Study location

The study was carried out in the Portoviejo area, which is located 30 km from the coast of Ecuador, in the central-northern part of the province of Manabí. Said area has two plains, Portoviejo River Valley and Riochico Valley, which have irregular terrain and are suitable for agriculture and other human activities. The slope does not exceed 5%; both are located between 37 and 60 m above sea level, in a subtropical and tropical zone, with an average temperature of 24 ºC, which can reach a maximum of 36 ºC.The average annual precipitation from 2000 to 2009 is 596.20 mm, with 2000 and 2008 as the wettest years and 2001, 2003, and 2009 as the driest (GAD Portoviejo, 2015GAD PORTOVIEJO-ECUADOR: Diagnóstico por componentes ambiental socio cultural económico institucional y diagnóstico integrado, [en línea], Inst. Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal del cantón Portoviejo, Portoviejo, Manabí, Ecuador, 2015, Disponible en: http://app.sni.gob.ec/sni-link/sni/PORTAL_SNI/data_sigad_plus/sigadplusdiagnostico/1360000200001_FASE%201%20DIAGNOSTICO%20PDGAD%20PORTOVIEJO_06-04-2016_11-10-05.pdf.). The study was carried out on 16 farms located in the parishes of Abdón Calderón, Alajuela, Portoviejo, and Riochico, as shown in Figure 1, which represents their spatial distribution in Portoviejo City.

Methodology

Under a descriptive research approach, the procedure consisted of identifying possible anomalies or irregularities that could affect the operation of said systems. During an inspection, special attention was paid to aspects such as leaks, structural damage, obstructions in emitters and sprinklers, and any indication that may compromise the uniformity of the evaluated systems. All observations and findings were meticulously recorded, thus facilitating a detailed analysis of the conditions present in irrigation systems inside the City.

This visual inspection stage provided a solid basis for subsequent evaluation of hydraulic conditions and distribution uniformity in the region's pressurized irrigation systems. Once all the anomalies and irregularities were identified, as in visual inspections, six limiting factors were detected that affected the management of the irrigation systems, which are detailed in Table 1, which is presented below:

For hydraulic evaluations, the irrigation uniformity evaluation sheet in the sprinkler and localized irrigation systems was used, which was based on international standards UNE-EN 15097 (2007)UNE-EN 15097: Técnicas de riego. Riego localizado. Evaluación hidráulica, [en línea], Inst. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR), norma española, España, 2007, Disponible en: https://www.une.org/encuentra-tu-norma/busca-tu-norma/norma?c=N0039308. e ISO 15886-3 (2021)ISO 15886-3: Agricultural irrigation equipment, Sprinklers. Parte 3: Characterization of distribution and test methods, [en línea], Inst. International Organitation for Standardization (ISO), 6-12 p., 2021, Disponible en: https://www.iso.org/standard/78122.html, respectively, to evaluate irrigation uniformity. With this, information related to the hydraulic aspect of the systems was collected, which made it possible to determine uniformity in each of them.

Christiansen uniformity coefficient (CU): The concept of uniformity coefficient was created by Christiansen (1942)CHRISTIANSEN, J.E.: Irrigation by Sprinkling, Ed. University of California, Bullet 670. University of California. Agricultural Experimental Station, USA, 1942. and is used as a statistical measure of uniformity in irrigation systems (equation [1] $CU\left(\%\right)=\left[1-\frac{{{\displaystyle \sum }}_{i=1}^n\left|x_i-\overline{x}\right|}{n* \overline{x}}\right]*100$ ) and is defined as:

Where:

$x_i$ = volume of water accumulated in each rain gauge, in mm.

$\overline{x}$ = average volume of water collected in all rain gauges, in mm.

n= number of rain gauges involved in the evaluation.

Distribution Uniformity (UD): The concept proposed by Merriam & Keller (1978)MERRIAM, J.L.; KELLER, J.: Farm irrigation system evaluation: A guide for management., Ed. Utah State University, Utah State University, Logan, Utah, USA, publisher: Utah State University., 1978., was adopted, where it indicates that; The uniformity of distribution of the irrigation system is expressed as a percentage, and it is the division by the average of the volume collected in the lower quarter of the drippers that apply less water ( $V_{25\%}$ ) and VM refers to the average of the volume collected in all the sprinklers and emitters evaluated, multiplied by one hundred (equation [2] $UD\left(\%\right)=\frac{V_{25\%}}{V_m}*100$ ). The calculation of this index is based on information collected during field evaluation and is used to determine the severity of problems in the water application process.

