Alirio Edmundo Mendoza

• Centro National de Tecnologia Agropecuarlo y Fceedal

-Enrique MYCIlel CO ∎ dova"

Ministerio de Agricultura y Ganaderia (MAG)

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PRESENTACIÓN

El riego por goteo es una tecnología útil, adaptable y que al ser bien aplicada, es sinónimo demejores rendimientos para nuestras parcelas. El presente documento, fruto de la experienciadesarrollada a lo largo de más de dos décadas de trabajo en el área y de la dedicación al estudiode esta tecnología, pretende constituirse en una guía metodológica, la cual permitirá a losprofesionales del agro, conocer desde la importancia y comportamiento del agua bajo el punto devista del riego por goteo, hasta la instalación y evaluación adecuada de los sistemas.

Los conocimientos planteados en este libro permitirán al mismo tiempo, ofrecer a la poblaciónproductora del país, en especial a aquella que cuenta con recursos limitados de suelo y agua, unanueva alternativa para hacer más productivas sus tierras, sin que ésta entre en conflicto con eladecuado uso del recurso hídrico o el cuido del medio ambiente.

Hablar de riego por goteo es hablar de una tecnología rentable, con la capacidad de hacerproducir hortalizas y frutales en casi cualquier superficie cultivable, y que al ser introducida enotros cultivos eleva la productividad de los mismos.

El riego por goteo representa una herramienta sustentable capaz de potenciar la diversificación delas fincas, reducir el consumo de agua y ayudar a garantizar la seguridad alimentaria y nutricionalde nuestro país.

No tengo la menor duda que extender el uso de este método de riego es parte de la solución quepermitirá mejorar los niveles de producción y productividad, así como generar mejoresoportunidades de empleo en el medio rural, mediante la diversificación de la tierra y el usoadecuado del recurso hídrico.

“Riego por goteo” es por ahora un documento que está al alcance de las familias productoras, delos profesionales del agro, institutos de investigación y población en general, con la fe puesta enque abonará a la adecuada difusión de esta tecnología, que es tan necesaria en nuestro país.

Ing. Alirio Edmundo Mendoza MartínezAutor

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ÍNDICE GENERAL

Pag.

I LA IMPORTANCIA DEL RIEGO PARA LA PRODUCCIÓN 1

II EL AGUA EN EL SUELO 2

GENERALIDADES 2COMPOSICIÓN DEL SUELO 2RELACIÓN ENTRE EL AGUA Y EL SUELO 2DIFERENTES CLASES DE AGUA EN EL SUELO 2MEDICIÓN DE LA HUMEDAD DEL SUELO 4LÁMINA DE AGUA 7INFILTRACIÓN DE AGUA EN EL SUELO 7

III EL AGUA DISPONIBLE PARA EL RIEGO 9

GENERALIDADES 9CANTIDAD DE AGUA DISPONIBLE PARA RIEGO 9CALIDAD DEL AGUA PARA RIEGO 9OBSTRUCCIONES EN RIEGO LOCALIZADO 13ANÁLISIS DEL AGUA 14

IV NECESIDADES DE AGUA DE LOS CULTIVOS 16

GENERALIDADES 16EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL (ETP) 17EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO DE REFERENCIA (ETO) 17EVAPOTRANSPIRACIÓN REAL, ACTUAL O EFECTIVA (ETC) 17DEMANDAS DE AGUA 18CÁLCULO DE LA ETC 19ETC Y NECESIDADES DE RIEGO 20CALENDARIO DE RIEGO 21

V RIEGO POR GOTEO 24

DESCRIPCIÓN 24VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL RIEGO POR GOTEO 25COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO POR GOTEO 25

