VII Programa Marco de I D' Prcticas agrcolas alternativas, tecnologas y mtodos que apoyan la agricul

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VII Programa Marco de ID. Prácticas agrícolas
alternativas, tecnologías y métodos que apoyan la
agricultura sostenible. Técnicas para optimizar
el uso del agua en la agricultura.
SEMINARIO " LA AGRICULTURA CON LA EXPO 2008.
AGUA Y ENERGIAS RENOVABLES

• José Mª Faci González
• Centro de Investigación y Tecnología
  Agroalimentaria, DGA

Zaragoza, 12 de marzo de 2008
2
Esquema

• Introducción. Problemática del regadío en Aragón.
• Técnicas de mejora del uso del agua en el
  regadío
• 1. Las evaluaciones de los sistemas de riego.
• 2. Las necesidades hídricas de los cultivos.
• 3. La programación del riego.
• 4. El asesoramiento de riego en Aragón.
• 5. Nivelación láser.
• 6. Automatización del riego.
• 7. Medida del caudal.
• 8. La mejora de la gestión del riego. El
  programa Ador.

3
1

• Introducción

4
Introducción

• Actualmente el regadío está en una situación de
  cambio.
• Hay muchas modernizaciones en marcha que se hacen
  con ayudas de la Administración.
• Un ejemplo interesante En Riegos del Alto Aragón
  se están modernizando sobre 50.000 ha de las
  110.000 ha de la comunidad.
• Todavía quedan muchos regadíos tradicionales que
  necesitan una modernización para asegurar la
  viabilidad futura.
• Hay incertidumbres
• En la política de subvenciones.
• En la aplicación de una directiva medioambiental
  rigurosa.
• Precios agrícolas bajos pero ahora hay
  expectativas de precios competitivos por el
  incremento de biocombustibles.
• Hay sequías que limitan los recursos de agua para
  riego (que se traduce en limitaciones en la
  superficie regada).

5
Reserva de agua en la cuenca del Ebro (CHE, 2008)
La reserva de agua a 10 de marzo de 2008 es de
3481 hm³(47,0). En la misma fecha de 2007 la
reserva era de 4904 hm³ (66,2). El promedio de
los años 2003 a 2007 resulta ser de 4992 hm³.
6
Introducción

• La Agricultura de regadío es el mayor usuario de
  agua dulce. Se estima que el regadío consume más
  del 60 de los recursos hídricos.
• Los recursos de agua dulce son escasos.
• Existe una competencia por el agua de los
  distintos sectores.
• Hay una demanda de la Sociedad por hacer un uso
  eficiente del agua.
• La agricultura de regadío ha contribuido de forma
  excepcional a la producción de alimentos en el
  mundo.
• Sin embargo el regadío puede producir problemas
  medioambientales de degradación de suelos y aguas
  que se deben minimizar en todo lo posible.

7
Como son nuestros sistemas de riego?

• Tenemos una gran variabilidad de sistemas.
• Conviven desde sistemas de riego de superficie
  del tiempo de los romanos hasta modernos
  sistemas de riego a presión con la tecnología más
  avanzada en el mundo
• Esta variabilidad origina necesidades diferentes.
  
• Así los sistemas a presión demandan información
  para la programación del riego y mantenimiento de
  las instalaciones.
• Por otro lado los sistemas tradicionales tienen
  problemas graves de funcionamiento y demandan
  información para su modernización.
• Estos regadíos tradicionales se encuentran en una
  situación muy difícil y necesitan una
  modernización

8
Canal Imperial de Aragón
9
Canal de Monegros
10
Aspersión 28
Sistemas de riego en Aragón (MAPA, 2006)
Localizado 10
Superficie 62
11
Superficies de regadío y sistemas de riego en
comunidades autónomas (MAPA, 2006)
12
Cultivos extensivos en aspersión y
gravedad. Cultivo de maíz en un pivote
13
Cultivo de maíz en una cobertura fija de aspersión
14
Cultivo de alfalfa es una cobertura fija
15
Los cultivos hortícolas y frutales se riegan con
riegos localizados
16
Superficie de regadío en España enmiles de ha
(MAPA, 2006).
17
Superficie de cultivos leñosos en regadíoen
España en miles de ha (MAPA, 2006).
18
Evolución de la superficie de riego por goteo en
EEUU
aumento
1 acre 0,4047 ha
19
Evolución de la superficie de riego por aspersión
en EEUU
aumento
1 acre 0,4047 ha
20
Evolución de la superficie de riego por
superficie en EEUU
descenso
1 acre 0,4047 ha
21
Que cultivos se producen en Aragón?
22
Que calidad de agua tenemos?

