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Drenes topo

Publicado: 2 de enero de 2023
Por: Onaldo Candelero (Ing. Agrónomo) y Roberto Paulo Marano (Ingeniero en Recursos Hídricos). Argentina
Resumen

Este articulo se genera por un convenio de vinculación tecnológica con la FCA UNL por parte mi Ing. Agr Onaldo Candelero Mat Nº 174 CIAPC y el Ing en Rec Hidrico Marano Roberto Paulo. Esto surge a raíz de las problemáticas de drenaje de los suelos en Argentina.
Comencé a desarrollar este prototipo de implemento en el año 2011 cuyo objetivo es logran un buen drenaje, pero que no altere la capacidad de campo de los suelos. Estudiando como se realizaban los drenajes en Holanda y en las zonas de los grandes lagos de EEUU trate de desarrollar un implemento que cumpliera con este objetivo, pero adaptándolo a las legislaciones de las distintas provincia y a la nacional respecto del manejo del agua sub superficial, presentado como registro de patente de invención Nro.AR102379B1 solicitada el 21-10-2015 s/HERRAMIENTA DE LABRANZA VERTICAL ARRASTRE PARA CONFORMAR GALERÍAS SUBTERRÁNEAS DENOMINADAS "DREN TOPO" bajo el Titulo de Patente de Invención AR102379B1 de fecha 31 de Agosto de 2020.
A continuación expreso las características de los dos drenes topo patentados.
El trabajo se encuentra en ingles pero como conclusión se trabajo en un campo que tenia una infiltración de 20 mm/hs después del trabajo con el dren topo se logro una infiltración de 50 mm/hs se simulo una lluvia de 300 mm en 10 hs y después de 5 días no hubo mortandad de plantas de alfalfa.


 

DEFINICION: Técnica consistente en la generación de canales subterráneos de circulación de agua en el subsuelo. Se realiza con herramientas de corte vertical profundo que lleva un dispositivo “timón” adosado a un cilindro denominado “bala” con una cadena y una “bola”.
OBJETIVOS: Posee varios objetivos, desde mejorar la infiltración y el drenaje profundo del suelo, ayudar a la eliminación del exceso de sales, hasta provocar una depresión del nivel de la napa freática a la profundidad del tubo, provocando un resquebrajamiento lateral del suelo.
UBICACION Y ALCANCES: Puede aplicarse a una amplia gama de situaciones con mal drenaje, según los objetivos expresados antes, de las cuales se destacan las siguientes:
  • Objetivo de mejora en la infiltración-drenaje: Situaciones en las cuales el drenaje interno está impedido por un horizonte profundo (tipo fragipán, B sódico, etc.), de aparición frecuente en la zona mal drenada. En este caso la operación deberá romper el impedimento, de manera de permitir una mejor circulación del agua en profundidad y su desplazamiento en forma lateral.
  • Objetivo de deprimir la napa freática: Situaciones de bajos inundables (generalmente espartillares o pelos de chancho) asociados a lagunas o áreas más bajas. En estos casos la operación de construcción de los tubos subterráneos funciona ayudando al drenaje de la napa freática, aumentando el escurrimiento subterráneo por los drenajes que produce el topo. Las partes más bajas funcionan como áreas de salida del flujo de agua, donde la concentración de sales va a aumentar siendo esta área una “zona de sacrificio”, para de esta forma evitar contaminaciones por sales en el resto del terreno.
  • Labranza Vertical Profunda: Este implemento, por sus características permite producir fisuras laterales a la pasada del timón, estas fisura se producen por la expansión lateral que produce el pasaje de la bala con la bola, estas son difíciles de observar a simple vista pero midiendo con el penetrómetro digital, se observa una menor resistencia a la penetración entre los40 a70 cm de profundidad después de la pasada del implemento a una distancia lateral de 2  o 2,5 mts o sea que si las pasadas son a una distancia de 4  o 5 mts en las pasadas del Dren Topo. Logramos aflojar todo terreno en profundidad.
        ESPECIFICACIONES TECNICAS: Para los objetivos planteados antes, las condiciones operativas son las siguientes:
Profundidad: La profundidad dependerá de la ubicación del terreno, planimetría, curva de nivel y cuencas hídricas (divisorias de aguas y líneas de escurrimiento natural) que influyen al mismo, tipo de estructura y textura, cultivos implantados, por lo general son operaciones que se realizan entre70 a 90cm de profundidad, en el horizonte C buscando la capa arcillosa del terreno. En este sentido, el tubo deberá tener como mínimo unos10 cm de tierra arcillosa por encima del tubo, dependiendo del perfil estructural del suelo, normalmente se busca realizar el orificio en la parte del suelo que contenga más del 35% de arcilla.
