Riego de pivote central

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Imagen satelital de campos circulares característicos de riego central, Kansas
Granja con riego circular

Riego de pivote central (a veces llamado riego de pivote central), también llamado riego de rueda hidráulica y riego circular, es un método de riego de cultivos en el que el equipo gira alrededor de un pivote y los cultivos se riegan con aspersores. Se riega un área circular centrada en el pivote, que a menudo crea un patrón circular en los cultivos cuando se ve desde arriba (a veces denominados círculos de cultivos, que no deben confundirse con los formados por el aplanamiento circular de una sección de una cosecha en un campo). La mayoría de los pivotes centrales funcionaban inicialmente con agua, sin embargo, hoy en día la mayoría son propulsados por motores eléctricos.

Los sistemas de riego de pivote central son beneficiosos debido a su capacidad para usar el agua de manera eficiente y optimizar el rendimiento de una granja. Los sistemas son altamente efectivos en grandes campos de tierra.

Historia

El riego de pivote central fue inventado en 1940 por el agricultor Frank Zybach, que vivía en Strasburg, Colorado. Se reconoce como un método efectivo para mejorar la distribución de agua a los campos.

En 1952, Zybach comenzó a trabajar con A. E. Trowbridge, un amigo de Columbus, Nebraska. Trowbridge aportó 25.000 dólares y obtuvo el 49% de los derechos de patente. Zybach se mudó de Colorado a Columbus, abrió una tienda, contrató a algunos hombres, elevó la altura de la tubería a 1,8 m (6 pies) y se puso en marcha. En los primeros dos años de operación, vendieron solo 19 sistemas. Los primeros diseños eran meticulosos y pocos agricultores entendían los sistemas. Zybach siguió mejorando sus diseños y se centró en mejorar sus máquinas, en lugar de intentar vender sistemas con problemas.

Zybach tuvo éxito con diseños modificados, que mejoraron la eficiencia operativa de los sistemas. En 1954, otorgó la licencia de su patente a Robert Daugherty y su empresa, Valley Manufacturing. Los ingenieros de Daugherty pasaron la próxima década refinando la innovación de Zybach, haciéndola más resistente, más alta y más confiable, y convirtiéndola de un sistema de energía hidráulica a uno eléctrico. La compañía de Daugherty creció hasta convertirse en Valmont Industries, siendo Valley Irrigation su subsidiaria.

Resumen

Irigación de pivotes en curso en una granja de algodón

El riego con pivote central es una forma de riego por aspersión aérea que consiste en varios segmentos de tubería (generalmente de acero galvanizado o aluminio) con aspersores colocados a lo largo, unidos y sostenidos por cerchas, y montados en torres con ruedas. La máquina se mueve en un patrón circular y se alimenta con agua desde el punto de pivote en el centro del círculo.

Para usar un pivote central, el terreno debe ser razonablemente plano; pero una de las principales ventajas de los pivotes centrales sobre los sistemas alternativos que utilizan el flujo por gravedad es la capacidad de funcionar en un terreno ondulado. Esta ventaja se ha traducido en un aumento de la superficie de riego y del uso del agua en algunas zonas. El sistema se usa en partes de los Estados Unidos, Australia, Nueva Zelanda, Brasil y en áreas desérticas como el Sahara y el Medio Oriente.

Los pivotes centrales suelen tener menos de 500 metros (1600 pies) de longitud (radio del círculo), siendo el tamaño más común el estándar de 400 metros (1⁄4 mi) máquina, que cubre unas 50 hectáreas (125 acres) de tierra.

Boquillas de riego central
Espolvorador de eje de estilo rotor
Final Espolvorador de eje de estilo de pistola

Originalmente, la mayoría de los pivotes centrales funcionaban con agua. Estos fueron reemplazados por sistemas hidráulicos y sistemas accionados por motores eléctricos, generalmente accionados por un motor montado en cada torre.

El conjunto exterior de ruedas marca el ritmo de la rotación. Los conjuntos internos de ruedas están montados en cubos entre dos segmentos y utilizan sensores de ángulo para detectar cuándo la curva en la junta supera un cierto umbral. Cuando el ángulo es demasiado grande, las ruedas giran para mantener los segmentos alineados. Los períodos típicos para una rotación completa incluyen tres días; mientras que otras fuentes tienen el borde exterior de la estructura moviéndose a una velocidad de 2 a 3 m (6,6 a 9,8 pies) por minuto, lo que equivaldría a 14 a 21 horas para una rotación completa de un radio de 400 metros (1⁄4 mi) sistema.

Para lograr una aplicación uniforme, los pivotes centrales requieren un caudal de emisor uniforme en todo el radio de la máquina. Dado que los vanos (o torres) más exteriores viajan más lejos en un período de tiempo determinado que los vanos más interiores, los tamaños de las boquillas son más pequeños en los vanos interiores y aumentan con la distancia desde el punto de pivote. Las vistas aéreas muestran campos de círculos creados por trazados de tuberías de riego radiales de un cuarto de milla o media milla (400 u 800 m), que consumen hasta varios miles de galones por minuto."

Centro de riego en las granjas Irkhaya en Al Rayyan, Qatar

La mayoría de los sistemas de pivote central ahora tienen gotas que cuelgan de un tubo en forma de U llamado cuello de ganso unido a la parte superior del tubo con aspersores que se colocan a unos pocos pies (como máximo) por encima del cultivo., limitando así las pérdidas por evaporación y la deriva del viento. Hay muchas configuraciones diferentes de boquillas disponibles, que incluyen placa estática, placa móvil y círculo parcial. Los reguladores de presión generalmente se instalan aguas arriba de cada boquilla para garantizar que cada una funcione a la presión de diseño correcta.

Las gotas también se pueden usar con mangueras de arrastre o burbujeadores que depositan el agua directamente en el suelo entre cultivos. Este tipo de sistema se conoce como LEPA (aplicación de precisión de baja energía) y a menudo se asocia con la construcción de pequeñas presas a lo largo del surco (denominado dique/dique de surco). Los cultivos se pueden plantar en hileras rectas o en círculos para ajustarse al recorrido del sistema de riego.

Máquinas de riego de movimiento lineal o lateral

Un pequeño sistema de pivote de centro de principio a fin

El equipo de riego también se puede configurar para moverse en línea recta, lo que se denomina movimiento lateral, movimiento lineal, movimiento de rueda o sistema de irrigación side-roll. En estos sistemas el agua es suministrada por un canal de riego que corre a lo largo del campo. El canal se coloca a un lado o en una línea a través del centro. El equipo de motor y bomba está montado en un carro por el canal de suministro. El carro viaja con la máquina.

Los agricultores pueden optar por el riego de movimiento lateral para mantener los campos rectangulares existentes. Esto puede ayudarlos a pasar del riego por surcos. El riego de movimiento lateral es mucho menos común, se basa en sistemas de guía más complejos y requiere una gestión adicional en comparación con el riego de pivote central. El riego de movimiento lateral es común en Australia. Allí, los sistemas suelen tener entre 500 y 1.000 metros de largo.

Beneficios

El riego con pivote central utiliza menos mano de obra que muchos otros métodos de riego por superficie, como el riego por surcos. También tiene costos de mano de obra más bajos que las técnicas de riego subterráneo que requieren la excavación de canales. Además, el riego de pivote central puede reducir la cantidad de labranza del suelo. Por lo tanto, ayuda a reducir la escorrentía de agua y la erosión del suelo que puede ocurrir con el riego subterráneo. Menos labranza también fomenta que más materiales orgánicos y residuos de cultivos se descompongan nuevamente en el suelo. También reduce la compactación del suelo.

En los Estados Unidos, los primeros pobladores de las High Plains semiáridas sufrieron pérdidas de cosechas debido a los ciclos de sequía, que culminaron en el desastroso Dust Bowl de la década de 1930. Solo después de la Segunda Guerra Mundial, cuando el riego de pivote central estuvo disponible, la masa de tierra del sistema acuífero de High Plains se transformó en una de las regiones más productivas del mundo desde el punto de vista agrícola.

The crops are planted in circles for efficient irrigation.
Los cultivos se plantan en círculos para un riego eficiente.

Efectos negativos

El agua fósil es un recurso no renovable. Los niveles de agua subterránea disminuyen cuando la tasa de extracción por riego excede la tasa de recarga. En 2013, se demostró que, contrariamente a la intuición, a medida que la eficiencia del consumo de agua del riego por pivote central mejoró a lo largo de los años, los agricultores plantaron más intensamente, regaron más tierras y cultivaron cultivos más sedientos. Este es un ejemplo de la paradoja de Jevons.

En algunas partes de los Estados Unidos, sesenta años de negocio rentable de la agricultura intensiva con enormes irrigadores de pivote central han vaciado partes del acuífero de Ogallala (también conocido como el acuífero de High Plains). Uno de los acuíferos más grandes del mundo, cubre un área de aproximadamente 450 000 km2 (170 000 sq mi) en partes de los ocho estados de Dakota del Sur, Nebraska, Wyoming, Colorado, Kansas, Oklahoma, Nuevo México y Texas, debajo de las Grandes Llanuras en los Estados Unidos. Se estima que la extracción total de agua del riego de pivote central en el área es de aproximadamente 5,42 millones de acres-pie de agua por año.

En 1950, las tierras de cultivo irrigadas cubrían 100 000 hectáreas (250 000 acres). Con el uso del riego de pivote central, se irrigaron casi 1,2 millones de hectáreas (3 millones de acres) de tierra solo en Kansas. En algunos lugares, durante la extracción máxima, el nivel freático descendió más de 1,5 m (5 pies) por año. En casos extremos, los pozos tuvieron que profundizarse mucho para alcanzar el nivel freático en constante caída. En algunos lugares del Panhandle de Texas, el nivel freático ha sido drenado (deshidratado). "Grandes extensiones de tierras de cultivo de Texas que yacen sobre el acuífero ya no son compatibles con el riego. En el centro-oeste de Kansas, hasta una quinta parte de las tierras agrícolas irrigadas a lo largo de una franja de 160 km [100 millas] del acuífero ya se ha secado." Tomaría cientos a miles de años de lluvia para reemplazar el agua subterránea en el acuífero seco.

Papel en la cultura

En el siglo XXI, el reconocimiento de la importancia del acuífero de High Plains ha llevado a una mayor cobertura por parte de periodistas regionales e internacionales. Un artículo del New York Times de mayo de 2013 "Los pozos se secan, las llanuras fértiles se convierten en polvo" relata el implacable declive de partes del sistema acuífero de High Plains.

La escritora Emily Woodson caracterizó el mayor uso del sistema de riego de pivote central como parte de un profundo cambio de actitud hacia el modernismo (tractores caros, riego de pivote central, nuevos pesticidas peligrosos) y lejos de la agricultura tradicional que tuvo lugar a mediados de 1970 y 1980 en los Estados Unidos. Una nueva generación eligió cultivos de alto riesgo y alta recompensa, como el maíz o el maní de regadío, que requieren grandes cantidades de agua subterránea, fertilizantes y productos químicos. Las nuevas corporaciones agrícolas familiares convirtieron muchos pastos en nuevas tierras de cultivo y estaban más interesadas en aumentar los precios de la tierra que en la conservación del agua.

Fuentes adicionales