The study considered the calculation of the Flow Distribution Uniformity (UDq) (equation [3] $U{D}_q\left(\%\right)=\frac{\overline{q_{25\%}}}{\overline{q}}*100$ ) y Pressure distribution uniformity (UDp) (equation [4] $U{D}_P\left(\%\right)=\frac{\overline{p_{25\%}}}{\overline{p}}*100$ ) which are expressed through the following equations:

Flow distribution uniformity (UDq)

Where:

$U{D}_q$ = Uniformity of flow distribution, expressed as a percentage.

$\overline{q_{25\%}}$ = It is the lowest average of the 25% found in drippers flow rates 25%, in l/h.

$\overline{q}$ = It is the average flow rate found on sprinklers and emitters used on tested irrigation blocks, in l/h.

Pressure distribution uniformity (UDp)

Where:

$U{D}_p$ = Uniformity of pressure distribution, expressed as a percentage.

$\overline{p_{25\%}}$ = It is the lowest average pressure readings of the 25% found in drippers, in bars.

$\overline{p}$ = It is the average pressure found on drippers used on tested irrigation blocks, in bars.

Irrigation uniformity Quality: Christiansen (1942)CHRISTIANSEN, J.E.: Irrigation by Sprinkling, Ed. University of California, Bullet 670. University of California. Agricultural Experimental Station, USA, 1942., classification was used to describe and evaluate pressurized irrigation systems, taking into account their uniformity and distribution coefficients. This evaluation is presented in Table 2.

After collecting the necessary information, a correlation analysis between variables was carried out to identify cause-effect relationships between identified problems, which made it possible to identify the most influential limiting factors in uniformity and management of irrigation in pressurized irrigation systems in the City. These assessments were carried out with the aim of better understanding hydraulic conditions, UDq, and UDp in this region, which will provide valuable information for the management and improvement of irrigation systems in the future.

Visual inspection results

During visual inspection, it was possible to identify limiting factors that represent crucial elements that influence the operation and efficiency of these systems. Table 3 lists each of the limiting factors identified during evaluations carried out in irrigation systems in the city.

As can be seen in Table 3, the factor that appeared most frequently was factor D) Absence of a filtering system, detected on a total of 14 occasions out of 16 evaluations carried out. The lack of filtration systems is a cause for concern in irrigation, being even more accentuated in localized irrigation systems; implementation of filtration systems is essential to prevent blockages in emitters. According to Sánchez et al. (2009)SÁNCHEZ, L.D.; LATORRE, J.; VALENCIA, A.V.: “Mejoramiento de la calidad del agua de riego por filtración en múltiples etapas (FiME)”, Agronomía Colombiana, 27(3): 407-415, 2009, ISSN: 0120-9965., blockages in emitters harm crop uniformity and production, which underlines the urgent need to use effective filtration technologies to improve both the physical and biological quality of water.

Similarly, it can be seen in Table 3 that the second most occurred factor was C, with a total of 12 appearances in 14 evaluations. According to MAATE-Ecuador (2021)MAATE-ECUADOR: Plan nacional de riego y drenaje 2021 – 2026, [en línea], Inst. Ministerio del Ambiente Agua y Transición Ecológica (MAATE), Quito, Ecuador, 2021, Disponible en: https://nextcloud.ambiente.gob.ec/index.php/s/FdPFjdAcRWZpQ28., the lack of continuous technical, economic, social, and environmental training leads to an increased weakness in crop providers, both at public and communal levels. The latter manifests itself in poor management in the administration, operation, and maintenance of irrigation systems, which is why it is advisable to constantly train operators to correctly handle and maintain irrigation equipment before handling it. (Santisteban & Díaz, 2022SANTISTEBAN, P.J.; DÍAZ, Y.J.P.: Evaluación del sistema de riego por goteo del cultivo de esparrago con fines de mejoramiento y ampliación en el Fundo “Santo Tomas” de Agrícola Mezcu SAC Jayanca, Lambayeque, [en línea], Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo, Tesis (en opción al título profesional de: Ingeniero(A) Agrícola), Lambayeque, Perú, Publisher: Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo, 2022, Disponible en: https://repositorio.unprg.edu.pe/handle/20.500.12893/10422. and Claudio Benites, 2021CLAUDIO BENITES, B.J.L.: Diseño para el mejoramiento de la conducción del sistema de riego por aspersión “5 de junio”, directorio “Senderos por la Vida, [en línea], Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Tesis (en opción a la obtención del título de Ingeniero Civil), Ambato, Ecuador, Publisher: Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica…, 2021, Disponible en: https://repositorio.uta.edu.ec/handle/123456789/31999.).This recommendation also agrees with the assessments of Zubelzu et al. (2023)ZUBELZU, S.; PANIGRAHI, N.; THOMPSON, A.J.; KNOX, J.W. (2023) Modelling water fluxes to improve banana irrigation scheduling and management in Magdalena, Colombia. Irrigation Science, 41(1): 69-79. ISSN: 0342-7188. DOI: https://dx.doi.org/10.1007/s00271-022-00818-7. when verifying the tendency of farmers not to abandon traditional practices despite new programming tools that are made available to them.

