1. Espiritual

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DETERMINACIÓN DE LA LÁMINA DE AGUA APLICADA EN EL CULTIVO DEL BANANO
(MUSA CAVENDISH) EN EL MUNICIPIO DE TEAPA, TABASCO
Pérez Hernández Tomás1, Tetumo García Jorge2, Álvarez Rivero Julio César2,
Hernández Sosa Álvaro2, Gómez Vázquez Armando2, Rodríguez Bastarmérito Roberto1 y
Munguía Balvanera Emmanuel1
1
División Académica de Ingeniería y Arquitectura, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco.
Carretera Cunduacán-Jalpa de Méndez km. 1, Col. La Esmeralda, Cunduacán, Tabasco, México. C.P. 86690
2
División Académica de Ciencias Agropecuarias, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco.
Carretera Villahermosa-Teapa km 25, Teapa, Tabasco, México
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected],
[email protected], [email protected], [email protected]
INTRODUCCIÓN
MATERIALES Y MÉTODOS
El crecimiento, desarrollo y producción del banano (Mussa
Cavendish), están íntimamente relacionadas a la temperatura y
precipitación, variables meteorológicas que deben cumplirse
sus condiciones, de lo contrario, resulta afectada la
producción. Las exigencias hídricas de este cultivo van de los
12.5 a los 15 cm de lámina de agua promedio mensual
(Kijne,J.W et al., 2003); de ahí que su mejor desarrollo y
producción lo alcance en aquellas regiones cuyo clima es
cálido - húmedo, con precipitación entre los 2000 a los 3000
mm promedio anual. Existen varios municipios del Estado de
Tabasco
que
cumplen
con
estas
condiciones
hidrometeorológicas, entre estos, el municipio de Teapa donde
se llevó a cabo este trabajo. La precipitación se ubica entre los
2400 a los 4000 mm promedio al año (INEGI, 2010), la
temperatura entre los 26 a 28 °C promedio anual (INIFAP,
2010). Existe el caso contrario, donde la aplicación de una
lámina excesiva de agua, tiene repercusiones en el cultivo:
eleva el nivel freático y perturba al sistema radicular de la
planta y su funcionamiento fisiológico, aunado a esto, resulta
antieconómico bombear más tiempo de lo necesario, ya que
se emplea mayor mano de obra para aplicar el riego, se
propician las condiciones para el desarrollo de plagas y
enfermedades, de invasión de malezas y perturbaciones en las
labores culturales y de cosecha; además de perturbarse la
infraestructura natural del terreno, pues al elevarse nivel
freático, repercute en el funcionamiento de los drenes;
funcionamiento de sangrías, por lo que es recomendable que
estos tipos de terrenos se mantengan bien drenados y que la
aplicación de la lámina de agua promedio mensual, sea la
realmente demandada por el cultivo, tal como lo reporta
Kallarackalq y Milburn (1990), que es 9 mm, cuidando que la
capa freática no se eleve más de 1.2 m y que el suelo tenga
una estructura blanda, por su efecto negativo en la capacidad
de infiltración y en su conductividad hidráulica (Soto, 1991).
En este trabajo se buscó cual es la lámina que actualmente se
está aplicando al cultivo, para ver si se está dado el hecho de
estar aplicando una demasía de ésta y su repercusión
económica en el manejo de todo el sistema, dando la
recomendación, cuál debiera ser la lámina real que se debiera
aplicar.
El trabajo se realizó en una superficie de 80 ha que es irrigada
por un sistema de riego por aspersión, suministrado por un
pozo profundo de 150 m, un sistema de riego que está
conformado por 11 líneas de distribución, 31 válvulas y 20
líneas regantes con 132 aspersores por válvula en promedio.
La superficie irrigada se subdivide en dos grandes secciones
para su riego, sección A y B.; consta además de un sistema de
drenaje profundo a cielo abierto, en una plantación de banano
(Musa AAA Cavendish). Entre la información que se necesitó
fue la humedad del suelo de manera constante y a partir de
allí, la demanda del cultivo, para ello se utilizaron cuatro
juegos de tres Tensiometros de bulbo poroso, ubicados a
profundidades de 30, 60 y 90 cm de la superficie del terreno.
