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Manual de prcticas de ingeniera de riego a presin
CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional
Universidad Autnoma Chapingo i Departamento de Irrigacin
CONTENIDO GENERAL
NDICE DE CUADROS ...................................................................................................... X
NDICE DE FIGURAS .....................................................................................................XIV
RESUMEN ......................................................................................................................... 1
SUMARY ........................................................................................................................... 2
INTRODUCCIN ............................................................................................................... 3
1. PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO ...... 4
1.1. OBJETIVO ........................................................................................................... 4
1.2. ASPECTOSTERICOS ...................................................................................... 4
1.2.1. Obra de toma ..................................................................................................... 4
1.2.2. Estacin de bombeo .......................................................................................... 6
1.2.2.1. Crcamo ................................................................................................. 6
1.2.2.2. Equipo de bombeo ................................................................................. 6
1.2.2.3. Descarga ................................................................................................ 7
1.2.2.4. Subestacin elctrica.............................................................................. 7
1.2.2.5. Otras partes ............................................................................................ 9
1.2.3. Red de conduccin y distribucin ....................................................................... 9
1.2.4. Lneas de riego y emisores .............................................................................. 10
1.3. PROYECTODEUNSISTEMADERIEGOPRESURIZADO ............................... 15
1.4. ADQUISICINDEINFORMACIN .................................................................... 17
1.4.1. Datos del proyecto ........................................................................................... 18
1.4.2. Datos de cultivo(s) ........................................................................................... 18
1.4.3. Datos del Terreno ............................................................................................ 18
1.4.4. Datos de la fuente de abastecimiento .............................................................. 18
1.4.5. Datos de equipo de bombeo ............................................................................ 19
1.4.6. Datos de tubera .............................................................................................. 19
1.4.7. Croquis o plano ................................................................................................ 19
1.5. BIBLIOGRAFA .................................................................................................. 19
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CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional
Universidad Autnoma Chapingo ii Departamento de Irrigacin
2. CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR ...................................................... 20
2.1. OBJETIVO ....................................................................................................... 20
2.2. ASPECTOS TERICOS .................................................................................. 20
2.2.1. Normas aplicadas a aspersores............................................................ 20
2.2.2. Clasificacin de aspersores .................................................................. 21
2.2.3. Componentes de un aspersor de martillo ............................................. 22
2.2.4. Curvas caractersticas de aspersores ................................................... 24
2.2.5. Deduccin de la relacin gasto- carga en emisores. ............................. 24
2.3. DESCRIPCIN DE EQUIPOS, MATERIALES Y METODOLOGA .................. 27
2.3.1. Trabajo de laboratorio ........................................................................... 27
2.4. ADQUISICIN DE INFORMACIN ................................................................. 30
2.4.1. Aspersores ........................................................................................... 30
2.4.2. Potencia de la instalacin ..................................................................... 30
2.4.3. Obtencin de curva gasto-carga del aspersor....................................... 30
2.5. PROCESAMIENTO DE INFORMACIN.......................................................... 31
2.5.1. Clculo del modelo potencial del aspersor ............................................ 31
2.6. DISCUSIN DE RESULTADOS ...................................................................... 36
2.7. CONCLUSIONES ............................................................................................ 37
2.8. CUESTIONARIO.............................................................................................. 37
2.9. BIBLIOGRAFA. ............................................................................................... 37
3. EVALUACIN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIN PORTTIL .......... 38
3.1. OBJETIVOS ..................................................................................................... 38
3.2. ASPECTOS TERICOS .................................................................................. 38
3.2.1. Coeficiente de Uniformidad de Christiansen ......................................... 39
3.2.2. Coeficiente de Uniformidad de Hart ...................................................... 39
3.2.3. Coeficiente de Uniformidad de USDA ................................................... 40
3.2.4. Coeficiente de Uniformidad de Benami-Hore ........................................ 41
3.2.5. ndice de grosor de la gota ................................................................... 41
3.2.6. Prdidas por evaporacin y arrastre del viento ..................................... 42
3.2.7. Eficiencia de aplicacin ........................................................................ 43
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Universidad Autnoma Chapingo iii Departamento de Irrigacin
3.3. DESCRIPCIN DE EQUIPOS Y MATERIALES .............................................. 45
3.3.1. Equipo utilizado en evaluacin completa .............................................. 45
3.3.2. Componentes de la instalacin ............................................................. 45
3.3.3. Ubicacin de los pluvimetros en campo .............................................. 46
3.3.4. Traslape de los volmenes recogidos mediante el programa TRASLAPE 49
3.4. EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA EN ASPERSIN PORTTIL ................ 52
3.5.1. Datos generales ................................................................................... 52
3.5.2. Descripcin y evaluacin de los componentes de la instalacin ........... 52
D. Uniformidad de la instalacin ................................................................ 53
3.5.3. Prdidas por evaporacin y arrastre del viento .................................... 54
3.6. PROCESAMIENTO DE INFORMACIN......................................................... 55
3.6.1. Evaluacin de la uniformidad del riego ................................................. 55
3.6.2. Evaluacin del ndice de grosor de la gota ........................................... 60
3.6.3. Evaluacin de las prdidas por evaporacin y arrastre del viento ......... 60
3.7. DISCUSIN DE RESULTADOS ...................................................................... 61
3.8. CONCLUSIONES ............................................................................................ 63
3.9. CUESTIONARIO.............................................................................................. 63
3.10. BIBLIOGRAFA ................................................................................................ 644. EVALUACIN DE UN SISTEMA POR ASPERSIN DE CAN VIAJERO ........... 65
4.1. OBJETIVOS ....................................................................................................... 65
4.2. ASPECTOS TERICOS .................................................................................... 65
4.2.1. Los caones ............................................................................................. 65
4.2.2. Boquillas ................................................................................................... 66
4.2.3. Mecanismos de propulsin ....................................................................... 66
4.2.4. Mecanismos de funcionamiento, control y seguridad ................................ 674.2.5. Las mangueras ......................................................................................... 68
4.2.6. Importancia de una evaluacin ................................................................ 68
4.2.7. Cuando realizar una evaluacin ............................................................... 68
4.2.8. Dficit de humedad permisible ................................................................. 69
4.2.9. Uniformidad de distribucin ...................................................................... 69
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4.2.11. Prdidas por evaporacin y arrastre del viento ....................................... 69
4.2.12. Intensidad de aplicacin promedio ........................................................ 70
4.2.13. Lmina aplicada promedio ..................................................................... 70
4.2.14. ndice de grosor de la gota ..................................................................... 70
4.3. DESCRIPCION DE EQUIPOS Y MATERIALES................................................. 71
4.3.1. Evaluacin de los componentes de la instalacin ..................................... 72
4.3.2. Evaluacin de la uniformidad del riego ..................................................... 72
4.4. EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA EN CAN VIAJERO............................. 76
4.4.1. Datos generales ....................................................................................... 76
4.4.2 Descripcin de los componentes de la instalacin .................................... 76
4.4.4. Evaluacin de las prdidas por evaporacin y arrastre del viento ............ 77
