ARTÍCULO ORIGINAL

Los parámetros operacionales en máquinas de pivote central, su influencia en las normas de entrega

0000-0002-1021-0680Dr.C. Enrique Cisneros-Zayas^{2  *}  , 0000-0001-8245-4070Dr.C. Felicita González-Robaina²  , 0000-0002-3679-1663MSc. Zenén Placeres-Miranda²  , 0000-0002-5100-7902MSc. Reinaldo Cun-González² 

²Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola (IAgric). Boyeros, La Habana, Cuba.

RESUMEN

El objetivo del presente trabajo fue estudiar los parámetros técnicos - operacionales de las máquinas de pivote central eléctrica y su relación con las normas de entrega de agua a los cultivos. Para el análisis fueron seleccionadas siete máquinas de pivote central en tres entidades productivas de la Empresa Agropecuaria Güira de Melena, las cuales fueron evaluadas hidráulicamente para conocer su estado de funcionamiento según la NC ISO 11545, los parámetros estudiados fueron el Coeficiente de Uniformidad, la Uniformidad de distribución y la Eficiencia de descarga como indicadores de la calidad el riego. Los resultados mostraron que el viento tiene una influencia marcada en los parámetros técnicos-operacionales evaluados, deteriorando la calidad del riego, al obtenerse valores promedios de Coeficiente de Uniformidad de Heermann y Hein de 79,39%, Uniformidad de Distribución_25% de 64,90% y Eficiencias de descarga del 74,08%, lo que incide directamente en el bajo porciento de área regada adecuadamente. Al comparar las normas parciales brutas de las tablas de explotación para eficiencias del 85% con las obtenidas en las evaluaciones de campo se pudo conocer que se pueden producir déficit en las entregas entre 6 y 23 m³ ha^-1 en cada riego.

Palabras-clave: evaluación hidráulica; calidad del riego; Coeficiente de Uniformidad; Uniformidad de Distribución; Eficiencia de Descarga

INTRODUCCIÓN

Un parámetro principal para evaluar sistemas de riego es la uniformidad de aplicación de agua en la superficie del área irrigada, reflejándose directamente en el manejo y desempeño del cultivo, en la eficiencia del uso del agua, en el costo del riego y por tanto de la producción Bernardo et al. (2009) citado por ^{Flórez et al. (2013)}.

El área total bajo riego en el sistema productivo del Ministerio de la Agricultura es de 416 367 ha según ^{Minag-Cuba (2017)}, donde los mayores crecimientos en áreas con valor de uso bajo diferentes técnicas de riego son, en el riego por gravedad (cerca del 80%) así como en el riego con máquinas de pivote central eléctricos (42%) y el goteo (32%).

Las máquinas de pivote central están entre los sistemas de riego más populares en el mundo, ellas han hecho fácil y muy eficaz el riego en muchas áreas donde otros métodos de irrigación no son adecuados González (2006 citado por ^{Jiménez et al. (2012)}.

En los últimos años se ha incrementado el uso de estos sistemas de riego presurizados por las ventajas que presentan y por ser economizadores de agua con respecto a los tradicionales. Esto conlleva indudablemente a una operación correcta de los mismos unido al conocimiento del estado de funcionamiento. ^{Alabanda (2001)} plantea que la evaluación de un sistema de riego comprende el estudio de la uniformidad de distribución y la eficiencia de aplicación, así como el análisis de todos los elementos del sistema de riego.

Tradicionalmente, la distribución de agua por el sistema de riego se ha determinado mediante medidas experimentales de agua recogida sobre una red de pluviómetros colocados en la superficie del suelo en distintos puntos de la parcela y, lógicamente, aportada por el sistema de riego en las condiciones normales de funcionamiento; durante la evaluación se sigue una metodología concreta y perfectamente referenciada en función del sistema de riego existente (^{Stambouli et al., 2014}). La diferencia puntual en el agua recogida por los pluviómetros durante la evaluación del sistema se expresa mediante: Coeficiente de Uniformidad (CU), Uniformidad de distribución (UD), Coeficiente de Variación (CV).