As a previous factor, factor E is identified with 12 mentions in evaluations, as can be seen in Table 3. An adequate irrigation system design is essential to ensure efficiency in water use in the agricultural sector. It is essential to promote the effective use of water resources in agriculture and livestock, which implies improving techniques and tools used for managing the distribution and application of water irrigation. In addition, it is vital to focus on the design, review, and evaluation of irrigation systems (Espinosa et al., 2016ESPINOSA, E.B.; FLORES, M.H.; ASCENCIO, H.R.; CARRILLO, F.G.: “Diseño de un sistema de riego hidrante parcelario con los métodos por Turnos y Clement: análisis técnico y económico”, Terra Latinoamericana, 34(4): 431-440, 2016, ISSN: 0187-5779.).

Next, factor B, with a total of 11 appearances within 16 evaluations, is found in Table 3. The modifications made in irrigation systems should have been evaluated before the implementation of a new system to establish the parameters the previous system had and tailor the new design to specifications. That is to say, know the current situation of the system to be able to design any modification in the most optimal way to avoid increased pressure to improvise or traditional irrigation methods (Martí et al., 2023MARTÍ, P.; SHIRI, J.; ROMÁN, A.; TURÉGANO, J.V.; ROYUELA, A.: “Analysis of local head losses in microirrigation lateral connectors based on machine learning approaches”, Irrigation Science, 41(6): 783-801, 2023, ISSN: 0342-7188, DOI: https://dx.doi.org/10.1007/s00271-023-00852-z.).

Factor F is identified, which is presented in 4 out of 16 evaluations carried out, as can be seen in Table 3. In this context, water collectors refer to a set of hydraulic structures designed to divert or capture water from a channel. These structures include elements such as a slope and an intake, which can be placed both lateral or at the bottom. In addition to their main functions, these also can retain sediments transported by the river from elevated areas during floods (Rodríguez et al., 2014RODRÍGUEZ, H.A.; HERNÁNDEZ, R.B.; PALERM, V.J.: “El pequeño riego en el río Tlapaneco: experiencias sobre la tradición y la modernidad”, Cuicuilco, 21(60): 169-194, 2014, ISSN: 0185-1659.).

And last but not least, factor A was identified on 3 occasions out of 16 evaluations carried out. The presence of leaks and breaks in irrigation systems results in a loss of water volume that is not used by the crop (MAGAP-Ecuador, 2015MAGAP-ECUADOR: Manual de Riego Parcelario, [en línea], Inst. Ministerio de Agricultura Ganadería Acuacultura y Pesca (MAGAP), Quito, Ecuador, 2015, Disponible en: https://www.agricultura.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2015/11/Manual-de-riego-parcelario.pdf.).

In Figure 2, you can see a frequency histogram obtained from 16 evaluations carried out on irrigation systems in Portoviejo City.

As can be seen in Table 3 and Figure 2, the factor that appeared most frequently was factor D, detected on a total of 14 occasions out of 16 evaluations carried out. Depending on the quality of water used in the system, obstructions will occur, which may be due to suspended mineral particles (clay, silt, sand), organic matter, and precipitates (mainly carbonates). By adopting a filtering system, blockages of sprinklers and emitters are prevented, which are considered one of the most serious problems in pressurized irrigation systems (Monge, 2018MONGE, R.M.A.: Diseño agronómico e hidráulico de riegos agrícolas a presión, Ed. Mundi-Prensa, Agrícola Española S.A. ed., Madrid, España, 2018.).

Results of uniformity in irrigation systems

Once hydraulic evaluations were carried out, results of the sprinkler irrigation systems were obtained and are presented in Table 4.

Table 4 presents the results of 6 evaluations carried out in pressurized sprinkler irrigation systems. Notably, CU shows a range of values from a minimum of 29.90% to a maximum of 73.10%, with an average of 52.33%. In terms of CU rating, it stands out that 83.33% of sprinkler irrigation systems evaluated are considered unacceptable, while 16.67% are classified as poor. It is relevant to note that evaluation number 5 shows the lowest CU value and matches with evaluations in which the greatest number of limiting factors affecting uniformity in the irrigation system were identified.

Similarly, in Table 4, you can see results from 6 evaluations, where UD exhibits a range of values from a minimum of 29.60% to a maximum of 65.90%, with an average of 46.93%. Regarding UD rating, all sprinkler irrigation systems evaluated are considered unacceptable. It is important to indicate that, as with CU, evaluation number 5 yields the lowest value of UD and is associated with a greater number of limiting factors that influence uniformity in the irrigation system.

