Calidad del agua y tecnologías de riego apropiadas - Universidad Central de Venezuela

Universidad Central de Venezuela

                     Calidad del agua
y tecnologías de riego apropiadas
     Roberto Villafañe - México, Marzo 2006

1. Introducción
Las experiencias no exitosas en la agricultura,
       asociadas con la calidad del agua, son
             muchas y los riesgos de impactos
        indeseables cada día se incrementan.
      Es entonces pertinente conocer lo mejor
 posible las características físicas, químicas y
     microbiológicas de las aguas a usar en la
  agricultura, para definir el manejo que mejor
                armonice con sus condiciones.
   El método de riego pude solventar algunos
                          problemas de calidad.

2. Agricultura y calidad del agua
La toma de decisiones sobre:
     cuáles áreas incorporar a la agricultura,
     cuáles cultivos regar,
     cuáles obras de infraestructura prever,
     cuáles método de riego utilizar y
     cuáles prácticas de manejo del agua usar,
están determinadas tanto por la cantidad de
  agua disponible como por su calidad.
                               calidad

Componentes de la calidad
Sólidos suspendidos
  Orgánicos
  Inorgánicos
Sólidos disueltos
  Sales
  Otros (metales pesados, pesticidas, etc)
Microorganismos patógenos
  Hongos
  Bacterias
  Virus
  Protozoarios (Entamoeba, Giardia, etc.)
  Helmintos (Ascaris, Necator, Anglostoma, Schitosoma,
  Taenia, Trichuris, etc.)

Los problemas de calidad pueden
                      incidir sobre:

La infraestructura e instalaciones de riego
Los cultivos
Los suelos
Los cuerpos de agua superficial y subterránea
La salud de regadores, pobladores locales y
  consumidores

La infraestructura hidráulica
Los sólidos suspendidos (inorgánicos y orgánicos) elevan
  los costos de mantenimiento de canales, tanquillas,
  sifones y estaciones de bombeo.
En obras de embalsamiento, la deficiente información
  básica en la fase de diseño, o el manejo inadecuado de
  la cuenca después de construida las obras, pueden
  conducir a la reducción de la vida útil del embalse por
  colmatación.
Cuando los sólidos suspendidos son predominantemente
  arenas muy finas, pueden ocurrir desgastes en los
  mecanismos de impulsión de las bombas, en las
  tuberías conductoras y en las boquillas de los sistemas
  de riego por aspersión.
Cuando los sólidos suspendidos son predominantemente
  orgánicos, en las instalaciones de riego por goteo se
  elevan considerablemente los costos de filtrado y el
  tiempo de operación.

Los cultivos
Los cultivos se ven afectados fundamentalmente por los
  sólidos disueltos.
Las sales reducen el potencial del agua en el suelo,
  afectando su absorción. En general la tolerancia de los
  cultivos a las sales es limitada.
Por otra parte, la composición salina del agua, más que la
  salinidad total, puede conducir a problemas de
  desbalance nutricional en los cultivos.
Con el aumento de la disponibilidad de aguas servidas
  para la agricultura, además de las sales hay que
  considerar los contenidos de algunos metales pesados
  que pueden resultar tóxicos.

Los suelos
Los sólidos suspendidos inorgánicos pueden generar
  problemas de sellado superficial cuando son
  predominantemente limosos.
Los sólidos disueltos inciden por varias vías:
  Cuando se trata de sales de hidrólisis neutra, se generan
  procesos de salinización, que afectan la producción si la
  salinidad supera la tolerancia del cultivo.
  En el caso de sales de hidrólisis alcalina, tales como el
  carbonato y bicarbonato de sodio, se puede degradar la
  estructura del suelo y en consecuencia las propiedades
  de penetración y flujo de agua en el suelo.
  Los metales pesados disueltos también pueden afectar la
  productividad del suelo. Los reportes a nivel mundial son
  relativamente escasos; sin embargo, conviene el
  monitoreo donde las aguas servidas son manejadas sin
  tratamiento previo y se sospecha que los contenidos de
  metales pesados pueden ser de consideración.