• En los regadíos de la margen izquierda del Ebro
  la calidad es muy buena
• Canales de Monegros y Bardenas
• Canal del Cinca
• Canal de Aragón y Cataluña
• En los regadíos que toman el agua del Ebro es
  bastante peor
• PEBEA
• Limitaciones en aspersión

23
Como se organizan los regantes?

• Hay casi 1000 comunidades de regantes
• De tamaño muy variable desde varios miles de ha a
  solamente unas decenas de ha
• La mayoría con riegos por superficie y poco
  tecnificadas
• También hay nuevas con riegos a presión
  (aspersión y localizado) muy tecnificadas.

24
Problemas frecuentes en riegos tradicionales

• Deterioro de infraestructuras.
• Insuficiente capacidad de la red.
• Falta de regulación interna.
• Turnos de riego de 24 horas (noche)
• Mala nivelación de las tierras.
• Alta división de la propiedad.
• Necesidades altas de mano de obra.
• Escasa mano de obra disponible.
• Avanzada edad de los regantes.
• Abandono de tierras de regadío.

25
Plan Nacional de Regadíos.Objetivos de la
modernización de regadíos.

• Regadíos modernos, rentables, tecnificados y
  eficientes en el uso del agua que perduren en el
  siglo XXI
• Agricultores con una buena calidad de vida,
  similar a la del resto de los trabajadores de la
  sociedad actual.
• Un buen manejo y gestión del riego con una
  información técnica adecuada (asesoramiento a los
  regantes)
• Existencia de relevo generacional en el medio
  rural.
• Un control medio ambiental de la actividad
  agraria.

26
2.1.

• Diagnóstico del riego evaluaciones

27
Como conocemos la calidad del riego?

• Con las evaluaciones de riego.
• Las evaluaciones son un conjunto de medidas que
  se realizan durante el riego de una parcela
  representativa de la zona regable.
• El objetivo de la evaluación es conocer la
  uniformidad y eficiencia del riego y conocer
  además los cambios necesarios que hay que
  introducir para la mejora del riego (diagnóstico
  del riego).
• En riego por aspersión se suele evaluar
  directamente un marco de aspersión o el ramal de
  una máquina de aspersión.
• En riegos por superficie se evalúa el riego de
  una parcela representativa.
• En riego localizado se evalúa un sector de riego.

28
Como definimos la calidad del riego?

• Hay parámetros muy importantes
• La uniformidad del riego que se expresa por el
  coeficiente de uniformidad (CU) e indica como es
  el reparto de agua en el campo.
• La eficiencia de aplicación del riego (Ea) que
  indica la proporción del riego que es útil para
  la planta, es un rendimiento.
• Las pérdidas por evaporación y arrastre por el
  viento (PEA) que indica la proporción del agua
  que se pierde en evaporación. Estas pérdidas son
  considerables en riego por aspersión.

29
La calidad del riego.

• La ecuación más utilizada para definir la
  uniformidad es el Coeficiente de uniformidad de
  Christiansen (CU)

• La Ea es un rendimiento y se expresa

• Las PEA se expresan con la ecuación (aspersión)

30
Valores aceptables de CU, Ea y PEA.

• El riego nunca puede ser 100 uniforme
• Hay cierta variabilidad en la aplicación del agua
• Aceptable CU gt 84
• El riego nunca puede ser un 100 eficiente
• Siempre hay pérdidas en la aplicación del riego
  por escorrentía, evaporación, percolación, etc.
• Aceptable Ea gt 80
• Las pérdidas de evaporación y arrastre (PEA)
  producen un descenso de la Ea.
• Aceptable PEA lt 10

31
(No Transcript)
32
Medidas en las evaluaciones en campo

• Se hacen unas medidas durante el riego.
• En riego por aspersión dimensiones del marco de
  aspersión (?, ?), modelo de aspersor, diámetro de
  boquillas, presión de funcionamiento, velocidad
  de giro, descarga del aspersor, velocidad del
  viento y alturas de agua recogidas en una red de
  pluviómetros.
• En riego por superficie tamaño de la parcela,
  caudal, tiempo de riego y dosis aplicada,
  escorrentía, infiltración de agua en el suelo,
  avance y receso del riego, estado de nivelación
  de la parcela, etc..
• En riego localizado descarga de goteros en
  distintos puntos de la parcela, tiempo de riego,
  etc.

