DEMANDA DE AGUA DE PARTE DE LOS CULTIVOS

Donde  Rn  es  la  radiación  diaria  neta,  G  es  el  flujo  de  calor  dentro  del  suelo,  H  es  el  flujo  de  calor  sensible  desde  la  superficie  hacia  la  atmósfera  (temperatura  de  superficie  -­‐  temperatura  atmosférica)  y  LE  es  el  flujo  de  calor  latente  que  corresponde  a  la  can?dad  de  agua  evaporada  expresada  en  unidades  de  energía.  

El  balance  de  radiación  puede  ser  extremadamente  complejo  cuando  la  superficie  ?ene  algún  elemento  de  heterogeneidad,  como  por  ejemplo  en  el  caso  de  vegetación  dispersa  .  Además  la  heterogeneidad  espacial  hace  que  los  flujos  de  energía  y  vapor  de  agua  provenientes  de  las  diferentes  superficies  evaporantes  interaccionen  entre  sí  lo  que  dificulta  enormemente  su  determinación  

 Resistencias  superficiales  y  aerodinámicas  al  transporte  de  vapor  de  agua.    La  resistencia  superficial  es  caracterís0ca  de  cada  superficie  y  determina  la  dificultad  que  0ene  el  vapor  de  agua  para  atravesar  la  capa  superficial  del  suelo    y  la  superficie  de  las  hojas  a  través  de  los  estomas.  La  resistencia  aerodinámica  está  determinada  por  la  textura  de  las  superficies  y  su  magnitud  0ene  una  relación  inversa  con  la  velocidad  del  viento.  De  forma  simplificada,  se  dis0ngue  la  resistencia  aerodinámica  del  suelo  (  rs  ),  de  la  planta  (rp    );  y  del  aire  (  ra  )  entre  la  altura  de  mezcla  (  zm)  y  la  altura  de  referencia  (zr  ).    

ET  de  referencia  (ETo)  sería  la  tasa  de  ET  de  un  cul?vo  hipoté?co  con  valores  fijos  de  altura  (12  cm),  resistencia  de  la  cubierta  vegetal  (70  s  m-­‐1)  y  albedo  (0.23),  que  representa  la  ET  de  una  superficie  extensa  cubierta  de  gramíneas  verdes,  de  altura  uniforme  y  crecimiento  ac?vo,  que  cubre  completamente  el  terreno  y  no  padece  de  falta  de  agua.    

Fuente: FAO, 1998

EVAPORACION DE BANDEJA

bbo EtKEt =Donde: Etb Evapotranspiración de bandeja ( mm/día) Kb Coeficiente de bandeja (adimensional) Et0 Evapotranspiración de referencia (mm/día)

Bandeja Tipo A

Bandeja ubicada sobre césped Bandeja ubicada sobre suelo desnudo Distancia

respecto a un cultivo

M

Humedad Relativa % Distancia respecto a suelo seco

M

Humedad Relativa % Velocidad del

viento m/s

Baja < 40

Media 40-70

Alta >70

Baja < 40

Media 40-70

Alta >70

Leve < 2 1 0.55 0.65 0.75 1 0.70 0.80 0.85

10 0.65 0.75 0.85 10 0.60 0.70 0.80

100 0.70 0.80 0.85 100 0.55 0.65 0.75

1000 0.75 0.85 0.85 1000 0.50 0.60 0.70 Moderada

2-5 1 0.50 0.60 0.65 1 0.65 0.75 0.80

10 0.60 0.70 0.75 10 0.55 0.65 0.70

100 0.65 0.75 0.80 100 0.50 0.60 0.65

1000 0.70 0.80 0.80 1000 0.45 0.55 0.60 Fuerte

5-8 1 0.45 0.50 0.60 1 0.60 0.65 0.70

10 0.55 0.60 0.65 10 0.50 0.55 0.65

100 0.60 0.65 0.70 100 0.45 0.50 0.60

1000 0.40 0.45 0.50 1000 0.40 0.45 0.55 Muy fuerte

>5 1 0.40 0.45 0.50 1 0.50 0.60 0.65

10 0.45 0.55 0.60 10 0.45 0.50 0.55

100 0.50 0.60 0.65 100 0.40 0.45 0.50

1000 0.55 0.60 0.65 1000 0.35 0.40 0.45

COEFICIENTE DE BANDEJA

EVAPOTRANSPIRACION REAL

COEFICIENTE DE CULTIVO

COEFICIENTE DE CULTIVO

Porcentaje de la estación de crecimiento 0% 20% 40% 60% 80% 100%

Establecimiento Desarrollo Media Inicio Madurez

Cultivo inicio del cultivo estación madurez fisiológica

Alfalfa 0,3 – 0,4 ----------------------- promedio 1,10 ------------- Maíz 0,30 – 0,50 0,70 – 0,85 1,00 – 1,20 0,80 – 0,95 0,50 – 0,60

