Bombas de riego para sistemas de goteros

¿Qué importancia tienen las bombas de riego en la agricultura?

Las bombas de riego son componentes esenciales en los sistemas de riego por goteo, ya que garantizan el suministro de agua con la presión y caudal necesarios para optimizar su distribución en los cultivos de regadío. El riego por goteo es, sin duda, el sistema con mayor eficiencia hídrica (ahorro del 30-50% comparado con métodos tradicionales como el riego a manta o por gravedad) y su adecuada capacidad para aplicar agua de forma localizada, reduciendo pérdidas por evaporación y escorrentía superficial. De alguna manera, este increíble invento consigue aportar el agua exacta para que los cultivos estén en su óptimo estado de riego sin desperdiciar ni una sola gota de este bien tan preciado que tenemos, el agua.

Ahora bien, imagina líneas y líneas de goteros, centenares de metros y, en según qué explotaciones, kilómetros de tubería de riego con goteros. La uniformidad del riego en estos sistemas depende directamente de la estabilidad hidráulica del sistema, donde las bombas desempeñan un rol crítico. Su función no solo es elevar agua desde fuentes subterráneas o superficiales, sino también compensar pérdidas de carga (fricción en tuberías, cambios de elevación) y mantener una presión constante en los emisores, idealmente entre 0,5-4kg/m2 según el tipo de gotero (intervalos muy genéricos).

Función de las bombas en sistemas de riego por goteo

Todos tenemos claro para qué sirve un grupo de bombeo o una bomba, comúnmente denominada: mover agua del punto de suministro (ya sea cauce, balsa de riego o pozo subterráneo) al punto de riego en el caso que nos ocupa. ¿Pero qué parámetros hemos de tener en cuenta para que el sistema funcione adecuadamente en todos sus puntos? Ahí viene la magia de los cálculos del dimensionado. Comúnmente «grosso modo» se dimensiona la instalación de acuerdo al punto más desfavorable para asegurar los parámetros en todo el recorrido de riego, pero hay muchos más parámetros a tener en cuenta.

Presión adecuada

Las bombas deben garantizar una presión mínima en el cabezal del sistema para que los goteros operen dentro de su rango óptimo. Por ejemplo, los goteros autocompensantes requieren presiones estables (0,5 a 4 bar), mientras que los no compensantes son más sensibles a variaciones en función de la presión.

Caudal constante

El caudal suministrado debe cubrir la demanda hídrica del cultivo teniendo en cuenta los caudales unitarios de cada emisor (ej.: 2 L/h). Un error común es infradimensionar la bomba, lo que genera desuniformidad (coeficiente de uniformidad < 85%) y estrés hídrico en zonas alejadas del punto de suministro o bombeo, de ahí que se recomiende dimensionar el bombeo para el punto más desfavorable.

Factores clave al elegir una bomba

Tamaño del sistema

• Longitud de laterales: Se debe determinar la longitud de todos los ramales de riego para conocer las pérdidas de carga. Hay infinidad de bibliografía sobre el tema y varias formas de calcularlo. Una de las más conocidas es la ecuación de Hazen – Williams aunque hay más.
• Número de emisores: en función de la colocación de emisores y el caudal de riego (no es lo mismo un cultivo hortícola que un frutal) hay que dimensionar el sistema de manera adecuada para que el grupo de bombeo sea capaz de suministrar de manera uniforme a toda la red.

Presión requerida

En el cálculo de presión necesaria para calcular el grupo de bombeo se necesitan saber varias cosas:

• Máxima diferencia de nivel de cota entre el grupo de bombeo y el ramal más desfavorable.
• Caudal requerido en el emisor (gotero) por el número de emisores.
• Calcular las pérdidas de carga de las tuberías debido a la distancia (metros lineales) y teniendo en cuenta los elementos dificultan la circulación del agua como válvulas, filtros, cambios de dirección, codos bifurcaciones en “T” etc.
• En cálculos de este tipo siempre hemos de mayorar ligeramente las pérdidas de carga en los cálculos y minorar la potencia de la bomba para asegurar un correcto funcionamiento real del sistema, y siempre lo más ajustado posible para no elevar la parte económica. No podemos permitirnos infradimensionar la instalación, pero tampoco debemos sobredimensionarla, ya que incurriremos en una bajada de la eficiencia energética y una menor rentabilidad final del cultivo.

Fuente de energía

Podemos diferenciar entre todos tipos de bombas de riego en función del acceso a la fuente de energía disponible según la zona.

• Cuando tenemos acceso a la red eléctrica, lo más común es elegir una electrobomba, incluso en instalaciones de mucha demanda de potencia. Los sistemas trifásicos tienen suficiente amperaje para suministrar altas presiones y caudales.
• En caso de no tener acceso a la red eléctrica, la motobomba es la solución adecuada, aunque hemos de tener en cuenta que dependemos de energía fósil, y que el mantenimiento de éstas es algo más complejo, ya que funciona con motores de combustión interna.