La presión del fluido en la descarga (aspersores), se midió con
manómetros de tipo relojería, de los que se usaron tres. Se
utilizaron cuatro cronómetros para medir los tiempos en el
aforo, estos fueron relojes electrónicos comunes. Se
requirieron tres cintas métricas de 30 m, este material nos
sirvió para determinar la distancia entre aspersores y el radio
de mojado, así se conoció el área de mojado y el traslape entre
los mismos. Se utilizaron cuatro calibradores Vernier grande
(2) y Vernier chico (2), para medición lineal de exteriores e
interiores de profundidades. Para el aforo, cuatro recipientes
aforadores con capacidad de 4.33 litros, seis libretas de
campo, botas, gorras, un vehículo y 150 jornales instruidos en
la operación del sistema, como la apertura de válvulas,
chequeo de aspersores, chequeo de presión de la bomba,
manejo del tiempo de puesta de riego por área de riego, entre
otros conocimiento mínimos necesarios. Además se obtuvo la
información sobre la precipitación promedio anual y mensual
de la zona, el plano sobre la ubicación del sistema de riego y
con base en éste, se seleccionó el conjunto de aspersores a
aforar, de acuerdo al número de válvulas en el sistema de
riego de las 80 ha. Ésta selección se hizo con base a la
distribución de la presión en las regantes, según el teorema
elemental de Bernoulli (Ángeles, 1999).
p1

2
 z1 
2
v1
p
v
 H B  2  z2  2   hf1 2
2g

2g
(1)
Se aforó el sistema, se estimó la lámina de riego aplicada
promedio mensual y adondenual; basado en la ecuación de
lámina de agua para todo tipo de suelo.
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Lr  Wcc  Wpmp  x Da x Pr
(2)
Una vez obtenida la información completa, se procedió a su
análisis con el apoyo del programa de electrónico Excel.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El gasto medio obtenido de los aspersores (qi) fue de 0.08545
L s-1 y el del sistema de 74.62 L s-1. Este gasto difiere en 20.38
L s-1 de las especificaciones de la bomba, lo cual implica un
21.45% de pérdidas; sin embargo, la lámina de riego que la
superficie de cada válvula está recibiendo, tuvo una variación
que va de 3.85 a 8.23 mm, lámina que teóricamente sustenta al
cultivo por 24 horas. El intervalo de éste resultado coincide
con lo recomendado por (Crane et al., 2009) que es una
lámina diaria de 6.5 mm en las condiciones más críticas de
sequía en las regiones bananeras del sureste de México, sin
embargo, hay áreas en donde no se está recibiendo esta lámina
mínima necesaria demandada por el cultivo; ésta son las de las
válvulas V1, V5, V7, V15, V16, V19, V21, V23, V27 y V29;
mientras que las V12, V13 y V26, están siendo sobre irrigadas
con láminas excedidas de 0.78, 1.73 y 1.84 mm
respectivamente. Hay tres zonas que están en equilibrio con la
lámina demandada, las V9 y V30 con una lámina de 6.49 y
6.68 mm respectivamente, teniendo una variabilidad mínima
(Ilustración 1). Estos efectos se deben a factores como el buen
estado del sistema en donde no se registran fugas, aspersores
en buen estado y bien nivelados, así como también a la
relación entre el número de aspersores y el área que estas
válvulas abarcan; en las áreas donde las láminas están
sobradas, es donde hay mayor concentración de la presión en
la tubería comparada con la “presión de trabajo” del sistema
que es de 2.46 kg cm-2, comparado con las áreas en donde se
registró una presión por debajo de 1.87 kg cm-2, pero sobre
todo por el registro de una menor superficie. En aquellas áreas
en donde la lámina es menor a la demandada, se registran
fugas por roturas en las regantes, mal conectadas y en los
aspersores también (hay un mal funcionamiento del sistema);
aunado a esto, una mala distribución de los mismos por unidad
de superficie; factores que están afectando el buen
funcionamiento del sistema de riego en su conjunto, derivado
de una mala operación y administración de la superficie
cultivada.
Ilustración 1. Lámina de riego demandada por el cultivo y la
suministrada por el sistema.