Poroto verde 0,30 – 0,40 0,65 – 0,75 0,95 – 1,05 0,90 – 0,95 0,85 – 0,95 Poroto grano 0,30 – 0,40 0,70 – 0,80 1,05 – 1,20 0,65 – 0,75 0,25 – 0,30 Vid 0,30 – 0,50 0,60 – 0,80 0,80 – 0,90 0,6 – 0,8 0,5 – 0,7 Frutales hoja caduca 0,40 – 0,50 0,75 – 0,85 1,10 – 1,20 1,10 – 1,20 0,7 – 0,90 Cítricos y paltos 0,60 – 0,70 0,60 – 0,70 0,80 – 0,90 0,80 – 0,90 0,60 – 0,70 Frutales c/cubierta verde ----------------------------------------- promedio 1,00 ----------------- Arveja verde 0,40 – 0,50 0,70 – 0,85 1,05 – 1,20 1,00 – 1,15 0,95 – 1,05 Pimentón 0,30 – 0,40 0,60 – 0,75 0,95 – 1,10 0,95 – 1,10 0,80 – 0,90 Cebolla guarda 0,40 – 0,50 0,60 – 0,80 0,95 – 1,15 0,80 – 1,00 0,70 – 0,80 Cebolla verde 0,40 – 0,50 0,60 – 0,75 0,95 – 1,10 0,95 – 1,10 0,95 – 1,10 Tomates 0,30 – 0,40 0,60 – 0,80 1,10 – 1,25 0,80 – 1,00 0,60 – 0,80 Sandía 0,40 – 0,50 0,70 – 0,80 0,95 – 1,05 0,80 – 0,95 0,65 – 0,75 Melón, zapallo 0,40 – 0,50 0,60 – 0,75 0,95 – 1,05 0,70 – 0,80 0,60 – 0,70 Hortalizas arraigamiento superficial 0,30 – 0,40 0,60 – 0,75 0,90 – 1,10 0,90 – 1,10 0,80 – 0,90

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      1Valores derivados de CNR-CIREN, 1997.

Cultivo Desarrollo Mediados Finales Período Inicial del cultivo del período del período Cosecha vegetativo

Potroto Verde 0,3-0,4 0,65-0,75 0,95-1,05 0,9-0,95 0,85-0,95 0,85-0,9 Poroto Seco 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,65-0,7 0,25-0,3 0,7-0,8

Coliflor 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,1 0,9-1,0 0,8-0,95 0,7-0,8 Vid 0,35-0,55 0,6-0,8 0,7-0,9 0,6-0,8 0,55-0,7 0,55-0,75

Maíz Dulce 0,3-0,5 0,7-0,9 1,05-1,2 1,0-1,15 0,95-1,1 0,8-0,95 Maíz Grano 0,3-0,5 0,7-0,85 1,05-1,2 0,8-0,95 0,55-0,6 0,75-0,9 Cebolla Seca 0,4-0,6 0,7-0,8 0,95-1,1 0,85-0,9 0,75-0,85 0,8-0,9

Cebolla Verde 0,4-0,6 0,6-0,75 0,95-1,05 0,95-1,1 0,95-1,05 0,65-0,8 Arveja, fresca 0,4-0,5 0,7-0,85 1,05-1,2 1,0-1,15 0,95-1,1 0,8-0,95

Pimiento 0,3-0,4 0,6-0,75 0,95-1,1 0,85-1,0 0,8-0,9 0,7-0,8 Papa 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,2 0,85-0,9 0,7-0,75 0,75-0,9

Remolacha 0,4-0,5 0,75-0,85 1,05-1,2 0,9-1,0 0,6-0,7 0,8-0,9 Maravlla 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,7-0,8 0,35-0,45 0,75-0,85 Tabaco 0,3-0,4 0,7-0,8 1,0-1,2 0,9-1,0 0,75-0,85 0,85-0,95 Tomate 0,4-0,5 0,7-0,8 1,05-1,25 0,8-0,95 0,6-0,65 0,75-0,9 Sandía 0,4-0,5 0,7-0,8 0,95-1,05 0,8-0,9 0,65-0,75 0,75-0,85 Trigo 0,3-0,4 0,7-0,8 1,05-1,2 0,65-0,7 0,2-0,25 0,8-0,9

Alfalfa 0,3-0,4 1,05-1,2 0,85-1,05

Citricos 0,65-0,75 Olivo 0,4-0,6

Esta fase corresponde al período de plantación o siembra hasta cuando el cultivo alcanza alrededor de un 10% de cobertura vegetal. La duración de este período depende del cultivo, la variedad, fecha de plantación y el clima.