4.4.3 Evaluacin de la uniformidad de la instalacin ......................................... 78
4.5 PROCESAMIENTO DE INFORMACIN......................................................... 80
4.5.1. Uniformidad de distribucin .................................................................. 80
4.5.2. Intensidad de aplicacin promedio ....................................................... 81
4.5.3. Lmina aplicada promedio .................................................................... 81
4.5.4. Evaluacin de las prdidas por evaporacin y arrastre del viento ........ 81
4.5.5. Evaluacin del ndice de grosor de la gota ........................................... 82
4.6. DISCUSIN DE RESULTADOS ........................................................................ 83
4.7. CONCLUSIONES .............................................................................................. 83
4.8. CUESTIONARIO ................................................................................................ 83
4.9. BIBLIOGRAFA .................................................................................................. 84
5. EVALUACIN DE UN SISTEMA POR ASPERSIN DE PIVOTE CENTRAL.......... 85
5.1. OBJETIVOS ..................................................................................................... 85
5.2. ASPECTOS TERICOS .................................................................................. 85
5.2.1. Descripcin del equipo ......................................................................... 855.2.2. Uniformidad del riego............................................................................ 87
5.2.3. Tasa de aplicacin promedio ................................................................ 89
5.2.4. Eficiencia de riego ................................................................................ 90
5.2.5. Pluviometra mxima en el extremo ...................................................... 90
5.3. DESCRIPCIN DE EQUIPOS Y MATERIALES .............................................. 92
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5.3.1. Equipo requerido .................................................................................. 92
5.3.2. Componentes de la instalacin ............................................................. 93
5.3.3. Tasa de aplicacin promedio ................................................................ 93
5.3.4. Uniformidad del riego............................................................................ 94
5.4. EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA EN EQUIPO DE PIVOTE CENTRAL .... 98
5.4.1. Datos generales ................................................................................... 98
5.4.2. Descripcin de la instalacin ................................................................ 98
5.4.3. Condiciones de viento .......................................................................... 99
5.4.4. Descarga de los aspersores ................................................................. 99
5.4.5. Evaluacin de la uniformidad .............................................................. 101
5.5. PROCESAMIENTO DE INFORMACIN........................................................ 102
5.5.1. Descarga de los emisores .................................................................. 102
5.5.2. Evaluacin de la uniformidad del riego ............................................... 102
5.5.3. Evaluacin de la pluviometra mxima en el extremo ......................... 107
5.6. DISCUSIN DE RESULTADOS .................................................................... 107
5.7. CONCLUSIONES .......................................................................................... 108
5.8. CUESTIONARIO............................................................................................ 108
5.9. BIBLIOGRAFA. ............................................................................................. 109
6. EVALUACIN DE SISTEMAS DE RIEGO POR ASPERSIN DE AVANCEFRONTAL ..................................................................................................................... 110
6.1. OBJETIVOS ................................................................................................... 110
6.2. ASPECTOS TERICOS ................................................................................ 110
6.2.1 Descripcin del equipo ....................................................................... 110
6.2.2. Uniformidad de distribucin de la fila .................................................. 112
6.2.3. Uniformidad de distribucin del sistema.............................................. 112
6.2.4. Pluviometra mxima .......................................................................... 1126.3. DESCRIPCIN DE EQUIPOS Y MATERIALES ............................................ 113
6.3.2. Material necesario para la evaluacin ................................................. 113
6.3.3. Evaluacin de los componentes de la instalacin ............................... 114
6.3.4. Evaluacin de la uniformidad del riego ............................................... 115
6.3.5. Uniformidad del sistema ..................................................................... 117
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6.4. EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA EN EQUIPO DE AVANCE FRONTAL . 117
6.4.2. Datos generales ................................................................................. 117
6.4.3. Descripcin de los componentes del lateral ........................................ 117
6.4.4. Condiciones de viento ........................................................................ 118
6.4.5. Evaluacin de la uniformidad .............................................................. 118
6.5. PROCESAMIENTO DE INFORMACIN....................................................... 121
6.5.2. Uniformidad de distribucin del sistema.............................................. 121
6.5.3. Pluviometra mxima .......................................................................... 123
6.6. DISCUSIN DE RESULTADOS .................................................................... 125
6.7. CONCLUSIONES .......................................................................................... 126
6.8. CUESTIONARIO............................................................................................ 126
6.9. BIBLIOGRAFA .............................................................................................. 126
7. CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO .................. 127
7.1. OBJETIVOS ................................................................................................... 127
7.2. ASPECTOS TERICOS ................................................................................ 127
7.2.1. Emisores ............................................................................................ 127
7.2.2. Aspectos hidrulicos de goteros, microaspersores y cintas de riego .. 135
7.3. DESCRIPCIN DE EQUIPOS Y MATERIALES ............................................ 1447.3.1. Equipo necesario ................................................................................ 144
7.3.2. Metodologa para evaluacin de goteros ............................................ 144
7.3.3. Metodologa para evaluacin de cintas de riego ................................. 146
7.3.4. Metodologa para evaluacin de microaspersores .............................. 148
7.4. EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA PARA DIFERENTES EMISORES ...... 150
7.4.1. GOTEROS ......................................................................................... 150
7.4.2. GOTEROS INTEGRADOS ................................................................. 151
7.4.3. CINTILLA ............................................................................................ 1537.4.4. MICROASPERSORES ....................................................................... 155
7.5. PROCESAMIENTO DE INFORMACIN...................................................... 156
7.5.1. Evaluacin de goteros ........................................................................ 156
7.5.2. Evaluacin de goteros integrados ....................................................... 158
7.5.3. Evaluacin de cintas de riego ............................................................. 161
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7.5.4. Evaluacin de microaspersores .......................................................... 164
7.6. DISCUSIN DE RESULTADOS .................................................................... 166
7.7. CONCLUSIONES .......................................................................................... 166
7.8. CUESTIONARIO............................................................................................ 167
7.9. BIBLIOGRAFA. ............................................................................................. 167
8. EVALUACIN DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO ................................. 168
8.1. OBJETIVOS ................................................................................................... 168
8.2. ASPECTOS TERICOS ................................................................................ 168
8.2.1. Definiciones ........................................................................................ 168
8.2.2. Riego localizado ................................................................................. 169
8.2.3. Emisores ............................................................................................ 169
8.2.4. Coeficiente de uniformidad de riego. .................................................. 172
8.2.5. Evaluacin de riego adaptada de Merian y Keller (1978) .................... 173
8.3. DESCRIPCIN DE EQUIPOS Y MATERIALES ............................................ 175
8.3.1. Material necesario .............................................................................. 175
8.3.2. Evaluacin de la uniformidad del riego ............................................... 175
8.4. EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA PARA SISTEMA DE RIEGO
LOCALIZADO ................................................................................................................ 1808.4.1. Goteo ................................................................................................. 180
8.4.2. Microaspersin ................................................................................... 182
8.5. PROCESAMIENTO DE INFORMACIN....................................................... 184
8.3.3. Goteo ................................................................................................. 184
8.5.2. Microaspersion. .................................................................................. 186
