Cómo hacer un Balance Hídrico de un campo (Primera Parte)

En este artículo veremos cómo hacer un análisis inicial de cuánta agua necesita un campo. Luego, veremos cuánta agua disponemos. Con esa información sabremos si nos sobra o falta agua para el riego, en qué meses nos falta y cuánto.

¿Por qué necesitamos regar?

Chile tiene un clima mediterráneo, donde las precipitaciones se concentran en invierno, mientras que la demanda de los cultivos se concentra mayoritariamente en el verano. Por esta razón, se produce un desbalance entre la oferta y demanda de agua, la cual en la mayor parte de los terrenos agrícolas del país, debemos cubrir a través del riego.

Lo que tenemos que hacer, entonces, es aprender a aprovechar esa agua que queda acumulada en invierno ya sea en la cordillera, en tranques o aguas subterráneas para suplir la escasez de agua en el verano.

En el futuro la disponibilidad del agua para la agricultura irá disminuyendo cada vez más, no solo por el cambio climático, sino también porque se seguirá aumentando el uso de agua para consumo humano e industrial en desmedro del uso agrícola.

Es importante hacer un estudio, sobre todo en la situación actual donde los caudales que tenemos son a veces muy cambiantes de un mes a otro o de una temporada a otra.

Si somos capaces de hacer un análisis cuando vamos a plantar o sembrar un campo o antes de comenzar cada temporada de riego, podremos saber en qué situación nos encontramos y definir una estrategia para administrar el problema.

¿Cómo determinar las necesidades de agua del campo?

Para comenzar a calcular los requerimientos de riego del campo necesitamos dos datos mensuales que se pueden obtener desde una estación meteorológica o de registros históricos del lugar:

1. La evapotranspiración de referencia diaria por mes. La variación entre los años de la evapotranspiración para una localidad determinada es relativamente baja por lo que en este caso podemos trabajar con el promedio de cada mes de los últimos años.

2. Las precipitaciones mensuales, la cual si varía mucho de un año para otro. Sin embargo, podemos utilizar las precipitaciones promedio de los últimos 10 años, asumiendo que la situación actual de sequía continuará en Chile al menos por los siguientes años y así tener un margen de seguridad en nuestro análisis.

Cuando tengamos estos datos mensuales calculados crearemos una planilla excel para registrarlos, donde además agregamos el número de días de cada mes, como se ilustra en el siguiente ejemplo:

Luego, agregamos los coeficientes de cultivo mensuales (Kc). En el ejemplo usaremos un huerto de cítricos adultos por lo que el Kc es 0,8 durante todo el año.

Ahora determinamos la Evapotranspiración mensual del cultivo (ETc), multiplicando el Evapotranspiración de referencia diaria por el Coeficiente de cultivo Kc y el número de días de cada mes:

ETc = ETo x Kc x Días del mes

Ahora calcularemos las precipitaciones efectivas. Estas son las que llegan a la zona de raíces. Una forma simple de calcular esto es de la siguiente forma:

• Si las precipitación total de un mes es menor a 75 milímetros, la precipitación efectiva es la precipitación total por 0.6 menos 10 milímetros. Pe(mm) = 0,6 x P - 10.

• Si la precipitación total es 75 milímetros o mayor, entonces la precipitación efectiva será igual a la precipitación total por 0.8 menos 25 milímetros. Pe(mm) = 0,8 x P - 25.

Si resultan meses con valores negativos, debemos dejarlos con valor cero. Con este cálculo obtendremos una aproximación de las precipitaciones que van a quedar en la zona de las raíces.

Ahora ya podemos calcular las necesidades netas (NN) de agua en milímetros por mes. Se calcula como la evapotranspiración del cultivo (ETc) menos las precipitaciones efectivas (Pe).

Otro factor que influye en los requerimientos de riego es la eficiencia del sistema de riego (Efa) que estemos utilizando. Esta pérdida de agua se produce por percolación y escurrimiento superficial.

La eficiencia será 0.9 si es riego por goteo y 0.85 si es riego por microaspersión. Es decir, agregamos un 10 o un 15 % más de agua dependiendo del sistema de riego utilizado.

En nuestro ejemplo, asumimos riego por goteo por lo que la eficiencia es 0,9. Con este valor podemos calcular ahora las necesidades brutas (NB) de agua al dividir las necesidades netas (NN) por la eficiencia del sistema de riego (Efa):

NB = NN / Efa

Esto es lo que tendríamos que regar, es decir, lo que no suple la lluvia y que está expresado en milímetros por mes.

Como este análisis es para saber cuánta agua es lo que necesitamos en el campo como caudal, debemos convertir los valores a litros por segundo. Para esto multiplicamos por 10.000 para pasar de metros cuadrados a hectárea, y lo dividimos por 24 y por 3.600 para pasar de días a segundos y así queda expresado en litros por segundo por hectárea.

En este caso en Noviembre necesitamos 0.59 litros por segundo por hectárea para regar este huerto. Al multiplicarlo por el número de hectáreas (superficie) obtenemos las necesidades del huerto en litros por segundo. En este caso en el mes de Noviembre ocurre la máxima demanda de agua con un caudal necesario de 35,14 litros por segundo.

Ahora, si el campo tiene más de un cultivo tendremos que hacer este análisis para cada cultivo cambiando los coeficientes de cultivo según lo que corresponda y las superficies y después sumar los requerimientos de cada uno de los huertos para obtener el requerimiento completo del campo.

Muy bien, hemos completado la primera parte para elaborar un balance hídrico de un campo. Espero te haya gustado. Te dejamos acá un enlace para que puedas descargar la planilla con todos los cálculos. Solo deberás actualizar los datos de (ETo), Precipitaciones (P) y Coeficientes de cultivo (Kc) para adaptarlo a otro campo.

La próxima semana veremos cómo estimar el caudal disponible y así realizar el balance hídrico. Nos vemos en el siguiente.

Este correo ha sido preparado por el Equipo de ViLab | www.vilab.cl