Causas y remedios para el taponamiento de goteros

¿Cuáles son los factores claves que determinan el riesgo al taponamiento?

• La calidad química y física del agua de riego y el mantenimiento preventivo en cada caso.
• Las características de los goteros instalados
• La calidad de los fertilizantes y su forma de preparación y de aplicación
• El manejo de riego y de fertirriego

La calidad química y física del agua de riego y el mantenimiento preventivo en cada caso

La fuente de agua para el riego puede tener problemas físicos, solidos en suspensión (TSS) en forma de tierra (arena, limo, arcilla) o materia orgánica (algas/ lama, bacterias, etc.). Para evaluar su cantidad se puede mandar una muestra de agua al laboratorio o realizar una prueba en campo, usando el cono Imhoff.                                                          

Para realizar la prueba, el cono se llena con 1 litro del agua y se deja a sedimentarse durante 24 horas.

Si el sedimento es arena se registra el nivel de los sedimentos cada minuto, luego cada hora y cada 6 horas hasta llegar a las 24 h.

Si el sedimento es de tipo orgánico (algas) se puede medir cada hora y luego cada 3 horas, ya que este tipo de materia no se sedimenta fácilmente como la arena.

El nivel de TSS en ppm define la calidad física del agua y define si se necesita un tratamiento previo a la filtración de 130 micrones (120 mesh) en el cabezal.  Los resultados se clasifican en la siguiente forma:

de 0-30 ppm el agua se considera buena, de 30- 100 ppm es aceptable, de 100-300 ppm es mediocre, pero aún no se necesita un tratamiento previo a la filtración, de 300-500 ppm el agua se considera mala y es necesario tratarla previo a la filtración, de 500-1000 ppm es mala y de mayor a 1000 ppm es pésima.

El cono Imhoff puede ser usado también para evaluar la necesidad del lavado del sistema.

Se recomienda establecer un criterio, un límite de ppm que determina que ha llegado el momento de lavar los finales de tubería y de mangueras.

Agua superficial de rio, canal o presa contiene mayormente limo, arcilla y materia orgánica y agua subterránea de pozo contiene mayormente arena. Es importante recordar que cuando se almacena el agua de pozo en un reservorio abierto y sin tratamiento, esta agua se convierte en agua superficial y contiene algas y partículas finas de tierra.

La arena es el enemigo número uno del gotero y es sumamente importante asegurar que no entre al sistema. El primer tratamiento contra la arena se hace en el separador de arena o el hidrociclón, instalado sobre la descarga del pozo. En el hidrociclón el agua se gira en alta velocidad, la arena se sedimenta por su peso y se colecta en la base del hidrociclón. Limo, arcilla o materia orgánica no tienen el peso suficiente para ser separados del agua en un hidrociclón, solamente la arena.

El diámetro del hidrociclón se elige según el flujo del pozo.

Un hidrociclón demasiado pequeño no alcanzara a separar toda la arena y uno demasiado grande no va a generar la velocidad de giro necesaria para lograr buena separación.

El hidrociclón no quita la necesidad de tener un filtro y un filtro no quita la necesidad de tener un hidrociclón, así que después del hidrociclón el agua tiene que pasar por los filtros principales del sistema que pueden ser de discos, de malla o de arena.

En el caso de taponamiento por arena, no hay ningún químico que pueda ayudar.

Un remedio posible es aumentar la presión a la presión máxima que soporta la pared de la manguera y realizar lavados de finales. Busca en la ficha técnica la presión máxima de trabajo y la presión máxima de lavado como aparece en la imagen abajo.

Cuando el agua es de fuente superficial (rio, presa, canal, reservorio abierto) conviene realizar una prueba de Demanda Biológica de Oxígeno (DBO) en un laboratorio o en campo, si se dispone de un medidor de Oxígeno Disuelto. Después de 5 días en incubación se determina la cantidad de oxígeno (O2) que los microorganismos en el agua consumen durante la degradación de la materia orgánica en el agua. Un nivel de 1-2 ppm se considera muy bueno, 3-5 ppm modernamente limpio, 6-9 ppm agua contaminada y mayor a 100 ppm muy contaminada.

Cuando el agua de riego contiene algas, es importante identificar su fuente y tratarlas allí. Se puede colectar agua en botellas transparentes de varios puntos a lo largo del sistema hidráulico y dejar varios días en un lugar iluminado para ver en qué punto inicia la presencia de las algas.

Si las algas se desarrollan en un reservorio tapado, hay que revisar la cobertura para identificar la entrada de luz que permite su desarrollo.

Si existe un quemador de azufre, se puede tratar el agua con el quemador, bajando el nivel de agua y acidificando a pH 4 durante varias horas.

