Uso de agua del cultivo (ETc) = ET de referencia (ET0) × Coeficiente del cultivo (Kc). Requerimiento de riego = ETc − lluvia efectiva − agua almacenada en el suelo. Tiempo de riego = (requerimiento × área) ÷ (caudal del sistema × eficiencia de aplicación). Para maíz en julio: ET0 = 0.28 in/día, Kc = 1.2, ETc = 0.336 in/día. Con 0.1 in de lluvia efectiva, necesidad neta = 0.236 in/día. Para 40 acres a 500 gpm con 85% eficiencia: tiempo = (0.236 × 40 × 27,154) ÷ (500 × 0.85 × 60) = 10.0 horas.
La programación de riego responde dos preguntas: cuándo regar y cuánta agua aplicar. La metodología FAO-56 (Allen et al., 1998) es el estándar global usado por ingenieros agrícolas, distritos de riego y asesores en todo el mundo. El marco tiene cinco pasos: (1) determinar la evapotranspiración de referencia (ET0), (2) seleccionar coeficientes de cultivo (Kc) por etapa de crecimiento, (3) calcular la evapotranspiración del cultivo (ETc = ET0 × Kc), (4) restar la lluvia efectiva y las contribuciones de agua del suelo para obtener el requerimiento neto de riego, (5) convertir a tiempo de funcionamiento del sistema.
Entender este marco convierte el riego de conjeturas en un proceso preciso y repetible. El riego excesivo desperdicia agua, lixivia nutrientes y promueve enfermedades radiculares; el riego insuficiente estresa el cultivo y limita el rendimiento.
La ET0 es el uso de agua de un cultivo de referencia estandarizado (pasto bien regado, de 8–15 cm de alto, en crecimiento activo, que sombrea completamente el suelo). Representa la demanda evaporativa atmosférica independientemente del tipo de cultivo y el agua del suelo. La ET0 se calcula a partir de datos meteorológicos usando la ecuación de Penman-Monteith (estándar FAO-56).
Donde: Δ = pendiente de la curva de presión de vapor de saturación (kPa/°C), Rn = radiación neta en la superficie del cultivo (MJ/m²/día), G = flujo de calor del suelo (≈0 para diario), γ = constante psicrométrica (kPa/°C), T = temperatura media diaria del aire a 2m (°C), u2 = velocidad del viento a 2m (m/s), es = presión de vapor de saturación (kPa), ea = presión de vapor real (kPa).
Enfoque práctico: La mayoría de los agricultores no calculan la ET0 manualmente. En su lugar, obténgala de: estaciones meteorológicas locales (CIMIS en California, CoAgMet en Colorado, AZMET en Arizona), redes de ET de extensión estatal, o herramientas en línea. Rangos típicos de ET0: 0.10–0.20 in/día en primavera, 0.25–0.35 in/día a mediados de verano, 0.05–0.15 in/día en otoño.
El coeficiente de cultivo (Kc) ajusta la ET0 al cultivo específico y su etapa de crecimiento. El Kc varía a lo largo de la temporada según la altura del cultivo, la cobertura del dosel, el área foliar y la resistencia estomática. Cada cultivo tiene una curva Kc característica con cuatro etapas.
Valores Kc de FAO-56 (Allen et al., 1998) y extensión universitaria. Ajuste el Kc para condiciones locales: agregue 0.05–0.10 para climas ventosos y de baja humedad; reste 0.05–0.10 para climas húmedos y tranquilos. Para riego por goteo, el Kc puede ser 0.10–0.20 menor porque solo parte de la superficie del suelo se moja (menor evaporación del suelo).
| Cultivo | Inicial (Kc ini) | Desarrollo (Kc dev) | Media Estación (Kc mid) | Tardío (Kc end) |
|---|---|---|---|---|
| Maíz (grano) | 0.30 | 0.70–1.15 | 1.15–1.20 | 0.60–0.80 |
| Trigo | 0.35 | 0.70–1.15 | 1.05–1.20 | 0.40–0.65 |
| Soja | 0.35 | 0.70–1.15 | 1.10–1.15 | 0.50–0.70 |
| Alfalfa (corte) | 0.40–0.60 | — | 0.95–1.20 | 0.85–0.90 |
| Tomate | 0.45 | 0.70–1.05 | 1.05–1.25 | 0.80–0.95 |
| Papa | 0.40 | 0.70–1.10 | 1.10–1.20 | 0.70–0.85 |
La ETc es el uso real de agua del cultivo bajo condiciones bien regadas (sin estrés hídrico). Se expresa en pulgadas/día o mm/día. Multiplique por el número de días en un intervalo de riego para obtener el uso total de agua del cultivo en ese período.
