Construcción de tranques: Herramienta clave para asegurar el riego localizado

Los tranques de riego son una herramienta subutilizada que se está haciendo cada vez más necesaria. En particular cuando se utiliza riego localizado, técnica que obliga a regar más seguido, los embalses pequeños o tranques permiten aplicar el agua disponible según los requerimientos del cultivo.

Hoy, gracias a 35 grandes obras de regulación construidas por el Estado (embalses o presas), en Chile existe una capacidad de almacenamiento para riego de 4 mil millones de metros cúbicos, lo que representa el 30 % de la demanda de riego anual. Para cubrir la futura demanda, habrá que agregar 1.200 millones de metros cúbicos adicionales. Para ello se requerirá construir nuevos embalses, habilitar aquellos que estén en desuso y reparar los que tengan problemas. No importa si son grandes o pequeños. Hay muchos tranques en Chile que por razones de costo han sido abandonados porque sus dueños o quienes se benefician de ellos no pudieron reparar daños importantes desde el punto de vista constructivo, ya sea de sus muros o de sus obras de arte, o porque presentan problemas de embanque.

Por ejemplo, la Asociación Canal Maule –una de las más grandes del país-, tiene 38 tranques, pero sólo 7 de ellos funcionan bien.

“Dadas las condiciones de desarrollo del país y la inestabilidad del clima, se requiere desarrollar nuevos proyectos para dar solución a los grandes problemas de sequía y para permitir el desarrollo de nuevas áreas de cultivos, además de analizar de manera sustentable el desarrollo energético del país”, explica José Lagos, ingeniero civil de Cuenca Consultores, empresa que asesora en la construcción de embalses. A lo que Jaime Barahona, presidente de la Comunidad Canal Providencia, en la Región del Maule, agrega: “Hay muchos lugares en que los tranques están inutilizados, lo cual hoy día se está volviendo crítico. Como se está presentando el nivel de las lluvias y la poca reserva de agua, si no tenemos una capacidad de embalsamiento importante, vamos a tener serios problemas de riego”.

Utilidad agronómica de los tranques

En periodos de sequía, los caudales de los ríos disminuyen y aparece el suministro de agua por turno. En este contexto, si se es un productor que utiliza un sistema de riego presurizado –goteo, por ejemplo- y que necesita aportes de agua con una alta frecuencia, la utilización de un tranque se hace necesaria. “No se puede dejar de regar por goteo, porque la planta va a acusar un déficit hídrico. En periodo de sequía y con riego por goteo, se está más obligado a disponer un tranque. No basta la entrega de agua una vez a la semana, porque no se va a poder hacer funcionar el sistema con los equipos. Se va a tener que empezar a regar por tendido para aprovechar esa agua”, explica el experto en riego del Instituto de Investigación Agropecuaria (INIA), Dr. Gabriel Sellés. 

Un tranque no genera más agua pero permite aprovecharla mejor. Parte de ella se puede almacenar y así usarla en otro momento. En definitiva, es de utilidad para aquellos agricultores que poseen agua pero que tienen dificultades de oportunidad para su aplicación o no desean utilizarla directamente. Cuando los canales deben trabajar con sistemas de turnos permite estabilizar la entrega ante caudales muy grandes y en donde, además, hay tiempos en que se recibe poca agua. Sirve también, por ejemplo, para acumular los recursos hídricos provenientes de varios pozos para luego bombear el agua a los sistemas de riego. En el caso del riego localizado la cantidad de agua disponible es vital para regular su adecuada aplicación por el sistema. Los tranques, a su vez, se pueden utilizar como acumuladores nocturnos –para así tener mayor caudal de día-, de fin de semana o de temporada (invierno).

El tranque, en definitiva, entrega mayor seguridad de riego y mayor eficiencia en la gestión del uso del agua. Gracias a ello se puede regar una mayor superficie, de manera uniforme y mejorando rendimiento. “El hecho de construir un tranque puede llevar a aumentar la productividad, porque se puede administrar mejor el recurso”, concluye Sellés.

Diferencia entre tranque o embalse

Un embalse es cualquier medio de acumulación de agua que le permita a un agricultor aprovechar agua que se perdería si no existiese este reservorio y no puede ser utilizada en riego en la oportunidad que exige la demanda hídrica del cultivo. Su tamaño estará determinado por la cantidad de agua que tiene el regante (litros por segundo) y la cantidad de horas que se utilizarán para acumular. En definitiva, el volumen de la obra deberá calcularse a través de la multiplicación de un caudal por la unidad de tiempo de acumulación. Así, por ejemplo, un tranque nocturno, que acumula agua durante unas catorce horas diarias, será más pequeño que uno de fin de semana, que la embalsa por 36 horas.

