COMISION NACIONAL INSTITUTO DE INVESTIGACIONESDE RIEGO Y DRENAJE AGROPECUARIAS CENTRO REGIONAL DE

SECRETARIA EJECUTIVA INVESTIGACION REMEHUE OSORNO, DECIMA REGION

CARTILLA DIVULGATIVA

DRENAJE DE SUELOS ÑADIS

Día de Campo Módulo Demostrativo Convenio INIA /CNR “Investigación Drenaje Chiloé”

Autor: Leopoldo j. Ortega C. lng. Agr.Centro Regional de Investigacion INIA - REMEHUE

Serie Remehue N° 55 ISSN 0716 - 6257

INTRODUCCION

Los Ñadis son suelos que presentan topografía plana a levemente ondulada, poseen una estrata derivada de ceniza volcánica de profundidad variable entre2Oa8Ocm. Depositada sobre un sustrato de ripio. En la zona de contacto entre estas estratas se ubica una fina y continua capa cementada, de algunos milímetros de espesor, denominada "fierrillo", que actúa como, estrata impermeable al flujo vertical del agua.

Por estas características de suelo y topografía, y por no existir suficientes cauces naturales que actúen como zonas de descarga, estos suelos presentan una situación generalizada de mal drenaje.

En la Décima Región existe un total de 334.303 há. de suelos Ñadis, que representan un 18,9% de la superficie con aptitud agropecuaria. En estos suelos, tradicionalmente los agricultores han utilizado como sistema de drenaje los drenes topo, en combinación con un dren que actúa como recolector y evacuador. Este sistema es apropiado para la zona y es posible de optimizar incorporando algunos estándares para ciertos parámetros de diseño.

La presente Cartilla proporciona las características técnicas y los costos de construcción del sistema de drenaje zanja-dren topo, en base a mediciones realizadas durante la construcción de este sistema en suelos Ñadi de la décima Región.

DRENES TOPO

Los drenes topo son galerías subterráneas construidas en el interior del suelo, de aproximadamente 7,5 cm. de diámetro, las cuales están rodeadas de fisuras perif'ericas, para lograr la recolección de los excedentes hídricos que se acumulan en la zona radicular, como se indica en la Figura 1.

Para construir este tipo de drenes, el implemento utilizado se conoce con el nombre de "arado topo". Generalmente, éste es un implemento de tiro, que puede ser accionado mediante tracción mecánica o animal. Consta básicamente de una barra de tiro, tina mánsera doble, una hoja subsoladora, un cilindro de

Dren topo en funcionamiento

penetración o "topo", y un barón expandidor de mayor diámetro que el cilindro de penetración, como se indica esquemáticamente en la Figura 2.

Las fisuras perifericas que rodean la galería subterránea son la clave del éxito de la labor realizada por este implemento, y se considera que los factores más importantes para conseguir este efecto son: oportunidad o época de ejecución, velocidad de trabajo del implemento, y el mayor diámetro del barón expandidor respecto del torpedo de penetración.

FIG. 1. Corte transversal de dren topo.

También es importante obtener una galería continua y lo más lineal posible, lo que se consigue manteniendo una velocidad de trabajo constante, sin interrumpir la labor de construcción de los drenes, de tal manera de asegurar la rápida evacuación de las aguas de drenaje en todo su recorrido.

FIG. 2. Esquema de arado topo.

DISEÑO DE LA RED DE ZANJAS Y DRENES TOPO

En general, los ñadis presentan pendientes muy bajas, entre 0,2 y 0,5 %, por lo que es conveniente la realización de un levantamiento topográfico, con curvas a nivel cada 20 o 25 cm., como información necesaria para el diseño de la red de drenaje.El trazado de los drenes topo debe realizarse en el sentido de la pendiente para producir su funcionamiento, debido a qtie el arado topo no regula su profundidad de trabajo.

Para la disposición de las zanjas, éstas deben realizarse junto a los cercos, para lo cual hay que considerar el apotreramiento existente.

Las zonas de descarga deben identificarse y elegirse aquellas que estén más cerca. En lo posible, debe intentarse no perjudicar a terceros con la evacuación de estas aguas, descargando en cauces naturales o drenes matrices extraprediales, si es que existieran.

CONSTRUCCION DE ZANJAS

En general, debido a que la zanja sólo cumple la función de conducción y evacuación de agua, no se deben aumentar las dimensiones más allá de lo necesario para realizar esta función, por sus altos costos.

Debido a que el dren topo se construye sobre la capa de fierrillo, se recomienda por efectos prácticos, profundizar 5 pulgadas bajo esta capa, lo cual corresponde a un "pique de pala". Mayores profundidades se deben a la necesidad de mantener la pendiente de escurrimiento.

La pendiente de la zanja, se recomienda de un 0,2%, la cual es suficiente para asegurar un buen escurrimiento. No son recomendables pendientes mayores, pues sólo aumentan el movimiento de ripio, el cual es uno de los costos más altos.

En talud indicado en Figura 3, de 1/4:1, es suficiente. El talud es importante, pues impide el desplazamiento y caída de las paredes de la zanja.

Finalmente, deben separarse el ripio de la tierra, debido a que se destinan posteriormente a diferentes usos.

Zanja colectora con caudales de descarga.

FIG. 3. Dimensiones promedio zanja-dren topo para drenaje predial de suelos ñadis.