Otra alternativa es tratar el agua aplicando 5-10 gr/m3 de sulfato de cobre o 2-5 ppm de cloro.

Si se decide aplicar sulfato de cobre hay que recordar que la aportación de cobre en este tratamiento es alta para el cultivo, así que no se recomienda aplicar el sulfato de cobre durante mucho tiempo, sino alternar con otros tratamientos.

Si se decide aplicar cloro y la solución de riego se acidifica a pH menor de 6, corre riesgo que se dañen los diafragmas de silicona de los goteros auto compensados, así que es recomendable asegurar que el nivel de cloro en los primeros goteros no sea mayor a 2 ppm.  

En el caso de taponamiento por materia orgánica se recomienda aplicar una dosis fuerte de 500 ppm de peróxido de hidrogeno (H2O2) durante 20 minutos, dejar en reposo hasta el día siguiente y lavar.

No solamente la calidad física del agua determina el riesgo a taponamiento, sino también la calidad química, principalmente el contenido de los Bicarbonatos, del hierro y del manganeso en el agua.

Los bicarbonatos (HCO3-) afectan el goteo en dos formas. Aumentan el pH y con eso la probabilidad que iones como calcio y sulfato o calcio y fosfato reaccionen y se sedimenten como solidos insolubles en los componentes hidráulicos incluyendo los goteros. Además, cuando las gotas de agua salen del gotero y se exponen al sol, especialmente al final del riego, el agua se calienta, la solubilidad de los bicarbonatos baja y estos se sedimentan en la salida del gotero en forma de carbonato de calcio, de magnesio o de sodio comúnmente llamado sarro.

En a practica se reduce el nivel de los bicarbonatos aplicando ácidos. El ácido libera iones de hidrogeno (H+) que se conectan la carga negativa del bicarbonato (HCO3-) para formar acido carbónico (H2CO3) inestable, que se separa en dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O).  

Cuando el nivel de los bicarbonatos en el agua es menor de 3-4 ppm, será suficiente acidificar el agua en el cuarto de riego, durante el riego. En este caso, uno de los tanques es de ácido y el equipo de inyección lo usa para controlar el pH y mantenerlo en el nivel óptimo. El ácido para este propósito es normalmente el sulfúrico que es el más fuerte y económico, pero hay que recordar que es peligroso y hay que manejarlo con cuidado y con la protección necesaria. Es sumamente importante siempre agregar el ácido al agua y nunca el agua al acido, es muy peligrosos. También recordar no concentrar el ácido a más del 8-10%, para no generar demasiado calor y dañar unos componentes hidráulicos delicados como válvulas, empaques y diafragmas.

Cuando el nivel de los bicarbonatos es mayor a 4-5 ppm y los riegos son cortos (2-5 minutos) como en el caso de los riegos en sustrato, el equipo de inyección de fertilizante no alcanzará a neutralizar los bicarbonatos en forma óptima, por lo tanto, recomendamos pre-acidificar el agua en el reservorio.

Una forma para pre-acidificacr el agua del reservorio es inyectar ácido sulfúrico concentrado al flujo del pozo usando una bomba electromagnética. Ácido sulfúrico es la única opción. Aplicación de ácido nítrico o fosfórico aportará nutrientes para las algas y aumentará el riesgo de taponamiento.

Otra forma es usar un quemador de azufre que quema azufre elemental, produce gas SO2, lo integra al agua y produce una solución de acido sulfuroso a pH 2-3. Esta solución se incorpora al reservorio en el lado opuesto a la succión de la bomba de riego y se distribuye lentamente en el volumen total del agua.  

El acido sulfuroso baja el pH y además oxida la materia orgánica y previene el desarrollo de las algas.

En muchos cultivos el agua se acidifica durante todo el riego a pH 5.5-6.5 y esto reduce significamente el riesgo a taponamiento por carbonatos.

En cultivos extensivos, como la alfalfa, se puede aplicar el acido en forma periódica, mensual, 1-2 horas con pH 4.5-5.0.

Cuando hay taponamiento por carbonatos recomendamos una aplicación fuerte de ácido a pH 2.5-3.0 durante 30 minutos y lavar. Es importante recordar que si hay cultivo activo, especialmente en sustrato, este pH bajo puede quemar la raíz ,así que habrá que bajar las mangueras o las piquetas del sustrato durante la aplicación.

Otros elementos que pueden causar taponamiento en los goteros son el hierro y el manganeso. Los dos están expuestos a oxidarse en el sistema hidráulico, sedimentarse sobre los componentes hidráulicos y causar taponamiento de goteros. Un nivel de 0.3 ppm es suficiente para causar sedimentos de oxido de hierro o de manganeso y poner en riesgo el funcionamiento del goteo.

