El drenaje es el proceso de eliminar el agua de un área determinada de manera efectiva. Los sistemas de drenaje, generalmente utilizados en áreas agrícolas, sitios de construcción y jardines, aseguran la evacuación del exceso de agua acumulada en el suelo. Esto tiene como objetivo evitar que las raíces de las plantas se expongan a un exceso de agua y mejorar la estructura del suelo. Los sistemas de drenaje aumentan la salud y la productividad de las plantas al prevenir los charcos de agua causados por las precipitaciones o el riego. Al mismo tiempo, el drenaje utilizado en proyectos de construcción protege los cimientos de los edificios contra los daños causados por el agua y previene la erosión del suelo. El drenaje ofrece una solución útil en diversas áreas al controlar la acumulación no deseada de agua.
Drenaje Agrícola
El drenaje es el proceso de evacuar y eliminar el exceso de líquido en un entorno. También es sinónimo del término secado. En las áreas agrícolas, el término utilizado en lugar de líquido es agua y el drenaje sustituye al secado. Sin embargo, cuando se trata de agricultura, el objetivo no es la eliminación total del agua, sino proporcionar un entorno adecuado para que las plantas crezcan de la mejor manera posible. El drenaje agrícola se refiere al proceso de eliminar el exceso de agua en las áreas agrícolas utilizando técnicas apropiadas sin causar pérdidas de cultivos, efectos negativos en el suelo y sin dañar el medio ambiente. La simple eliminación del exceso de agua en el suelo no define completamente el drenaje agrícola. Por esta razón, en el marco de los principios de la agricultura sostenible, además del objetivo de prevenir la salinización del suelo, se denomina drenaje agrícola a todas las estructuras de ingeniería y medidas culturales realizadas para proporcionar el equilibrio suelo-agua y salinidad adecuado en el que las plantas cultivadas no experimenten estrés hídrico.
Expectativas del Drenaje
Las expectativas generales del drenaje pueden resumirse de la siguiente manera:
A. Regular el nivel de la capa freática y el flujo de agua subterránea en áreas con niveles altos de agua freática,
Controlar o impedir el flujo de agua hacia áreas húmedas,
Regular el efecto de las presiones artesianas,
Eliminar las aguas superficiales,
Controlar el nivel de la capa freática en áreas irrigadas o donde se vierte el exceso de agua, mejorando el suelo y el medio ambiente, apoyando el desarrollo radicular y el crecimiento vegetal, asegurando el tráfico en el terreno durante los procesos de siembra, plantación y cosecha, y mejorando la calidad del agua.
B. Eliminar el exceso de agua de los entornos de construcción, carreteras, áreas de juego y otras áreas de desarrollo físico.
C. Prevenir riesgos para la salud regulando y supervisando los niveles de agua, evitando problemas de salud al mantener bajo control áreas como residuos de pesticidas y zonas de cría de mosquitos.
El exceso de agua puede acumularse tanto en la superficie del suelo como en el subsuelo. La falta de uniformidad de la superficie del terreno, las irregularidades o una nivelación insuficiente pueden causar la acumulación de agua en la superficie. La masa de agua que no puede filtrarse profundamente debido al efecto de la gravedad se mueve en diferentes direcciones dentro del suelo. Estas aguas generalmente se acumulan en los puntos más bajos de los terrenos llanos, provocando el aumento del nivel del agua. Las aguas que se filtran en el suelo como resultado del riego y las precipitaciones pueden acumularse sobre una capa impermeable, llenando los poros del suelo y elevándose hasta la superficie del suelo. El límite superior de esta masa de agua representa el nivel de la capa freática.
Beneficios del Drenaje
El exceso de agua llena completamente los poros del suelo, alterando el equilibrio de aire y agua en el mismo. Las condiciones de falta de aire que persisten durante mucho tiempo pueden causar cambios negativos en la estructura del suelo y afectar negativamente el desarrollo de las plantas. Si el nivel freático alto entra en la zona radicular de la planta y permanece allí durante mucho tiempo, se producen diversos efectos negativos en el suelo y en la planta. Por lo tanto, el exceso de agua en la zona radicular debe eliminarse o drenarse de manera adecuada y en un tiempo apropiado. El tiempo apropiado se refiere a un período más corto que la aparición de los efectos del exceso de agua que causan negatividades en el suelo y en la producción agrícola. La eliminación de manera adecuada define el sistema de drenaje. En términos generales, las áreas con problemas de drenaje son las llanuras costeras, los valles fluviales, las llanuras interiores donde las precipitaciones son mayores que la evapotranspiración y las áreas áridas donde hay salinización secundaria y anegamiento debido a una mala gestión del agua. El drenaje artificial que se establecerá en estas regiones ofrece una solución adecuada y rentable. Los objetivos generales que se pretenden alcanzar y los efectos esperados con el establecimiento de estos sistemas se enumeran a continuación. Como parte de la gestión del agua agrícola, se pretende aumentar el rendimiento de las plantas y mantener la productividad del suelo. Estos objetivos del drenaje agrícola son los siguientes:
Eliminación del exceso de agua tanto de la superficie como del subsuelo,
Eliminación de sales solubles junto con el exceso de agua en el perfil del suelo,
Mantener el nivel del agua subterránea al nivel deseado.