33
Medida de la descarga de un aspersor
con manguera, cronómetro y depósito de
volumen conocido
34
Manómetro para la medida de la presión
35
Red de pluviómetros en la evaluación de una
cobertura de aspersión
36
Evaluación de riego por superficie
37
Medida de la infiltración durante una evaluación
de un tablar con un anillo simple
38
Medida de la nivelación con estación total
39
Evaluación de riego por surcos
40
2.2.

• Determinación de las necesidades de riego de los
  cultivos.

41
Esquema de los componentes del balance de agua en
un suelo regado
Riego( R )
Evapotranspiración (ET)
Lluvia (P)
T
T
T
T
E
E
E
E
Escorrentía
Suelo (zona radicular)
Percolación
42
La evaporación y transpiración de un cultivo

• Las pérdidas de agua a la atmósfera de una
  comunidad vegetal incluyen los procesos de
  transpiración (T) de la cubierta vegetal y de
  evaporación de y la superficie del suelo (E).
• Los procesos de T y E se producen simultáneamente
  en forma de vapor de agua y es difícil separarlas
  y se engloban en el término evapotranspiración
  (ETc).
• La cantidad evaporada y transpirada del suelo y
  de las plantas depende de la superficie de suelo
  cubierto por el cultivo.
• La ET de un cultivo depende de
• Clima
• Tipo de cultivo
• Disponibilidad de agua en el suelo.

43
Progresos en el cálculo de ET

• A lo largo de la historia se han hecho muchos
  esfuerzos para la determinación de la Etc.
• Importantes avances en los últimos 25 años
• Cuaderno nº 24 de FAO Las necesidades de agua de
  los cultivos (1977)
• Cuaderno nº 46 de FAO CROPWAT (1992). Se
  sigue recomendando el manual 24. Muy utilizado
  (método Penman Monteith)
• Recientemente se ha hecho una nueva revisión
  Cuaderno nº 56 de FAO. Se hace mas énfasis en Kc
  y en su cálculo con la integral térmica de los
  cultivos. Kc Kcb Ke

44
Como se calculan las necesidades de riego de los
cultivos?

• Se utiliza el procedimiento de la FAO
• En primer lugar se determina el efecto del clima
  en las necesidades de riego del cultivo que
  vienen dadas por la evapotranspiración de
  referencia (ETo)
• La ETo se define como el consumo de agua de
• Hierba corta de 8 a 15 cm de altura
• Cultivada en un campo extenso
• En crecimiento activo y sana
• Sombreando totalmente el suelo
• Bien provista de agua

45
Como se calculan las necesidades de riego de los
cultivos?

• En segundo lugar se determina el efecto del
  propio cultivo que viene dado por el coeficiente
  de cultivo
• ETc ETo x Kc
• Se determina la precipitación efectiva (PE) con
  métodos empíricos
• Se determinan las necesidades hídricas netas
• (NHn ETc - PE)
• Se determinan las necesidades de lavado de sales
  del suelo (NL)
• Se determinan las necesidades brutas de riego
  (NRb)
• Todos estos parámetros se pueden calcular para
  distintos periodos de tiempo

46
Determinación de Kc.

• El ciclo del cultivo se divide en 4 fases
• 1. Fase inicial. Desde siembra al 10 de
  suelo sombreado (SS)
• 2. Fase de desarrollo. Hasta el 70 de SS
• 3. Fase de mediados. Hasta comienzo de la
  senescencia de las hojas
• 4. Fase de finales. Hasta la maduración o
  recolección.
• Se determina la duración de las 4 fases a partir
  de información local. Esto afecta mucho a la ETc