Los embalses pueden ser intraprediales o extraprediales. En general, se conoce como “tranques” a los intraprediales, que generalmente son más pequeños. Éstos tienen un volumen que oscila entre los 3.500 m3 y los 50.000 m3. Son de regulación corta y se utilizan, principalmente, para la regulación nocturna o de fin de semana. Benefician a pocos usuarios y riegan pocas hectáreas.

Los embalses propiamente tales, por otra parte, se destinan principalmente a la regulación estacional o incluso interanual. Por lo general consisten en un muro que interviene un cauce mayor –por ejemplo un río o estero- y acumula el agua durante la temporada. Superan los 50 mil m3 y pueden llegar a embalsar varios millones de metros cúbicos. “Un embalse es una obra mayor de ingeniería que requiere la construcción de una presa o barrera fabricada con distintos elementos (rocas, hormigón o materiales granulares), que se construye generalmente en un estrechamiento del valle o desfiladero sobre un río o quebrada con la finalidad de detener el agua y acumularla”, explica José Lagos. Sus usos van más allá del riego e incluyen agua potable y generación hidroeléctrica.

Dónde conviene ubicar la estructura

Por lo general la cantidad de muros que tiene un embalse es relativa. Existen aquellos con solo uno (conocidos también como de quebrada), dos muros (que a veces también están en quebradas), tres (están en forma de U) y cuatro muros, situados en terrenos más planos, típico en el caso de tranques.

Su ubicación depende de la topografía del terreno. “Hay que tratar de hacerlo en la parte alta del predio con el objetivo de regar por gravedad”, afirma el ingeniero civil Wilhelm Gruss. Lo ideal es que se ubique lo más cerca posible de la fuente de agua –de manera de no perder recursos en el camino por infiltración- y a una altura que le permita ahorrar energía e influenciar la mayor área de riego posible. A su vez, el vaso natural (la parte que tiene el agua embalsada), comenta José Lagos, debe tener una capacidad adecuada y se debe obtener la mayor relación entre agua almacenada y volumen de movimiento de tierra (relación agua/muro).

El suelo de fundación, a su vez, debe ser impermeable. Para saber con qué tipo de suelo se cuenta, dice Lido Tortello, gerente de Maiposur Ingenieros Consultores, hay que sacar una o más muestras y enviarlas a un laboratorio que realice análisis de sus propiedades físicas, límite líquido, límite plástico y ensayos de compactación (cuánto se puede compactar).

Asimismo, se deben considerar otras variables como materiales disponibles para la construcción, ubicación y tamaño del vertedero y los problemas sísmicos a los que se pueden ver sometida la obra. Si al considerar todos estos factores, hay varias opciones de ubicación disponibles, entonces se deben considerar los aspectos económicos.

Algunas recomendaciones constructivas

Al momento de diseñar un embalse los expertos realizan diversas recomendaciones. En el caso de embalses de gran envergadura como es el caso de un embalse estacional, el muro nunca debe ser sobrepasado por el oleaje o las crecidas, para lo cual se sugiere que sea un poco más alto de lo necesario (valor denominado “revancha”). En tanto, el coronamiento que es la parte alta del muro –como es el punto más solicitado en los movimientos sísmicos- debe ser más ancho que lo habitual (3 a 3,5 m). Los taludes tienen que ser estables en todo momento y el muro, a su vez, debe ser diseñado para no imponer fatigas excesivas a la fundación. “La presa debe apoyarse sobre roca o suelos densos. Deben evitarse los suelos de fundación granulares finos y sueltos (arenas), ya que éstos pueden ser susceptibles de licuación espontánea durante un sismos”, apunta Lido Tortello.

Por otra parte, se recomienda controlar el flujo de filtraciones para evitar peligros de erosión interna. Por ello, el muro tiene que construirse con rellenos compactados y alcanzar un alto grado de densificación. Los rellenos granulares deben alcanzar densidades relativas superiores al 75% y los rellenos cohesivos tienen que ser compactados hasta alcanzar densidades cercanas al 95-100 % de la Proctor Standard (ensayo que se establece para determinar la relación entre la humedad y la densidad de un suelo compactado).

Existen, a su vez, otra serie de recomendaciones que el agricultor no debe olvidar cuando decida construir un embalse o tranque. Es fundamental realizar calicatas de un tamaño y profundidad suficientes como conocer las características del suelo, ya que generalmente de éste se extrae el material para la construcción de los muros. Además, se debe calcular adecuadamente la capacidad del tranque (“un aumento en capacidad no siempre es proporcional al aumento del costo”, dice Tortello), hay que ver bien cuál es la correcta relación de tierra a extraer por metro cúbico de agua a almacenar (mínimo es 1:2). Es recomendable también considerar la construcción de un desarenador que permite aumentar la vida útil del acumulador al evitar que los sedimentos que transportan las aguas de canal se depositen al interior del embalse, reduciendo año a año su capacidad de embalsamiento.