En la estimación del tiempo de riego, se encontró que las áreas
con mayor tiempo faltante de riego son las de las válvulas V1,
V5, V7, V16, V19, V21, V23, V27 y V29, con 00:44, 1:09,
1:28, 1:18, 1:16, 1:39, 00:47, 2:00 y 1:11 horas y minutos
respectivamente; que en promedio son 1:12 hr, es decir, en la
práctica sería suficiente agregar una hora más o 1:15 hr,
agregado al tiempo de riego que usualmente se está regando.
La válvula V15 que tan solo tienen un faltante de 00:19
minutos, es un tiempo mínimo, esto significa que en la
práctica sería suficiente con incrementar 20 minutos más de
riego. Existen dos áreas que están totalmente equilibradas, que
son las de las válvulas V9 y V30; sin embargo, las áreas que
muestran un efecto de lámina sobrante son las de las válvulas
V12, V13 y V26 con 00:19, 00:38 y 00:40 minutos
respectivamente, que en promedio estas válvulas están
sobradas en 00:31 minutos, es de observar que esto solo se da
en las tres áreas mencionadas, que es donde el área a regar
baja considerablemente de la media, pero no así en el número
de aspersores, tal y como se da en las válvulas V13 y V26.
Ilustración 2. Tiempo de riego.
Como es de observar, no se puede hacer una modificación en
cada una de estas zonas, pues el sistema tiene una distribución
constante de válvulas en cada puesta de riego para irrigar las
80 ha en 24 horas; por lo que es necesario que se involucre a
todo el sistema en la estimación del tiempo medio faltante,
siendo así, la media del tiempo necesario de riego, se aleja del
tiempo de riego actual en 41 min, por lo que se puede deducir
que en el tiempo de máximo estiaje en Tabasco (Marzo a
Mayo) (INEGI 2010), el cultivo de banano necesita un tiempo
de riego mínimo necesario de tres horas con cuarenta y un
minutos (3:41 hr); con este tiempo se estará proporcionando
una lámina media de 6.5 mm que es la mínima requerida en la
época de estiaje. Este resultado coincide con el encomendado
por González, 2004. De esta forma, la desproporcionalidad en
el suministro de dicha lámina, será mínima, considerando que
el coeficiente de variación del tiempo que debiera emplearse
es de 23%, variación que se puede considerar como baja. Se
determinó y se hizo la comparación entre el gasto teórico
(gasto calculado tomando en cuenta la superficie de cada
válvula, la lámina bruta, tiempo de regado e intervalo del
mismo) y el gasto del sistema (gasto calculado a partir del
aforo de los aspersores); en la que se observa (Ilustración 3)
que solo en dos áreas prácticamente dichos gastos están
equilibrados, en las válvulas V13 y V26 con un gasto teórico
Qt=9.81 y 8.07 L s-1 respectivamente y un gasto del sistema
Qs=10.39 y 8.66 L s-1 respectivamente que comparado entre
válvulas resulta una diferencia de -0.58 y -0.59 L s-1, con
valores negativos, considerando que el gasto teórico siempre
será mayor al gasto proporcionado por el sistema. El
coeficiente de variación entre estos gastos es tan solo del
11.11%, lo que implica una diferencia baja entre gastos, esto
comparado con las demás válvulas que el gasto teórico va de
14.03 hasta 19.88 L s-1; valores que se alejan de la media del
sistema en 2.74 y 8.59 L s-1; como es de observar, la variación
válvulas
aforada
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es alta, sin embargo, una mejor comparación resulta entre
ambas medias que es de 5 L s-1, lo cual indica una alta
variabilidad, tal como se constata con el coeficiente de
variación entre ambas medias que es de 26%.
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orden de 1.0675 ha en la válvula V13 y 1.3086 ha en la
válvula V26, esto es significativo por cuanto se trata de más
de una hectárea en cada válvula.
Ilustración 4. Relación Área por válvula y número de aspersores
en cada válvula.
Ilustración 3. Gasto teórico (Qt) y del sistema (Qs).