47
Como se determina el Kc en la fase inicial?
1.2
Intervalo de riego o lluvia
1.0
0.8
2 días
Coeficiente de cultivo (Kc)
0.6
4 días
0.4
7 días
0.2
12 días
0
0 1 2 3 4
5 6 7 8
ETo en mm/día
48
Curva de Kc para un cereal
Se construye a partir de 1) la duración de las
4 fases y 2) valores tabulados de los Kc
indicados
1.2 .8 .6 .4 .2 0
Kc med.
Coeficiente de cultivo (Kc)
Kc fin.
Kc in.
Inicial
Desarrollo
Mediados
Finales
Tiempo desde la siembra
49
Curva de Kc de un cultivo hortícola
Kc med.
Coeficiente de cultivo (Kc)
Kc in.
Inicial
Desarrollo
Mediados
Tiempo desde la siembra
50
Ejemplo de determinación de la curva de Kc para
maíz en Zaragoza
40
45
43
40
Días
51
Ejemplo de Kc en cultivo de alfalfa
Corte 4
Corte 5
Corte 1
Corte 2
Corte 3
Valor medio 0,85
52
Los lisímetros del CITA, Zaragoza

• En los años 90 se instalaron lisímetros de
  pesada en el CITA y junto a estaciones
  agrometeoirológicas han servido para
• Validar métodos de cálculo de ETo
• Métodos micrometeorológicos que son
  transportables (horarios)
• Métodos agronómicos (gt 1 día)
• Obtención experimental de valores de Kc en
  cultivos extensivos
• (maíz, cebada, arroz)

53
Esquema del lisímetro de pesada
El agua pasa del cultivo a la atmósfera
Cultivo de pradera
CONTENEDOR DE SUELO MACETA
Con una balanza se mide como cambia el peso de la
maceta
54
Lisímetro de pesada en la finca experimental del
CITA
55
2.3.

• La programación del riego de los cultivos

56
Introducción

• La programación del riego consiste simplemente en
  el establecimiento de las dosis e intervalos de
  los riegos.
• La programación se puede hacer a partir de
  información de
• Variables meteorológicas y ETo
• Estado hídrico del suelo
• Estado hídrico del propio cultivo.
• La experiencia del regante y los condicionantes
  de las fincas (suministro de agua, programadores,
  turnos, etc.) determinarán el tipo de
  programación a utilizar en cada caso

57
La programación del riego

• El primer requisito para la programación del
  riego es que exista flexibilidad en el suministro
  de agua a la finca.
• En la actualidad los nuevos sistemas de riego a
  presión (aspersión y localizado) disponen de
  programadores de riego.
• En las zonas de riego presurizado el suministro
  de riego suele ser a la demanda con lo cual la
  programación se simplifica mucho.
• Para hacer una buena programación hay que aplicar
  el riego de forma que se cubran las necesidades
  del cultivo sin que se produzca déficit hídrico.

58
La programación del riego

• En principio la programación considerando las
  variables meteorológicas (ETo) es suficiente.
• La instalación de sondas para el control del
  estado hídrico del suelo es un importante apoyo
  en la programación.
• Bloques de yeso
• Tensiómetros
• Sondas de humedad
• Las medidas en el propio cultivo son poco
  utilizadas en cultivos extensivos.
• Potencial hídrico en hoja.
• Variación del diámetro en tallo.
• Temperatura de la cubierta vegetal.
• Medida del flujo de savia.

59
Medida de los datos meteorológicos (clima) Cálculo
de la ETo
60
Instalación de los bloques de yeso
61
Lectura de los bloques de yeso
62
Lectura de tensiómetros en el suelo
63
Medida de la humedad del suelo con sonda TDR
64
Equipo sondas FDR con datalogger y antena de
telefonía móvil en olivar
65
Medida del potencial con cámara de presión
66
Medida del potencial en fase inicial del cultivo
67
Observación del menisco de savia en la cámara
68
Sensor LVDT para el control del riego en un olivo
69
Nivel de extracción de manejo

• En la programación del riego hay que
• establecer un nivel de humedad del suelo
• al que se deben efectuar los riegos

