El riego por pivote central (a veces llamado riego por pivote central ), también llamado riego por rueda hidráulica y círculo , 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, lo 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 un cultivo en un campo). [3] La mayoría de los pivotes centrales inicialmente funcionaban 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 utilizar el agua de manera eficiente y optimizar el rendimiento de una granja. Los sistemas son muy eficaces en grandes extensiones de terreno.
El riego de pivote central fue inventado en 1940 [4] por el granjero 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 inició negocios con AE Trowbridge, un amigo 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 regresó 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 a trabajar. En los dos primeros años de funcionamiento, vendieron sólo 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 del sistema. En 1954, otorgó la licencia de su patente a Robert Daugherty y su empresa, 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 uno eléctrico. La empresa de Daugherty creció hasta convertirse en Valmont Industries , siendo Valley Irrigation su subsidiaria. [7]
El riego de pivote central es una forma de riego por aspersión aérea que consta de 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 armaduras , y montados en 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 ventaja importante de los pivotes centrales sobre los sistemas alternativos que utilizan flujo por gravedad es la capacidad de funcionar en terrenos ondulados. Esta ventaja ha dado lugar a un aumento de la superficie irrigada y del uso de agua en algunas zonas. El sistema se utiliza en partes de Estados Unidos , Australia , Nueva Zelanda , Brasil , [8] y en zonas desérticas como el Sahara y Medio Oriente.
Los pivotes centrales suelen tener menos de 500 metros (1600 pies) de longitud (radio de círculo), siendo el tamaño más común la máquina estándar de 400 metros ( 1 ⁄ 4 millas), que cubre aproximadamente 50 hectáreas (125 acres) de terreno. [8]
Originalmente, la mayoría de los pivotes centrales funcionaban con agua. Estos fueron reemplazados por sistemas hidráulicos y sistemas impulsados por motores eléctricos, generalmente impulsados por un motor montado en cada torre.
El juego de ruedas exterior marca el ritmo de la rotación. Los juegos internos de ruedas están montados en cubos entre dos segmentos y utilizan sensores de ángulo (microinterruptores) para detectar cuando la curvatura en la junta 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 tienen el borde exterior de la estructura moviéndose a 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 ⁄ Sistema de 4 millas. [9]
Para lograr una aplicación uniforme, los pivotes centrales requieren un caudal de emisor variable en todo el radio de la máquina. Dado que los tramos (o torres) más externos viajan más lejos en un período de tiempo determinado que los tramos más internos, los tamaños de las boquillas son más pequeños en los tramos internos 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 sujeto en la parte superior del tubo [ se necesita aclaración ] 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 deriva del viento. Hay muchas configuraciones diferentes de boquillas disponibles, incluidas 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 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 de surco). Los cultivos se pueden plantar en hileras rectas o en círculos para adaptarse al recorrido del sistema de riego.
El equipo de riego también se puede configurar para moverse en línea recta, lo que se denomina movimiento lateral , movimiento lineal , movimiento de ruedas o sistema de riego de rodillo lateral . [11] [12] En estos sistemas el agua es suministrada por un canal de riego que recorre todo el campo. El canal se coloca en un lado o en una línea que pasa por el centro. El motor y el equipo de bomba están montados en un carro junto al canal de suministro. El carro viaja con la máquina.
Los agricultores podrían optar por el riego por movimiento lateral para mantener los campos rectangulares existentes. Esto puede ayudarles a dejar de regar por surcos. El riego con movimiento lateral es mucho menos común, depende de sistemas de guía más complejos y requiere una gestión adicional en comparación con el riego con pivote central. El riego por movimiento lateral es común en Australia. Allí las instalaciones suelen tener entre 500 y 1.000 metros de longitud.
El riego de pivote central utiliza menos mano de obra que muchos otros métodos de riego de superficie , como el riego por surcos . [8] También tiene costos laborales más bajos que las técnicas de riego terrestre 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 del suelo. [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 pobladores de las altas llanuras semiáridas sufrieron pérdidas de cosechas debido a ciclos de sequía , que culminaron en el desastroso Dust Bowl de la década de 1930. Sólo después de la Segunda Guerra Mundial, cuando estuvo disponible el riego de pivote central, la masa de tierra del sistema acuífero de las Altas Llanuras se transformó en una de las regiones más productivas desde el punto de vista agrícola del mundo. [ cita necesaria ]
Los niveles de agua subterránea disminuyen cuando la tasa de extracción mediante riego excede la tasa de recarga. En 2013 se demostró que, de manera contraintuitiva, a medida que la eficiencia del consumo de agua del riego de pivote central mejoraba con el paso de los años, los agricultores plantaban más intensivamente, regaban más tierras y cultivaban con mayor sed. [10] Este es un ejemplo de la paradoja de Jevons .
En algunas partes de Estados Unidos, sesenta años de rentable negocio de agricultura intensiva utilizando enormes irrigadores de pivote central han vaciado partes del acuífero Ogallala (también conocido como acuífero de las Altas Llanuras). [10] Uno de los acuíferos más grandes del mundo , cubre un área de aproximadamente 450.000 km 2 (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-pie de agua por año. [15]
En 1950, las tierras de cultivo de regadío cubrían 100.000 hectáreas (250.000 acres). Con el uso del riego de pivote central, sólo en Kansas se irrigaron casi 1,2 millones de hectáreas (3 millones de acres) de tierra. En algunos lugares, durante la extracción máxima, el nivel freático cayó 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 descenso. [10] En algunos lugares del Panhandle de Texas , el nivel freático ha sido drenado (deshidratado). "Vastas extensiones de tierras agrícolas de Texas situadas 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 160 kilómetros [100 millas] del acuífero ya se ha secado". Se necesitarían cientos o miles de años de lluvia para reemplazar el agua subterránea del acuífero seco. [10]
En el siglo XXI, el reconocimiento de la importancia del acuífero High Plains ha llevado 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 "Las llanuras fértiles y secas de los pozos se convierten en polvo" [10] 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 un 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 de regadío, 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]
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )