Todo de Riego

MOVIMIENTO DE LA

HUMEDAD SEGÚN LAS CARACTERÍSTICAS DE TEXTURA Y POROSIDAD DEL SUELO

POR LUIS ROBERTO NOVOA ALBO

En los sistemas de riego por microirrigación, donde el agua se aporta gota a gota o pulverizada a partir de un punto de emisión, ésta se desplaza por el suelo en función de las condiciones del sistema de aplicación y de las propiedades físico-químicas del entorno. Un aspecto de gran interés y utilidad de ese desplazamiento consiste en conocer el movimiento horizontal y vertical del frente de avance húmedo.

Anivel mundial, la agricultura utiliza alrededor del 72% del agua dulce de los ríos, lagos y acuíferos subterráneos de nuestro planeta para regar cultivos. Una situación mundial donde la superficie global cultivada se halla muy estabilizada por previsibles razones de sostenibilidad hace prever usos más restrictivos del agua para la agricultura y una mayor prioridad, en cambio, del recurso en favor de los abastecimientos urbanos, ecológicos, etc. Será necesario, por tanto, utilizar el ahorro como principal fuente de agua para el futuro, o mejor dicho, producir más con una mayor eficiencia en la utilización del agua para el regadío. En el supuesto de emplear irrigadores que utilicen el aire como medio de propagación del agua --microaspersores, microdifusores--, la cuestión del desplazamiento lateral puede resolverse fácilmente midiendo, a nivel de superficie del suelo, el área mojada o incluso tomando el radio mojado que indica el fabricante, para cada modelo, en su catálogo. Para irrigadores que pulverizan el agua, el movimiento horizontal adicional suele ser poco importante. Por el contrario, en el caso de usar irrigadores que utilicen el propio suelo como medio de propagación del agua, goteros, cintas, etc), el movimiento lateral suele ser más amplio y dificultoso de evaluar.

El volumen de suelo húmedo es el suelo humedecido mediante un sistema de microirrigación que ocupa un determinado volumen dentro de los límites definidos por el frente de avance del agua. Bastantes estudios sobre este tema definen el mismo concepto con el nombre genérico de bulbo húmedo por la similitud que puede tener este desplazamiento con la forma que adopta el órgano subterráneo de reserva de hortalizas como la cebolla. En este sentido y en contra de este criterio es necesario indicar que no siempre el desplazamiento del frente de humedad adopta una disposición “bulbosa”, por las variadas circunstancias de entorno y las propias condiciones anisotrópicas del suelo. Se considera más oportuno, por tanto, utilizar una definición que permite contemplar una mayor amplitud

de disposiciones del frente de humedad como es el concepto de volumen de suelo húmedo.

Mientras en los sistemas de riego convencionales por inundación o gravedad predomina el movimiento vertical hacia abajo, debido a la acción gravitatoria, cuando el agua es aplicada desde un origen puntual (gotero) entran en juego, además, los mecanismos que gobiernan el flujo horizontal, por los cuales los volúmenes húmedos tenderán a adoptar formas diversas según las características de entorno. Para entender ese flujo horizontal, que le diferencia de los sistemas convencionales, es necesario definir la „pluviometría de un sistema de microirrigación de forma similar a la de un sistema de aspersión. La pluviometría (mm/hora) sería el resultado de dividir el caudal del irrigador (l/h) por la superficie sobre la que cae la gota (m2). Aunque los irrigadores suelen arrojar pequeños caudales; cuando el agua empieza a fluir, el caudal del irrigador (l/h) cae sobre una superficie pequeña (m2), dando lugar a una pluviometría (mm/h) que, muchas veces, supera la velocidad de infiltración (i) del propio suelo. En estas circunstancias va aumentando, en cambio, la conductividad hidráulica (Kh) y la permeabilidad del suelo, generando un mayor desplazamiento horizontal respecto al vertical, mientras la diferencia de potencial hídrico, entre puntos próximos, por la saturación generada, es prácticamente inexistente. Todo este proceso comporta un incremento del radio del charco formado y cuando la pluviometría del riego iguala a la velocidad de infiltración, el charco se estabiliza.

Esa zona saturada es el charco, cercano al punto de emisión, el que actúa como emisor --emisor de disco-- hacia los poros vecinos, cuya humedad es menor. El potencial de esta zona vecina, no saturada, está influida por el potencial gravimétrico (ΨG) y el mátrico (ΨM). En estas circunstancias, si el contenido de agua es bajo, el ΨM tiene una magnitud muy superior (en valor absoluto) respecto al ΨG. La acción combinada de las fuerzas mátricas y gravimétricas, en función de su dominancia, origina la forma característica del volumen húmedo. A medida que aumenta la distancia al irrigador transcurre más tiempo para que comience el flujo, si bien al principio es más rá-

Para varios caudales y distintos suelos, el desplazamiento horizontal y vertical del frente de humedad crecen de forma más rápida al principio y de forma más atenuada a medida que aumenta el tiempo de riego

pido (efecto del charco) y posteriormente más lento. Con el mismo retraso se van alcanzando los valores de flujos estables al alcanzar el punto de saturación. A medida que aumenta la distancia al irrigador el valor inicial del flujo es más bajo, como consecuencia de que se parte de una humedad inicial superior del suelo y que este efecto disminuye con la distancia al irrigador.

GRADO DE ESTRATIFICACIÓN DEL PERFIL EDÁFICO

Hasta el momento se han presentado algunos de aquellos aspectos, fundamentales, de física de suelos que aportan información y permiten entender mejor el porqué de la formación y avance del frente húmedo. En un medio definido, sin embargo, la forma y dimensiones del VSH de-

penden, ante todo, de las propiedades y características del perfil físico del suelo, entre ellas textura, estructura, porosidad, homogeneidad, conductividad hidráulica, capacidad de infiltración, etc., para cada uno de los horizontes o capas, ya que el grado de estratificación que presenta el perfil es de gran importancia en el movimiento del agua y, a veces, esto debe evaluarse en la profundidad

También se ha observado una clara relación lineal inversa entre el contenido de humedad en un suelo y su temperatura, de tal manera que a un aumento en el porcentaje de humedad le corresponde una reducción de la temperatura y viceversa

explorada por las raíces. En los suelos de textura fina (arcillosos), la velocidad de infiltración es menor que en los de textura gruesa (arenosos), lo que hace que el radio del charco sea mayor. Por este motivo el VSH se extiende más en sentido horizontal que vertical. El mayor porcentaje de microporos de los suelos de textura fina hace que el potencial mátrico (ΨM) domine sobre el potencial gravimétrico (ΨG) a diferencia de los suelos de textura gruesa y, en consecuencia, la redistribución horizontal es más intensa en aquellos.

Si el suelo presenta estratos u horizontes con distintas características físicas, como suele suceder, ello afecta al flujo y a la retención del agua y trae consigo variadas formas y características del VSH. Cuando el frente de humedad alcanza un horizonte distinto, este, inicialmente, actúa como una barrera al avance del agua. A partir de tres situaciones distintas (Horizonte arenoso, arcilloso y pedregoso), indica sendos comportamientos del frente de humedad y del VSH.

Dado un suelo determinado, con un perfil físico establecido, la forma y dimensiones del VSH, desde un irrigador, dependerá de dos factores adicionales: volumen de agua aplicado y caudal del emisor. Asimismo, si existe pendiente, la configuración de los volúmenes húmedos puede variar notablemente debido a que el movimiento vertical del agua no será perpendicular a la superficie del terreno, ni el movimiento horizontal será paralelo a la misma. El resultado final será una pérdida de la simetría respecto a la vertical del emisor con que se representa el VSH, en la dirección de la pendiente y debido a la fuerza de la gravedad. La influencia de las características del perfil físico del suelo, el volumen de agua aplicado, el caudal del emisor, el contenido de agua presente en el suelo al inicio de la irrigación y la topografía son puestos de manifiesto en diversos trabajos. Algunos de los trabajos inciden, además de los aspectos anteriores, en el nivel de humedad inicial, nivel de la capa freática y temperatura del suelo.

El nivel inicial de humedad del suelo tiene una importancia capital en la forma y desarrollo del VSH. Así pues, un estudio de Bauters et al. (2000) indica que a medida que el suelo es más seco, el frente de avance húmedo adopta formas más irregulares y angulosas siendo, en cambio, de forma más redondeada cuando el contenido de humedad inicial del suelo es más elevado. Si el contenido de humedad inicial del suelo va siendo superior, una aportación constante de un determinado caudal genera una mayor amplitud y una menor profundidad en el avance del frente húmedo. Por el contrario, si el suelo posee escasa humedad inicial, la velocidad de avance es más rápida, haciéndose esta más lenta a medida que aumenta el contenido inicial.