El concepto de uniformidad de riego contempla la diferencia de agua recogida entre los distintos puntos de una superficie regada. La metodología seguida para la medida y cuantificación de la uniformidad de riego en sistemas de aspersión, se encuentra sistematizada y referenciada ^{Montero et al. (1999)}, donde todos coinciden que las evaluaciones de campo son el modo de proceder para su determinación.

Otros parámetros para expresar la uniformidad de riego (Uniformidad de Distribución (UD) y Coeficiente de Variación (Cv)) se fundamentan en principios análogos, es decir, comparan los valores puntuales obtenidos a lo largo de la distribución del agua alcanzada en el ensayo. De todos ellos el CU es muy empleado y su uso es obligatorio en todos los estudios de uniformidad de riego por aspersión (^{Tarjuelo, 1999}).

Según ^{Tarjuelo (2005)}, cuando el objetivo que se persigue es identificar la calidad del riego de los sistemas, puede presindirse de los aspectos de manejo que tratan de conseguir la adecuación del riego en cuanto al momento y el volumen a aportar. En ese caso, unicamente se utilizan los conceptos de coeficiente de uniformidad (CU), uniformidad de distribución (UD) y eficiencia de descarga (Ed).

En la actualidad cubana es de importancia vital el aumento de la producción agrícola, la demanda creciente de alimentos origina la introducción de nuevas tecnologías y la renovación producida en el parque de máquinas de pivote hidráulico un paso en esa dirección.

Según ^{Placeres et al. (2013)}, en la explotación, la aplicación adecuada del riego es cuando se satisfacen las necesidades hídricas del cultivo. Por ello la introducción masiva de máquinas en la producción agrícola afectadas por problemas de deficientes parámetros técnicos, imponía un estudio del comportamiento en la entrega de las dosis, que ha motivado una serie de acciones dirigidas a la revisión de las cartas tecnológicas y la colocación correcta del módulo de emisores, garantizando la calidad de la lluvia artificial en el funcionamiento del riego con spray, tecnología usada, y que se producen en nuestro país.

El municipio Güira de Melena posee un área total bajo riego de 5 600,27 ha, de ella 5 539,22 con valor de uso, al cierre del 2019 el Establecimiento de Riego y Mecanización informa que bajo riego en explotación existen 5328,15 ha, de estas, las máquinas de pivote central eléctricas representan el 25% con más de 15 años de explotación y donde en los últimos tiempos se han visto deteriorados los parámetros de calidad del riego incidiendo en las normas de entrega a los cultivos, observación señalada por varios productores y que lo asocian con las bajas producciones obtenidas. Es por ello que el objetivo del presente trabajo es estudiar los parámetros técnicos-operacionales de las máquinas de pivote central y su relación con las normas de entrega de agua a los cultivos.

MATERIALES Y MÉTODOS

El trabajo se realizó en la Empresa Agropecuaria Güira de Melena de la provincia Artemisa, con coordenadas geográficas 22° 44' 6,39", latitud Norte y 82° 30' 11,54" longitud Oeste (Figura 1). La altura sobre el nivel medio del mar es de 8 m.

Para el estudio fueron seleccionadas siete máquinas de pivote central ubicadas en diferentes zonas dentro de la Empresa Agropecuaria Güira de Melena; dos en la zona Sur, dos en la Centro y tres en la zona Norte las que forman parte de dos formas productivas, la Unidad Básica de Producción Cooperativa (UBPC) y Cooperativa de Producción Agropecuaria (CPA). En la figura 1 se muestra las máquinas evaluadas y su ubicación de las entidades estudiadas del municipio Güira de Melena.

FIGURA 1 Ubicación geográfica de los sistemas de riego estudiados. 

Para la puesta a punto del sistema de riego por aspersión con máquina de pivote central seleccionada se corrió el programa PIVOT de ^{García (2006)}, para la definición de la ubicación correcta de las boquillas. Para la determinación de la velocidad máxima de avance y las evaluaciones de campo se utilizó la ^{Normas Cubana: NC ISO 11545: 2007 (2007)}.

El coeficiente de uniformidad de ^{Heermann & Hein (1968)}, es una modificación del Coeficiente de uniformidad de ^{Christiansen (1942)}, para evaluar los sistemas de pivote, dónde cada colector representa un área diferente. Por tanto, su valor incide en mayor o menor medida en la calidad de riego de la máquina.