8.6. DISCUSIN DE RESULTADOS .................................................................... 188
8.7. CONCLUSIONES .......................................................................................... 188
8.8. CUESTIONARIO............................................................................................ 188
8.9. BIBLIOGRAFA .............................................................................................. 189
9. EQUIPOS DE FILTRACIN ................................................................................... 190
9.1. OBJETIVOS ................................................................................................... 190
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9.2. ASPECTOS TERICOS ................................................................................ 190
9.2.1. Prefiltros ............................................................................................. 196
9.2.2. Filtros de arena ................................................................................... 199
9.2.4. Filtros de malla. .................................................................................. 203
9.2.5. Filtro de discos o anillos .................................................................... 206
9.3. EVALUACIN DE LOS COMPONENTES DE LOS EQUIPOS DE FILTRADO
209
9.4. EJEMPLO DE PROCEDIMIENTO DE SELECCIN PARA DIFERENTES
TIPOS FILTROS ............................................................................................................ 212
9.4.1. Datos generales ................................................................................. 212
9.4.2. Emisores ............................................................................................ 212
9.5. PROCESAMIENTO DE INFORMACIN....................................................... 2129.5.1. Hidrocicln .......................................................................................... 212
9.5.2. Filtros de arena ................................................................................... 214
9.5.3. Filtros de anillos .................................................................................. 216
9.6. DISCUSIN DE RESULTADOS .................................................................... 217
9.7. CONCLUSIONES .......................................................................................... 217
9.8. CUESTIONARIO............................................................................................ 217
9.9. BIBLIOGRAFA .............................................................................................. 218
10. EQUIPOS DE FERTILIZACIN .............................................................................. 219
10.1. OBJETIVOS ................................................................................................... 219
10.2. ASPECTOS TERICOS DE FERTIRRIGACION .......................................... 219
10.2.1. Ventajas y limitaciones ....................................................................... 219
10.2.2. Equipos de inyeccin .......................................................................... 223
10.2.3. Consideraciones en la eleccin de un equipo ..................................... 233
10.2.4. Manejo de la fertirrigacin................................................................... 236
10.2. DESCRIPCION DE EQUIPOS Y MATERIALES ............................................ 240
10.3.1. Ubicacin del equipo .......................................................................... 240
10.3.2. Fertilizantes usados en Fertirrigacin ................................................. 241
10.4. EJEMPLO DE ELECCIN DE EQUIPOS DE FERTILIZACIN ..................... 246
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10.4.1. Datos del cultivo ................................................................................. 246
10.4.2. Fertilizantes disponibles ..................................................................... 246
10.4.3. Manejo del riego ................................................................................. 246
10.5. PROCESAMIENTO DE INFORMACIN....................................................... 246
10.5.1. Manejo de la fertirrigacin................................................................... 246
10.5.2. Eleccin del equipo a utilizar .............................................................. 248
10.6. DISCUSIN DE RESULTADOS .................................................................... 252
10.7. CONCLUSIONES .......................................................................................... 253
10.8. CUESTIONARIO............................................................................................ 253
10.9. BIBLIOGRAFA. ............................................................................................. 254
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NDICE DE CUADROS
Cuadro 1.1 Datos de cultivo ............................................................................................ 18
Cuadro 1.2 Datos de la fuente de abastecimiento ........................................................... 18
Cuadro.1.3 Datos de equipo de bombeo .......................................................................... 19
Cuadro 1.4 Datos de tubera ............................................................................................ 19
Cuadro 2.1 Datos registrados en laboratorio del aspersor Rain Bird TNT-30 ................... 31
Cuadro 2.2. Resultados de laboratorio procesados del aspersor Rain Bird TNT-30 ......... 31
Cuadro 2.3 Cuadro de gasto y presin del aspersor del aspersor Rain BirD TNT-30 ....... 32
Cuadro 2.4 Carga y presin del aspersor Rain Bird TNT-30 ........................................... 33
Cuadro 2.5 Gasto y presin del aspersor Rain Bird TNT-30 ........................................... 34
Cuadro 2.6 Gasto y carga del aspersor Rain Bird TNT-30 (catlogo) ............................. 35
Cuadro 2.7 Comparacin entre modelo de catlogo contra modelo de laboratorio del
aspersor Rain Bird TNT-30 .............................................................................................. 36
Cuadro 3.1. Valor de la uniformidad de distribucin ......................................................... 39
Cuadro 3.2 ndice de grosor de la gota ........................................................................... 42
Cuadro 3.3. Para llenado de datos de un aspersor .......................................................... 53
Cuadro 3.4 Lecturas registradas en el anemmetro........................................................ 54
Cuadro 3.5 Evaporacin registrada durante la prueba ..................................................... 54
Cuadro 3.6 Datos registrados por los pluvimetros para un aspersor ............................. 55
Cuadro 3.7 Datos registrados por los pluvimetros para cuatro aspersores.................... 58
Cuadro 3.8 ndices de grosor de gota a diferentes presiones y dimetro de boquillas ..... 60
Cuadro 3.9 Coeficientes de uniformidad obtenidas en la evaluacin .............................. 62
Cuadro 4.1 Lecturas registradas en el anemmetro........................................................ 77
Cuadro 4.2 Valores recomendados del espaciamiento en funcin de la velocidad del
viento ............................................................................................................................... 77
Cuadro 4.3 Evaporacin registrada durante la prueba .................................................... 77
Cuadro 4.4. Volumen recogido en los recipientes instalados en campo ........................... 78
Cuadro 4.5 Lecturas de tiempo en la medicin de la descarga en can Twin 101 ........ 79Cuadro 4.6 Lecturas de tiempo de avance en el can Twin 101 ................................... 79
Cuadro 4.7 Volmenes recogidos en los pluvimetros instalados en campo y
procesamiento de los mismos .......................................................................................... 80
Cuadro 4.8 ndices de grosor de gota a diferentes presiones y dimetro de boquillas .... 82
Cuadro 5.1. Longitud de tramos del pivote central ........................................................... 98
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Cuadro 5.2 Dimetros de la tubera de distribucin del pivote central ............................. 99
Cuadro 5.3 Condiciones de viento durante la realizacin de la evaluacin del pivote
central .............................................................................................................................. 99
Cuadro 5.4 Separacin y descarga de emisores del equipo de pivote central .............. 100
Cuadro 5.5 Volmenes recogidos en los pluvimetros del pivote central ...................... 101Cuadro 5.6 Procesamiento de volmenes obtenidos en los pluvimetros de acuerdo a su
nmero de posicin en la evaluacin del pivote central ................................................. 103
Cuadro 5.7.Volumenes ponderados al emplear el rea como factor de ponderacin en la
evaluacin del pivote central .......................................................................................... 104
Cuadro 5.8 Calculo de la uniformidad de Heerman y Hein (1968) para el equipo de pivote
central con una velocidad de avance del 100% ............................................................. 106
Cuadro 6.1. Valor de la uniformidad de distribucin ....................................................... 112
Cuadro 6.2. Especificaciones tcnicas para el emisor Super Spray de Senninger ......... 118Cuadro 6.3 Volmenes obtenidos mediante los pluvimetros instalados en campo durante
la evaluacin de avance frontal ...................................................................................... 119
Cuadro 6.4 Descarga de los emisores del equipo de avance frontal ............................. 120
Cuadro 6.5 Valores ordenados y sus respectivos parmetros obtenidos en los
pluvimetros instalados durante la evaluacin del equipo de avance frontal .................. 121
Cuadro 6.6. Lminas captadas (mm) en los vasos pluviomtricos para las pruebas de
uniformidad de aplicacin longitudinal en el avance frontal ............................................ 124
Cuadro 7.1 Caractersticas de microaspersores en funcin de tamao de boquilla ycaudal, Rain Bird. .......................................................................................................... 134
Cuadro 7.2 Exponentes de descarga de diferentes emisores de acuerdo ..................... 137
Cuadro 7.3 Valores comunes del exponente de descarga (x) para diferentes emisores 137
Cuadro 7.4 Variaciones de y con respecto a la temperatura................................... 139
Cuadro 7.5 Clasificacin de regmenes hidrulicos ....................................................... 140
Cuadro 7.6 Factor de correccin de la descarga en funcin de la temperatura ............. 141
