Artculo: COMEII-15052

I CONGRESO NACIONAL COMEII 2015

Reunin Anual de Riego y Drenaje

Jiutepec, Morelos, Mxico, 23 y 24 de noviembre

DRENAJE AGRCOLA: TECNOLOGA PARA EL MANEJO DEL REGIMEN DE

HUMEDAD EN EL PERFIL DEL SUELO EN MXICO

J. Rodolfo Namuche Vargas1; Heber E. Saucedo Rojas1; J. Luis Arellano Monterrosas2

1 Coordinacin de Riego y Drenaje. Instituto Mexicano de Tecnologa del Agua, Jiutepec, Morelos, Mxico, C.P.

62550. 2 Comisin Nacional del Agua, Avenida Insurgentes Sur 1960, piso 6, Colonia Florida, Mxico, D.F., CP 01050.

Resumen

Se presenta una metodologa de drenaje agrcola como una tecnologa para el manejo del

rgimen de humedad en el suelo con la finalidad de incrementar la produccin en caa de

azcar en el trpico mexicano. En el Distrito de Temporal 018 Huixtla, Chiapas, se cuenta

con infraestructura de drenaje primario y se ha realizado obras complementarias como

drenaje secundario y un mdulo de drenaje subterrneo parcelario controlado. La

metodologa consiste en: i) trazo y construccin de los drenes principales con estructuras

hidrulicas para el manejo de agua; ii) sistema de drenaje subterrneo parcelario controlado

que consta de drenes de tubera de polietileno ranurada y con filtro geotextil, la separacin

entre drenes son de 10, 15 y 20 metros, profundidad media de 1.10 metros y pendiente tpica

de 0.001. Para las separaciones de 10 y 20 metros el sistema de drenaje cuenta con estructuras

de control para el manejo del rgimen de humedad en el suelo, mientras que para la

separacin de 15 metros se tiene descarga libre al dren a cielo abierto; iii) instalacin del

sistema de drenaje se lleva a cabo con una zanjadora tipo cincel que permite el control de la

pendiente mediante un sistema lser. Se obtuvo como resultado: i) la humedad a una

separacin de 100 metros del dren a cielo abierto se mantuvo un periodo de 45 das; ii) la

separacin entre drenes recomendable es de 20 metros siempre y cuando el suelo y clima

sean similares a los que se presenta en el Ingenio de Huixtla, Chiapas. iii) Con la tecnologa

generada y adaptada para las zonas hmedas de Mxico se incrementara el rendimiento en

caa en al menos un 50%, as como de uno a dos puntos porcentuales de rendimiento en

sacarosa; iv) El drenaje agrcola es una tcnica econmicamente redituable, la inversin se

recupera en dos aos de produccin, teniendo en cuenta tanto los sistemas de drenaje

parcelario como la rehabilitacin de la red principal de drenaje. Se recomienda que para

incrementar la produccin en caa de azcar en zonas hmedas es necesario llevar a cabo el

control del rgimen de humedad en el perfil del suelo, para lo cual se debe atender

primeramente los problemas de drenaje y posteriormente cuando sea necesario tener en

cuenta la aplicacin de riego suplementario.

Palabras Claves: Drenaje controlado, Rgimen de humedad en el suelo, Distrito de Temporal

Tecnificado.

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Introduccin

El trpico hmedo en Mxico cubre aproximadamente 46000,000 ha, de las cuales 14500,000

ha tienen potencial agropecuario y se localizan en las planicies y deltas de los ros:

Papaloapan, Coatzacoalcos, Grijalva, Pnuco, Usumacinta y en las Costas de Chiapas. Uno

de las principales limitantes para su aprovechamiento es la susceptibilidad a inundaciones.

Con la finalidad de incorporar reas hmedas y subhmedas tropicales del pas a la

produccin agropecuaria, elevar el nivel de vida de los productores y aprovechar de manera

sustentable el recurso agua y suelo fueron creados los Distritos de Temporal Tecnificado

(DTT). En Mxico el cultivo de la caa de azcar genera 440 mil empleos directos y 2.5

millones de empleos indirectos. En la zafra 2005-2006 a nivel nacional se cosecharon 659,124

ha, se molieron 47290,412 ton, se obtuvo una produccin de azcar de 5282,088 ton, un

rendimiento en fabrica de 11.17% y un rendimiento en campo de 71.75 ton/ha de caa. En el

Estado de Chiapas se cosecharon 26,494 ha, se molieron 2208,584 ton, se obtuvo una

produccin de azcar de 260,959 ton, rendimiento en fabrica de 11.43% y rendimiento en

campo de 86.17 ton/ha de caa. En el Ingenio Huixtla, Chis., se cosecharon 11,267 ha, se

molieron 836,862 ton, se obtuvo una produccin de azcar de 84,351 ton, rendimiento en

fabrica de 9.43 % y rendimiento en campo de 79.43 ton/ha de caa. El objeto del trabajo es

incrementar la produccin en caa de azcar con drenaje subterrneo parcelario controlado.