$C{U}_h=\left[1-\frac{\sum _{i=1}^n{D}_i\left|C_i-M_C\right|}{\sum _{i=1}^n{C}_i\cdot D_i}\right]\cdot 100\left(\mathrm{\%}\right)$ (1)

El coeficiente de uniformidad de Variación (CUv) de ^{Bremond & Molle (1995)}, es un parámetro que incluye el coeficiente de variación dentro del CU_h. Por tanto, es un indicador más sensible a la distribución de la lámina de riego.

$C{U}_V=\left[1-\frac{1}{\frac{\sum C_i{D}_i}{D_i}}\cdot \sqrt{\frac{\sum {\left(C_i-\frac{\sum C_i{D}_i}{D_i}\right)}^2{D}_i}{\sum D_i}}\right]\cdot 100\left(\mathrm{\%}\right)$ (2)

donde:

CUH-	es el coeficiente de uniformidad de Heermann y Hein (%);
CVv-	es el coeficiente de uniformidad de variación (%);
n -	es el número de colectores usados en el análisis de los datos;
Ci -	Valor recogido por cada colector;
Di -	Es la distancia en que se encuentra el colector del pivote o el área que este representa dentro del área total de la máquina. (m);
i -	número asignado para designar un colector en particular, normalmente comienza por el colector más próximo al pivote (i = 1) y terminando con i = n para el colector más alejado del punto;
Vi o Li -	el volumen (o alternativamente la masa o la profundidad) del agua recogida en el colector i (mL);
Si -	es la distancia del colector i. al punto de pivote (m);
Mc -	es el volumen promedio medido (masa o profundidad) del agua recogida. Se calcula como:

$M_c=\frac{\sum _{i=1}^n{C}_i{D}_i}{\sum _{i=1}^n{D}_i}$ (3)

Se considera que una parcela está bien regada cuando se logra un CU_h entre 85 y 90%. Con valores superiores al 90% la parcela está muy bien regada. En cambio, con valores de CU_h menores de 85% se considera que el pivote no riega adecuadamente. Se acepta como mínimo un valor de CU_v, del 80% para considerar que un pivote riega adecuadamente; (^{Tarjuelo, 1999}).

La uniformidad de distribución se calculó según Merriam y Keller (1978 citado por ^{Tarjuelo (2005)}, y se define como:

$U{D}_{25\%}=100\cdot \frac{V_{25\%}}{V}=\frac{100}{V}{\left(\frac{\sum Ci\cdot Di}{\sum Di}\right)}_{25\%}$ (4)

donde:

UD:	Uniformidad de Distribución (%);
V25 -	promedio del volumen recogido del 25% de los valores más bajos (mL);
V -	promedio de todos los valores (mL).

Eficiencia de descarga

La eficiencia de descarga (Ed) para proyecto se puede determinar utilizando el valor promedio de todos los valores obtenidos, en la determinación del alcance del emisor (^{Tarjuelo, 2005}).

$Ed=\frac{láminadel\frac{1}{4}delosvaloresmásbajos}{mediadelosvaloresobtenidos}x100$ (5)

Según ^{Tarjuelo (2005)}, la eficiencia de descarga o proporción del agua que llega al suelo se obtiene dividiendo la altura media recogida por los pluviómetros (AMR) entre la altura media descargada por los emisores (AMD).

$Ed=\frac{AMR}{AMD}$ (6)

La altura media descargada (AMD) se determina según la expresion propuesta por ^{Tarjuelo (2005)}.

$AMD=\frac{Qa*Tr}{A}$ (7)

donde:

AMD:	Altura media descargada (mm);
Qa:	Caudal de descarga (L h^-1). Medido con un caudalímetro ultrasónico;
Tr:	tiempo que tarda el pivote en dar una vuelta completa (h);
A:	Superficie regada (m^2).

La altura media recogida AMR (mm) se determinó dividiendo el volumen medio ponderado por el área de captación del pluviómetro utilizado en la prueba. El resultado se convierte en mm (1 cm= 10 mm).