Cuadro 7.7 Clasificacin de emisores segn normas ISO para CV ............................... 143
Cuadro 7.8 Clasificacin de emisores segn norma ASAE EP405.1 para goteros,microaspersores y difusores .......................................................................................... 143
Cuadro 7.9 Clasificacin de emisores segn Norma ASAE EP405.1 para tuberas
emisoras ........................................................................................................................ 143
Cuadro 7.10 Datos obtenidos durante la calibracin del gotero supertif ........................ 150
Cuadro 7.11 Datos obtenidos durante la calibracin del gotero hydrogol ...................... 152
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Cuadro 7.12 Datos obtenidos durante la calibracin de la cintilla Hydrolite ................... 154
Cuadro 7.13 Datos obtenidos durante la calibracin del microaspersor Rondo ............. 155
Cuadro 7.14 Relacin carga, caudal y coeficiente de variacin para el gotero supertif . 156
Cuadro 7.15 Obtencin del modelo del gotero Supertif ................................................. 156
Cuadro 7.16. Relacin carga, caudal y coeficiente de variacin para la cintilla Hydrogol 158Cuadro 7.17 Relacin carga, caudal y coeficiente de variacin para la cintilla Hydrolite 161
Cuadro 8.1 Clasificacin de los emisores en base a la forma en que disipan la presin 170
Cuadro 8.2 Clasificacin de emisores de acuerdo a su coeficiente de variacin ........... 170
Cuadro 8.3 Coeficiente de descarga de emisores ......................................................... 171
Cuadro 8.4 Sensibilidad a la obturacin ........................................................................ 172
Cuadro 8.5 Valor de la uniformidad de distribucin ....................................................... 178
Cuadro 8.6. Especificaciones tcnicas de NaaNDrip Thin-Wall dripline ........................ 180
Cuadro 8.7 Volmenes recogidos en los emisores de goteo NaaNDrip Thin-Wall ........ 181Cuadro 8.8 Volmenes recogidos en los emisores Rondo ............................................ 183
Cuadro 8.9 Procesamiento de datos de goteo NaaNDrip Thin-Wall .............................. 184
Cuadro 8.10 Procesamiento de datos de microaspersores Rondo ................................ 186
Cuadro 9.1 Estado, tipo de impureza y tratamiento de sustancias presentes en el agua
...................................................................................................................................... 192
Cuadro 9.2 Espectro de filtracin de sustancias presentes en el agua......................... 193
Cuadro 9.3 Espectro de filtracin de partculas ............................................................. 195
Cuadro 9.4 Calidad de la arena segn friabilidad .......................................................... 200Cuadro 9.5 Caractersticas de las granulometras ms usadas..................................... 201
Cuadro 9.6 Caudal en funcin de la calidad del agua a tratar ....................................... 201
Cuadro 9.7 Forma de los granos, porosidad y superficie especifica .............................. 202
Cuadro 9.8 Caudales segn velocidades ...................................................................... 205
Cuadro 9.9.Modelos y especificaciones de modelos comerciales de hidrociclones ....... 213
Cuadro 9.10 Hidrociclones comerciales ....................................................................... 213
Cuadro 9.11. Relacin rea vs caudal en tanques de filtracin ...................................... 215
Cuadro 9.12 Modelos y especificaciones de modelos comerciales de hidrociclones...... 216Cuadro 10.1 Comparacin de Sistemas de fertilizacin ................................................ 233
Cuadro 10.2 Influencia de la temperatura sobre la solubilidad de algunos fertilizantes
(gramos de fertilizante en 1 litro de agua destilada) ....................................................... 242
Cuadro 10.3 pH y CE de algunos fertilizantes a una concentracin de 1 gl-1 de agua
destilada ........................................................................................................................ 245
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Cuadro 10.4 Tasa de inyeccin a travs de un tanque fertilizante en funcin del gradiente
de presin y del dimetro de los tubos de entrada y de salida ....................................... 248
Cuadro 10.5 Especificaciones tcnicas de inyectores comerciales ............................... 249
Cuadro 10.6 Especificaciones tcnicas de bombas inyectoras hidrulicas.................... 251
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NDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 Componentes principales en una obra de toma ............................................... 4
Figura 1.2 Casos de obras de toma y bombeo .................................................................. 5
Figura 1.3. Esquema de estacin de bombeo ................................................................... 6
Figura 1.4. Equipos de bomba centrifuga horizontal y turbina vertical ................................ 7
Figura 1.5. Tren de descarga, con sus elementos de control y proteccin ......................... 8
Figura 1.6. Tuberas y accesorios de sistemas de riego .................................................. 10
Figura 1.7. Hidrante de aluminio ...................................................................................... 11
Figura 1.8. Codo de arranque y tee para conectar la tubera con compuertas ................. 11
Figura 1.9. Tubera con compuertas de PVC y lona ......................................................... 12
Figura 1.10. Diferentes tipos de goteros .......................................................................... 12
Figura 1.11. Diferentes modelos de microaspersores ...................................................... 13
Figura 1.12. Aspersores de impacto ................................................................................ 13
Figura 1.13. Aspersor gigante o can ............................................................................ 14
Figura 1.14. Avance frontal y pivote central ..................................................................... 14
Figura 2.1 Principales partes del aspersor ...................................................................... 22
Figura 2.2 Esquema del emisor de descarga .................................................................. 25
Figura 2.3. Material a utilizar para determinar la curva caudalcarga............................. 27
Figura 2.4 Aspersor Rain Bird ......................................................................................... 28
Figura 2.5 Calibrador de aspersores ................................................................................ 28Figura 2.6 Esquema ilustrativo de manmetro y vlvula de paso .................................... 29
Figura 2.7. Recipiente esquemtico para la medicin de la descarga. ............................. 29
Figura 2.8. Recta ajustada a los datos experimentales del aspersor Rain Bird TNT-30 ... 32
Figura 2.9. Recta ajustada a los datos experimentales del aspersor Rain Bird TNT-30 ... 33
Figura 2.10. Recta ajustada a los datos experimentales del aspersor Rain Bird TNT-30 . 34
Figura 2.11. Recta ajustada a los datos experimentales .................................................. 35
Figura 3.1 Componentes del sistema de aspersin porttil ............................................. 39
Figura 3.2 Distribucin de los aspersores ....................................................................... 43Figura 3.3. Material a utilizar en la evaluacin de aspersin porttil ................................. 45
Figura 3.4 Esquema ilustrativo de la distribucin del sistema ........................................ 47
Figura 3.5 Distribucin de los vasos pluviomtricos para captar el agua ......................... 48
Figura 3.6 Toma de lecturas de volmenes recogidos por los recipientes pluviomtricos 48
Figura 3.7. Representacin de la pluviomtrica recolectada mediante curvas ................. 57
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Figura 3.8. Representacin tridimensional del patrn de mojado del aspersor durante la
prueba ............................................................................................................................. 57
Figura 3.9. Comparativa de la uniformidad para el caso de uno y cuatro aspersores de
acuerdo a los diferentes coeficientes ............................................................................... 62
Figura 4.1. Can de brazo oscilante............................................................................... 65Figura 4.2 Can de turbina ........................................................................................... 65
Figura 4.3 Disposicin tpica de una parcela regada con un can viajero ..................... 66
Figura 4.4 Mecanismo de propulsin de fuelle hidrulico ................................................ 67
Figura 4.5 Mecanismo de propulsin con turbina: flujo parcial y flujo total ...................... 67
Figura 4.6 Ejemplo de mecanismo gua para enrollamiento de la manguera .................. 68
Figura 4.7 Lista de materiales utilizados en la prueba ..................................................... 71
Figura 4.8 Esquema ilustrativo de colocacin de pluvimetros ....................................... 73
Figura 4.9 Medicin de la descarga ................................................................................ 74Figura 4.10 Manmetro empotrado antes de la salida del can .................................... 74
Figura 5.1 Elementos en una instalacin de pivote central.............................................. 86
Figura 5.2 Patrn de aplicacin de agua para diferentes tipos de emisores .................... 87
Figura 5.3 Material necesario para la evaluacin del pivote central ................................ 92
Figura 5.4. Emisores del equipo de pivote central durante la evaluacin ......................... 93
Figura 5.5 Ubicacin de pluvimetros en campo ............................................................. 94
Figura 5.6 Ubicacin de pluvimetros en campo ............................................................. 95
Figura 5.7 Disposicin de pluvimetros ........................................................................... 95Figura 5.8 Equipo de pivote central en funcionamiento ................................................... 96
Figura 5.9. Gasto medido de los emisores instalados en el pivote central ..................... 102
Figura 5.10. Lamina de riego aplicada durante la prueba de uniformidad para una
velocidad de operacin del 100% del pivote central ....................................................... 105
Figura 6.1 Sistema de riego Avance frontal................................................................... 111