En regiones con una capa freática alta en áreas salinas:
Controlar la capa freática y la salinidad del suelo al nivel deseado,
Mantener la productividad en áreas sumergidas y salinizadas.
Bajo condiciones especiales, los sistemas de drenaje proporcionan las siguientes ventajas:
Facilidad para que las máquinas entren en el campo para las labores agrícolas y días de trabajo más largos,
Aumento de la diversidad de plantas cultivadas cada año,
Capacidad para cultivar más plantas,
Capacidad para cultivar plantas de alto valor.
Las ventajas secundarias de los sistemas de drenaje son las siguientes:
La reducción de los niveles de agua subterránea proporciona agua más saludable y limpia a quienes viven en áreas residenciales.
La eliminación de aguas estancadas reduce la causa de muchas enfermedades al eliminar los hábitats de mosquitos e insectos.
La eliminación del agua superficial y de las aguas subterráneas altas facilita la entrada al terreno y aumenta la duración de las labores agrícolas.
La mejora de las condiciones ambientales, una capa freática más baja y la reducción de la salinidad evitan el deterioro de las condiciones del entorno.
Efectos del Exceso de Agua
El exceso de agua, es decir, una capa freática alta, es un problema que causa una serie de efectos negativos en las áreas agrícolas. El nivel freático alto requiere el establecimiento de sistemas de drenaje para mitigar los efectos del exceso de agua, especialmente en regiones lluviosas. Al mismo tiempo, la expansión de las áreas de riego y el aumento de la salinización secundaria han hecho que el drenaje sea obligatorio también en las regiones agrícolas de regadío.
Figura 1: Efecto del drenaje en el rendimiento
Efectos directos, provocan una serie de situaciones negativas en las áreas agrícolas. Entre estas situaciones se encuentran el impedimento del tráfico de vehículos en el terreno o de las operaciones agrícolas, la tardanza del suelo en alcanzar el punto de sazón, la dificultad en el laboreo del suelo y las actividades agrícolas, el retraso en el tiempo de siembra, la limitación de la zona radicular de la planta debido al alto nivel de la capa freática y el daño a las raíces de las plantas que permanecen en el agua por falta de aire. Como resultado de estos efectos, se pueden observar disminuciones en el rendimiento de los cultivos. En la Figura 2 se muestra esquemáticamente el perfil de humedad y el desarrollo de las raíces de las plantas en un suelo con y sin drenaje bajo condiciones de nivel freático alto. Mientras que el estado de humedad del suelo varía según la posición del agua freática, se observa un desarrollo débil en las plantas debido a una zona radicular pequeña causada por el nivel freático alto en el suelo sin drenaje, mientras que en el suelo con drenaje se observan plantas sanas con un sistema radicular desarrollado.
Figura 2: Efecto del drenaje y el agua freática en el suelo
Efectos indirectos, son el resultado de los efectos físicos, químicos y biológicos que la capa freática alta produce en el suelo. Las sales disueltas en el agua freática pueden llegar a las zonas radiculares de las plantas y, en ocasiones, hasta la superficie del suelo a través de la ascensión capilar. Con la evaporación del agua y la absorción por parte de las plantas, aumenta la concentración de sal en el agua freática. Esta situación puede provocar que las sales se acumulen en el suelo y alcancen niveles que dañen a las plantas. Estos fenómenos se observan con mayor frecuencia especialmente en regiones con veranos secos y calurosos, donde hay terrenos llanos. Por otro lado, la reducción excesiva del nivel de la capa freática puede aumentar las necesidades hídricas de las plantas. Especialmente en suelos de textura gruesa donde la ascensión capilar es baja, se pueden observar escasez de agua durante el período estival y, en consecuencia, disminuciones en el rendimiento debido a la insuficiencia de agua en algunas regiones.
En una primera etapa, los niveles altos de agua freática en ambos tipos de suelo provocan una disminución en el rendimiento, mientras que los niveles profundos de la capa freática provocan un aumento. Sin embargo, en los suelos arcillosos cuando el nivel de la capa freática desciende hasta una profundidad de 100-120 cm, se produce un aumento en el rendimiento, mientras que en los suelos arenosos el descenso del nivel de la capa freática por debajo de los 60-70 cm puede causar una pérdida significativa de cultivos. Además, mientras que el descenso del nivel de la capa freática a niveles más bajos en suelos arcillosos no provoca una disminución en el rendimiento, puede causar pérdidas de cultivos notables en suelos arenosos. Aunque estos límites varían según la estructura del suelo y el tipo de planta, el descenso rápido o lento del nivel del agua a las profundidades puede provocar una disminución en el cultivo en ambos casos. En caso de que la capa freática sea profunda, la causa principal de la disminución en el cultivo es la falta de agua. Para solucionar este problema, puede ser necesario construir sistemas de drenaje adecuados o aumentar la capacidad de los canales de riego, especialmente en regiones áridas.
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