$Vp=\frac{\sum _{i=1}^{n}Vi*Si}{\sum _{i=1}^{n}Si}$ (8)

donde:

Vp:	volumen promedio ponderado de todas las observaciones (1 mL = 1 cm^3);
n:	es el número de colectores utilizados;
i:	número fijado para designar un colector particular, normalmente comienza por el colector más próximo al pivote (i=1) y termina con (i=h) para el colector más alejado del punto;
Vi:	el volumen (o alternativamente la masa o profundidad) del agua recogida en elcolector (i) (mL);
Si:	distancia del colector (i) al punto del pivote (m);

La altura media recogida (AMR) se determina según la expresion propuesta por ^{Tarjuelo (2005)}.

$AMR=\frac{Vp}{Ac}$ (9)

donde:

Ac:	área del colector (cm^2).

• Para la definición de los porcientos de áreas regadas se utilizó el criterio de ^{Tarjuelo (2005)} donde:

• Área Regada Adecuadamente (ARA): la lámina que está dentro del rango del 10% por encima y por debajo de la lámina media.

• Área Regada Excesivamente (ARE): la lámina que está por encima del 110% de la lámina media.

• Área Regada Insuficientemente (ARI): la lámina que está por debajo del 90% de la lámina media.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Evaluación pluviométrica a los diferentes sistemas de riego estudiados

Como parte del trabajo fueron evaluadas las diferentes máquinas de riego en la Empresa Agropecuaria Güira de Melena. El resultado de dichas evaluaciones se puede apreciar en la Tabla 1, donde el coeficiente de uniformidad de Heermann y Hein (CU_H-H) varió de 78,6% a 81,4%. Según ^{Tarjuelo (2005)} estos valores se clasifican como inadecuados y malos, indicando que la parcela no está adecuadamente regada.

La uniformidad de distribución (UD_25%), que representa el porcentaje de la lámina media del 25% del área menos regada, varió de 60,01 a 70,88%, considerándose elevado.

TABLA 1 Parámetros técnicos de calidad del riego 

Sitio	Lámina media obtenida (mm)	Coeficiente uniformidad Heermann y Hein (%)	Coeficiente Uniformidad de variación Bremond y Molle (%)	Uniformidad de distribución (UD25%)	Ed Real (%)	Velocidad media del viento (m s^-1)
I. Brito II	16,42	78,8	69,27	64,80	75,15	5,3
Morenita I	17,34	81,4	72,87	65,50	77,34	3,2
La Gloria	17,77	77,4	68,79	60,01	71,18	4,7
El Triunfo	15,30	79,6	72,89	66,38	75,57	3,8
Progreso 5	16,26	80,1	72,00	64,23	74,16	3,8
Finca I	17,22	78,6	70,25	62,48	71,15	4,8
Finca 6	15,94	79,8	71,87	70,88	73,98	3,3
Promedio	16,61	79,39	71,13	64,90	74,08	4,13

El indicador que está relacionado con el agua que llega al cultivo es la eficiencia de descarga (Ed) como se aprecia la misma varió entre 71,15 y 77,34% los que resultan bajos teniendo en cuenta que en las máquinas de pivote central este valor se considera bueno del 85% en adelante. En cuanto al Coeficiente de uniformidad de variación (CU_V), los valores alcanzaron un rango de 68,79 a 72,89%. Este parámetro estadístico, según ^{Bremond & Molle (1995)}, está basado en el coeficiente de variación, por lo que es más sensible a las variaciones extremas de lámina recogida por los colectores que el CU_H-H. De modo general se puede apreciar que la velocidad media del viento durante las pruebas varió de 3,2 m s^-1 a 5,3 m s^-1, valores que influyen en los parámetros medidos.

Estudio realizado por Playán (2012 citado por ^{Cisneros et al. (2013)}, relacionando la velocidad del viento con el coeficiente de uniformidad expresa que a medida que aumenta la velocidad el coeficiente de uniformidad se deteriora, es por ello que se recomienda suspender el riego con velocidades por encima de los 2,5 m s^-1, por su parte ^{Tarjuelo (2005)} plantea que bajo estas condiciones las pérdidas de agua por evaporación y arrastre pueden llegar a un 30%.

De acuerdo con ^{Shilo (2000)} y ^{Tarjuelo (1999)}, citado por ^{Naroua et al. (2012)}, los resultados obtenidos indican que todas las máquinas, se encuentran funcionando por debajo de los valores mínimos del 75 y del 85% para la Uniformidad de Distribución y Coeficiente de Uniformidad respectivamente.

