El agua constituye un destacado elemento integrante de la riqueza de un país o una región, participando en todos los procesos productivos agrarios, industriales, etc., como un elemento imprescindible pero cada vez más escaso y costoso. La FAO (1998), ha señalado que en la medida en que se desarrolla la población en el mundo aumentan las demandas de agua a un ritmo muy acelerado para suplir las necesidades de abasto humano y animal, riego y usos industriales; siendo imprescindible la evaluación de los recursos hídricos con fines de recomendar la mejor alternativa de explotación, preservar el medio ambiente y garantizar ese recurso para las futuras generaciones. Señala Alonso (2006), que en la medida en que aumenta la población y crecen las economías, el agua va convirtiéndose en un recurso más escaso y valioso, por lo que resulta cada día más importante hacer un uso eficiente de la que utilizamos para el riego.
Según Besseat (2005), estudios de la FAO el riego insume en la actualidad el 70% del agua a nivel mundial, proporción que debe incrementarse en los próximos años al expandirse las áreas irrigadas como consecuencia natural del incremento de las necesidades alimentarias; la mitad del consumo mundial del agua en la agricultura se pierde por evaporación e infiltración (FAO, 2003, citado por Rodríguez (2014). La utilización del riego en Cuba adquiere hoy una importancia vital, pues se trata de lograr los mejores resultados productivos con el uso más eficiente del agua, dentro de los preceptos de una agricultura sostenible.
En el mundo, cada vez toma mayor fuerza la idea de usar en forma racional y adecuada el recurso hídrico, donde se usa en grandes cantidades se producen también grandes pérdidas, sobre todo cuando se utilizan métodos de riego superficial en los cuales el escurrimiento y la percolación profunda son generalmente significativos (Pérez y Cid, 2008).
El arroz es el cultivo mayor consumidor de agua para riego; se han realizado ingentes esfuerzos para mejorar la eficiencia de uso de agua en este cultivo, como es el uso del microcampo y el trazado de los canales terciarios sobre colchón según Alemán (1980), sin embargo, son aún pocas las áreas que disponen de sistemas ingenieros, lográndose eficiencias de conducción inferiores al 50%.
El empleo de tubería flexible con compuertas para la regulación del gasto constituye una tecnología empleada en el mundo para el riego superficial intermitente por surcos en cultivos sembrados en hileras, sin embargo, sus bondades permiten su empleo en sustitución de canales con el consiguiente ahorro de agua e incremento de la eficiencia de conducción (Nalvate y Huachos, 2007).
Estudios realizados confirman las ventajas del empleo de las tuberías flexibles, entre estas su fácil instalación y operación, control de la erosión, alta productividad y alta eficiencia de aplicación (González, 2007; Polón, 2007; ECORIEGO, 2008; Roqué, 2009; López y Ascencios, 2010; Rodríguez et al., 2011).
Considerando los problemas actuales en cuanto a las grandes pérdidas de agua en el cultivo del arroz, se realiza la evaluación de su empleo sustituyendo el canal terciario para el riego de una parcela de arroz, con el objetivo de valorar su eficiencia técnica y económica como posible alternativa para el ahorro de agua de riego en el sector cooperativo y campesino.
El estudio se llevó a cabo en la finca La Victoria perteneciente a la Cooperativa de Créditos y Servicios (CCS) 26 de Julio, ubicada en el municipio Esmeralda de la provincia Camagüey durante el periodo comprendido desde septiembre 2010 hasta febrero 2011.
El suelo del área se clasifica como Fersialitico Pardo Rojizo; se seleccionó un área de 0,77 ha sembrada de arroz (Oriza sativa) variedad Reforma a razón de 180 plantas / m2 (Figura 1).
La Figura 1 muestra como en el transcurso de un mes se produce el proceso de preparación y siembra, comenzando por la creación de una lámina de agua que permite el fangueo, actividad que se repite por segunda ocasión y posteriormente luego de un breve periodo de reposo se realiza la siembra; la tecnología de fangueo es inapropiada para la conservación del suelo pero se utiliza de manera tradicional entre los pequeños productores de arroz.
El área es regada por el método de inundación según el manejo que se muestra en la Figura 2.
El canal terciario utilizado tradicionalmente para el riego se encuentra en mal estado técnico lo que provoca grandes pérdidas de agua, el mismo fue sustituido por una tubería flexible (Figura 3).
La tubería utilizada posee las siguientes características: longitud (150 m), diámetro (400 mm), compuertas regulables que permiten gastos hasta 6 L/s, presión máxima (50 m.c.a.), temperatura máxima (70oC).
Previamente a la instalación de la tubería se realizó el aforo del canal terciario utilizando la relación:
Q
- Gasto en el canal (m3/s);
A
- Área del canal (m2);
V
- Velocidad del agua en el canal (m/s).
El área del canal se obtuvo según su forma geométrica, aplicando la ecuación para el área de un trapecio. La velocidad del agua fue determinada utilizando el método del flotador, considerando que este solo permite conocer la velocidad superficial del agua se utiliza un coeficiente de corrección (0,85) para estimar la velocidad media de la corriente; es conocido que este método es recomendable solo en pequeños cauces en los cuales es posible asumir que la velocidad superficial del agua es muy cercana a la velocidad media del agua en toda la corriente según Cun et al. (2017), como ocurre en el canal estudiado en este caso el cual solo posee sección de 0,075 m2; se escogió un tramo de 20 m de longitud de sección uniforme y se hicieron 3 repeticiones para medir el tiempo, lo que se hizo mediante un cronómetro. Con el gasto calculado se obtuvo el volumen de agua aplicado al área de riego.
