El riego por pivote central (a veces llamado riego por pivote central ), también llamado riego por 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 . [1] [2] 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 que se forman por el aplanamiento circular de una sección de un cultivo en un campo). [3] La mayoría de los pivotes centrales inicialmente funcionaban con agua, sin embargo, hoy en día la mayoría son impulsados por motores eléctricos .
Los sistemas de riego con pivote central son beneficiosos debido a su capacidad para utilizar el agua de manera eficiente y optimizar el rendimiento de la explotación agrícola. Estos sistemas son sumamente eficaces en terrenos de gran tamaño.
El riego por pivote central fue inventado en 1940 [4] por el agricultor Frank Zybach, [5] que vivía en Strasburg, Colorado . [4] Se reconoce como un método eficaz para mejorar la distribución del agua a los campos. [3]
En 1952, Zybach se asoció con AE Trowbridge, un amigo, Ethan James Olson, de Columbus, Nebraska. Trowbridge aportó 25.000 dólares (equivalentes a 287.000 dólares en 2023) y obtuvo el 49% de los derechos de patente. Zybach se mudó de Colorado a Columbus, abrió un taller, contrató a algunos hombres, aumentó la altura de la tubería a 1,8 m (6 pies) y se puso en marcha. En los dos primeros años de funcionamiento, vendieron solo 19 sistemas. Los primeros diseños eran complicados 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. [6]
Zybach tuvo éxito con diseños modificados que mejoraron la eficiencia operativa de los sistemas. En 1954, licenció su patente a Robert Daugherty y su compañía, Valley Manufacturing. Los ingenieros de Daugherty pasaron la siguiente década perfeccionando la innovación de Zybach, haciéndola más resistente, más alta y más confiable, y convirtiéndola de un sistema de energía hidráulica a un sistema de accionamiento eléctrico. La compañía de Daugherty pasó a convertirse en Valmont Industries , siendo Valley Irrigation su subsidiaria. [7]
El riego por 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 de su longitud, unidos entre sí y sostenidos por cerchas , y montados sobre torres con ruedas. [1] La máquina se mueve en un patrón circular y se alimenta con agua desde el punto de pivote en el centro del círculo. [8]
Para utilizar 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 terrenos ondulados. Esta ventaja ha dado como resultado un aumento de la superficie irrigada y del uso de agua en algunas áreas. El sistema se utiliza en partes de los Estados Unidos , Australia , Nueva Zelanda , Brasil [8] y en áreas desérticas como el Sahara y Oriente Medio.
Los pivotes centrales suelen tener menos de 500 metros (1600 pies) de longitud (radio del círculo) y el tamaño más común es la máquina estándar de 400 metros ( 1 ⁄ 4 de milla), que cubre aproximadamente 50 hectáreas (125 acres) de tierra. [8]
Originalmente, la mayoría de los pivotes centrales funcionaban con agua, pero 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 interiores de ruedas están montados en ejes entre dos segmentos y utilizan sensores de ángulo (microinterruptores) para detectar cuándo la curvatura en la unión excede 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; [8] mientras que otras fuentes indican que el borde exterior de la estructura se mueve 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 sistema de 400 metros de radio ( 1 ⁄ 4 mi). [9]
Para lograr una aplicación uniforme, los pivotes centrales requieren un caudal variable del emisor a lo largo del radio de la máquina. Dado que los tramos más exteriores (o torres) recorren una distancia mayor en un período de tiempo determinado que los tramos más interiores, los tamaños de las boquillas son más pequeños en los tramos interiores y aumentan con la distancia desde el punto de pivote. Las vistas aéreas muestran campos de círculos creados por el trazado 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. [10]
La mayoría de los sistemas de pivote central ahora tienen gotas que cuelgan de un tubo en forma de U llamado cuello de cisne unido a la parte superior del tubo [ aclaración necesaria ] con cabezales de aspersores que se colocan a unos pocos pies (como máximo) por encima del cultivo, lo que limita las pérdidas por evaporación y la deriva del viento. Hay muchas configuraciones de boquillas diferentes disponibles, incluidas las de 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.
También se pueden utilizar gotas con mangueras de arrastre o burbujeadores que depositan el agua directamente en el suelo entre los cultivos. Este tipo de sistema se conoce como LEPA (Low Energy Precision Application) y suele asociarse a la construcción de pequeñas presas a lo largo del surco (denominadas diques de surco). Los cultivos se pueden plantar en hileras rectas o en círculos para adaptarse al recorrido del sistema de riego.