Resultados similares han sido informados por ^{Placeres (2011)}; ^{Aguilar (2012)} y ^{Cun et al. (2019)} en evaluaciones de campo efectuadas en máquinas de riego para la misma región de estudio.

Teniendo en cuenta las restricciones en el uso del agua para riego y la baja disponibilidad de tan importante recurso en el municipio de Güira de Melena, la utilización de máquinas de pivote central es una solución adecuada, pero teniendo en cuenta los años de operación de las mismas se requiere de una evaluación frecuente para conocer y precisar los parámetros de explotación que permitan mejorar la gestión del riego.

Lo anterior es confirmado por ^{Jiménez et al. (2012)} y ^{Abd El et al. (2015)}, que las máquinas de pivote central, como otros equipos de riego, necesitan ser evaluadas con los objetivos de verificación de los parámetros suministrados por el fabricante cuando es adquirido y que las presiones de trabajo, el espaciamiento entre difusores y la altura del mismo sobre el terreno también influyen en dichos parámetros por lo que es necesario dar seguimiento de la calidad del riego durante su vida útil.

Como se puede observar en la tabla 2, en el análisis conjunto la distribución de los porcientos del área, se aprecia que el área regada adecuadamente alcanzó el valor promedio más elevado (55,4%), seguida del área excesiva (13,3%). El área regada insuficientemente alcanza un valor medio de 31,7%.

TABLA 2 Distribución del porciento de áreas regadas (Adecuada, Insuficiente y Excesiva) 

Sitio	Área Regada Adecuada (%)	Área Regada Excesiva (%)	Área Regada insuficiente (%)
UBPC “Héroes de Bolivia”
Ignacio Brito II	52	13	35
Morenita I	59	12	29
CPA “Waldo Díaz”
La Gloria	51	16	33
El Triunfo	56	12	32
CPA “Niceto Pérez”
Progreso 5	58	12	30
Finca 1	55	14	31
Finca 6	57	11	32
Promedio	55,4	13,3	31,7

Al correlacionar los porcientos de área regada adecuadamente (ARA) con las velocidades del viento se encontró una relación lineal inversa con un coeficiente de determinación superior al 85%, lo que puede comprobarse en la figura 2. En la medida que aumenta la velocidad del viento se reducen los porcientos de área regada adecuadamente, variable climática que debe tenerse en cuenta pues es determinante en la calidad del riego y en la eficiencia de descarga.

Autores como ^{Tornes et al. (2009)}; ^{Jiménez et al. (2012)} y ^{Mujica et al. (2014)}, evaluando parámetros de explotación en máquinas de pivote central en diferentes zonas del país informan resultados similares donde le confieren gran peso al viento como variable climática distorsionadora de la lámina de agua e influye en la calidad del riego y por tanto de los porcientos de áreas regadas adecuadamente. Similares resultados fueron obtenidos por ^{Pérez et al. (2003)}, donde evaluando máquinas de pivote central y emisores en el municipio de Güira de Melena obtuvo una disminución del CU, UD_25% y el porciento de ARA con el aumento de la velocidad del viento.

FIGURA 2 Relación porcentaje de área regada adecuadamente y velocidad del viento. 

Relación Coeficiente de Uniformidad-Eficiencia de descarga

En la Figura 3 se puede observar la tendencia en el comportamiento del coeficiente de uniformidad (CU) y la eficiencia de descarga (Ed) en todas las máquinas de riego evaluadas, como se muestra existen sistemas de riego que con coeficientes de uniformidad elevados presentan baja eficiencia de descarga, como se puede apreciar el punto 2 tiene un coeficiente de uniformidad aproximadamente de 78,6% sin embargo presenta la misma eficiencia de descarga que el punto 1 con menor CU. Algo similar sucede con el punto 4 a pesar de tener un CU casi del 80% tiene una menor eficiencia de descarga que el punto 3. Dicho comportamiento es un elemento a tener en cuenta en la explotación, porque muchos productores le conceden un mayor peso al CU y como se muestra en el presente estudio el reparto del agua en la parcela puede ser adecuado sin embargo la lámina de agua que llega al suelo no es suficiente para satisfacer la demanda del cultivo al considerarse eficiencias del 85% en las tablas de explotación para las máquinas de pivote central.

