1. Panorama de la irrigación industrial en Brasil
El Atlas de Irrigación de la ANA, lanzado el 26 de febrero de 2021, registró 8,2 millones de hectáreas equipadas para riego: el 64,5% (5,3 millones de hectáreas) con agua de fuentes naturales y el 35,5% (2,9 millones) fertirrigadas con agua de reúso.
El uso de agua de la agricultura de riego superó los 941 mil litros por segundo en 2019, y el Atlas proyecta 4,2 millones de hectáreas regadas más hasta 2040, un 79% por encima de la superficie actual regada con agua de fuentes naturales.
Para el pivote central, la ANA publicó en noviembre de 2023 un mapeo actualizado, con datos de 2022: el país superó los 30 mil puntos de pivote y 1,92 millones de hectáreas equipadas, un 24% más que en 2019. Seis estados concentran el 92,5% de esa superficie: Minas Gerais (29,2%), Goiás (16,3%), Bahia (15,3%), São Paulo (12,9%), Rio Grande do Sul (10,2%) y Mato Grosso (8,6%).
El Cerrado responde por el 70,4% del total, y Paracatu (MG), Unaí (MG), Cristalina (GO), São Desidério (BA) y Barreiras (BA) encabezan en superficie equipada.
Son referencias de 2019 y 2022, no mediciones de 2026. Para el proyecto de la finca, los datos decisivos son la disponibilidad hídrica, el cultivo, el manejo y la demanda en los periodos críticos.
Pivote, goteo, aspersión y riego superficial tienen demandas propias. La FAO relaciona la capacidad de bombeo con la superficie, la lámina bruta y el tiempo disponible. Ejemplo didáctico: 100 ha × 5 mm/día × 10 ÷ 0,80 ÷ 20 h/día = 312,5 m³/h, adoptando una eficiencia global de aplicación y distribución del 80%. Esos valores son hipótesis del ejemplo; el plan agronómico debe definir la lámina, la eficiencia y las horas reales.
Nota de ingeniería
Para cotizar, envíe el caudal por sector y la simultaneidad, las horas disponibles, los niveles mínimo y máximo del agua, la cota del punto de entrega, las tuberías, los filtros y la presión requerida por el sistema de riego.
2. Estación de captación superficial — corazón de la operación
Ríos, embalses y canales pueden variar en nivel, disponibilidad y carga de sedimentos. Reúna las condiciones de sequía y de crecida, el análisis del agua y las restricciones de la captación. Una selección basada solo en el nivel observado en la visita puede no representar la aspiración durante toda la campaña. Los pozos profundos exigen una evaluación propia y no se tratan aquí como aplicación automática de la FBCN.
En estación fija o flotante, verifique el NPSH disponible, la sumergencia de la toma, la entrada de aire y la pérdida de carga en la aspiración. Seguir el nivel del río con una plataforma no elimina la cavitación. Base, tubería, retención, protección contra residuos y la eventual operación en paralelo necesitan proyecto; una barcaza también exige una evaluación estructural y de amarre independiente de la selección de la bomba.
La altitud pesa en la aspiración. Según la U.S. Standard Atmosphere, 1976, la presión atmosférica baja de 1.013,25 hPa al nivel del mar a 898,76 hPa a 1.000 m. Con agua a 25 °C (presión de vapor de 3,17 kPa y 997 kg/m³, según el NIST), la diferencia entre la presión atmosférica y la de vapor equivale a unos 10,0 m de columna de agua al nivel del mar y 8,9 m a 1.000 m.
De ese valor se restan la altura de la bomba sobre el agua y las pérdidas en la aspiración; lo que queda es el NPSH disponible.
Ejemplo con hipótesis declaradas: a 1.000 m, con la bomba 4 m por encima del nivel mínimo y 1 m de pérdidas en la aspiración, el NPSH disponible queda en unos 3,9 m. La curva publicada de la FBCN 125-315 a 1.750 rpm (CC-136.07, rodete de 332 mm, agua limpia a 20 °C) pide un NPSHr de unos 3 m a 300 m³/h, lo que deja menos de 1 m de margen.
Si el río baja otros 2 m en la sequía, el disponible cae a unos 1,9 m, por debajo del NPSHr de la curva, y la bomba opera con cavitación, que empieza antes de ese punto. Por eso la selección parte del nivel mínimo, con margen.
La captación para riego es un sistema abierto: además de las pérdidas, la bomba vence la diferencia de cotas entre el agua y el punto de entrega (guía Improving Pumping System Performance, del DOE con el Hydraulic Institute, p. 8). La misma guía indica bombas en paralelo para sistemas con altura estática alta, con la ventaja de la redundancia: una puede salir para mantenimiento mientras las demás sostienen la operación (p. 9).
Defina cuántas bombas operan a partir de la curva del sistema y de los escenarios de consumo, incluidos los sectores cerrados. No sume caudales nominales sin verificar la asociación en paralelo. Modelo, diámetro de rodete, velocidad, motor, materiales y sellado deben constar en la propuesta. El manual FBCN indica construcción mecánica conforme a ASME B73.1; eso no prueba intercambiabilidad dimensional con cualquier bomba instalada.
3. Bomba para pivote central: presión en el punto crítico
La estación debe atender el conjunto de emisores previsto en el proyecto del pivote. Reúna la curva de demanda del equipo, el perfil del terreno y las condiciones de operación simultánea de otros pivotes. La presión requerida en el emisor no es la misma presión de descarga de la bomba: entre ambas hay desniveles, tuberías y accesorios.