Materiales y mtodos

Informacin necesaria a nivel de cuenca para diseo de sistemas de drenaje superficial

a) Precipitacin mxima; para determinar la lluvia mxima se tomaron los datos

climatolgicos de la estacin de Huixtla. Los datos de lluvia se ajustaron a las funciones:

Doble Gumbel, Gumbel, Normal, Gamma, LogNormal, etc. y se seleccion la que tuvo

menor error estndar, la cual fue la funcin Doble Gumbel II (Figura 1).

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40 50 60

Tr (aos)

Pre

cip

itaci

n (

mm

)

Calculado Dato Figura 1. Distribucin de Gumbel II.

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b) Estimacin del escurrimiento, la zona de estudio se ubica en una regin de clima

subtropical lo cual permite identificar el nmero de curva (CN) del mtodo del Servicio de

Conservacin de Suelos (E.U.) y a partir de su aplicacin se estim el escurrimiento

superficial en Re = 11.95 cm.

c) Mdulo de drenaje, en forma general se puede expresar como un gasto por unidad

de tiempo y rea. Es una funcin de la escorrenta y del tiempo de drenaje: i) drenaje

superficial: d

e

d

p

T

R*=

T

I = q , ii) drenaje subterrneo:

d

e

d

p

T

)RPP(*=

T

I = q

-, donde Re es la

escorrenta total (mm), PP es la precipitacin mxima, dT es el tiempo de drenaje (horas) y

es una constante con un valor de 2.78. El mdulo de drenaje estimado para el rea de estudio

con 24Td horas, es de 3.24 l/s/ha.

d) Seleccin de la zona de proyecto, mediante recorridos de campo por la cuenca del ro

Huixtla, se identificaron terrenos para realizar los trabajos de adecuacin o construccin de

un sistema de drenaje superficial (Figura 2).

Figura 2. Localizacin de drenes.

Drenaje superficial principal

a) Topografa, se realiz el levantamiento del perfil longitudinal de los drenes con

secciones transversales cada 50 metros y posteriormente se dibuj en forma digital

con curvas de nivel cada 20 cm.

b) Diseo de drenes principales, con base al mdulo de drenaje de 3.24 l/s/ha, se

determin el gasto que se requiere drenar (Qr) por los drenes con base en su rea

drenada, los gastos varan entre 0.518 y 0.680 m3/s. Para determinar la seccin

hidrulica de los drenes se aplic la frmula de Manning (Levi, 1996) usando el

programa WATER. Se verific que el gasto de diseo fuera menor que el gasto que

requiere drenar y que los drenes tuvieran pendientes continuas no erosivas, que

aseguren que el escurrimiento recibido sea conducido sin provocar encharcamientos

o pequeas lagunas. Con base en los planos de diseo de los perfiles longitudinales

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de los drenes interceptores se realiz el trazo en campo y la adecuacin de los drenes

(Figura 3).

Figura 3. Adecuacin de dren.

Supervisin de la construccin de drenes superficiales principales

Para la realizacin de la supervisin de la adecuacin de los drenes, se verific que los

drenes quedaran libre de malezas y sedimentos, y que su seccin fuese la planteada en el

plano de diseo. Se utiliz una estacin total para verificar los puntos del trazo en campo,

antes de que la mquina comenzara la adecuacin o construccin de drenes y despus de la

misma, para verificar la pendiente y la seccin hidrulica del dren.

Drenaje Superficial Parcelario

Se presenta un estudio de caso en la parte baja de la cuenca del ro Huehuetn, Chiapas,

donde se instal un mdulo de drenaje superficial parcelario.

En 2005 en Mxico se tena aproximadamente 84,000 ha sembradas con cacao, 95% de las

parcelas son de 1 ha o menos. El cacao que se produce en Tabasco es del orden del 70%,

Chiapas el 29% y Guerrero y Oaxaca completan el resto (1%). El 97% de la produccin

nacional es de temporal y 3% de riego (ste ltimo casi en su totalidad en el estado de

Chiapas). En Tabasco el 97% de la produccin corresponde a la regin de la Chontalpa,

donde el cacao aporta entre 42 y 86% de los ingresos netos de las familias. Sin embargo, se

espera un dficit de cacao a nivel nacional en los aos prximos debido a la destruccin de

los plantos en Tabasco por las intensas lluvias e inundaciones de 2007. En la actualidad la

superficie sembrada y cosechada ha decrecido en un 27%; debido a la enfermedad de la

monilia y mosca negra provocada en gran parte por el exceso de humedad en el suelo

(Figura 4 y 5).

La Comisin Nacional del Agua (CONAGUA) a travs del Instituto Mexicano de Tecnologa

del Agua (IMTA) en el 2009 adecu un sistema de drenaje superficial de 3,500 metros de

longitud, con un rea de influencia de 150 ha, y con un c