FIGURA 3 Relación entre el Coeficiente de Uniformidad de Heermann - Hein y la Eficiencia de descarga. 

Estudios realizados por ^{González (2012)}, sobre el uso eficiente del agua en diferentes sistemas de riego informa que técnicas de riego con un coeficiente de uniformidad bueno presentan eficiencias de descarga bajas, y pone como ejemplo el caso del lateral rodante y la máquina de pivote central, no así para el enrollador con ala piovana por tener una menor altura de las boquillas con respecto al suelo.

En un trabajo sobre eficiencia de almacenamiento en suelos agrícolas irrigados de Cuba (^{López et al., 2010}). relacionando este parámetro con la eficiencia de descarga, plantea que para una eficiencia de descarga del sistema de riego del 80% y un límite productivo del 85% de la capacidad de campo, la misma se reduce en un rango desde 4% para los suelos arcillosos hasta un 10% para los suelos arenosos. Con la disminución de la eficiencia de descarga y el aumento del límite productivo, el rango de reducción de la eficiencia de aplicación del agua de riego se hace mayor (entre 15% hasta 60%), elemento este que debe tenerse en cuenta pues para lograr eficiencias de almacenamiento elevadas se debe trabajar con eficiencias de descarga mayor del 85%.

En la explotación de los sistemas de riego por aspersión en la agricultura, se le ha dado más importancia a la uniformidad que a la eficiencia. Tal es así, que ^{Tarjuelo (2005)}, establece una clasificación de la calidad del riego a partir del Coeficiente de uniformidad, donde plantea que, si este parámetro es superior al 90%, la parcela está muy bien regada, cuando oscila entre el 85 y 90% está bien regada y cuando es menor del 85% está mal regada. Sin embargo, la práctica productiva ha demostrado que sistemas de riego por aspersión con buena uniformidad, presentan caídas en los rendimientos de los cultivos regados.

Relación Coeficiente de uniformidad-Uniformidad de distribución_25%

Entre los parámetros de calidad del riego los que tienen una estrecha vinculación son el Coeficiente de Uniformidad y la Uniformidad de Distribución_25% este último es más estricto ya que tiene que ver con el cuarto inferior o la parte de la parcela que menos agua recibe y se utiliza según ^{Keller & Bliesner (1990)}, como indicador de la magnitud de los problemas en el proceso de aplicación del agua.

En la figura 4 se muestra dicha relación lineal con un coeficiente de determinación del 60%, donde existe una tendencia a aumentar la Uniformidad de Distribución_25% proporcionalmente al aumento del Coeficiente de Uniformidad, pero se tienen evaluaciones donde sistemas de riego con valores de Coeficientes de Uniformidad elevados presentan Uniformidades de Distribución_25% inferiores, lo que confirma lo planteado por ^{Keller (1990)} citado por ^{Tarjuelo (2005)}, sobre la existencia de otros factores que deben ser estudiados en futuras investigaciones relacionados con el reparto del agua en la parcela.

FIGURA 4 Relación entre el coeficiente de uniformidad de Heenman-Hein y la Uniformidad de Distribución_25%. 

Walter (1979) citado por ^{Uribe et al. (2001)}, estudió para los sistemas de aspersión la relación entre los coeficientes de uniformidad y los factores que afectaban a estos, planteando que el diseño óptimo de un sistema de riego y su manejo tiene en cuenta todos los aspectos que afectan a la uniformidad. En aras de optimizar el diseño del sistema de riego y las decisiones de manejo, se requiere una relación entre la uniformidad de aplicación del agua y la eficiencia de aplicación.

Por su parte Hart & Reynolds (1965) citado por ^{Cárdenas (2000)}, demuestran que para una función de distribución normal el coeficiente de uniformidad y la uniformidad de distribución están relacionados con el coeficiente de variación. A partir de tal relación se puede establecer otra para la obtención de los parámetros de comportamiento (eficiencia de aplicación, coeficiente de déficit, etc.), que da lugar a los diagramas de manejo.