FASE 1 INICIAL

Comienza cuando el cultivo ha alcanzado un 10% de cobertura hasta cubrir totalmente la superficie. En la mayoría de las especies la cobertura de un100% se alcanza con inicios de floración. En el caso de cultivos hilerados como la frutilla esto ocurre cuando las hojas entre las hileras se tocan.

FASE 2 DE DESARROLLO

Esta fase se inicia con cobertura vegetal de un 100% hasta inicio de madurez del cultivo. El inicio de madurez se refleja en la mayoría de las especies a través del amarillamiento y senescencia y caída de las hojas o el cambio de color en el fruto. Esta fase es la de mayor duración tanto para especies anuales como perennes, pero puede llegar a ser muy corta para hortalizas de consumo fresco

FASE 3 DE MEDIA ESTACION

FASE 4 DE MADUREZ

Comienza con inicios de madurez y finaliza con la cosecha o senescencia total del cultivo.

FASES 1 2 3 4

Kc 0,4 0,5 0,7 0,6

Valores de Kc para frutilla bajo mulch en clima semiárido, según fases del cultivo. (FAO, 1998, Simone et al 1995, Martínez, 1995).

Región Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo

V I Costa

2,32 3,23 3,92 4,91 5,12 4,15 3,45

V I I Interior

2,12 3,22 4,22 5,40 5,74 4,50 3,49

EVAPOTRANSPIRACION DE REFERENCIA CULTIVO FRUTILLA mm/día

ACASPENN ++=

NECESIDADES NETAS

Donde: NN: Necesidades netas en mm/día PE: Precipitación efectiva en mm/día AS: Agua en el suelo, mm/día AC: Aporte capilar en mm/día

EfrNNNB =

NECESIDADES BRUTAS

Donde: NB: Necesidades brutas en mm/día Efr: Eficiencia de riego, en tanto por 1

Ejemplo de cálculo Se desea obtener la demanda de agua, expresada en litros por día, para cada metro de hilera plantada en el mes de enero, de una plantación de frutillas regada con cinta de riego. La plantación esta establecida en camellones de 0,8 m de ancho con dos hileras de plantas por camellón distanciados a 1, 2 m. Las hileras en el camellón están distanciadas a 30 cm. y las plantas a 20 cm. una de la otra. La plantación se encuentra ubicada en la comuna de Alhue.

De acuerdo a la Tabla 1, la evapotranspiración de referencia (Eto) para el mes de enero en Alhue es de 5,12 mm/día. La frutilla en enero en dicha zona se encuentra en la fase 3 del cultivo, es decir le corresponde un Coeficiente de Cultivo (Kc) de 0,6 (Tabla ). Con ambos datos obtenemos la Evapotranspiración del cultivo (ETc), a partir de la relación:

0EtKEt cc =

0/07,312,5*6,0 díammEtc ==

Luego las Necesidades Netas (NN) son equivalentes a la ETo producto de que la precipitación efectiva (PE) según la zona y el mes es despreciable o cero. Finalmente las Necesidades Brutas (NB) se obtienen a partir de las NN y de la eficiencia de riego (Efr) a partir de la siguiente relación:

ACASPENN ++=Se asume una eficiencia de riego de 90% para cinta de riego, entonces

díammNB /7,59,012,5

==

5,7 mm/día equivalen a 5,7 l/m2/día, asumiendo que en las dos hileras de frutillas en el camellón se tiene en un metro lineal un ancho ocupado por el cultivo de 60 cm. (30 cm. entre hilera más 15 cm. en cada borde), por lo tanto la superficie utilizada en un metro lineal del cultivo es de 0,6 m2 (0,6 m* 1 m).

díalmdíaml /42,36,0*//7,5 2 =

En 100 m lineales tenemos un requerimiento de 342 l. Como en una hectárea hay 100 camellones (100 m / 1 m entre camellones) la demanda del cultivo en una hectárea es de 34200 l/día. Si las Necesidades Brutas se desearan expresar como caudal (l/s) en 24 horas de riego continuo tenemos:

háslsldíahál //4,086400/34200//34200 ==

1 día tiene 86400 segundos.

vAQ *=

CAUDAL

Donde: A = es el área de la sección transversal del flujo perpendicular a la dirección de esta, se expresa en unidades de área, m2 ,cm2 . v = es la velocidad media del flujo, se expresa en m/s, m/h, cm/min.