Figura 6.2. Material necesario para la evaluacin del pivote central .............................. 114
Figura 6.3 Esquema ilustrativo de ubicacin de pluvimetros en la zona dominada por el
avance frontal ................................................................................................................ 115Figura 6.4. Lminas captadas en la fila 1 ....................................................................... 122
Figura 6.5. Lminas captadas en la fila 2 ....................................................................... 122
Figura 6.6. Caudales descargados por los emisores ...................................................... 123
Figura 7.1. Gotero microtubo ......................................................................................... 130
Figura 7.2. Gotero helicoidal .......................................................................................... 130
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Figura 7.3 Gotero tipo laberinto..................................................................................... 130
Figura 7.4. Gotero sobrelinea pinchado ......................................................................... 131
Figura 7.5 Gotero tipo vortex ........................................................................................ 131
Figura 7.6 Gotero autocompensante ............................................................................. 132
Figura 7.7. Gotero autocompensante - autolimpiante..................................................... 132Figura 7.8. Cinta de exudacin ...................................................................................... 133
Figura 7.9. Manguera de doble pared. Bi-Wall ............................................................... 133
Figura 7.10. Manguera perforada. T-Tape ..................................................................... 133
Figura 7.11. a) Microaspersor b) Difusor ....................................................................... 134
Figura 7.12. Variacin de caudal en funcin de la presin ............................................. 135
Figura 7.13. Escala logartmica en funcin de la carga y caudal .................................... 136
Figura 7.14. Relacin caudal presin de emisores segn rgimen ................................ 138
Figura 7.15 Distribucin normal del caudal del emisor .................................................. 142Figura 7.16 Intervalo de presin de trabajo ................................................................... 149
Figura 7.17. Relacin carga - caudal del gotero Supertif ................................................ 157
Figura 7.18.Relacin carga - caudal de la cintilla Hydrogol emisor uno.......................... 159
Figura 7.19. Relacin carga - caudal de la cintilla Hydrogol emisor dos ......................... 159
Figura 7.20. Relacin carga - caudal de la cintilla Hydrogol emisor tres......................... 159
Figura 7.21. Relacin carga - caudal de la cintilla Hydrogol emisor cuatro ..................... 160
Figura 7.22. Relacin carga - caudal de la cintilla Hydrogol emisor cinco ...................... 160
Figura 7.23. Relacin carga - caudal de la cintilla Hydrolite emisor uno ......................... 162Figura 7.24. Relacin carga - caudal de la cintilla Hydrolite emisor dos ......................... 162
Figura 7.25. Relacin carga - caudal de la cintilla Hydrolite emisor tres ......................... 162
Figura 7.26. Relacin carga - caudal de la cintilla Hydrolite emisor cuatro ..................... 163
Figura 7.27. Relacin carga - caudal de la cintilla Hydrolite emisor cinco ...................... 163
Figura 7.28. Relacin carga - caudal del microaspersor uno .......................................... 165
Figura 7.29. Relacin carga - caudal del microaspersor dos .......................................... 165
Figura 8.1 Esquema ilustrativo de un sistema de riego localizado ................................ 169
Figura 8.2 Esquema ilustrativo para la seleccin de goteros de la unidad de riego ....... 173Figura 8.3 Cintas de riego por goteo instaladas en campo ........................................... 175
Figura 8.4 Esquema ilustrativo para la seleccin de laterales ....................................... 176
Figura 8.5 Medicin de la descarga de microaspersor con probeta graduada ............... 176
Figura 8.6 Medicin de la presin mediante manmetro ............................................... 177
Figura 8.7. Relacin presin-caudal de NaaNDrip Thin-Wall dripline ............................. 181
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Figura 9.1. Diagrama de fases del agua ........................................................................ 190
Figura 9.2 Esquema ilustrativo del hidrocicln .............................................................. 197
Figura 9.3 Esquema de funcionamiento del hidrocicln ................................................ 198
Figura 9.4. Prdida de carga en funcin del caudal y dimetro del hidrociclon .............. 198
Figura 9.5 Esquema ilustrativo de los filtros de arena ................................................... 199Figura 9.6. Granulometra .............................................................................................. 200
Figura 9.7.Prdida de carga en funcin de caudal del filtro de arena ............................. 202
Figura 9.8. Gasto para limpieza para un m2 de lecho filtrante en funcin del dimetro
efectivo de arena ........................................................................................................... 203
Figura 9.9 Esquema ilustrativo de filtro de mallas ........................................................ 204
Figura 9.10 Esquema ilustrativo de un filtro de anillos .................................................. 206
Figura 9.11 Esquema ilustrativo de un anillo ................................................................. 206
Figura 9.12 Proceso de filtrado de un filtro de anillos .................................................... 207Figura 9.13 Proceso de lavado de un filtro de anillos .................................................... 207
Figura 9.14. Prdida de carga en funcin de caudal del filtro de anillos ......................... 208
Figura 9.15. Esquema de relacin de medidas en hidrociclones comerciales ............... 212
Figura 9.16. Prdida de carga en relacin al caudal de filtracin de hidroclones Yamit Eli
...................................................................................................................................... 213
Figura 9.17. Color del anillo de disco y prdida de carga en funcin del caudal ............. 216
Figura 10.1 Esquema de funcionamiento de inyectora elctrica.................................... 225
Figura 10.2 Esquema instalacin de inyectora elctrica ................................................ 226Figura 10.3 Inyeccin en aspiracin de la bomba principal ........................................... 226
Figura 10.4 Esquema genrico de funcionamiento de una inyectora hidrulica ............ 227
Figura 10.5 Esquema de instalacin de una inyectora hidrulica .................................. 227
Figura 10.6 Esquema de instalacin y funcionamiento de un tanque de inyeccin ....... 228
Figura 10.7. Evolucin de la concentracin en un tanque de 200 l ................................. 229
Figura 10.8 Esquema de inyector Venturi ..................................................................... 230
Figura 10.9 Esquema bsico de instalacin de un inyector Venturi ............................... 231
Figura 10.10 Instalaciones tpicas de inyectores Venturi ............................................... 231Figura 10.11 Esquema de Venturis en paralelo ............................................................ 232
Figura 10.12 Bombas inyectoras hidrulicas ................................................................. 251
Figura 10.13. Grficos de prdida de carga para las bombas inyectoras TF- 10** ......... 252
Figura 10.14. Grficos de prdida de carga para las bombas inyectoras TF- 25** ......... 252
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INTRODUCCIN Tesis Profesional
Universidad Autnoma Chapingo 1 Departamento de Irrigacin
MANUAL DE PRCTICAS DE INGENIERA DE RIEGO A PRESIN
H. Garca-Martnez
1*
; S. S. Montesinos-Lpez
1*
; V. ngeles-Montiel
2
;R. MartnezElizondo3; Fco. R. Hernndez-Saucedo4;
F. Ros-Cruz5; J. A. Aguirre-Rojo6
RESUMEN
En Mxico, la superficie con infraestructura de riego es de 6.3 millones de
hectreas. El 54% de esta superficie corresponde a 82 Distritos de Riego, y el
46% restante a obras de riego pequeas operadas, conservadas y mantenidas por
los propios productores, las cuales se llaman Unidades de Riego. En el presentetrabajo se desarrolla la metodologa para la evaluacin del riego presurizado en
sus diferentes sistemas y componentes, se procede con la determinacin de los
coeficientes de uniformidad y la uniformidad de distribucin. Se desarrollan diez
prcticas para la evaluacin de los principales sistemas y componentes del riego
presurizado, en los cuales se calculan los principales parmetros que influyen en
la distribucin del agua, con lo cual se evala el manejo y la aplicacin adecuada.
Palabras clave: Coeficiente de uniformidad, .uniformidad de distribucin,
eficiencia de aplicacin.
1.Pasante de la carrera Ingeniero en Irrigacin. Departamento de Irrigacin. Universidad Autnoma Chapingo.2, 3, 4. Profesor del Departamento de Irrigacin. Universidad Autnoma Chapingo. Chapingo, Mxico.
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INTRODUCCIN Tesis Profesional
Universidad Autnoma Chapingo 2 Departamento de Irrigacin
ENGINEERING MANUAL OF PRACTICAL IRRIGATION PRESSURE
H. Garca-Martnez1*; S. S. Montesinos-Lpez1*; V. ngeles-Montiel2;
R. MartnezElizondo3; Fco. R. Hernndez-Saucedo4;
F. Ros-Cruz5; J. A. Aguirre-Rojo6
SUMARY
In Mexico, the area equipped for irrigation is 6.3 million hectares. 54% of this area
corresponds to 82 irrigation districts, and 46% remaining small irrigation works
operated, preserved and maintained by the producers themselves, which are
called Irrigation Units. In this work we develop the methodology for the evaluation
of pressurized irrigation in its various systems and components, we proceed with
the determination of the coefficients of uniformity and distribution uniformity. Ten
practices are developed for the evaluation of major systems and components of
the pressurized irrigation, in which calculated the main parameters that influence
the distribution of water, which assesses the proper handling and application.
Keywords: Uniformity coefficient. Uniformity of distribution, application efficiency.
1
. Under graduate of Irrigation Engineering, Irrigation Dept. Universidad Autnoma Chapingo, Mxico.2, 3, 4, Research Profesor Irrigation Dept. Universidad Autnoma Chapingo, Mxico.