Análisis entre eficiencia de descarga asumida en las tablas de explotación de las máquinas de pivote central y la eficiencia de descarga obtenida en evaluaciones de campo

^{Keller (1990)} citado por ^{Tarjuelo (2005)} mantiene que, en condiciones normales las pérdidas por evaporación y arrastre pueden variar entre un 5 y 10%, criterio asumido en este trabajo para el análisis de las eficiencias de descarga.

En la tabla 3 se puede apreciar como las eficiencias de descarga reales teniendo en cuenta la reducción en un 10% de la altura media descarga (AMD) por evaporación y arrastre las mismas varían para los diferentes sistemas de riego entre 71 y 77%. Cuando se analiza las normas parciales bruta aplicada considerando las tablas de explotación de dichos sistemas que asumen eficiencias del 85% y las normas parciales brutas para las eficiencias de descarga real se tienen déficits en el orden de los 6 y 23 m³ ha^-1. Si se considera que dichos déficits serán proporcionales para las etapas de mayor demanda se corre el riesgo que el cultivo no reciba la cantidad de agua necesaria para satisfacer sus necesidades hídricas, provocando entre otros factores reducciones en los rendimientos.

^{Tarjuelo (1999)}, al abordar la influencia de la uniformidad del riego de los pivotes plantea que tanto con una buena uniformidad como con otra no tan buena se pueden alcanzar altas producciones. La diferencia está en la cantidad de agua necesaria para ello, siendo claramente menor cuanto mayor sea la uniformidad, y también serán menores las zonas con déficit y con percolación.

TABLA 3 Resumen de las normas parciales brutas a aplicar para garantizar una norma neta parcial de 150 m³ ha^-1 teniendo en cuenta las diferentes eficiencias de descarga obtenidas en las evaluaciones 

Finca	AMR (mm)	AMD teórica (mm)	AMD (-10% pérdidas	Ed real (%)	NPB m^3 ha^-1 ɳ: 85%	NPB m^3 ha^-1 ɳ: real	déficit (m^3 ha^-1)	NR	déficit campaña (m^3 ha^-1)
I.Brito II	16,42	24,27	21,85	75,15	196,0	208,0	12,0	18	216,0
Morenita I	17,34	24,91	22,42	77,34	208,0	214,0	6,0	19	114,0
La Gloria	17,77	27,74	24,96	71,18	192,0	214,0	22,0	20	440,0
El triunfo	15,30	22,49	20,25	75,57	197,0	207,0	10,0	20	200,0
Progreso 5	16,26	24,17	21,75	74,16	190,0	203,0	13,0	21	273,0
Finca 1	17,22	26,89	24,20	71,15	193,0	216,0	23,0	21	483,0
Finca 6	15,94	23,94	21,54	73,98	188,0	202,0	14,0	21	294,0

Leyenda: AMR: altura media recogida, AMD: altura media descargada teniendo en cuenta el 10% de pérdidas por evaporación y arrastre, Ed: eficiencia de descarga, NPB: norma parcial bruta, NR: número de riegos. Nota: Las normas parciales brutas (NPB) para la eficiencia del 85% son tomadas de las tablas de explotación de cada sistema de riego.

En estudios realizados por ^{Jiménez et al. (2012)} y ^{Placeres et al. (2013)}, sobre los parámetros de explotación de las máquinas de pivote central informan que debido al desconocimiento de los mismos se puede incurrir en déficit en las normas de entrega de estos sistemas lo que incide en los bajos rendimientos de los cultivos.

Relación Eficiencia de descarga - Velocidad del viento

En la Figura 5 se puede apreciar como la Eficiencia de descarga es afectada por el aumento de la velocidad del viento, del estudio se encontró una correlación linear inversa en los sistemas evaluados con un coeficiente de determinación R ² = 0,80. Aunque este fenómeno es conocido, en las condiciones actuales del municipio de Güira de Melena donde la velocidad de los vientos entre las 10:00 am y 12:00 m varía entre 3,5 y 5,5 m s^-1, es importante que los productores tengan en cuenta que la calidad del riego se ve afectada, lo que repercute en los rendimientos.

FIGURA 5 Relación entre la eficiencia de descarga y la velocidad del viento. 