Regarding localized irrigation systems, only flow UD (UDq) and pressure UD (UDp) were evaluated. Table 5 below presents results from hydraulic evaluations in localized irrigation systems.

Table 5 presents results from 10 evaluations carried out in localized pressurized irrigation systems. Notably, UDq shows a range of values from a minimum of 44.00% to a maximum of 93.10%, with an average of 72.75%. Regarding the UDq rating, it is observed that 40% of systems are considered unacceptable, 20% are classified as poor, 10% as acceptable, and 30% are considered good. It is relevant to note that evaluation number 15 shows the lowest value of UDq and coincides with one of the evaluations in which the greatest number of limiting factors that influence uniformity in the irrigation system were identified.

Similarly, in Table 5, you can see results from 10 evaluations, where UDp presents a range of values ​​from a minimum of 25.64% to a maximum of 96.85%, with an average of 70.33%. Regarding the UDp rating, it is highlighted that 50% of the systems are considered unacceptable, 20% are acceptable, 10% are classified as good and 20% are considered excellent. It is important to mention that evaluation number 13 yields the lowest value of UDp and coincides with one of the evaluations in which the greatest number of limiting factors affecting uniformity in the irrigation system were identified.

The variability of UD was examined in each evaluation in relation to the limiting factors detected in the study. In Figure 3, you can see which limiting factors show the greatest and lowest recorded data variability.

When observing Figure 3, it is evident that factor C shows the least variation in UD values ​​in evaluations in which this factor was present. In contrast, it can be noted that factor A in the field within the system is the one that presented the greatest variability in UD values ​​in Figure 3.

The previous results match with studies done by Bohórquez et al. (2015)BOHÓRQUEZ, B.J.M.; CONTRERAS, P.J.I.; GAVILÁN, Z.P.: “Análisis de la uniformidad del riego en cultivos de fresa”, Agricultura: Revista agropecuaria y ganadera, (988): 710-718, 2015, ISSN: 0002-1334., where deficiencies that impact UD in irrigation were identified, which include inappropriate regulation of pressures in irrigation subunits and a lack or deterioration of pressure gauges. at critical points in the network, partially clogged emitters due to the presence of chemicals in systems with poor control of pH values found in water or fertilizer solution, especially at the end of the irrigation season, and water leaks in the network.

During the development of this research paper, Rocha (2019)ROCHA, R.: “Innovación y adopción de tecnologías de uso eficiente de agua: El caso del riego presurizado en el municipio de Cliza”, Revista de Agricultura, 60: 5-12, 2019. statement could be verified when he stated that 'Irrigation intervention processes should not be focused on hydraulic infrastructure as an end to a mean, the construction of pressurized irrigation infrastructure does not imply technological change by itself. In this sense, intervention processes that provide technological innovation in irrigation must pay special attention to the technological adoption done by farmers, providing the required technical support promptly."

Ubicación del estudio

El estudio se realizó en la zona de Portoviejo, que se encuentra a 30 km de la costa del Ecuador, en la parte central-norte de la provincia de Manabí. Esta área cuenta con dos planicies, el valle del río Portoviejo y el valle del Riochico, que presentan un relieve irregular y son adecuados para la agricultura y otras actividades humanas. La pendiente no supera el 5%, ambas se sitúan entre los 37 y 60 m os sobre el nivel del mar, en una zona subtropical y tropical, con una temperatura media de 24 ºC, que puede alcanzar máximas de hasta 36 ºC. La precipitación media anual de los años 2000 a 2009 es de 596,20 mm, con el 2000 y el 2008 como los años más lluviosos y el 2001, 2003 y 2009 como los más secos (GAD Portoviejo-Ecuador, 2015GAD PORTOVIEJO-ECUADOR: Diagnóstico por componentes ambiental socio cultural económico institucional y diagnóstico integrado, [en línea], Inst. Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal del cantón Portoviejo, Portoviejo, Manabí, Ecuador, 2015, Disponible en: http://app.sni.gob.ec/sni-link/sni/PORTAL_SNI/data_sigad_plus/sigadplusdiagnostico/1360000200001_FASE%201%20DIAGNOSTICO%20PDGAD%20PORTOVIEJO_06-04-2016_11-10-05.pdf.). El estudio se realizó en 16 fincas ubicadas en las parroquias de Abdón Calderón, Alajuela, Portoviejo y Riochico, según se muestra en la Figura 1, que representa su distribución espacial en el cantón de Portoviejo.

Metodología

Bajo un enfoque descriptivo de investigación, El procedimiento consistió en identificar posibles anomalías o irregularidades que pudieran afectar el funcionamiento de dichos sistemas. Durante la inspección, se prestó especial atención a aspectos como fugas, daños estructurales, obstrucciones en emisores y aspersores, y cualquier indicio que comprometiera la uniformidad de los sistemas evaluados. Todas las observaciones y hallazgos fueron registrados meticulosamente, facilitando así un análisis detallado de las condiciones presentes en los sistemas de riego del cantón.