Los equipos de riego también se pueden configurar para moverse en línea recta, en cuyo caso se denomina sistema de riego de movimiento lateral , movimiento lineal , movimiento de rueda o de rodillo lateral . [11] [12] 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 motor y el equipo de bombeo están montados en un carro junto al canal de suministro. El carro se desplaza con la máquina.
Los agricultores pueden optar por el riego por desplazamiento lateral para mantener los campos rectangulares existentes. Esto puede ayudarlos a dejar de lado el riego por surcos. El riego por desplazamiento lateral es mucho menos común, depende de sistemas de guía más complejos y requiere una gestión adicional en comparación con el riego por pivote central. El riego por desplazamiento lateral es común en Australia. Allí, los sistemas suelen tener entre 500 y 1000 metros de largo.
El riego por pivote central utiliza menos mano de obra que muchos otros métodos de riego de superficie , como el riego por surcos . [8] También tiene menores costos de mano de obra que las técnicas de riego terrestre que requieren la excavación de canales. Además, el riego por 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 terrestre. [8] Una menor labranza también fomenta que más materiales orgánicos y residuos de cultivos se descompongan nuevamente en el suelo. También reduce la compactación del suelo. [8]
En los Estados Unidos, los primeros colonos de las semiáridas Altas Planicies se vieron afectados por pérdidas de cosechas debido a ciclos de sequía , que culminaron en el desastroso Dust Bowl de la década de 1930. Solo después de la Segunda Guerra Mundial , cuando se hizo disponible el riego por pivote central, la masa terrestre del sistema acuífero de las Altas Planicies se transformó en una de las regiones más productivas desde el punto de vista agrícola del mundo. [ cita requerida ]
Los niveles de agua subterránea disminuyen cuando la tasa de extracción por irrigación excede la tasa de recarga. En 2013 se demostró que, contrariamente a lo que se esperaba, a medida que la eficiencia del consumo de agua del riego por pivote central mejoraba con el paso de los años, los agricultores plantaban de manera más intensiva, irrigaban más tierras y cultivaban cultivos más sedientos. [10] Este es un ejemplo de la paradoja de Jevons .
En algunas partes de los Estados Unidos, sesenta años del rentable negocio de la agricultura intensiva utilizando enormes irrigadores de pivote central han vaciado partes del acuífero Ogallala (también conocido como el acuífero de las Altas Llanuras). [10] Uno de los acuíferos más grandes del mundo , cubre un área de aproximadamente 450.000 km2 ( 170.000 millas cuadradas) 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 . [13] [14] Se estima que la extracción total de agua del riego de pivote central en el área es de aproximadamente 5,42 millones de acres-pies de agua por año. [15]
En 1950, las tierras de cultivo irrigadas cubrían 100.000 hectáreas (250.000 acres). Con el uso del riego por pivote central, casi 1,2 millones de hectáreas (3 millones de acres) de tierra fueron irrigadas solo en Kansas. En algunos lugares, durante la extracción máxima, el nivel freático bajó más de 1,5 m (5 pies) por año. En casos extremos, los pozos tuvieron que ser profundizados considerablemente para alcanzar el nivel freático en constante descenso. [10] En algunos lugares del Panhandle de Texas , el nivel freático se ha drenado (deshidratado). "Vasos tramos de tierras agrícolas de Texas que se encuentran sobre el acuífero ya no soportan el riego. En el centro-oeste de Kansas, hasta una quinta parte de las tierras agrícolas irrigadas a lo largo de una franja de 100 millas [160 km] del acuífero ya se han secado". Se necesitarían cientos a miles de años de lluvia para reemplazar el agua subterránea en el acuífero seco. [10]
En el siglo XXI, el reconocimiento de la importancia del acuífero de las Altas Llanuras ha dado lugar a una mayor cobertura por parte de periodistas regionales [16] [17] [18] e internacionales. [19] Un artículo del New York Times de mayo de 2013 titulado "Los pozos se secan, las llanuras fértiles se convierten en polvo" [10] relata el implacable declive de partes del sistema del acuífero de las Altas Llanuras.
La escritora Emily Woodson describió el aumento del uso del sistema de riego de pivote central como parte de un profundo cambio de actitud hacia el modernismo (tractores costosos, riego de pivote central, nuevos pesticidas peligrosos) y el alejamiento de la agricultura tradicional que tuvo lugar a mediados de los años 1970 y 1980 en los Estados Unidos. Una nueva generación eligió cultivos de alto riesgo y alta recompensa, como el maíz o el maní irrigados, que requieren grandes cantidades de agua subterránea, fertilizantes y productos químicos. Las nuevas corporaciones agrícolas familiares convirtieron muchos pastizales en nuevas tierras de cultivo y estaban más interesadas en el aumento de los precios de la tierra que en la conservación del agua . [20] [21]
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