Use las presiones y caudales publicados por el fabricante de los emisores, sin aplicar una banda única a todos los pivotes. Evalúe la posición topográfica más desfavorable y las pérdidas hasta ese punto. La curva de la bomba debe cubrir el servicio con el rango operativo y el NPSH adecuados; el ensayo y la documentación de desempeño deben definirse en la contratación.
Para cotizar la bomba del pivote, envíe, de la ficha del fabricante del pivote, el caudal de proyecto y la presión exigida en la entrada; la cota del punto del pivote y la del nivel mínimo del agua; la longitud, el diámetro y el material de la aductora; cuántos pivotes operan al mismo tiempo; y la energía disponible. Con esos datos, FB verifica el punto en la curva de la FBCN, el NPSH en la captación y el motor.
Cuando varios pivotes se turnan en la misma aductora, el caudal cambia a lo largo del día. La guía del DOE señala el ajuste de velocidad como el medio más eficiente de controlar el caudal, pero pide cautela cuando la altura estática es gran parte de la altura total: reducir la velocidad puede inducir vibraciones y problemas parecidos a operar con la descarga cerrada (p. 51). En ese caso, compare también el reparto del servicio entre bombas en paralelo.
4. Goteo y fertirrigación: filtración y materiales
En el goteo, las obstrucciones pueden alterar el caudal y la uniformidad de distribución. Embrapa destaca agentes físicos, químicos y biológicos y la necesidad de analizar el agua antes de la instalación. La apertura de filtración debe seguir al emisor y a la calidad del agua; no existe un corte universal de micraje que resuelva todos los sistemas.
Incluya las pérdidas del conjunto de filtros en la altura de la bomba, considerando el ciclo de limpieza definido por el proveedor. Informe también el caudal y la presión de contralavado, los sectores simultáneos y la estrategia de regulación. Un filtro seleccionado aisladamente puede cambiar la demanda de la estación cuando entra en limpieza. El control por válvula o por velocidad variable debe compararse para esa secuencia real.
Distinga la bomba de agua antes de la inyección de la que recibe solución fertilizante. Para contacto directo, envíe composición, concentración, temperatura y ficha de seguridad; el pH aislado no define la compatibilidad de carcasa, sellado y elastómeros. El manual FBCN lista construcciones en hierro fundido, WCB y CF8M, sin autorizar cualquier mezcla. Embrapa también orienta a verificar la solubilidad y la compatibilidad entre fertilizantes para evitar precipitados.
En la FBCN con empaquetadura, la cámara de sellado cambia con el fluido (manual MTEC-03/00, ítem 10). La ejecución estándar ST sirve para fluidos limpios y no agresivos. La S3, con lavado por líquido limpio de fuente externa, es la indicada para partículas abrasivas en suspensión o riesgo de cristalización, situación del agua con arena o de la solución que tiende a precipitar. Con sello mecánico, la ejecución sigue la aplicación (línea S del ítem 10).
Para fluidos con sólidos en suspensión, el manual pide consultar a FB (ítem 2.3); envíe el análisis de sedimentos de la captación.
Para transferir la solución concentrada, FB también tiene la serie FBE, de engranajes externos, que el catálogo FBE 2026 cita para fertilizantes (tarjeta Química, p. 3). Centrífuga o engranajes depende del caudal, de la viscosidad y de la ficha de seguridad de la solución; el manual de la FBE también pide consultar a FB cuando el fluido tiene sólidos en suspensión (MTEC-01/01, ítem 2.3).
5. Eficiencia energética y operación solar
Compare el consumo con mediciones de energía y volumen: el kWh/m³ permite seguir la estación en condiciones equivalentes de nivel, caudal y presión. Evalúe el rendimiento de la bomba, del motor y del control, y las pérdidas de la red, en los puntos realmente utilizados. El ahorro y el retorno dependen de la tarifa y de las horas locales; no pueden prometerse como un porcentaje fijo por el cambio de bomba.
La energía por metro cúbico sale de la altura y del rendimiento: E (kWh/m³) = ρ · g · H / (3,6 × 10⁶ · η). Con agua a 25 °C (997 kg/m³, según el NIST) y g = 9,80665 m/s², cada 10 m de altura cuestan 0,027 kWh/m³ de energía hidráulica.
En el punto de mejor rendimiento de la FBCN 125-315 a 1.750 rpm, cerca de 320 m³/h y 51 m con el 82% en la curva CC-136.07, la bomba pide unos 0,17 kWh/m³ en el eje, antes de las pérdidas del motor y del accionamiento.
En el ejemplo de la sección 1 (312,5 m³/h durante 20 h, o 6.250 m³ por día), eso da unos 1.060 kWh por día en el eje, si la bomba opera cerca de ese punto. Cada metro de altura evitado, en pérdida de carga en la aductora, en los filtros o en las válvulas, reduce la energía hidráulica en la misma proporción.
Por eso la comparación entre propuestas debe usar el mismo caudal, la misma altura y el rendimiento leído en la curva del modelo ofertado.
Si hay alimentación fotovoltaica, compare el volumen diario requerido con la energía disponible y la capacidad de almacenamiento de agua. El conjunto de bomba, motor y variador debe tener límites de velocidad aprobados para la configuración, incluidos caudal mínimo, potencia y NPSH. No se adopta un rango universal del 50% al 110% ni se presume un rendimiento constante en toda la variación.