Esta etapa de inspección visual proporcionó una base sólida para la evaluación posterior de las condiciones hidráulicas y la uniformidad de distribución en los sistemas de riego presurizados de la región. Una vez que fueron levantadas toda las anomalías e irregularidades, como en las inspecciones visuales, se detectaron seis factores limitantes que afectan a la gestión de los sistemas de riego mismo que se detallan en la Tabla 1, misma que se presenta a continuación:

Para las evaluaciones hidráulicas se utilizó la ficha de evaluación de la uniformidad de riego en sistemas de riego por aspersión y localizado, que se basó en las normas internacionales UNE-EN 15097 (2007)UNE-EN 15097: Técnicas de riego. Riego localizado. Evaluación hidráulica, [en línea], Inst. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR), norma española, España, 2007, Disponible en: https://www.une.org/encuentra-tu-norma/busca-tu-norma/norma?c=N0039308. e ISO 15886-3 (2021)ISO 15886-3: Agricultural irrigation equipment, Sprinklers. Parte 3: Characterization of distribution and test methods, [en línea], Inst. International Organitation for Standardization (ISO), 6-12 p., 2021, Disponible en: https://www.iso.org/standard/78122.html, respectivamente, para evaluar la uniformidad del riego. Con la utilización de esta ficha, se recopiló información relacionada con el aspecto hidráulico de los sistemas, lo que permitió determinar la uniformidad de cada uno de ellos.

Coeficiente de uniformidad de Christiansen (CU): El concepto de coeficiente de uniformidad fue creado por Christiansen (1942)CHRISTIANSEN, J.E.: Irrigation by Sprinkling, Ed. University of California, Bullet 670. University of California. Agricultural Experimental Station, USA, 1942. y se utiliza como una medida estadística de la uniformidad en los sistemas de riego (ecuación [1] $CU\left(\%\right)=\left[1-\frac{{{\displaystyle \sum }}_{i=1}^n\left|x_i-\overline{x}\right|}{n* \overline{x}}\right]*100$ ) y se define como:

donde:

$x_i$ = volumen de agua acumulado en cada pluviómetro, en mm.

$\overline{x}$ = volumen medio de agua recogida en todos los pluviómetros, en mm.

n = número de pluviómetros que intervienen en la evaluación.

Uniformidad de distribución (UD): Se adoptó el concepto de propuesto por Merriam & Keller (1978)MERRIAM, J.L.; KELLER, J.: Farm irrigation system evaluation: A guide for management., Ed. Utah State University, Utah State University, Logan, Utah, USA, publisher: Utah State University., 1978., donde indica que; la uniformidad de distribución del sistema de riego se expresa en porcentaje y es la división entre la media del volumen recogido en el cuarto inferior de los goteros que aplican menos agua ( $V_{25\%}$ ) y Vm se refiere a la media del volumen recogido en todos los aspersores y emisores evaluados, multiplicado por cien (ecuación [2] $UD\left(\%\right)=\frac{V_{25\%}}{V_m}*100$ ). El cálculo de este índice se basa en la información recopilada durante la evaluación de campo y se utiliza para determinar la gravedad de los problemas en el proceso de aplicación del agua.

En el estudio se consideró el cálculo de la Uniformidad de distribución del caudal (UDq) (ecuación [3] $U{D}_q\left(\%\right)=\frac{\overline{q_{25\%}}}{\overline{q}}*100$ ) y Uniformidad de distribución de la presión (UDp) (ecuación [4] $U{D}_P\left(\%\right)=\frac{\overline{p_{25\%}}}{\overline{p}}*100$ ) y que se expresan a través de las siguientes ecuaciones:

Uniformidad de distribución del caudal (UDq)

donde:

$U{D}_q$ = Uniformidad de distribución del caudal, expresado en porcentaje.

$\overline{q_{25\%}}$ = es la media de los caudales del 25% de goteros de las lecturas más bajas, en l/h.

$\overline{q}$ = es el caudal medio de los aspersores y emisores del bloque de riego ensayado, en l/h.

Uniformidad de distribución de la presión (UDp)

donde:

$U{D}_p$ = Uniformidad de distribución de la presión, expresado en porcentaje.

$\overline{p_{25\%}}$ = es la media de presiones del 25% de goteros de las lecturas más bajas, en bar.

$\overline{p}$ = es la presión media de los goteros del bloque de riego ensayado, en bar.