Ejemplo: Maíz a media estación (Kc = 1.18), ET0 = 0.30 in/día. ETc = 0.30 × 1.18 = 0.354 in/día. En un intervalo de 7 días: 0.354 × 7 = 2.48 pulgadas de uso de agua del cultivo.
No todo el uso de agua del cultivo necesita provenir del riego. La lluvia efectiva y el agua almacenada en el suelo contribuyen al suministro de agua del cultivo.
Lluvia efectiva: La porción de la lluvia total que entra a la zona de raíces y está disponible para el cultivo. No toda la lluvia es efectiva — las lluvias ligeras (<0.1 in) pueden evaporarse antes de infiltrarse; la lluvia intensa puede escurrirse o drenar por debajo de la zona de raíces. Aproximación común: lluvia efectiva = lluvia total × 0.70–0.85.
Contribución de agua del suelo: El agua disponible para la planta (ADP) almacenada en la zona de raíces al inicio del intervalo. ADP = (capacidad de campo − punto de marchitez permanente) × profundidad de raíces × densidad aparente. ADP típica: suelos arenosos 0.5–1.0 in/pie, francos 1.5–2.0 in/pie, arcillosos 1.2–1.8 in/pie. Agotamiento permitido (MAD): típicamente 40–60% de ADP.
Requerimiento de lixiviación: Necesario solo en suelos salinos o cuando se usa agua de riego salina. LR = ECiw ÷ (5 × ECdw − ECiw). La mayoría de situaciones no salinas: LR = 0.
Una vez conocido el requerimiento neto de riego (pulgadas), conviértalo al tiempo real de funcionamiento de su sistema de riego.
Donde 27,154 = galones por acre-pulgada (1 acre-pulgada = 27,154 galones). 60 = minutos por hora.
Eficiencia de aplicación por tipo de sistema: Riego por goteo: 85–95% (típicamente 90%). Pivote central: 75–90% (típicamente 85%, menor en condiciones ventosas). Aspersión fija/manual: 65–80%. Riego por surcos: 50–70%. Inundación/diques: 40–60%.
Caudal del sistema: Mídalo con un medidor de flujo, o calcúlelo a partir del rendimiento de la bomba. Para pivotes centrales: el caudal suele ser fijo (ej., 500–1,000 gpm para un pivote de un cuarto de milla). Para goteo: flujo total de goteros × número de goteros.
Basado en calendario: Regar en un horario fijo (ej., cada 7 días). Simple pero no considera la variabilidad climática. Riesgo de riego excesivo o insuficiente.
Basado en humedad del suelo: Use sensores de humedad del suelo (tensiómetros, sensores de capacitancia, sonda de neutrones) para activar el riego cuando el agua del suelo alcanza el umbral de agotamiento permitido (MAD). Método más preciso. Sensores cuestan $200–1,000 por estación.
Basado en ET/método de chequera: Registre la ETc diaria y la lluvia, mantenga un "balance" de agua del suelo (como una chequera). Riegue cuando el balance alcance el umbral MAD. Puede hacerse con una hoja de cálculo o aplicación.
Basado en estrés de la planta: Use termómetros infrarrojos (temperatura del dosel), cámaras de presión (potencial hídrico del tallo), o síntomas visuales. Reactivo en lugar de proactivo — para cuando el estrés es visible, el rendimiento ya puede estar afectado.
Un pivote central de un cuarto de milla (125 acres, radio 1,320 ft) en Kansas central, regando maíz a mediados de julio. Caudal del sistema: 750 gpm. Eficiencia de aplicación: 85% (típico para pivote central en viento moderado). Suelo: franco limoso, agua disponible = 1.8 in/pie, zona de raíces = 4 ft, ADP total = 7.2 pulgadas. Agotamiento permitido (MAD) = 50%.
Paso 1 — ET0 y Kc: Mediados de julio en Kansas: ET0 promedio = 0.30 in/día (de estación meteorológica local). Maíz en espigado/ floración (media estación): Kc = 1.20.
Paso 2 — Uso de agua del cultivo (ETc): ETc = 0.30 × 1.20 = 0.36 in/día. En 7 días: 0.36 × 7 = 2.52 pulgadas.
Paso 3 — Lluvia efectiva: Lluvia en los últimos 7 días: 0.6 pulgadas (dos lluvias suaves). Lluvia efectiva = 0.6 × 0.80 = 0.48 pulgadas.
Paso 4 — Verificación de agua del suelo: Sensor de humedad a 2 ft de profundidad indica 55% de ADP agotado. Se ha alcanzado el umbral de riego (MAD = 50%). Necesidad neta = ETc − lluvia efectiva = 2.52 − 0.48 = 2.04 pulgadas. Aplicar 2.04 pulgadas.