• Es del 40 al 60 del AD según cultivos

70
Régimen de riego y nivel de extracción de manejo
mm
CC
240
Nivel de Extracción de manejo
PM
150
Tiempo

• El esquema presenta un buen calendario
• de riegos

71
Régimen de riego y nivel de extracción de manejo
Intervalos demasiado grandes
mm
CC
240
Nivel de Extracción de manejo
PM
150
Déficit hídrico
Tiempo

• En la zona marcada el calendario de riegos es
• malo y causa pérdidas en el cultivo

72
Hay relación entre calendario y el sistema de
riego?

• Existe una fuerte interacción entre tipo de
  calendario y sistema de riego
• Superficie Intervalos altos sin que haya efectos
  negativos en el rendimiento
• 8 a 14 días de 70 a 100 mm
• Aspersión. Hay muchos tipos
• 1 a 9 días de 10 a 50 mm
• Goteo. Riegos muy frecuentes,largos
• 1 a 3 días con dosis en L/planta y día

73
Superficie
Nivel
Nivel
Humedad mm/m
Aspersión
Goteo
Nivel
Tiempo
74
2.4.

• El asesoramiento en la programación del riego
• en Aragón

75
La programación de riegos en Aragón

• En las distintas CC AA se han puesto en marcha
  servicios de asesoramiento al regante
• En Aragón este asesoramiento se hace a través de
  la Oficina del Regante (OdR).
• El objetivo general de la OdR es asesorar a los
  regantes para la mejora del uso del agua.
• Facilita una base de datos de ETo y necesidades
  de agua de los principales cultivos para la
  programación óptima del riego.
• Apoya la mejora en la gestión de las CC RR con el
  programa de gestión Ador.
• Facilita la formación continua de los regantes.

76
Instalación de la red Sistema de Información
agroclimática del Regadío (SIAR) en Aragón

• El asesoramiento en las necesidades de riego se
  basa en la red SIAR.
• La red SIAR es fruto de un convenio entre el
  Gobierno de Aragón y el MAPA
• La red se completó en 2005 y actualmente hay 46
  estaciones instaladas en las principales zonas
  regables de Aragón.
• La OdR gestiona la red SIAR en Aragón
• Las estaciones son automáticas y disponen de
  sensores de
• Temperatura, Humedad relativa, Velocidad y
  dirección del viento, Radiación solar y
  Pluviómetro

77
Datos que se publican en la Web de la OdR

• El portal Web de la OdR es el elemento
  fundamental de asesoramiento al regante
• http//oficinaregante.aragon.es
• Datos meteorológicos de la red SIAR
• Horarios
• Diarios
• Medios
• Valores de Kc
• Evapotranspiración de referencia (ETo)
• Necesidades de riego de los cultivos (NRb)
• Herbáceos
• Frutales

78
Estación agro-meteorológica automática
79
Mapa de ubicación de estaciones
80
(No Transcript)
81
(No Transcript)
82
(No Transcript)
83
(No Transcript)
84
(No Transcript)
85
(No Transcript)
86
(No Transcript)
87
(No Transcript)
88
(No Transcript)
89
(No Transcript)
90
2.5.

• Nivelación de parcelas con láser.

91
Nivelación de parcelas con rayo láser en el riego
por superficie

• Se comenzó en los año 1970 en Estados Unidos
• En España se comenzó en los años 1980
• Actualmente su uso está muy extendido
• El equipo se compone de
• Emisor de rayo láser
• Receptor en la niveladora
• Consola de mando en el tractor

92
(No Transcript)
93
(No Transcript)
94
(No Transcript)
95
(No Transcript)
96
(No Transcript)
97
(No Transcript)
98
(No Transcript)
99
Ventajas de la nivelación láser

• Mejora la eficiencia del riego.
• Disminuye la dosis de riego.
• Se evitan encharcamientos.
• Se evita percolación.
• Mejora la nascencia del cultivo.
• Es una práctica muy recomendable, incluso se
  debería decir que necesaria para el riego
  eficiente por superficie.

100
2.6.

• Automatización del riego.

101
Automatización del riego

• En riegos a presión (aspersión y localizado) la
  automatización es la norma general
  electroválvulas de apertura y cierre,
  programadores, telecontroles, filtros
  autolimpiantes, equipos automáticos de inyección
  de fertilizantes, etc.
• En riego por superficie es muy poco utilizada se
  instalan mecanismos para la apertura y el cierre
  de las compuertas de riego. Los componentes del
  sistema incluyen compuertas automáticas, panel
  de control y sistema de comunicación.