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INTRODUCCIN Tesis Profesional
Universidad Autnoma Chapingo 3 Departamento de Irrigacin
INTRODUCCIN
En el departamento de irrigacin se imparte la materia de ingeniera de riego a
presin, cuyo objetivo es mostrar a los alumnos los principales sistemas de riego apresin que se manejan hoy en da, tanto en el pas como en el mundo, para el
desarrollo de las prcticas de la materia se cuenta con un laboratorio de
Ingeniera de Riego de la seccin de Riego y Drenaje del Departamento de
Irrigacin, ubicado en Tlapeaxco, teniendo una funcin de apoyo a los programas
tericos impartidos en el departamento. Por tal motivo se realiz el presente
manual en el cual se plasma la metodologa de evaluacin de los diferentes
sistemas de riego.
Actualmente no se cuenta con un manual de prcticas correspondiente a la
materia; sin embargo, resulta conveniente tener uno, con las mejoras y avances
que se han tenido en el ramo.
El contenido que se presenta en el trabajo es una herramienta de apoyo a las
prcticas de la materia de ingeniera de riego a presin, algunas de estas prcticas
se han venido impartiendo en cursos anteriores. Tambin lo aqu presentado
puede ser de utilidad para revisar los sistemas de riego en el campo y definir si
funcionan bien, regular o mal. A continuacin se describe, cada una de las diezprcticas consideradas, las cuales son: principales componentes de un sistema de
riego, curva caudal-carga de un aspersor, evaluacin de un sistema de riego por
aspersin porttil, evaluacin de un sistema por aspersin de can viajero,
evaluacin de un sistema por aspersin de pivote central, evaluacin de sistemas
de riego por aspersin de avance frontal, curva carga-gasto de un emisor de riego
localizado, evaluacin de un sistema de riego localizado, equipos de filtracin y
equipos de fertilizacin; en primer lugar se da una breve descripcin del mtodo
de riego, posteriormente se ejemplifica con datos de campo y clculos de
gabinete, tomados en el Laboratorio de Ingeniera de Riego del Departamento de
Irrigacin.
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PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO Tesis Profesional
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1. PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGOPRESURIZADO
1.1. OBJETIVO
Conocer que es un sistema de riego presurizado a nivel parcela, qu variantes
presenta y cules son sus principales componentes.
1.2. ASPECTOS TERICOS
1.2.1. Obra de toma
Esta obra permite tomar el agua de la fuente (canal, ro, pozo, manantial etc.) de
abastecimiento para conducirla hasta el crcamo de bombeo. Las partes de la obra
de toma son: el acceso, la estructura de entrada, las rejillas, el mecanismo de control
y el conducto. La obra de toma se caracteriza porque la longitud del conducto a la
descarga debe ser la mnima posible en el que no resulten grandes volmenes de
excavacin, en un tramo lo ms recto posible y alejado de curvas, con pendiente
suave y lo ms uniforme posible, evitando lugares cercanos a cadas y rpidas. En
caso de canales de tierra, el tramo debe ser lo suficientemente resistente para
desplantar la obra, evitando cauces inestables. En la figura 1.1 se presentan las
partes de la obra de toma.
Figura 1.1 Componentes principales en una obra de toma
Canal de acceso. Se construye para comunicar, en forma gradual, la fuente con la
toma y tambin se aprovecha el paso del agua por sta estructura, para sedimentar
materias en suspensin que lleva el agua.
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PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO Tesis Profesional
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Estructura de entrada. Constituye la entrada del agua sirviendo de apoyo a las
rejillas. Aloja los mecanismos o sistemas de control para el paso del agua, as como
lo necesario para facilitar su inspeccin y limpieza cada vez que lo requiera. En
ocasiones cerca de ella se antepone un muro para retener y desviar peces.
Rejillas. Adquiere formas y tamaos diversos que dependen de la naturaleza de los
cuerpos que va a retener, gastos y caractersticas del equipo de bombeo, la manera
de apoyarlas, as como de su accesibilidad para lograr su limpieza y restitucin.
Figura 1.2 Casos de obras de toma y bombeo
Partes de la obra de toma
La obra de toma consta de la obra civil construida para la extraccin del agua de la
fuente de abastecimiento. Esta puede ser de diferentes formas dependiendo del tipo
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PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO Tesis Profesional
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de fuente de abastecimiento: pozo profundo, ro, bordo, manantial, etc (figura 1.2).
En el caso de un pozo profundo, ste puede considerarse en s como la obra de
toma. En el caso de una fuente de abastecimiento superficial, la obra de toma puede
variar desde un crcamo de bombeo simple, integrado por un depsito con una
bomba centrfuga, hasta un crcamo complejo equipado con varias turbinas
verticales y un canal de llamada.
1.2.2. Estacin de bombeo
1.2.2.1. Crcamo
El pozo de succin o crcamo es la estructura vertical en donde descarga el
conducto de la toma y se instalan las bombas para elevar el agua al nivel deseado
(figura 1.3). Consiste generalmente en un depsito enterrado construido de concreto
o mampostera cuyas dimensiones estn en funcin de la magnitud del equipo que
se vaya a instalar y del procedimiento empleado en su construccin. Adems en su
diseo se toma en cuenta la facilidad que se debe tener para su inspeccin y
limpieza peridicas.
Figura 1.3. Esquema de estacin de bombeo
1.2.2.2. Equipo de bombeo
Lo constituyen todas las unidades (bomba y motor) de bombeo instalado para
proporcionar el gasto requerido, as como los accesorios de control y proteccin
(vlvulas) antes de iniciarse la descarga comn y los dispositivos de arranque y
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PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO Tesis Profesional
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parada. En la figura 1.4 se muestra equipos de bombeo centrifuga horizontal y
turbina vertical.
Figura 1.4. Equipos de bomba centrifuga horizontal y turbina vertical
1.2.2.3. Descarga
Puede decirse que la descarga de una planta de bombeo comprende todos los
elementos e instalaciones que se requieren para conducir el agua, desde la salida de
la bomba hasta donde se inicia su distribucin (figura 1.5). Se componen de equipo
de control como medidores de gasto, dispositivos reguladores de presin, vlvulas de
control y de seguridad, y manmetros; tambin cuentan con dosificadores deagroqumicos, filtros y accesorios (SARH, 1980).
1.2.2.4. Subestacin elctrica
En los casos en que es empleada la energa elctrica para mover las bombas, es
necesario instalar una subestacin elctrica, la cual tiene por objeto cambiar las
caractersticas de la energa aprovechada (generalmente de alto a bajo voltaje) y
suministrar la requerida por el equipo de bombeo (SARH, 1980).
Esencialmente una instalacin de este tipo consta de las siguientes partes:
Transformador. Mediante estos aparatos se cambia el voltaje de la
corriente, obtenindose el deseado.
Cuchillas fusibles. Se emplea para proteger la instalacin contra fallas
debidas a sobrecorriente causada por un corto circuito.
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PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO Tesis Profesional
Universidad Autnoma Chapingo 8 Departamento de Irrigacin
Interruptor con carga. Sirven para proteger la instalacin contra-
sobrecorrientes por fallas en la lnea de alimentacin y adems
desconectar con carga al transformador, a fin de darle a ste servicio
de mantenimiento.
Apartarrayos. Protege la subestacin contra las descargas
atmosfricas.
Equipo de Medicin. Registra la cantidad de energa consumida.
La magnitud de la subestacin depender principalmente de la potencia de cada
motor y del total en la instalacin.
Figura 1.5. Tren de descarga, con sus elementos de control y proteccin
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PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO Tesis Profesional
Universidad Autnoma Chapingo 9 Departamento de Irrigacin
1.2.2.5. Otras partes
Caseta de controles
Se construye para alojar los controles elctricos que operan a las bombas, como sonarrancadores, estacin de botones, etc. Se localiza de tal manera que el acceso a
ella sea rpido y fcil. Generalmente se procura que est cerca de la subestacin
para acortar la longitud de los cables que conducen la energa de bajo voltaje. Sus
dimensiones dependern de los artefactos que aloja, dotndosele de una buena
ventilacin.