Los cuerpos de agua
 Las aguas superficiales y subterráneas pueden
verse impactadas si se incorporan a ellas aguas
                               de drenaje agrícola.
       Para el caso de las aguas de drenaje que
 alcanzan los acuíferos, especial atención debe
     dársele a los sólidos disueltos como sales,
                         fertilizantes y pesticidas.
Para el caso de las aguas de drenaje que van a
  las corrientes de agua, adicionalmente deben
 ser considerados los sólidos suspendidos y los
                    microorganismos patógenos.

La salud
La manipulación inadecuada del agua servida por
  parte del regador puede llevar a problemas de
  dermatitis, afecciones respiratorias e infecciones
  gastrointestinales.
La aplicación de estas aguas con sistemas de riego
  por aspersión puede afectar la salud del regador
  por instilación del agua contaminada o la de los
  pobladores de la localidad por inhalación del aire
  contaminado con el agua asperjada.
La ingestión frecuente de ciertos productos agrícolas
  contaminados con As, Cd o nitratos pueden afectar
  la salud de aquellas personas que lo ingieran con
  frecuencia.
El consumo de productos agrícolas frescos regados
  con aguas servidas puede conducir a infecciones
  gastrointestinales.

3. Infraestructuras y tecnologías de
     riego según la calidad del agua
El conocimiento de la calidad del agua a utilizar en
  un área agrícola específica ayuda a definir los
  tratamientos necesarios previos y el manejo que
  permitan los menores impactos indeseables
  sobre:
      La infraestructura e instalaciones de riego
      Los cultivos
      Los suelos
      Los cuerpos de agua
      La salud

Manejo de los sólidos suspendidos
El    aprovechamiento      de    formaciones    acuíferas
  sedimentarias requiere el diseño del empaque de
  grava para evitar que con la extracción del agua se
  venga parte de la formación, reduciendo la vida útil del
  pozo, el sistema de bombeo y las tuberías
  conductoras.
Prácticas de conservación de suelo en las cuencas para
  evitar o reducir la pérdida de suelo, fuente de sólidos
  suspendidos en las aguas de escorrentía.
Estructuras de sedimentación en obras de derivación
  para reducir la entrada de sólidos suspendidos a la red
  de riego.
Instalación de lagunas de estabilización para el
  tratamiento del agua servida. Ellas no sólo son
  efectivas en la remoción de virus, coniformes fecales y
  huevos de helmintos sino también en la remoción de
  sólidos suspendidos.

Manejo de los sólidos disueltos
Los metales pesados puede disminuir al ocurrir la sedimentación
   de los sólidos suspendidos, y aquellos que sufren proceso de
   oxidoreducción, pueden precipitar con la oxigenación del agua.
Las sales disueltas por su parte constituyen un problema serio ya
   que los tratamientos para reducir su contenido resultan
   costosos.
Cuando las aguas son salinas no se debe utilizar el riego por
   aspersión. Las sales disueltas pueden causar toxicidad al ser
   absorbidas por los estomas de las hojas.
Cuando las aguas tienen sales de baja solubilidad, puede ocurrir
   obstrucción en los sistemas de riego por goteo. Esta
   obstrucción se puede evitar con aplicación de ácidos en el
   agua, al final de cada riego.
Aguas con altos contenidos de nitrógeno y fósforo pueden
   favorecer la proliferación de algas en estanques y lagunas,
   que elevan los costos de operación en sistemas de riego por
   goteo.
El hierro y el manganeso disueltos, así como la presencia de
   bacterias ferruginosas causan obstrucción en los emisores.

Microorganismos patógenos
Cuando se trata de aguas servidas de origen urbano, hay
   que tratarlas previamente, para lo cual se pueden utilizar
   las lagunas de estabilización.
En cuanto al método de riego, el más seguro es goteo
   porque permite menos contacto del regador con el agua.
El riego por aspersión está contraindicado por lo antes
   señalado.
Si se utiliza riego por gravedad (surcos y melgas), los
   regadores deben protegerse con mascarillas, guantes y
   botas para evitar infecciones.