Los mismos cálculos se efectuaron una vez instalada la tubería en sustitución del canal terciario, en este caso se midió el gasto entregado en cada una de las compuertas instaladas utilizando el método volumétrico; se utilizó un recipiente previamente aforado (20 L) y se hicieron en cada compuerta tres repeticiones para precisar el resultado.
Mediante el aforo del canal terciario se obtuvieron valores de 16,50 L/s y 11,20 L/s en los puntos inicial y final, lo cual resulta en una eficiencia de conducción de 68% según se muestra en la Tabla 1.
El volumen de agua utilizado durante la campaña resultó de 13 475 m3, con una norma bruta de 17 500 m3/ha.
Mediante la tubería flexible se logró eliminar las pérdidas de agua en el canal, a la vez que se encontró un mejor control de la entrega de agua al campo.
Al realizar el aforo volumétrico en las cuatro compuertas (Figura 4) se obtuvieron valores de 3,18; 3,00; 2,84 y 2,70 L/s respectivamente, para un total de 11,72 L/s de entrega de agua al campo.
La norma bruta aplicada fue de 10 090 m3/ha, siendo el volumen de agua aplicado durante la campaña de 7 770 m3. Al comparar el volumen de agua aplicado al campo durante toda la campaña se obtuvo una diferencia de 5 705 m3 favorable a la variante de utilización de la tubería flexible en comparación con el canal abierto.
Se puede observar que mediante el empleo de tubería flexible en sustitución del canal terciario el ahorro de agua es considerable, sin embargo, los beneficios son mayores, e incluyen: se evita la presencia de malezas y plagas que se hospedan en los canales, reduce los costos de la mano de obra y de los materiales que se usan en el riego, permite la medición del agua entregada al campo, facilita una mayor efectividad en las aplicaciones de fertilizantes y mejoradores de suelo, elimina el uso de maquinaria y los gastos de combustibles para la construcción y el mantenimiento del canal, aumenta el área cultivable y humaniza el trabajo del regador.
Las pérdidas de agua durante la conducción constituyen hoy una gran problemática en los sistemas de riego que utilizan grandes longitudes de canales, por lo cual todo lo que logre hacerse en función de reducir dichas pérdidas adquiere máxima prioridad; a partir de este criterio, las tuberías flexibles pudieran convertirse en una opción factible para la sustitución de canales en pequeños sistemas de riego o en los canales de categoría menor en grandes sistemas de riego.
El costo de la tubería de 200 mm en el momento del estudio fue de 240.00 CUC. La evaluación económica de los resultados indica el beneficio obtenido con el uso de la tubería flexible (Tabla 3).
La tubería flexible protegida del intemperismo puede tener una duración según el fabricante de hasta 10 años, para los efectos de estos cálculos se consideró un límite de 5 años, de lo cual resultó el costo anual de 48.00 CUC reflejado.
Los resultados indican el beneficio económico obtenido solamente por concepto de ahorro de agua, combustible y salario, lo cual se acrecienta al considerar el resto de los efectos colaterales señalados.
El sector cooperativo y campesino en el país posee una gran cantidad de área de riego de diversos cultivos abastecida por canales, su sustitución por tuberías flexibles constituye una opción viable para el desarrollo de una agricultura sostenible, lo cual tiene una importancia particular en el caso de las áreas de riego de arroz por las bajas eficiencias de conducción que se presentan en los sistemas de riego vinculados a este cultivo, así como por la posibilidad de lograr un mejor control del agua entregada a las parcelas y un trabajo más eficiente del regador.
En el caso de los grandes sistemas de riego de arroz, el canal terciario siempre ha sido un tema muy debatido y el principal obstáculo en la producción en los llamados sistemas tradicionales y semi ingenieros, en los cuales estos canales se construyen generalmente con motoniveladora, tecnología que no permite obtener los parámetros y el mando necesario sobre la superficie del campo (Pla, 1979).
Por lo antes expuesto dichos canales no pueden conducir el gasto suficiente, a lo cual se adiciona que al carecer de obras hidrotécnicas y compuertas el regador se ve obligado a realizar piquetes adicionales en los hombros del canal y utilizar construcciones aledañas al canal terciario, desviando volúmenes de agua por encima de la entrega necesaria.
En áreas niveladas y construidas con el sistema de terrazas planas se reduce considerablemente toda esta problemática, pero se encarece considerablemente el costo de los sistemas, por lo cual puede valorarse la alternativa de utilizar tubería flexible en sustitución de canales terciarios en los sistemas de riego de las empresas arroceras, lo cual implica la utilización de mayores diámetros y longitudes de tuberías.
Las pérdidas de agua por filtración y evaporación son erradicadas por las mangueras flexibles, además ésta tecnología elimina la construcción del canal terciario.
La utilización de tubería flexible en sustitución de canales terciarios constituye una opción técnica y económicamente viable para el ahorro de agua en pequeños sistemas de riego del arroz del sector cooperativo y campesino.