al 90%, dependiendo del método de riego utilizado.

Turno de riego
Representa el intervalo de días entre dos riegos sucesivos. Se describe mediante la fórmula:

Turno de riego



Donde, TR se expresa en días.

Tasa de aplicación de agua de riego

T = Tasa de flujo / (EL x EA)

Dónde:
Caudal l / h
EL es el espacio entre los lados (mm);
EA el espacio entre rociadores (mm);
T se expresa en l / h.

Tiempo por posición (TP)

El tiempo que el rociador permanecerá en la misma posición para regar puede calcularse como:

TP = ITN / T

Dónde:
TP es tiempo por posición (horas);
ITN se requiere riego total (mm);
T es la tasa de aplicación de agua de rociadores (mm/h).

Factores que influyen en el coeficiente cultural

Los dos factores principales que influyen en el coeficiente cultural son:

  • Estado vegetativo del cultivo: el aumento de la capacidad de transpiración depende del aumento de la superficie del estoma y, por lo tanto, del desarrollo del área foliar. El aumento en el grado de cobertura del suelo implica una disminución en la evaporación.
  • Contenido de humedad del suelo: cuando hay un déficit de agua en el suelo, la planta entra en una situación de estrés hídrico que reduce su actividad estomática.
  • La definición más completa de kc puede ser dada por la siguiente expresión:
    Kc= Kcb x Ks + Ke

    Kcb es el coeficiente cultural basal, calculado cuando el cultivo bajo análisis está en condiciones donde la evaporación del suelo es mínima, pero en el que el contenido de agua del suelo no limita ni el crecimiento del cultivo ni su transpiración.

    Ks representa la disminución de kc, cuando el cultivo se encuentra en una situación de escasez de agua.

    Ke representa el aumento de kc debido a la evaporación del suelo.

    Consulta los 3 artículos sobre cálculos hidráulicos:
    1 de 3: Dimensionamiento de la profundidad del agua: Parte 1 - Conceptos
    2 de 3: Dimensionar la profundidad del agua: Parte 2 - Cálculos
    3 de 3: Dimensione la profundidad del agua: Parte 3 - Las 5 etapas del desarrollo cultural

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