Tipo de herramienta: La herramienta adecuada para este tipo de trabajo es el implemento conocido como “Dren Topo”, compuesto por un disco de corte cuya finalidad es evitar el atoramiento de rastrojo en el timón de gran ancho y poco espesor que disminuye la cantidad de HP necesarios para realizar el trabajo, con una “bala” que en su extremo opuesto al de penetración posee abulonada una  cadena y en el extremo opuesto un “bola” que producen los tubos subterráneos. La “bala” es un cilindro de acero de  8.5cm de diámetro con la punta en forma de “pico de flauta” adosado a la base del timón y por detrás mediante una cadena de25 cm de largo viene la “bola” de 10cm de diámetro, que genera un tubo dentro del suelo el cual no se desmorona y funciona escurriendo el agua de exceso.
El uso del “Dren Topo” permite generar tubos para el escurrimiento del agua infiltrada, y de ese modo se produce una dilución del contenido salino desde la superficie y de la napa freática del suelo, lo que mejora sus condiciones hídricas sin afectar la Capacidad de Campo de los suelos trabajados.
El tubo formado presenta en sus paredes el doble de dureza que el resto del suelo (5000 kilo pascal kPa) esto se ve en un espesor de4 cmde diámetro alrededor del tubo como puede observarse en la figura siguiente:
Dirección: La operación deberá realizarse teniendo en cuenta las curvas de nivel del lote generadas con precisión, respetando que las pendientes de los tubos no superen el0.02 a 0.03% de la pendiente, para evitar la erosión interna del tubo y prolongar su vida útil (2-4 años) la cual también va a depender del tipo de estructura y textura, a los fines de mejorar el almacenaje de agua de lluvia en los micro relieves generados por la labor y la disminución de sales en el perfil al igual que el nivel de la napa freática.
Es muy importante que el agua que se mueve dentro de los tubos lo haga a una velocidad muy baja que no supere los 50 cm/segundo, a esta velocidad no provocará erosión interna de los drenes.
Se debe tener en cuenta que los drenajes se efectúan en un sistema cerrado cuyos tubos se unirán en los laterales más bajos del lote, esta tarea se realiza con una pasada de “Dren Topo” a la misma profundidad con una distancia de 1.5mts de las cunetas o alambrados de acuerdo a los lotes.
En este lugar de efectuará un surco o badén pequeño de20 cmde profundidad y30 cmde ancho para colectar el agua que por presión superior rebalse en el lugar, si esto no ocurre, ese espesor de tierra trabajará por difusión para liberar lentamente el contenido de agua a otro drenaje o cuneta, reteniendo todo el contenido de sales, (zona de sacrificio).  
Estado de humedad: El estado de humedad ideal en el terreno para realizar el trabajo, es una humedad del 50%, el suelo debe estar en condición friable. En el sector de operación del conjunto “bala”, cadena y “bola” el estado de humedad ideal es mojado, debido a que con esta humedad se garantiza una perfecta construcción del tubo subterráneo. El estado y la condición están marcados en la imagen que sigue.
Velocidad de la labor: De acuerdo a estos objetivos, se recomienda una velocidad de trabajo de  5 km/hs en la construcción de los drenes, la cual es comparable a la desarrollada por una persona caminando a paso  normal rápido sin correr.
Distanciamientos entre los tubos: Para determinar la distancia entre los tubos se deberá tener en cuenta la infiltración del agua a flujo saturado (infiltrómetro de doble anillo de Munz), conductividad hidráulica y coeficiente de drenaje, de acuerdo a estos parámetros el distanciamiento podrá oscilar entre los 6 mts y 12 mts, por supuesto que a mayor profundidad, mayor distanciamiento o a menor profundidad más cerca los tubos, pero la profundidad mínima es por debajo del Horizonte B y tener como mínimo unos 10-15cm de tierra arcillosa por encima del tubo, dependiendo del perfil estructural del suelo, de esta forma no se afecta la Capacidad de Campo de la parte superior.
La distancia mínima entre los tubos debe ser la que no permita la ascensión capilar de sales.
Drenes topo - Image 11 
Tipo de Suelos: Esta Tecnología puede implementarse en los suelos que figuran en el triángulo textural que figura a continuación:
Drenes topo - Image 12 
Época de construcción: La época óptima para realizar el trabajo es cuando termina la recarga del perfil del suelo que son los meses de Marzo  hasta Octubre dependiendo de la humedad que tengamos en el lugar donde se va a efectuar el tubo porque si tenemos poca o mucha humedad va en detrimento de la vida útil del mismo.