Paso 5 — Calcular tiempo de riego: Tiempo = (2.04 pulgadas × 125 acres × 27,154 gal/acre-in) ÷ (750 gpm × 0.85 × 60 min/hr) = 6,920,100 ÷ 38,250 = 180.9 horas. Esto es para los 125 acres completos. Un pivote central hace una revolución completa en este tiempo. 180.9 horas ≈ 7.5 días por revolución completa. Esto significa que el pivote apenas puede mantener la demanda de agua del cultivo en esta época. Si la ET sube a 0.35 in/día, el pivote no podrá seguir el ritmo (tiempo > intervalo de riego) y ocurrirá pérdida de rendimiento.
Paso 6 — Verificar capacidad del sistema: Capacidad del sistema = (750 gpm × 0.85 × 1440 min/día) ÷ (125 acres × 27,154 gal/acre-in) = 918,000 ÷ 3,394,250 = 0.270 in/día. Esta es la máxima agua que el sistema puede aplicar por día. La ETc del cultivo = 0.36 in/día. ¡El sistema está subdimensionado para la demanda pico! Opciones: (1) reducir el área regada, (2) aumentar el caudal (bomba/pozo más grande), (3) aceptar riego deficitario y rendimiento reducido, (4) usar almacenamiento de agua del suelo de riego previo a la temporada para amortiguar la demanda pico.
El cálculo de agua de riego sigue un proceso claro de cinco pasos: ET0 → Kc → ETc → requerimiento neto → tiempo de riego. La metodología FAO-56 provee el marco estándar, y las fórmulas son directas una vez que tiene datos meteorológicos, coeficientes de cultivo y especificaciones del sistema.
La visión más valiosa de este proceso a menudo no es el tiempo exacto, sino la verificación de capacidad del sistema: ¿puede su sistema de riego satisfacer la demanda pico de agua del cultivo? Si no, ninguna cantidad de precisión en la programación evitará la pérdida de rendimiento. Combine los cálculos basados en ET con monitoreo de humedad del suelo para el programa de riego más preciso y eficiente.
Los datos de ET0 están disponibles en: (1) Redes meteorológicas agrícolas estatales (CIMIS en CA, CoAgMet en CO, AZMET en AZ, etc.), (2) Estaciones del Servicio Meteorológico Nacional / NOAA, (3) Calculadoras en línea como la calculadora FAO ET0, (4) Servicios meteorológicos comerciales (DTN, Iteris). Muchos proveen valores diarios de ET0 gratuitamente. Para mayor precisión, use una estación dentro de 10–20 millas de su campo con elevación y terreno similares.
Diariamente o cada 2–3 días durante el pico de uso de agua (mediados de verano). Semanalmente es suficiente en primavera y otoño cuando la ET es baja. El método de chequera (registrar ETc diaria y lluvia) es el enfoque más práctico — actualice el balance de agua del suelo diariamente y riegue cuando alcance el umbral MAD. Los sensores de humedad proveen datos en tiempo real y eliminan la necesidad de cálculo manual.
El requerimiento neto es la cantidad de agua que debe llegar a la zona de raíces (ETc − lluvia efectiva − agua del suelo). El requerimiento bruto es la cantidad que debe bombearse/aplicarse, considerando las pérdidas del sistema: Bruto = Neto ÷ eficiencia de aplicación. Por ejemplo, si la necesidad neta = 2.0 pulgadas y la eficiencia = 85%, bruto = 2.0 ÷ 0.85 = 2.35 pulgadas. La diferencia (0.35 pulgadas) se pierde por evaporación, deriva, percolación profunda, etc.
Generalmente sí — los valores Kc son específicos del cultivo, no de la variedad, porque dependen principalmente del desarrollo del dosel, altura y cobertura del suelo, que son similares entre variedades del mismo cultivo. Sin embargo, hay excepciones: (1) variedades indeterminadas vs. determinadas pueden tener diferente duración del dosel, (2) variedades muy tempranas alcanzan el Kc de media estación más rápido pero tienen un período más corto, (3) variedades enanas/semi-enanas pueden tener Kc ligeramente menor. Ajuste el Kc en ±0.05–0.10 si su variedad difiere significativamente del estándar.
El método más preciso es un medidor de flujo permanente o portátil instalado en la tubería principal (costo: $200–2,000). Si no hay medidor: (1) Para sistemas de bomba, use la curva de rendimiento del fabricante y mida la carga dinámica total (TDH), (2) Para pivotes centrales, mida el tiempo de una revolución completa y calcule a partir del caudal nominal, (3) Use una cubeta y cronómetro para sistemas pequeños de goteo, (4) Use un medidor ultrasónico (abrazadera, sin cortar tubería, costo: $500–3,000). Siempre verifique el caudal — un error de 20% en el caudal causa un error de 20% en el tiempo de riego.
Calcule su plan: Utilice nuestras calculadoras a continuación para obtener resultados precisos.