Para reducir el nivel del hierro en el agua se necesita un proceso que incluya oxidación (física o química), sedimentación y filtración. La oxidación física se hace por medio de aspersores o cascadas y la química por medio de aplicación de cloro. Después de oxidar el hierro, sigue un proceso de sedimentación en un reservorio. La succión de la bomba de riego, de preferencia que esté en la parte alta del reservorio y flotante. Los filtros, saliendo del reservorio, de preferencia que sean de arena y pueden ser de arena catalítica que adhiere el hierro.

La aplicación de productos como acido, cloro, peróxido de hidrogeno puede ser en forma diluida atreves de uno de los canales de inyección o en forma concentrada usando bomba electromagnética.

La aplicación tiene 3 fases. La primera es presurización del sistema solamente con agua hasta ver que el caudal y la presión estén estables. La segunda es la aplicación del producto durante 20 a 30 minutos y la tercera es seguir regando solamente con agua durante el “tiempo de avance” para asegurar que todo el producto haya pasado por los goteros y no haya quedado en la tubería. Si la tubería está sucia tambien, se puede no aplicar la tercera fase, sino dejar el producto en reposo dentro del sistema durante 12 horas y lavar.

El “tiempo de avance” es el tiempo que necesita un producto para llegar desde el punto de inyección hasta el último gotero del sector de riego. Por lo tanto, es especifico a cada sector.

 El tiempo de avance puede ser calculado por los diseñadores hidráulicos o medido en campo usando cambio de pH aplicando acido, cambio de CE usando fertilizante o cambio de color usando un colorante como un quelato de hierro EDDHA. El “tiempo de avance” se mide a partir del momento de inicio de inyección del ácido/fertilizante/colorante hasta detectarlo en el ultimo gotero del sector de riego.

Las características de los goteros

Conocer la calidad física y química del agua ayuda a elegir el gotero más adecuado, para reducir el riesgo a taponamiento. Para elegir el gotero adecuado, tenemos que conocer primero las características físicas de los goteros y saber cómo influyen en la resistencia a taponamiento.

• Los goteros se soldan en la pared interior de las mangueras regantes o se insertan a sus paredes por fuera si es son goteros de botón.
• El espesor de las paredes de las mangueras se elige según la vida útil esperada de la manguera.
• A mayor espesor, la manguera durará más años en las condiciones del campo.
• El espesor de la manguera define también la presión máxima de trabajo permitida.

Lógicamente, un espesor mayor permite aumentar la presión de trabajo y con eso tener surcos más largos.

El gotero es un elemento, especialmente diseñado para reducir la presión que le entra a cero y hacer que el agua salga de la manguera en forma de gotas y no en forma de un chorro.

Para lograr esto, el gotero tiene un laberinto en forma de zigzag donde el agua pasa, choca con las paredes y en eso pierde velocidad y presión hasta llegar a la salida en presión cero.

El laberinto puede ser laminar en el cual el agua sigue avanzando en una sola dirección, hacia adelante o turbulento, en el cual el agua choca con las paredes, da vuelta y luego sigue hacia adelante. Hay goteros con mayor turbulencia que otros. Mayor turbulencia permite perder la presión en menor longitud y numero de “dientes” y hace que el gotero sea más resistente al taponamiento.

El laberinto es un paso angosto de agua, por lo tanto, solidos suspendidos y otros elementos que se sedimentan sobre sus paredes, lo pueden tapar.

No solamente la mayor turbulencia aumenta la resistencia del gotero al taponamiento, sino también las dimensiones del laberinto y al área de filtración de su filtro personal. Ambos tienen que estar especificados en la hoja técnica del producto.

Las dimensiones se expresan en mm de ancho, profundidad y longitud.

La “puerta” por donde entra el agua al laberinto se llama “sección transversal” y es la multiplicación del ancho por la profundidad.  

Un laberinto con mayores dimensiones y sección transversal es menos susceptible al taponamiento.

Las dimensiones normalmente se aumentan con el aumento de caudal, o sea si comparamos el mismo gotero en 2 caudales diferentes: 1.0 l/h y 1.6 l/h, 1.0 l/h tendrá un laberinto de menores dimensiones que 1.6 l/h y por lo tanto será más susceptible al taponamiento. Por lo tanto, para aguas con alto nivel de solidos en suspensión, recomendamos goteros de mayor caudal.

Cuando comparamos goteros del mismo caudal, pero de diferentes tipos o marcas vamos a encontrar

diferencias en las dimensiones del paso de agua. Es importante compararlas para determinar cuál opción es la mejor para sus condiciones y necesidades.