Almacenamiento de combustible
En el caso de tener motores de combustin ya sea de gasolina, diesel, etc, ser
necesario disponer de un depsito para almacenar el combustible empleado y
asegurarse de l para evitar interrupciones del servicio por ese elemento. La
capacidad deber estar de acuerdo con el consumo de los motores y considerando el
tiempo que se necesita para proveerse de l nuevamente. Se ubicar en un lugar
poco alejado de los motores y no expuesto a chispas o flamas, procurando que un
vehculo tenga acceso fcil a l para su llenado.
Proteccin de las instalaciones
Se deben proteger los elementos de una planta de bombeo expuestos a animales,
personas ociosas y del agua de lluvia (SARH, 1980). Para lo primero se construyen
cercas de alambre, bardas de tabique, mampostera o muros de celosa, en los
lugares que se crean necesarios, procurando que con esto queden integradas todas
las partes de la planta. Cuando los motores no sean del tipo intemperie, se
protegern del agua de lluvia mediante una caseta.
1.2.3. Red de conduccin y distribucin
La red de conduccin y de distribucin constituye el conjunto de tuberas que llevan
el agua desde la fuente de abastecimiento o unidad de bombeo, hasta la entrada de
las secciones o laterales, en su caso. La red est compuesta por tuberas
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generalmente de PVC o aluminio con sus diferentes accesorios tales como
conectores, vlvulas de control, vlvulas de admisin y expulsin de aire, vlvulas de
alivio de presin, vlvulas de desfogue (figura 1.6). Las tuberas que comnmente se
utilizan para la construccin de lneas de conduccin son: acero, fierro galvanizado,
fierro fundido, asbesto-cemento, PVC, polietileno de alta densidad y cobre.
Figura 1.6. Tuberas y accesorios de sistemas de riego
1.2.4. Lneas de riego y emisores
A. Baja presin y tubera con compuertas
Hidrantes. Son las vlvulas de riego por donde se deriva o se entrega el agua a la
parcela, se conectan a la tubera con compuertas mediante la insercin de un codo
de arranque; los dimetros ms comunes en el mercado son de 6, 8 y 10 pulgadas,
en material de aluminio. Tambin se utiliza en sistemas de riego por aspersin, en
dimetros menores (figura 1.7).
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Figura 1.7. Hidrante de aluminio
Codo de arranque. Es un dispositivo porttil que permite la conexin entre el hidrante
y la tubera con compuertas, su funcin principal es de apertura y cierre del hidrante,
y de direccionar el flujo de agua (figura 1.8).
Figura 1.8. Codo de arranque y tee para conectar la tubera con compuertas
Tubera con compuertas. Las tuberas con compuertas representan la innovacin
tecnolgica ms reciente en la aplicacin del riego parcelario por gravedad y tiene
caractersticas muy importantes para el aforo, control y manejo del riego por
gravedad. Al igual que en los hidrantes, los dimetros comerciales ms comunes son
6, 8 y 10 pulgadas, con separacin entre compuertas de acuerdo con la separacin
entre surcos (0.70, 0.80, 1.0 m). El material de las tuberas con compuertas
normalmente es PVC; sin embargo, para sistemas operados con carga hidrulicanatural, se puede utilizar manguera de plstico enrollable (figura 1.9).
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Figura 1.9. Tubera con compuertas de PVC y lona
B. Riego localizado
En los sistemas de riego localizado los emisores se colocan en lneas de riego que
normalmente son tubos de polietileno de baja densidad y en forma equidistante. A los
tubos con los emisores (goteros o microaspersores) se les conoce como lneas
regantes. Los goteros pueden ser colocados en la lnea regante durante la
instalacin del sistema o puede escogerse tubera con goteros ya insertados en
fbrica; se les conoce como sistemas integrados. En la figura 1.10 se presentan
goteros integrados a la lnea regante, y los diferentes tipos de goteros.
Figura 1.10. Diferentes tipos de goteros
En la figura 1.11 se presentan diferentes modelos de microaspersores, el cual est
compuesto por el tubo (tubn) que surte de agua de riego desde la lnea regante, la
bayoneta o estaca, y propiamente el microaspersor.
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Figura 1.11. Diferentes modelos de microaspersores
C. Aspersin
Los principales componentes de un sistema de riego por aspersin son los
aspersores y los tubos elevadores. Los aspersores estn provistos de una o dos
boquillas montadas sobre un cuerpo central por las que sale el agua en ambos
sentidos.
Figura 1.12. Aspersores de impacto
Existen diferentes tipos de aspersores, los ms utilizados en la agricultura son los de
impacto, generalmente son de crculo completo y tipo sectoriales, los cuales riegan
slo en un cierto ngulo de trabajo preestablecido (figura 1.12). Por su presin de
funcionamiento existen aspersores de baja, media y alta presin. Los de baja presin
son aquellos cuya presin de operacin es hasta 2 kgcm-2.
Los aspersores de presin de operacin media son aquellos que operan entre 2 y 4
kgcm-2. Suministran caudales entre 0.2 y 1.5 ls-1(Comisin Nacional del Agua, 2002).
Los aspersores de alta presin son comnmente llamados aspersores gigantes o
caones (figura 1.13). Su presin de operacin es mayor de 4 kgcm -2. Suelen ser de
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gran tamao y pueden constar de una, dos o tres boquillas. El caudal vara entre 5 y
30 ls-1y su radio de mojado es de 25 a 60 m.
Figura 1.13. Aspersor gigante o can
Los sistemas de aspersin propulsados presentan desplazamiento en ramales de
riego como es el caso de los pivotes central y avance frontal estos constan de torres
con separacin entre ellas de 25 a 75 m y longitudes de laterales desde 60 a 800 m,
cuentan con motores elctricos para su movimiento pudiendo regular su velocidad de
avance y un sistema de alineamiento como seguridad del lateral y del mismo equipo
(Tarjuelo, 1992). Los emisores pueden ser aspersores de brazo oscilante, aspersores
o difusores y caones de extremo.
Figura 1.14. Avance frontal y pivote central
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1.3. PROYECTO DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO
Un proyecto de riego est constituido por diversos elementos de ingeniera que
interactan para lograr el propsito comn de aplicar el agua a los cultivos, a esta
interaccin se denomina sistema de riego (SARH, 1980). Para que un sistema de
riego desarrolle su mximo potencial, tanto el diseador como el instalador o
constructor y el usuario, deben cumplir ciertos requisitos durante las etapas de
planeacin, diseo, instalacin, operacin y mantenimiento. Si todas estas
actividades se realizan correctamente, el sistema se desempear eficazmente, lo
cual repercutir en una elevada eficiencia de aplicacin del agua a los cultivos, un
aumento de la produccin, el ahorro de agua y reduccin de costos por concepto de
energa elctrica. El proyecto debe incluir las caractersticas bsicas del sistema deriego, entre otras: la superficie, el gasto disponible, el gasto de diseo, el tipo de
sistema de riego adems se deben tener estudios y datos bsicos como:
1) Informacin bsica: caracterizacin del sitio, estadstica del clima, tipo de
suelo, muestras de agua, padrn de cultivos, fuente de abastecimiento,
padrn de usuarios y plano con la tenencia de la tierra.
2) Estudios preliminares: levantamiento topogrfico con curvas de nivel con la
separacin adecuada que se requiera para conseguir alta precisin en el
diseo del sistema, uso actual del suelo para planear la reconversin de
cultivos, estudio socioeconmico del rea del proyecto para conocer la
capacidad financiera de los usuarios, anlisis de calidad del agua para riego,
estudio agroclimatolgico y caracterizacin del suelo.
3) Estudios de factibilidad: generalmente el desarrollo de proyectos presupone la
existencia de estudios de factibilidad que fundamentan la ejecucin; sin
embargo, cuando no existan, stos debern elaborarse.
4) Pruebas y ensayos: cuando el sistema de riego proyectado se conecta a ladescarga de una o varias bombas existentes, es necesario realizar una prueba
electromecnica para determinar su funcionamiento real; esta prueba permite
conocer las relaciones gasto-carga y gasto-eficiencia de cada equipo. Si el
proyecto incluye las pruebas y puesta en operacin del sistema, stas
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debern realizarse bajo el procedimiento establecido en un manual de
operacin.