Calificación de la uniformidad del riego: Se empleó la clasificación de Christiansen (1942)CHRISTIANSEN, J.E.: Irrigation by Sprinkling, Ed. University of California, Bullet 670. University of California. Agricultural Experimental Station, USA, 1942., para describir y evaluar el sistema de riego presurizado, tomando en cuenta sus coeficientes de uniformidad y distribución. Esta evaluación se presenta en la Tabla 2.

Después de recopilar la información necesaria, se llevó a cabo un análisis de correlación entre las variables para identificar relaciones causa-efecto entre los problemas identificados, que permitió identificar los factores limitantes más influyentes en la uniformidad y gestión del riego en los sistemas de riego presurizados del cantón. Estas evaluaciones se llevaron a cabo con el objetivo de comprender mejor las condiciones hidráulicas, la UDq y UDp en esta región, lo que proporcionará información valiosa para la gestión y mejora de los sistemas de riego en el futuro.

Resultados de inspección visual

En la inspección visual, se logró identificar los factores limitantes representan un elemento crucial que influye en el funcionamiento y la eficiencia de estos sistemas. En la Tabla 3, se enumeran cada uno de los factores limitantes identificados durante las evaluaciones llevadas a cabo en los sistemas de riego en el cantón.

Como se puede apreciar en la tabla 3, el factor que se manifestó con mayor frecuencia fue el factor D) Ausencia de sistema de filtrado, detectado en un total de 14 ocasiones de las 16 evaluaciones realizadas. La carencia de sistemas de filtrado es motivo de preocupación en la irrigación, siendo aún más acentuada en los sistemas de riego localizado, la implementación de sistemas de filtración es esencial para prevenir obstrucciones en los emisores. Según Sánchez et al. (2009)SÁNCHEZ, L.D.; LATORRE, J.; VALENCIA, A.V.: “Mejoramiento de la calidad del agua de riego por filtración en múltiples etapas (FiME)”, Agronomía Colombiana, 27(3): 407-415, 2009, ISSN: 0120-9965., las obstrucciones en los emisores ejercen un impacto adverso en la uniformidad y producción de los cultivos, lo que subraya la imperante necesidad de utilizar tecnologías de filtración eficaces para mejorar tanto la calidad física como biológica del agua.

De manera similar se puede observar en la Tabla 3, que el segundo factor que mayormente se presento fue el C, con un total de 12 apariciones de las 14 evaluaciones realizadas. Según el MAATE-Ecuador (2021)MAATE-ECUADOR: Plan nacional de riego y drenaje 2021 – 2026, [en línea], Inst. Ministerio del Ambiente Agua y Transición Ecológica (MAATE), Quito, Ecuador, 2021, Disponible en: https://nextcloud.ambiente.gob.ec/index.php/s/FdPFjdAcRWZpQ28., la carencia de una formación continua en aspectos técnicos, económicos, sociales y ambientales conlleva al incremento de las debilidades en los proveedores, tanto públicos como comunitarios, relacionadas con el riego y drenaje. Esto último se manifiesta en un manejo deficiente de la administración, operación y mantenimiento de los sistemas de riego por lo cual es recomendable capacitar de manera constante a los operadores sobre la función, el manejo correcto y mantenimiento de los equipos de riego antes de su manipulación (Santisteban & Díaz, 2022SANTISTEBAN, P.J.; DÍAZ, Y.J.P.: Evaluación del sistema de riego por goteo del cultivo de esparrago con fines de mejoramiento y ampliación en el Fundo “Santo Tomas” de Agrícola Mezcu SAC Jayanca, Lambayeque, [en línea], Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo, Tesis (en opción al título profesional de: Ingeniero(A) Agrícola), Lambayeque, Perú, Publisher: Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo, 2022, Disponible en: https://repositorio.unprg.edu.pe/handle/20.500.12893/10422. y Claudio Benites, 2021CLAUDIO BENITES, B.J.L.: Diseño para el mejoramiento de la conducción del sistema de riego por aspersión “5 de junio”, directorio “Senderos por la Vida, [en línea], Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Tesis (en opción a la obtención del título de Ingeniero Civil), Ambato, Ecuador, Publisher: Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica…, 2021, Disponible en: https://repositorio.uta.edu.ec/handle/123456789/31999.). Esta recomendación también concuerda con las apreciaciones de Zubelzu et al. (2023)ZUBELZU, S.; PANIGRAHI, N.; THOMPSON, A.J.; KNOX, J.W. (2023) Modelling water fluxes to improve banana irrigation scheduling and management in Magdalena, Colombia. Irrigation Science, 41(1): 69-79. ISSN: 0342-7188. DOI: https://dx.doi.org/10.1007/s00271-022-00818-7. al comprobar la tendencia de los agricultores a no abandonar las prácticas tradicionales a pesar de las nuevas herramientas de programación que se ponen a su disposición.