Ejemplo de tratamiento y uso de agua servida

                       Laguna anaeróbica

                       A los 8 días el agua pasa a
                      la laguna facultativa y luego
                          a la de maduración para
                      posteriormente ir a la red de
                                               riego
Riego por goteo con agua tratada

Método de riego según su calidad
      Parámetro de calidad                       Método de riego
Sólidos suspendidos inorgánicos          Todos menos goteo
Sólidos suspendidos orgánicos            Todos menos goteo
Salinidad                                Todos menos aspersión sobre el follaje
 Sales de baja solubilidad en el agua    Todos menos goteo
 Sales de sodio de hidrólisis alcalina   Todos
Fertilizantes y pesticidas               Todos menos aspersión sobre el follaje
Metales pesados                          Todos
 Hierro y manganeso                      Todos menos goteo
Microorganismos patógenos                Todos menos aspersión sobre el follaje

Cualquiera sea el método de riego que se utilice,
  conviene garantizar alta uniformidad y alta eficiencia de
  aplicación del agua.

Beneficios de un riego uniforme y
                           eficiente
Menor uso de energía cuando el agua necesita ser
  bombeada.
Reducción de la capacidad de la red de
  conducción ya que sólo se conducirá el agua
  necesaria.
Mayor superficie beneficiada con la misma
  cantidad de agua.
Menor costo del agua por unidad de superficie.
Disminución de la contaminación de las aguas
  superficiales y subterráneas.
Menor salinización del suelo si el agua es salina.

Manejo general del agua según su
                              calidad
   Parámetro de calidad                           Manejo adecuado
Sólidos suspendidos inorgánicos         Sedimentadores y lagunas de estabilización
Sólidos suspendidos orgánicos           Lagunas de estabilización
Salinidad                               Poca utilización y descanso de los suelos
                                        Uso de cultivos tolerantes
Sales de baja solubilidad en el agua    No utilizar goteo o aplicar ácido
Sales de sodio de hidrólisis alcalina   Aplicación de enmiendas al agua o al suelo
Fertilizantes y pesticidas              Aumentar la eficiencia de aplicación
Metales pesados                         Lagunas de estabilización
Hierro y manganeso                      No utilizar goteo o airear el agua
Microorganismos patógenos               Lagunas de estabilización y cloración

4. Consideraciones finales
El conocimiento y seguimiento de la calidad del
  agua es una labor difícil y costosa.
Preliminarmente pueden utilizarse protocolos
  sencillos y rápidos para tener una idea de la
  calidad.
Los resultados de estos protocolos y la magnitud
  de los proyectos a desarrollar con estas fuentes
  de agua determinarán las necesidades de
  análisis de laboratorio y el uso de índices para la
  toma final de decisiones que generen los
  menores impactos tanto a nivel local como
  regional.

5. Literatura consultada
Bolivia-Programa nacional de riego (28 de Enero de 2006) Guía para la
    formulación de proyectos de microriego a nivel de perfil [On Line]
www.maca.gov.bo/agrobolivia/documentos/guiapreinv_mr.pdf
Europa (28 de Enero de 2006) Agricultura y medio ambiente [On Line]
    www.eu.int/comm/agriculture/envir/index_es.htm
Lenntech (28 de Enero de 2006) Calidad del agua para riego [On Line]
    www.lenntech.com/espanol/irrigacion/irrigacion-calidad-agua.htm
Maas, E. 1990. Crop salt tolerance. In: Agricultural Salinity Assessment
    and Management Manual. K.K. Tanji (Ed) ASCE. New York, USA. 263-
    304.
Pescod, M. 1992. Wastewater treatment and use in agriculture. FAO
    Irrigation and Drainage Paper 47. FAO. Rome, Italy. 125 p.
Rhoades, J. A. Kandiah and A. Mashali. 1992. The use of saline waters for
    crop production. FAO Irrigation and Drainage Paper 48. FAO. Rome,
    Italy. 133 p.
Sillanpää, M. and H. Jansson. 1992. Status of cadmium, lead, cobalt and
    selenium in soils and plants of thirty countries. FAO Soil Bulletin 65.
    FAO. Rome, Italy. 195 p.

                                                   Gracias