102
Compuertas automatizada
103
Compuerta automatizada
104
Compuerta automatizada abierta
105
Estructura para evitar la erosión en la entrada a
la parcela
106
Efecto de la estructura anti-erosión en la
entrada de agua
107
(No Transcript)
108
2.7.

• La medida de caudal.

109
La medida de los caudales de riego

• Muy importante para las comunidades de regantes y
  para los propios regantes.
• En riegos a presión es muy frecuente. Cuando el
  agua circula por tuberías la medida es mucho más
  fácil.
• En riego por superficie desgraciadamente es muy
  poco frecuente. La medida del caudal en acequias
  es más difícil que en tuberías.
• Dan transparencia en la gestión y equidad en la
  facturación.
• La medida de caudal es un elemento de gran
  importancia para la mejora de la gestión del
  riego en los regadíos tradicionales.

110
Características de los medidores de caudal

• Baratos.
• Fáciles de instalar.
• Fiables.
• Robustos.
• Duraderos.
• Autolimpiantes.
• Fáciles de leer, preferentemente con escala de
  medida directa en unidades de caudal.

111
Contador volumétrico
112
Contador volumétrico
113
Minimolinete para la medida de velocidad del
agua en cauces abiertos
114
El minimolinete consta de hélice y
soporte contador cronómetro
115
Vertedero de pared delgada Cipolletti
116
Medida de caudal con un vertedero Cipolletti
instalado en una compuerta
117
Aforador Parshall
118
Aforador de garganta cortada
119
Vertedero triangular
120
Medidor de resalte de solera
121
Medidor de resalte de solera
122
Medidor de resalte de solera y reglilla de
lectura de la altura de vertido
123
Medidor de resalte de solera, en acero,instalado
en un desagüe
124
2.8.

• La gestión informatizada del riego en las
  comunidades de regantes.

125
La gestión informatizada del riego en las
comunidades de regantes. El programa Ador.

• El proyecto Ador
• Se inició en el año 1997
• Desarrollado por investigadores de
• Estación Experimental Aula Dei (CSIC)
• Centro de Investigación y Tecnología
  Agroalimentaria (DGA)
• Objetivo
• Desarrollar un programa informático que ayude a
  la gestión del agua de las Comunidades de
  Regantes, cualesquiera sean sus sistemas de
  distribución de agua y su nivel de gestión
• Desarrollado por investigadores, técnicos,
  regantes y empresas.

126
(No Transcript)
127
Los datos Administrativos de la comunidad
128
Datos de precios del agua
129
Los usuarios del agua

• Son personas (físicas/jurídicas) que toman algún
  papel en la Comunidad de Regantes
• Pueden ser
• Propietarios de tierra
• Arrendatarios de tierra
• Aceptan facturas de la Comunidad de Regantes
  (Pagan el agua o los gastos generales de las
  parcelas)
• Pueden no tener nada que ver con la agricultura
• Empresas
• Granjas
• Ayuntamientos
• Urbanizaciones...

130
Los usuarios del agua
131
Parcelas y usos
132
Sinóptico de la red de riego

• La red de riego se representa en forma de
  sinóptico, guardando la relación jerárquica real
  de sus elementos principales (acequias, tuberías,
  balsas, etc.)
• De los elementos principales cuelgan los
  hidrantes (elementos secundarios) que se conectan
  con las parcelas
• Permite la trazabilidad del agua

133
Sinóptico de la red de riego
134
Peticiones y concesiones de agua

• Se puede gestionar tanto sistemas de riego a pie
  por acequias, como redes presurizadas con
  hidrantes con contadores.
• Se distingue entre peticiones, concesiones y
  concesiones verificadas (son las que luego se
  facturan).
• Permite detectar cuellos de botella en la red de
  distribución de agua.

135
Peticiones, Concesiones de agua
136
Lectura de contadores
137
Facturación educativa
138
Visualizador GIS parcelas
139
Visualizador GIS búsquedas
140
Visualizador GIS red de riego y parcelas
141
Visualizador GIS mapa de consumos
142
Gracias