Resultado del trabajo: con este tipo de manejo, bajo las condiciones ideales anteriormente mencionadas, se logra que el agua circule dentro de los tubos en forma de una lámina o pequeña película en la base del tubo, de forma continua durante todo el tiempo, lo que implica la eliminación de un volumen importante de agua a lo largo del tiempo, permitiendo tener un espesor importante de suelo libre de  la influencia de dicho elemento.
Aclaraciones: Esta herramienta no provoca ningún tipo de problemas en la transitabilidad de las distintas maquinarias, con posterioridad a la pasada del Dren Topo, siempre que se respete la diagramación establecida y que se trabaje en forma prolija en el enganche de una pasada con la otra.
Es importante aclarar que  el trabajo de Labranza Vertical Profunda resultará efectivo en el tiempo si logramos incorporar raíces lo más rápido posible en el lote, para poder estabilizar las grietas generadas y corregir los desbalances de los cationes en el suelo.
La efectividad  de  deprimir las napas freáticas dependerá no solamente del trabajo en el lote sino de la recarga freática de toda la zona. Ej: Si tengo una zona de 2000 has que aporta agua a 50 has y  efectúo solo el trabajo de Dren Topo a esas  50 has vamos a tener un resultado determinado ,pero si para esa misma zona sistematizamos 250 has el resultado será mejor. Para estos casos también es importante tener en cuenta el balance hídrico de las lluvias con respecto al consumo de los cultivos
Articulo generado a partir de un convenio de vinculación tecnológica con la FCA UNL por parte mi Ing. Agr Onaldo Candelero Mat Nº 174 CIAPC y el Ing en Rec Hidrico Roberto Paulo Marano surgido a raíz de las problemáticas de drenaje de los suelos en Argentina.
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Onaldo Candelero
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Onaldo Candelero
8 de agosto de 2023
En la Argentina hace del año 2011 que estoy trabajando con esta herramienta, hasta la fecha llevo más de 60.000 hectáreas trabajadas con buenos resultado, suelos de clase I hasta suelos de clase VII. es un implemento que se debe usar con la información más detallada del predio y toda la tecnología disponible para para el manejo de suelos en lo fisico, quimico, y biologico,
Jose Hurtado
8 de agosto de 2023
Le expresó mis felicitaciones y reconocimiento a los autores de este instrumento tecnológico que con seguridad brinda una efectiva solución de drenaje en suelos que presentan capas endurecidas y/o arcillosas que dificultan o son barreras físicas para la infiltración o percolacion del agua. Estimo que está herramienta tecnológica puede ser de gran utilidad en gran parte de los suelos sedimentarios de La Florida USA en donde se tiene una capa de arena superficial soportada en capas de arcillas que se constituyen en barreras para el drenaje subsuperficial.
Jesús peña b
22 de marzo de 2023
En Venezuela se han utilizado como un aditamento a los arados de cincel en suelos arcillosos dónde se siembra caña de azúcar bajo riego..son embargo con la entrada de cosecha mecanizado y nuevas tecnologías de aporque se cosecha la cala antes de entrada de lluvias y con la Napa de sueño con humedad facilita el rebrote..si creo que en algunos cultivos intensivos y suelos arcillosos es factible utilizar los topos evaluando los perfiles culturales de suelos etas ytipo de agricutore
Onaldo Candelero
20 de marzo de 2023
Hola Jesús este implemento ademas de facilitar el drenaje, haciendo las pasadas a 4 o 5 mts de separación entre cada una de ellas, actúa como labranza vertical profunda. La distancia entre cada pasada depende del tipo de suelo.
Jesús peña b
20 de marzo de 2023
Observe en las varzeas del sur de Brasil suelos dónde en lugar de utilizar topos usan drenaje superficiales tipo canales los cuales requieren menos potencia para su construcción drenando eficientemente los suelos
Onaldo Candelero
16 de enero de 2023
Hola Edgar te paso el link del trabajo de divulgación científica. https://authors.elsevier.com/a/1fBcNc13yRed5 Trabajo científico de Marano Roberto cualquier duda a tu disposición
Edgar Vega Vindas
9 de enero de 2023
A mediados de los años 1990, probamos un implemento similar a ese en Ingenio Taboga, Cañas, Gte., Costa Rica. Se utilizó un drenador topo adaptado por el Ing. Roberto Mayorga en un suelo vertisol con 70% de arcilla. No se obtuvieron los resultados esperados, considero, debido a la muy baja conductividad hidráulica del sector, de manera que salía muy poca agua por el final de los topos.
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