Para proteger a los goteros del taponamiento por solidos en suspensión, los goteros tienen filtros personales que permiten el paso de partículas de tamaño menor a las dimensiones del laberinto.

O sea, las partículas que logran a pasar por el filtro personal del gotero pueden también cruzar fácilmente el laberinto y salir del gotero sin causar taponamiento.

El tamaño del área de filtración personal afecta la resistencia del gotero al taponamiento. A mayor área de filtración, el gotero es más resistente al taponamiento. Pero, no es solamente el área de filtración que da al gotero la resistencia al taponamiento, sino también su ubicación dentro de la manguera.

Goteros cilíndricos tienen su filtro muy cerca de la pared, donde la velocidad del agua es baja y donde la suciedad se sedimenta al final del riego. Esto los hace más susceptibles al taponamiento.

Goteros de pastilla, altos o profundos tienen su filtro cerca del centro de la manguera, donde la velocidad del agua es alta y no deja que una partícula se atore en el filtro.

Por la misma razón, goteros soldados en una manguera de menor diámetro (ej .12 mm contra 20 mm), tienen el filtro más cerca al centro de la manguera y están más protegidos contra taponamiento.

Idealmente, las mangueras tienen que estar instaladas con los goteros hacia arriba, para hacer que al final del riego los sólidos suspendidos no caigan sobre el filtro del gotero, sino sobre la pared inferior.

La ubicación de los goteros en las mangueras de Netafim está señalada con dos rallas color naranja para que sea fácil identificarlos.

Además, recomendamos diseñar el sistema hidráulico en tal forma que el flujo de riego sea con la pendiente, para que la suciedad no regrese a las mangueras y a la tubería secundaria al final del riego, sino se espere en los finales de mangueras o en el tubo colector de lavado hasta realizar su lavado.

La calidad de los fertilizantes y su forma de preparación y de aplicación

El goteo es una herramienta muy eficaz para aplicar fertilizante.
Los fertilizantes se disuelven en varios tanques, respetando sus límites de solubilidad y de incompatibilidad y de allí se inyectan a la línea principal durante el riego.

Los fertilizantes aplicados tienen que ser 100 % solubles, lo que significa que el 100 % de su contenido es soluble. Pero, para poder disolver la totalidad del fertilizante, hay que respetar el límite de concentración del fertilizante en el agua dependiendo de su temperatura. Recuerda, a mayor temperatura de agua, mayor es la solubilidad del fertilizante.

Te recomendamos buscar los datos de solubilidad de los fertilizantes que usas en su ficha técnica.

Cuando se disuelven varios fertilizantes en el mismo tanque, recomendamos iniciar con el fertilizante de menor solubilidad y terminar con el de mayor solubilidad.  

El Nitrógeno baja la temperatura del agua, por lo tanto, recomendamos agregarlo al tanque al final.

Es sumamente importante respetar las reglas de incompatibilidad.

Las más importantes son: no mezclar en el mismo tanque calcio con sulfato por la formación de un sulfato de calcio (yeso) insoluble o calcio con fosfato por la formación de un fosfato de calcio insoluble.

Una reacción entre fertilizantes incompatibles se nota como una nata en los filtros de los tanques y en el fondo de estos.

En el caso de identificar una reacción, es sumamente importante no seguir usando este tanque sino tirarlo, enjuagarlo y prepararlo de nuevo, corrigiendo el error en la mezcla.

La mayoría de los micronutrientes se aplican en forma de sulfatos o de quelatos.

Cada quelato tiene un rango óptimo de pH que asegure su estabilidad e integridad.

Recomendamos agregar los quelatos al tanque al final de la preparación, pero antes, medir el pH del tanque y si es necesario, bajarlo con un poco de ácido, para asegurar que el pH esté dentro del rango ideal. Fuera del rango optimo de pH parte del quelato se desintegra y el metal queda solo, expuesto a ser oxidado por el agitador de aire.

Si tienes duda acerca de la solubilidad o compatibilidad de los fertilizantes, recomendamos realizar una

prueba simulando la preparación del tanque en una cubeta con las cantidades proporcionales y dejar en reposo durante 12 horas para ver si se nota algún sedimento o alguna reacción.

Los tanques de fertilizantes deben tener un filtro de 130 micrones, de buen estado y limpio.

Es importante lavarlo cada final o inicio de día y a veces al medio día también.

Si un filtro se tapa seguido es un foco de alarma y habrá que revisar la preparación de este tanque especifico. Un filtro sucio, no va a filtrar bien y algunas impurezas van a entrar al sistema y causar taponamiento. Además, la inyección del fertilizante de este tanque no será precisa y seguramente no se inyectará la cantidad planeada.