Eficiencia energética

Según normativa, las bombas centrífugas con motores de tipo IE3 o IE4 reducen el consumo hasta un 15% y son las más eficientes en cuanto al consumo de electricidad. Lo ideal es siempre disponer de sistemas de riego eléctricos. Desde el punto de vista de eficiencia energética, las motobombas no destacan. Se deben utilizar en los casos en los que nos sea posible el acceso a la red eléctrica.

Tipos de bombas ideales

Bombas sumergibles

Tienen un uso relativamente concreto, normalmente reservadas para pozos profundos o depósitos grandes. Son bombas de una gran resistencia y calidad de fabricación ya que su instalación y condiciones de operación son en ocasiones severas (medios alcalinos, por ejemplo). Como ventaja respecto a grupos de bombeo en superficie, se puede destacar su funcionamiento más silencioso y un menor riesgo de cavitación. Su inconveniente principal: una reparación o sustitución por fallo es más costoso si está en pozo, por ejemplo.

Bombas de superficie

Son las más comunes y aunque se puedan dimensionar para muchos tipos de sistemas de riego en cuanto a su dimensión, lo normal es que se destinen a instalaciones pequeñas o medianas. Estas bombas, al no estar sumergidas, requieren cebados y son sensibles a burbujas de aire en las tuberías. De todas formas, hay potencias de todo tipo, tanto en monofásico superando los 2kw de potencia como trifásicas con potencias superiores.

Grupos de presión

Aunque pueda parecer similar a una bomba, no es exactamente lo mismo. Una bomba es sencillamente una bomba, mientras un grupo de presión son más elementos. De hecho, el corazón de un grupo de presión es la bomba, pero en sí mismo se trata como un conjunto de elementos que mantienen una presión constante o pueden aumentar y disminuir la presión de un sistema hidráulico cerrado automatizado, como puede ser un sistema de riego por goteo.

Instalación y mantenimiento

En la instalación y mantenimiento de un grupo de bombeo hay que tener en cuenta diversos factores para alargar la vida útil de sus elementos, principalmente de la bomba, que es el corazón de la instalación.

Instalación

• Ubicación: Sea sumergida o en superficie, la bomba debe estar perfectamente nivelada para evitar descompensaciones futuras del eje y pérdidas de carga. Además, cuanto más cerca esté de la fuente de captación, menos pérdidas de carga tendrá.
• Filtración: En los grupos de bombeo de riego es esencial un sistema de filtración (filtros de malla normalmente) aunque hay que tener en cuenta que los filtros son elementos que dificultan el paso de agua y por tanto hay que tenerlos en cuenta en el dimensionado de la instalación por las pérdidas de carga.
• Sistemas de protección contra golpes de ariete. El golpe de ariete es un fenómeno físico típico en los sistemas hidráulicos que genera estrés mecánico en las piezas del grupo de bombeo y que hay que evitar a toda costa. Con las válvulas adecuadas se puede evitar o al menos paliar este perjudicial efecto.

Mantenimiento

Las operaciones básicas suelen ser revisiones de juntas, cojinetes y sellos cada x horas de funcionamiento, según el tipo de elementos y fluidos que recorren el sistema. No es lo mismo aguas con grandes cantidades de cal donde habrá incrustaciones o fluidos ácidos que aguas blandas, donde las revisiones serán menos periódicas.

La limpieza de filtros también es esencial para evitar pérdidas de carga mayores a las nominales de instalación en un funcionamiento óptimo. Las incrustaciones en goteros, filtros y zonas de acumulación (codos, juntas bilabiales, etc.) se pueden limpiar con soluciones ácidas.

Por otro lado, gracias a la automatización y la sensórica actual, es posible monitorizar presiones y caudales en cualquier punto de la instalación, siendo lo más normal instalarlos en los cabezales y extremos de los ramales para detectar fugas localizadas y atacar el problema de manera eficiente.

Ventajas técnicas

Estaremos de acuerdo en que el riego localizado es uno de los sistemas más eficientes que existen tanto hídrica como energéticamente hablando, siempre y cuando la instalación funcione correctamente. Además, si conseguimos hacer, por ejemplo, una instalación de riego “subsuperficial”, podemos incluso reducir las pocas pérdidas por evaporación frente al riego por goteo en superficie.

En terrenos complicados (orografía variable) con pendientes pronunciadas, incluso con aquellas con inclinaciones superiores al 10%, se puede conseguir mediante válvulas reguladoras de presión y sistemas de goteros autocompensantes una uniformidad en el sistema de riego que de otra manera sería inviable.

Por supuesto, ni que decir tiene, que además del ahorro en agua, cada cultivo tiene un óptimo riego por especie, así como por ciclo fenológico, pudiendo ajustar al máximo las cantidades de agua en cada fase, lo que hace que el rendimiento de producción de sistemas agrícolas de regadío aumenten frente a riegos convencionales (menos pérdidas por enfermedad o estrés hídrico).

Conclusión

La selección técnica de bombas para riego por goteo requiere analizar variables hidráulicas, energéticas y agronómicas. Desde el cálculo de pérdidas de carga hasta la elección de materiales resistentes a la corrosión, cada decisión impacta en la eficiencia y durabilidad del sistema. Con equipos adecuados y mantenimiento preventivo, se pueden optimizar recursos hídricos y maximizar la rentabilidad de los cultivos.

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