Al igual que el factor anterior, con 12 menciones en las evaluaciones, se identifica que, el factor E, como se puede observar en la Tabla 3. Un diseño adecuado de los sistemas de riego es fundamental para asegurar la eficiencia en el uso del agua en el sector agropecuario. Es imprescindible promover la utilización efectiva del recurso hídrico en la agricultura y la ganadería, lo cual implica mejorar las técnicas y herramientas empleadas para la conducción, distribución y aplicación del agua de riego. Además, es vital enfocarse en diseñó, revisión y evaluación de los sistemas de riego (Espinosa et al., 2016ESPINOSA, E.B.; FLORES, M.H.; ASCENCIO, H.R.; CARRILLO, F.G.: “Diseño de un sistema de riego hidrante parcelario con los métodos por Turnos y Clement: análisis técnico y económico”, Terra Latinoamericana, 34(4): 431-440, 2016, ISSN: 0187-5779.).

Seguidamente se identifica que, el factor con el factor B, que realiza un total de 11 apariciones dentro de las 16 evaluaciones realizadas, como se lo encuentra en la Tabla 3. Las modificaciones que se realizan en los sistemas de riego deberían contar con la evaluación previa del sistema, para el establecimiento de los parámetros con que cuenta el sistema y realizar un diseño adecuado de las modificaciones que se pretendan realizar. Es decir; conocer la situación actual del sistema, para poder diseñar de la manera más óptima las modificaciones y mejorar que requieran realizar y evitar el incremento de las pérdidas de presión locales que ocurren cuando se realizan acoples excesivos o de manera artesanal en los laterales de riego (Martí et al., 2023MARTÍ, P.; SHIRI, J.; ROMÁN, A.; TURÉGANO, J.V.; ROYUELA, A.: “Analysis of local head losses in microirrigation lateral connectors based on machine learning approaches”, Irrigation Science, 41(6): 783-801, 2023, ISSN: 0342-7188, DOI: https://dx.doi.org/10.1007/s00271-023-00852-z.).

En quinto lugar, se identifica el factor F, que se presenta en 4 de las 16 evaluaciones realizadas, como puede apreciase en la Tabla 3. En este contexto, la obra de captación se refiere a un conjunto de estructuras hidráulicas diseñadas con el propósito de derivar o captar agua de un cauce. Estas estructuras incluyen elementos como un azud y una bocatoma, que puede ser lateral o de fondo. Además de su función principal de captación, estas obras también tienen la capacidad de retener los sedimentos transportados por el río desde áreas elevadas durante las crecidas (Rodríguez et al., 2014RODRÍGUEZ, H.A.; HERNÁNDEZ, R.B.; PALERM, V.J.: “El pequeño riego en el río Tlapaneco: experiencias sobre la tradición y la modernidad”, Cuicuilco, 21(60): 169-194, 2014, ISSN: 0185-1659.).

Y en último lugar, pero no menos importante se identifica que, el factor A, en 3 ocasiones de las 16 evaluaciones realizadas. La presencia de fugas y roturas en los sistemas de riego tiene como resultado un volumen de recurso hídrico que no es aprovechado por la planta (MAGAP-Ecuador, 2015MAGAP-ECUADOR: Manual de Riego Parcelario, [en línea], Inst. Ministerio de Agricultura Ganadería Acuacultura y Pesca (MAGAP), Quito, Ecuador, 2015, Disponible en: https://www.agricultura.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2015/11/Manual-de-riego-parcelario.pdf.).

En la Figura 2, se puede observar el histograma de frecuencia obtenido a partir de las 16 evaluaciones realizadas a los sistemas de riego, en el cantón Portoviejo.

Como se puede apreciar en la Tabla 3 y en la Figura 2, el factor que se manifestó con mayor frecuencia fue el factor D, detectado en un total de 14 ocasiones de las 16 evaluaciones realizadas. Dependiendo la calidad de agua que se utilice en el sistema, se presentarán obstrucciones que pueden ser por partículas minerales en suspensión (arcilla, limo, arena), materia orgánica y precipitados (principalmente carbonatos). Con la adopción de un sistema de filtrado se previne las obstrucciones de aspersores y emisores, que son consideradas como uno de los problemas más graves en los sistemas de riego presurizados (Monge, 2018MONGE, R.M.A.: Diseño agronómico e hidráulico de riegos agrícolas a presión, Ed. Mundi-Prensa, Agrícola Española S.A. ed., Madrid, España, 2018.).

Resultados de la uniformidad en los sistemas de riego

Una vez que se realizaron las evaluaciones hidráulicas se obtuvieron los resultados de los sistemas de riego por aspersión que se los presenta en la Tabla 4.

