Desarrollo de modelos de riego por aspersión en cobertura total y pivote central

Abstract

[ES]En el valle del Ebro, área en la que se desarrolla esta tesis, el riego por aspersión ha sido el más extendido en los procesos de modernización. Esta tesis está orientada a la mejora y ampliación del campo de aplicación de los modelos de riego por aspersión en cobertura total y en máquinas autopropulsadas tipo pivote desarrollados por el grupo RAMA. En primer lugar, se adaptó el modelo balístico presentado por Playán et al. (2006) y modificado por Burguete et al. (2007) para simular el funcionamiento de riego por aspersión de los aspersores sectoriales (círculo parcial, PC) y los aspersores con placa deflectora (DP), que se corresponden con las soluciones de campo más utilizadas para el riego de los bordes de las parcelas. Se diseñaron dos tipos de experimentos de campo, los primeros se llevaron a cabo con un aspersor aislado en condiciones de viento en calma con el objetivo de estimar los parámetros de distribución del tamaño de las gotas. La segunda serie de ensayos se realizó en una parcela de riego por aspersión equipada con una cobertura fija bajo condiciones de viento, con el objetivo de calibrar y validar los parámetros del modelo balístico que caracterizan la deformación del patrón de reparto de agua en presencia de viento. El diseño experimental de esta segunda serie de ensayos, permitió comparar las dos soluciones del riego de los bordes en las mismas condiciones técnicas y meteorológicas. Las comparaciones entre los diferentes diseños (DP o PC) se establecieron en términos de calidad de riego y rendimiento del cultivo para una parcela comercial. Los resultados indican que las diferencias entre ambas soluciones fueron insignificantes en el rendimiento de maíz (<1%), aunque las láminas de agua aplicada fueron ligeramente diferentes (≈7%). La forma de la parcela, y en concreto, la superficie de borde respecto a la total, tiene un gran peso en el análisis de la solución más adecuada. Así, en el caso de una parcela larga y estrecha con una superficie de borde de un 30% respecto a la total, el aspersor con DP resultó ser el más adecuado para equipar las zonas de borde. En el análisis se incluyen los costes de inversión, de explotación y los ingresos por cosecha, en este caso, de un cultivo de maíz.

[EN] In the Ebro valley, area in which this thesis was developed, sprinkler irrigation has been the most widespread in the modernization process. This thesis has focused mainly on improving and expanding the solid-set sprinkler irrigation and self-propelled irrigation machines (center-pivot system) models developed by RAMA’s group. In the first chapter, the ballistic model presented by Playán et al. (2006) and modified by Burguete et al. (2007) has been adapted to simulate the irrigation performance of partial circle sprinkler (PC) and deflection plate sprinkler (DP) corresponding to the most common used solutions for field-boundaries irrigation. Two types of experiments were designed. The firsts were carried out with an isolated sprinkler under no windy conditions to estimate drop size distribution parameters. The second were performed in a solid-set sprinkler layout under windy conditions to calibrate and validate the ballistic model parameters characterizing the deformation of the water distribution pattern. The second experimental design allows the comparison of both solutions under equal technical and meteorological conditions. Comparisons between designs (DP or PC) were established for a commercial field area in terms of irrigation performance and crop yield. Differences in corn yield were negligible (<1%) although the seasonal irrigation depths were slightly different (<7%). The shape of the field, and particularly the border area of the total surface, has an important effect on the analysis of the appropriate solution. For an elongated and narrow shape field with border areas of 30% of the total surface, DP solution seems to be the most adequate field boundaries solutions. The investments and operating costs with corn crop revenues were included in this analysis.