Los expertos recomiendan definir adecuadamente el diámetro de la estructura de salida del agua y construir obras simples y eficientes. Además, es preferible instalar un sistema de programación que permita gestionar el uso del tranque para definir cuánto y cuándo regar. Ello permitirá, en casos de emergencia, asignar un riego adecuado a aquellos cultivos que tengan un valor económico más alto. Pero, a fin de cuentas, lo más importante es siempre asesorarse por expertos.

Cómo evitar las pérdidas por evaporación

La principal forma de evitar la evaporación es disminuyendo el área del espejo del tranque. Muchas veces, explica Lido Tortello, un mal diseño y el temor a una elevada altura del muro, lleva a construir tranques bajos y que cubren una amplia superficie. Ello tiene como consecuencia un mayor calentamiento del agua, más algas y, en definitiva, mayor evaporación.

Ahora bien, si con el diseño adecuado se quiere bajar aún más los niveles de pérdida de agua, se pueden cubrir los tranques con mallas de PVC o Raschel, lo que disminuye la evaporación en 30%.

Cómo evitar las filtraciones

Las filtraciones se pueden evitar con una buena compactación del suelo. Pero también es posible emplear otros recursos.

  • Plastificado: son de PVC y HDPE, y se utilizan espesores cercanos o mayores a un milímetro. El costo final va desde los $1.000 a $3.500 el m2 instalado. Duran 5 a10 años, según el espesor y la protección UV.
  • Enchapado con arcilla: reduce la capacidad y tiene un costo de $4.000 a $5000 el m3 ($4.000.000 a $16.000.000/ha), según los espesores de la capa. Dependiendo del suelo, puede mezclarse para disminuir la permeabilidad. Tener cuidado con las arcillas expansivas y el secado del suelo que produce grietas. Existe la opción de instalar un geotextil bajo la arcilla para impedir que sea arrastrada. Esto encarece su costo.
  • Mezclar suelo: se utiliza cuando existen estratas arenosas definidas. Consiste en mezclar el suelo con excavadora hasta un metro de profundidad para luego compactar.
  • Geotextil con asfalto: consiste en la colocación de un geotextil, al cual se le aplica un imprimante y una capa delgada de asfalto, para disminuir aun más su velocidad de infiltración. Puede ser en superficie, pero es mejor enterrado.
  • Asfalto: se daña fácilmente con el calor y en los taludes tiende a escurrir. Requiere de un suelo muy bien compactado.
  • Hormigón-Shotcret: su costo es más alto y requiere de un suelo compactado o malla de alambre anclada.
  • Mezcla suelo-cemento: consiste en mezclar y compactar bajas dosis de cemento, a veces con un porcentaje de cal.

¿De qué depende el costo?

El costo depende de la cantidad de metros cúbicos de tierra a mover, si lleva plástico en los muros o en la totalidad, las obras de rebalse, llenado y vaciado y su complejidad y tamaño. Según Lido Tortello, de Maiposur, el valor de un tranque puede oscilar entre $700 a $1.900 por m3 (dependiendo del nº de muros). El tiempo de construcción puede demorar de uno a tres meses, considerando el tamaño, metros cúbicos de tierra a mover y maquinaria a emplear. “Como el costo del movimiento es por metro cúbico y no por hora de máquina, se pueden colocar varias máquinas simultáneamente. Así un tranque de 50.000 m3 de agua puede estar listo en dos meses, como uno de 300.000 m3 de agua también puede estarlo en el mismo periodo”, dice.

Recomendaciones  básicas para construir un tranque

  • Buen diseño.
  • Compactar y humedecer el suelo.
  • Realizar obras sencillas y económicas.
  • Hacer una buena mecánica de suelo, que asegure que el tranque no filtrará y tendrá un adecuado comportamiento.
  • Construirlo con alguien de experiencia.
  • Revisar bien el proyecto antes de ejecutarlo. El usuario también debe analizarlo y entender lo que se va a hacer.
  • No contratar maquinaria por hora; siempre hacerlo por metro cúbico. Con ello siempre se conoce el costo final.

Materiales de las Presas

Una presa de embalse debe cumplir tres funcio­nes básicas: impermeabili­dad, estabilidad y capacidad vertedo­ra. Estos requisi­tos han motivado que la mayoría de las presas estén compuestas por más de un material, existiendo una diversidad de diseños:  

  • Presas de tierra.
  • Presas de enrocado o de otros materiales permeables con pantalla impermeable (hormigón) como, por ejemplo, las CFRD (Concrete Face Rockfill Dam) con cuerpo de material fluvial.
  • Presas de concreto: de gravedad, hormigón rodillado o arco.