En la Tabla 4, se presentan los resultados de las 6 evaluaciones realizadas en sistemas de riego presurizados por aspersión. Es notable que el CU muestra un rango de valores desde un mínimo de 29.90% hasta un máximo de 73.10%, con una media de 52.33%. En términos de la calificación del CU, se destaca que el 83.33% de los sistemas de riego por aspersión evaluados se consideran inaceptables, mientras que el 16.67% se clasifica como pobre. Es relevante señalar que la evaluación número 5 muestra el valor más bajo de CU y coincide con la evaluación en la que se identificaron la mayor cantidad de Factores limitantes que afectan la uniformidad del sistema de riego.

De manera similar, en la Tabla 4, se pueden apreciar los resultados de las 6 evaluaciones, donde el UD exhibe un rango de valores desde un mínimo de 29.60% hasta un máximo de 65.90%, con una media de 46.93%. En cuanto a la calificación del UD, todos los sistemas de riego por aspersión evaluados se consideran inaceptables. Es importante indicar que, al igual que con el CU, la evaluación número 5 arroja el valor más bajo de UD y se asocia con la identificación de un mayor número de Factores limitantes que influyen en la uniformidad del sistema de riego.

En lo concerniente a los sistemas de riego localizado solo se evaluó las UD de caudal (UDq) y UD de presión (UDp), a continuación, en la Tabla 5 se presentan los resultados de las evaluaciones hidráulicas a los sistemas de riego localizado.

En la Tabla 5, se presentan los resultados de las 10 evaluaciones realizadas en sistemas de riego presurizados localizado. Es destacable que la UDq muestra un rango de valores desde un mínimo de 44.00% hasta un máximo de 93.10%, con una media de 72.75%. En cuanto a la calificación del UDq, se observa que el 40% de los sistemas se considera inaceptable, el 20% se clasifica como pobre, el 10% como aceptable y el 30% se considera bueno. Es relevante señalar que la evaluación número 15 registra el valor más bajo de UDq y coincide con una de las evaluaciones en las que se identificó la mayor cantidad de Factores limitantes que influyen en la uniformidad del sistema de riego.

De manera similar, en la Tabla 5, se pueden apreciar los resultados de las 10 evaluaciones, donde la UDp presenta un rango de valores desde un mínimo de 25.64% hasta un máximo de 96.85%, con una media de 70.33%. En lo que respecta a la calificación del UDp, se destaca que el 50% de los sistemas se considera inaceptable, el 20% es aceptable, el 10% se clasifica como bueno y el 20% se considera excelente. Es importante mencionar que la evaluación número 13 arroja el valor más bajo de UDp y coincide con una de las evaluaciones en las que se identificó la mayor cantidad de Factores limitantes que afectan la uniformidad del sistema de riego.

Se examinó la variabilidad de la UD en cada una de las evaluaciones relacionadas con los Factores limitantes detectados en el estudio. En la Figura 3, se puede apreciar en qué factores limitantes se registró la mayor variabilidad de datos y en cuáles fue menor.

Al observar la Figura 3, se evidencia que el factor C del sistema de riego muestra la menor variación en los valores de UD en las evaluaciones en las que este factor estuvo presente. En contraste, se puede notar que el factor A en el campo dentro del sistema es el que presentó la mayor variabilidad en los valores de UD en la Figura 3.

Los resultados anteriores coinciden con los estudios de Bohórquez et al. (2015)BOHÓRQUEZ, B.J.M.; CONTRERAS, P.J.I.; GAVILÁN, Z.P.: “Análisis de la uniformidad del riego en cultivos de fresa”, Agricultura: Revista agropecuaria y ganadera, (988): 710-718, 2015, ISSN: 0002-1334., donde se identificaron deficiencias que impactan la UD del riego, dentro de las cuales se incluyen: la regulación inapropiada de las presiones en las subunidades de riego, la falta o el deterioro de manómetros en puntos críticos de la red, emisores parcialmente obstruidos debido a la presencia de precipitados químicos en sistemas con un control deficiente del pH del agua o la solución fertilizante, especialmente al final de la temporada de riego, y fugas de agua en la red.

Durante el desarrollo de esta investigación se pudo comprobar la afirmación de Rocha (2019)ROCHA, R.: “Innovación y adopción de tecnologías de uso eficiente de agua: El caso del riego presurizado en el municipio de Cliza”, Revista de Agricultura, 60: 5-12, 2019. al plantear que ‟Los procesos de intervención en riego, no deben estar centrados en la infraestructura hidráulica como fin, la construcción de infraestructura de riego presurizado no implica el cambio tecnológico por sí mismo. En este sentido, los procesos de intervención para la innovación tecnológica en riego deben poner especial atención al proceso de adopción de la tecnología por parte de los agricultores, brindando el soporte técnico requerido de manera oportuna”.