CONFECCION DE DRENES TOPO

Para asegurar la construcción de las fisuras periféricas del dren topo, se recomienda como época óptima de construcción, la salida de primavera o comienzos de verano, época en la cual el suelo se encuentra seco en su superficie, pero húmedo en profundidad.

Con el mismo objetivo de obtener fisuras periféricas, se recomienda una velocidad de trabajo de 3 km/hr. en la construcción de los drenes, la cual es comparable a la desarrollada por una persona caminando a tranco promedio normal.

En general, la profundidad de trabajo recomendada son 50 cm. pero en la práctica ésta queda condicionada a la profundidad de la estrata de fierrillo, ya que el arado topo no puede penetrar esta capa. Por esta razón, los drenes topo quedan a menor profundidad cuando la capa de fierrillo se encuentra a menos de 50 cm. Mayores profundidades de trabajo no son recomendables, pues 50 cm. son suficientes para lograr un buen drenaje de la zona radicular de praderas

El espaciamiento entre pasadas del arado topo no debe ser mayor a 5 m., debido a la excesiva precipitación y el lento escurrimiento, lo que obliga a una alta densidad de trazado de drenes topo. La literatura neozelandesa recomienda valores óptimos de 2 m.

Respecto al largo de los drenes topo, en la literaura neozelandesa se mencionan valores óptimos máximos de 100 m., pero de acuerdo a observaciones empiricas, es posible obtener un adecuado funcionamiento con drenes de hasta 200 m. de largo. Sin embargo, en la práctica este parámetro depende también de la geometría y tamaño de los potreros, ya que los drenes topo se trazan generalmente desde un cerco a otro, pues las zanjas colectoras en que descargan los drenes topo quedan ubicadas en forma contigua a los cercos.

Ubicación de arado topo en zanja colectora, al inicio de labor de construcción de drenes topo.

MOVIMIENTO MATERIAL DE EXCAVACION

Esta práctica, que generalmente no se realiza, es absolutamente necesaria, ya que al mantener acumulado el material de excavación a un lado de la zanja, se obstaculiza el esctirrimieiito superficial, y se apoza agua alrededor de la zanja.

Además, si se ha separado previamente la tierra del ripio, se puede usar la tierra para el relleno de sectores bajos al interior de los potreros, y el ripio se destina al relleno de caminos o calejones.

CERCADO DE ZANJAS

Es imprescindible realizar un cercado de la zanja, para protegerla del deterioro que produce el transito del ganado, de lo contrario, se estará destruyendo una de las inversiones más costosas realizadas.

ESTANDARES DE CONSTRUCCION

Los principales estándares medidos en la construcción de este sistema de drenaje en la región, son:

Rendimiento excavación tierra = 9 m3/día.Rendimiento excavación ripio = 2 m3/día.Vida útil pala en excavación = 0,1 km/pala.Vida útil picota en excavación = 0,5 km/picota.Rendimiento limpia zanjas (deterioro grave) = 9 m/día.Rendimiento limpia zanjas (deterioro regular) = 17 m/día.Rendimiento arado topo ( tracción mecanizada) = 1,8 km/hr.Rendimiento traslado tierra excavada = 6,75 m3/día.Rendimiento traslado ripio excavado = 3 m3/día.

COSTOS DE CONSTRUCCION

En el Cuadro 1, se presentan los costos de construción de un sistema de drenaje zanjadren topo para suelos ñadi Serie Frutillar, en condiciones de suelo limpio, sin restos de troncos ni matorrales. Los valores se obtuvieron de un caso real de 30,55 há. de superficie, resultando un costo de 150.202 S/há en pesos de Noviembre de 1994. En este estudio se realizaron las pasadas de los drenes topo espaciadas cada 5 metros, la construcción de las zanjas fue manual, y la construcción de los drenes topo fue realizada con tracción mecánica utilizando tractor.

CUADRO 1. Costos totales construcción sistema de drenaje zanja-dren topo para suelos ñadis, en una superficie de 30,55 há. (Valores del mes de Noviembre de 1994).

CONCLUSIONES

1. Sabiendo que el incremento de producción asociado al drenaje es alto, y considerando que la amortización del sistema es a largo plazo, debido a que una adecuada mantención de las zanjas permite una vida útil indefinida, y que el dren topo posee una vida promedio de 5 años, podemos afirniar que realizar el drenaje en estos suelos es una inversión rentable.

2. Es necesario optimizar el trazado de la red de drenaje con el uso del levantamiento topográfico, con lo cual se minimiza la longitud de zanjas y se determina la mínima pendiente para impedir profundizar en exceso la zanja, todo lo cual permite disminuir los costos de movimiento de tierra.

3. El ítem de mayor costo es el movimiento de ripio, ya sea de excavación o de traslado desde los bordes. Expresados en porcentajes del costo total, estos ítems representan los siguientes valores:

Excavación tierra 6,5 %Excavación ripio 31,8 %Movimiento tierra bordes 8,7 %Movimiento ripio bordes 21,2 %

4. La construcción del dren topo, y el cercado de las zanjas, labores que son imprescindibles de realizar, presentan costos relativamente bajos en consideración a sus beneficios.

Expresados en porcentaje del costo total, estos ítems representan los siguientes valores:

Confección dren topo 6,4 %Cercado de zanjas 8,1 %