5) Diseo agronmico: este proceso consiste en dimensionar la superficie
mxima de cada unidad, as como su tiempo de riego a partir de la lmina de
diseo, el gasto disponible y de diseo, el tiempo de operacin, el gasto del
emisor y otras variables.
6) Diseo de la red hidrulica: esta etapa consiste en calcular, bajo un criterio de
optimizacin, el dimetro de las tuberas regantes, distribuidoras y de
conduccin; as como la prdida de energa de la red. El diseo de la red
parcelaria debe considerar al menos dos criterios bsicos: que las secciones
operen con una uniformidad de emisin alrededor del 90%, y que la velocidad
en las tuberas de la red parcelaria no sea mayor de 2.0 ms -1. La red deconduccin se debe disear manteniendo un equilibrio entre la inversin inicial
y el costo de operacin por consumo de energa elctrica, pues a mayor
inversin inicial por aumento del dimetro de las tuberas, se presentar un
menor costo por concepto de energa elctrica y viceversa.
7) Diseo de la unidad de control general y equipo de bombeo: en esta etapa se
seleccionan los elementos de la unidad de bombeo de acuerdo con las
necesidades de filtrado y de inyeccin del sistema de riego; la unidad de
bombeo se selecciona para satisfacer la carga dinmica total necesaria para
operar el sistema de riego, incluido el sistema de inyeccin de agroqumicos.
8) Diseo de la obra civil: en esta etapa se disea el crcamo de bombeo y en
algunos casos tambin la obra de toma, el canal de llamada, las instalaciones
elctricas, la caseta de controles, los atraques y otros elementos adicionales.
El crcamo de bombeo es la obra civil ms importante, ya que es esencial
para la correcta operacin del sistema de impulsin; el crcamo de bombeo y
el resto de las obras se disean para satisfacer la demanda de agua del
sistema de riego y las solicitaciones a las que estarn expuestas.
9) Reglas bsicas de operacin: la operacin del sistema depende de los
aspectos agronmico e hidrulico; cuando el proyecto ha integrado ambos
aspectos, resultan unidades de riego con reas de la misma magnitud, aunque
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tengan diferente forma. Este hecho simplifica la operacin del sistema, ya que
genera iguales tiempos de riego, para todas las unidades. Las reglas bsicas
de operacin deben especificar el tiempo de riego necesario para satisfacer la
demanda evapotranspirativa del cultivo en su etapa crtica. Adems, segn el
tamao de la unidad y el nmero de secciones de riego, se debe especificar
claramente la ubicacin de las secciones que pueden operar individual o
simultneamente.
10) Evaluacin econmica: la evaluacin econmica consiste en obtener los
indicadores econmicos bsicos para establecer la rentabilidad del proyecto.
Estos indicadores econmicos se deben obtener una vez que se hayan
definido las condiciones de operacin y los parmetros de evaluacin, como
son: la tasa de descuento, el periodo de evaluacin que estar en funcin dela vida til del proyecto, el monto de la inversin inicial del sistema de riego y
las reinversiones, el costo de produccin, el rendimiento esperado, el volumen
de produccin y el precio medio del producto. En este anlisis se deben
identificar todos los beneficios generados por el sistema de riego que pagar
la inversin realizada.
1.4. ADQUISICIN DE INFORMACIN
La compilacin de informacin es el primer paso en el proyecto de un sistema de
riego. La calidad de la informacin disponible es determinante para la realizacin de
un diseo econmico y funcional. Existen varias decisiones a considerar durante el
diseo de un sistema de riego, por lo que la disponibilidad de informacin con
oportunidad y confiabilidad es indispensable para la seleccin de la mejor alternativa
viable para las condiciones tcnicas, econmicas y sociales del proyecto, en los
apartados siguientes se muestran algunos formularios bsicos de llenado de
informacin.
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1.4.1. Datos del proyecto
Fecha: __________________________
Cinta de riego Can fijo Multicompuertas
Micro aspersin Can porttil Jardn
Subfoliar Aspersin semi-porttil Otro:
1.4.2. Datos de cultivo(s)
Cuadro 1.1 Datos de cultivo
Lote CultivoDist/hilera
(m)Dist/plantas
(m)Superficie
(ha)N
plantasMarco deplantacin
Sistemade riego
1.4.3. Datos del Terreno
Superficie: ___________ ha. Superficie a futuro: ___________________ ha.
Tipo de Terreno: Plano Accidentado Muy accidentado
Tipo de suelo: Arenoso Franco Arcilloso
Pedregoso si no
Capacidad de campo: ___________________________________
Punto de marchitamiento permanente: _____________________
Profundidad del nivel fretico: __________________________________________
1.4.4. Datos de la fuente de abastecimiento
Cuadro 1.2 Datos de la fuente de abastecimiento
Tipo defuente
Nivel (m)Desnivel del
agua a ladescarga
Disponibilidad Caudal autilizar(ls-1)Esttico Dinmico Caudal (ls-1)
Tiempo(h/da)
Das(da/mes)
Tipo: Pozo (P) Noria (N) Ri o Arroyo (A) Canal (C) Pila/embalse (E)
Calidad del agua: _____________________________________________________
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CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR Tesis Profesional
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2. CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR
2.1. OBJETIVO
Conocer los componentes de un aspersor y observar su funcionamiento para asrealizar su calibracin mediante la relacin de presiones de operacin con sus
respectivos gastos.
2.2. ASPECTOS TERICOS
Para el diseo de equipos de riego por aspersin es necesaria la determinacin de
las caractersticas de todas las partes que constituyen el equipo, de tal forma que
permitan la aplicacin del agua con alta eficiencia y al mnimo costo posible.
2.2.1. Normas aplicadas a aspersores
La norma mexicana NMX-O-166-SCFI-1999 ASPERSORES GIRATORIOS POR IMPACTO PARA
SISTEMAS DE RIEGO POR ASPERSINESPECIFICACIONES Y MTODOS DE PRUEBA, establece
los requisitos de calidad aplicables a los aspersores giratorios por impacto para
sistemas de riego por aspersin, que garanticen el uso eficiente del agua en el riego
agrcola. Adems, incluye informacin sobre los diferentes modelos de aspersores
para las presiones y gastos de trabajo recomendados por los fabricantes. Tambin
se incluye informacin sobre las caractersticas de las boquillas de los aspersores, su
funcionamiento hidrulico relacionado con el rea humedecida del terreno y sus
diferentes modelos de distribucin del agua aplicada al suelo. Otras normas
aplicables a nivel internacional son: UNE 68072 1986 MATERIALES DE RIEGO. ASPERSORES
ROTATIVOS. REQUISITOS GENERALES Y MTODOS DE ENSAYO, ASAE S330. Procedimiento de
ensayos en aspersin con fines de investigacin, ISO 7749-1: 1995 Equipo de riego
agrcola -- Aspersores rotativos -- Parte 1: Diseo y requisito de operacin, ISO15886-3:2004 Equipo de riego agrcola -- Aspersores rotativos -- Parte 3: Diseo y
requisito de operacin, ISO 15886-4 (en realizacin en ISO/TC23/SC18). Equipo de
riego agrcola -- Aspersores rotativos -- Parte 4: Diseo y requisito de operacin.
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CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR Tesis Profesional
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2.2.2. Clasificacin de aspersores
De acuerdo a su funcionamiento existen diferentes tipos de aspersores, dentro de los
cuales destacan los aspersores fijos y aspersores giratorios por reaccin y por
impacto.
A. Clasificacin de los aspersores por su mecanismo de giro
Aunque todos los aspersores giratorios tienen el mismo principio de movimiento
debido al impacto del chorro de agua sobre un accesorio instalado en un
mecanismo, stos se clasifican de la manera siguiente (Tarjuelo, 1992):
a) Aspersores de martillo: Son aquellos donde el mecanismo de accin del giro
es un martillo sujeto a un eje sobre el cuerpo del aspersor, accionado por una
muelle (resorte trabajando a torsin); este martillo produce un golpe
intermitente sobre el aspersor produciendo giros pausados.
b) Aspersores de balancn: Son aquellos donde el mecanismo de accin del giro
es a travs de un balancn accionado por su propio peso,
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