Es de observar que exceptuando las válvulas V13 y V26, en
todas las demás (V1, V5, V7, V9, V12, V15, V16, V19, V21,
V23, V27, V29 y V30), el gasto teórico supera al gasto del
sistema, lo que implica que en la conducción hay pérdidas
considerables que van desde 0.95 L s-1 hasta los 9 L s-1,
comparado estos gastos con la media (17.49 L s-1) de las 13
válvulas arriba mencionadas, resulta una pérdida
aproximadamente de la mitad de la demanda, es decir, los 9 L
s-1 de diferencia de la V21, es aproximadamente la mitad de
los 17.49 L s-1. La validez de estos dos gastos se da en función
de las variables a considerar en su cálculo:
Qt  2.78
A * Lb
Td * IR
(3)
en la que se considera el área (A) que es regada por cada
válvula, la lámina bruta (Lb) proporcionada a dicha área, el
tiempo de riego (Td) que es el tiempo que el sistema tarda de
manera continua regando esta superficie (tiempo en cada
puesta de riego) y el intervalo de riego (IR), considerado
como el tiempo que tarda en volverse a regar dicha área (ciclo
de riego), en la práctica es de 24 hr. Se calculó el gasto del
sistema (Qs) por válvula,
Qs  N asp * qi
(4)
el cual considera el número de aspersores (Nasp) por válvula y
el gasto promedio proporcionado por cada aspersor (qi) al
cultivo. Esta permite hacer una estimación lo más real posible
de la lámina que le está llegando a la zona radicular,
desafortunadamente, el efecto de los drenajes modifican esta
humedad, tal como se menciona en el apartado 2, haciendo
que la lámina real efectiva tenga una merma mayor al 10%. El
gasto teórico en las válvulas V13 y V26 resultaron estar
equilibrados comparados con los del sistema (9.81 L s-1 vs
10.39 L s-1 y 8.07 L s-1 vs 8.66 L s-1 respectivamente) y en
todas las demás válvulas fueron superiores, esto significó que
en estos dos puntos está interactuando una presión constante y
bien distribuida del sistema (2.2 kg cm-2), cercano a la presión
de trabajo que es de 2.46 kg cm-2 (En los Datos Generales del
sistema de riego de la finca, pozo 1), esto hace que el flujo
igualmente fluya de manera continua y por consiguiente, la
lámina proporcionada está supliendo las necesidades del
cultivo. Pero lo que realmente sucede es que en estas dos áreas
existe la peculiaridad de que a diferencia de las demás
válvulas, en éstas la superficie que abarca cada una es mucho
menor comparada con las demás. Dicha disminución es del
Si bien el número de aspersores es menor comparado con el de
las demás superficies, esta disminución no es significativa
(CV=21.34%), ya que en promedio tan solo se tiene una
disminución de 15 aspersores y, para regar una hectárea se
necesita en promedio 60 aspersores, por lo que la disminución
del número de aspersores a 15, no corresponde a más que
2700 m2, ligeramente mayor a un cuarto de ha. Por lo tanto, al
disminuir significativamente la superficie en cualquier área,
pero no así el número de aspersores, resulta sobre-irrigada.
En todas las demás válvulas (V1, V5, V7, V9, V12, V15, V16,
V19, V21, V23, V27, V29 y V30), existe una relación
estrecha entre el número de aspersores y la superficie irrigada
por éstos, sin embargo, esto no significa que estas áreas estén
en lo óptimo, antes bien, las superficies de las válvulas V13 y
V26, son las que resultan estar bien regadas de acuerdo al
tiempo de riego que se está empleando actualmente (3 horas)
y las demás registran un faltante tanto en lámina como en
tiempo, que es significativo. De esta forma, el 87% del
sistema de riego presenta el problema de lámina de riego
faltante, para proporcionar así al cultivo, la lámina requerida
diaria (6.5 mm) y tan solo el 13 % no presenta este problema.
CONCLUSIONES
La lámina de riego proporcionada por el sistema, no es
suficiente para suplir la demanda del cultivo, pues las pérdidas
son > 20% (21.24 %). La distribución territorial de las áreas
regadas (ha por válvulas), tiene una variación de alrededor del
21 %, sin embargo, la distribución del número de aspersores
por válvula, es menos variante. Estas diferencias hacen que
ciertas áreas resulten sobre irrigadas. Para la época de máxima
demanda hídrica en Tabasco, es necesario, en un sistema de
riego por aspersión como el de la Finca San Cayetano, regar
3:40 hr., concluyendo que en dicha superficie sembrada, existe
un faltante de 40 minutos de tiempo de riego, en al menos
87%.
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