El factor climático de mayor relevancia en el comportamiento del patrón de distribución del agua es el viento, debiendo considerarse su velocidad, dirección y persistencia. La planificación de operación deberá considerar las horas sin viento y las horas con viento de velocidades menores a 2,5 m s^-1. ^{Faci & Bercero (1991)} y ^{Tarjuelo et al. (1994)}, sitúan entre 2,5 y 3,5 m s^-1 el límite general de velocidad del viento por encima del cual no resulta recomendable regar en riego por aspersión.

En trabajo reciente realizado por ^{Cisneros et al. (2019)} en el municipio Güira de Melena, evaluando parámetros de calidad del riego en un sistema por aspersión, informan que con las elevadas velocidades del viento se reduce el radio de alcance efectivo de los aspersores en 0,90 m con respecto al del proyecto. Este mismo fenómeno puede suceder en las máquinas de riego con el solape entre los difusores afectando la eficiencia de descarga.

Relación pérdidas por evaporación y arrastre - velocidad del viento

En estudios realizados por autores como ^{Tarjuelo (2005)} y ^{Playán et al. (2006)}, donde se refieren a las pérdidas que se producen por evaporación y arrastre durante el riego indican que estas pueden alcanzar hasta un 40%. Las pérdidas por evaporación y arrastre son las que se producen desde que sale el agua del emisor hasta que llega a la superficie del suelo o del cultivo. En este concepto de pérdidas están incluidas tanto las gotas que se convierten en vapor (evaporación), como las que son por arrastradas por el viento ^{Tarjuelo (1999)}.

Para las condiciones de estudio en la figura 6, se muestran que las mismas varían entre un 30 y 36%, encontrándose además una relación directa con un coeficiente de determinación R ² = 0,71, en dicha correlación se puede estimar que para velocidades superiores a los 4,5 m s^-1 que es la velocidad promedio en el municipio entre las 10:00 am y 12:00 m, se producen reducciones de la lámina de riego aplicada debido a las pérdidas en un 33%, de ahí la importancia de una adecuada explotación en las máquinas de riego para garantizar las normas de entrega a los cultivos. Resultado similar fue obtenido por ^{Pérez (2005)}, evaluando máquinas de pivote central en las mismas condiciones de estudio.

FIGURA 6 Relación entre las pérdidas-velocidad del viento. 

Resultados similares fueron obtenidos por ^{Martínez et al. (2010)}, donde estudiando el viento y riego encontró la variabilidad del viento en Aragón y su influencia en el riego por aspersión informando que los parámetros de calidad del riego se deterioraron en función de la velocidad del viento al incrementarse las pérdidas por evaporación y arrastre.

CONCLUSIONES

• El viento tiene una influencia marcada en los parámetros técnicos-explotativos evaluados, dañando la calidad del riego, al obtenerse valores promedios entre todas las máquinas de Coeficiente de Uniformidad de Heermann y Hein de 79,39%, Uniformidad de Distribución_25% de 64,90% y Eficiencias de descarga del 74,08%, incidiendo directamente en los bajos porcientos de área regada adecuadamente.

• No se encontró una relación directa entre coeficiente de uniformidad y eficiencia de descarga. En el estudio se tienen valores de Coeficiente de Uniformidad clasificados como buenos y Eficiencias de descarga relacionados con el agua que llega al cultivo bajas. Por consiguiente, el estudio confirma lo informado por otros autores refiriéndose a que un coeficiente de uniformidad alto no siempre significa que al cultivo llegue el agua planificada.

• Al comparar las normas parciales brutas de las tablas de explotación para eficiencias del 85% con las obtenidas en las evaluaciones de campo se pudo conocer que se pueden producir déficits en las entregas entre 6 y 23 m³ ha^-1 en cada riego.

• Para garantizar las normas de entrega de agua a los cultivos confeccionar las tablas de explotación de las máquinas de pivote central teniendo en cuenta la eficiencia de descarga obtenida en la evaluación de campo.

• Las pérdidas por evaporación y arrastre en las máquinas de pivote central varían entre un 30 y 36% para las condiciones de estudio.

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Recibido: 07 de Febrero de 2021; Aprobado: 18 de Junio de 2021

^*Author for correspondence: Enrique Cisneros-Zayas, e-mail: [e-mail]