PRESION Un fluido sometido a presión ejerce una fuerza hacia afuera sobre cualquier superficie que este en contacto con el. La presión tiene las dimensiones de fuerza dividida por área y una unidad común para la presión es el Newton por metro cuadrado (N/m2 ), esta unidad se denomina Pascal (Pa ; 1 Pa = N/m2).

AFP =

HIDRAULICA DE TUBERIAS

La trayectoria seguida por la partícula líquida se le llama línea de trayectoria.

Al trazarse las líneas de trayectoria para todas las partículas en una corriente, el efecto compuesto resultante representa el movimiento de la corriente entera.

FLUJO LAMINAR

FLUJO TURBULENTO

FLUJO TURBULENTO

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PERDIDAS POR ROCE EN TUBERIAS

Fricción de la tubería a lo largo de las secciones rectas de la tubería de diámetro y rugosidad uniforme, la pérdida en este caso ocurre en forma lineal a lo largo de la tubería, y se les conoce como pérdidas mayores.

PERDIDAS DE CARGA MAYORES

Cambios de dirección o velocidad del flujo .

Contracción de la sección transversal de la tubería, esta puede ser repentina o de derivación y provoca un aumento de la velocidad de flujo.

PERDIDAS DE CARGA MENORES

Ensanchamiento de la sección transversal de la tubería, esta puede ser repentino o gradual y provoca una reducción de la velocidad de flujo.

PERDIDAS DE CARGA MENORES

Obstrucción al paso del flujo, provocada por dispositivos de cierre como válvulas o que provocan un cambio en el área transversal de la tubería. Este provoca un aumento o reducción de la velocidad del flujo seguido por un restablecimiento gradual de la velocidad original.

PERDIDAS DE CARGA MENORES

Pérdida de carga provocada por codos o curvas, de distintos ángulos y radio de curvatura

PERDIDAS DE CARGA MENORES

La pérdida de carga menor total corresponde a la sumatoria de cada una de las pérdidas provocadas por los ítems anteriores. Una manera práctica y bastante aproximada de obtener este valor es asumiendo que las pérdidas de carga menores corresponden al 10% de las pérdidas mayores.

LDC

QHf *)*28,0( 87,4,85,1

85,1

=

Donde: Hf = pérdidas mayores por fricción, en m.c.a. Q = caudal que circula por la tubería en m3/s D = diámetro, en m. L = longitud de la tubería, en m. C = factor de fricción, adimensional

DETERMINACION PERDIDAS DE CARGA MAYORES

Material C

PE 150

PVC 150

Fibrocemento 140

Poliéster reforzado de fibra de vidrio 140 - 150

Fundición dúctil 110 – 130

Acero comercial 90 - 130

COEFICIENTE DE FRICCION DE RUGOSIDAD

Clase Presión nominal de trabajo a 20° C

k/cm2 lb/pulg2 m.c.a

4 6 10 16

4 6 10 16

60 90 150 240

40 60 100 160

Diámetros nominales y espesor, según Presión Nominal (Pn) en tuberías de PVC.

Diámetro Nominal

Dn mm.

Presión Nominal en bar

Pn 4 Pn 6 Pn 10 e

mm. e

mm. e

mm. 25 - - 1,5 32 - - 1,8 40 - 1,8 2,0 50 - 1,8 2,4 63 - 1,9 3,0 75 1,8 2,2 3,6 90 1,8 2,7 4,3 110 2,2 3,2 5,3 125 2,5 3,7 6,0 140 2,8 4,1 6,7 160 3,2 4,7 7,7 200 4,0 5,9 9,6 250 4,9 7,3 12,0 315 6,2 9,2 15,0 355 7,0 10,4 17,0 400 7,9 11,7 19,1

EQUIPOS DE BOMBEO

N° Pieza

1ª CUERPO DEL

DIFUSOR

1b DIFUSOR

2 IMPULSOR

3 CUERPO DE

BOMBA

4 COJINETE

5 CUERPO DE

MOTOR

6 EJE

BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBAS CENTRIFUGAS SUMERGIBLES

SELECCIÓN EQUIPOS DE BOMBEO

CURVAS CARACTERIISTICAS

CURVAS CARACTERISTICAS

CARGA DINAMICA TOTAL

gvhophcHfhdhsCDT2

2

+++++=

η*75*HQHP =

Donde: HP: potencia de la bomba, expresado en HP Q: caudal impulsado, en l/s H: altura manométrica, en m.c.a. η: eficiencia de la bomba, expresada en tanto por uno