VI DISEÑO DE SISTEMAS DE RIEGO POR GOTEO 53

GENERALIDADES 53DISEÑO AGRONÓMICO 53DISEÑO GEOMÉTRICO 58DISEÑO HIDRÁULICO 60

VII MANTENIMIENTO DE SISTEMAS DE RIEGO POR GOTEO 71

GENERALIDADES 71MEDIDAS GENERALES DE MANTENIMIENTO 71LAVADO DE LA RED DE TUBERÍAS 71MANTENIMIENTO DE LOS FILTROS 72OBTURACIONES 73BACTERIAS PRODUCIDA POR EL HIERRO Y EL MANGANESO. 76TRATAMIENTO CON ÁCIDO 77TRATAMIENTO DE CLORACIÓN 78

VIII INSTALACIÓN DE SISTEMAS DE RIEGO POR GOTEO 80

GENERALIDADES 80PLANIFICACIÓN DE LA INSTALACIÓN 80EQUIPO Y HERRAMIENTAS 80ENTREGA DE MATERIALES 80ENSAMBLAJE DE PIEZAS 80TRAZO Y EXCAVACIÓN DE ZANJAS 80

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ENSAMBLAJE DE LAS TUBERÍAS 81RELLENO PARCIAL DE ZANJAS 81INSTALACIÓN DE LÍNEAS LATERALES 81INSTALACIÓN DE CINTA DE GOTEO 82COMPROBAR LA OPERACIÓN DE LOS CONTROLES, LAS VÁLVULAS, FILTROS Y EL SISTEMA DE RIEGO. 83

IX EVALUACIÓN DE SISTEMAS DE RIEGO POR GOTEO 84

GENERALIDADES 84OBJETIVOS DEL RIEGO 84EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE RIEGO 84

BIBLIOGRAFÍA 90

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ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA 1. PÉRDIDAS DE AGUA EN EL SUELO 3FIGURA 2. NIVELES DE HUMEDAD EN EL SUELO 3FIGURA 3. AGUA UTIL Y NO UTIL PARA LAS PLANTAS 4FIGURA 4. DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD 5FIGURA 5. HUMEDAD VOLUMÉTRICA 5FIGURA 6. MÉTODO DE REFLECTOMETRÍA 6FIGURA 7. TENSIÓMETRO 6FIGURA 8. SONDA DE NEUTRONES 7FIGURA 9. REDUCCIÓN DE LA INFILTRACIÓN DE ACUERDO A LOS VALORES DE RAS Y CE 13FIGURA 10. CLASES DE AGUA PARA RIEGO 15FIGURA 11. FACTORES QUE INCIDEN EN EL CONSUMO DE AGUA POR LAS PLANTAS 16FIGURA 12. CURVAS REAL Y TEÓRICA DEL COEFICIENTE DE CULTIVO KC 18FIGURA 13. COMPONENTES DEL BALANCE DE AGUA EN EL SUELO 19FIGURA 14. RIEGO CUANDO SE HA AGOTADO LA LÁMINA DE REPOSICIÓN 22FIGURA 15. FORMA DE HUMEDECIMIENTO 24FIGURA 16. HUMEDECIMIENTO DE LOS GOTEROS EN EL INTERIOR DEL SUELO 24FIGURA 17. EL BULBO HÚMEDO SEGÚN EL TIPO DE SUELO 24FIGURA 18. DISTRIBUCIÓN DEL AGUA Y DE LAS SALES EN EL BULBO HÚMEDO 25FIGURA 19. BOMBA HORIZONTAL CON MOTOR ELÉCTRICO 27FIGURA 20. BOMBA HORIZONTAL CON MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA 27FIGURA 21. BOMBAS VERTICALES 27FIGURA 22. BOMBAS SUMERGIBLES 28FIGURA 23. ILUSTRACIÓN DE LA CARGA DINÁMICA TOTAL CDT 30FIGURA 24. CURVA CARACTERÍSTICA TÍPICA 31FIGURA 25. CABEZAL DE CONTROL DE RIEGO POR GOTEO 32FIGURA 26. FILTRO HIDROCICLÓN 33FIGURA 27. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL HIDROCICLÓN 33FIGURA 28. PÉRDIDAS DE CARGA EN FILTROS HIDROCICLÓN 34FIGURA 29. FILTRO DE ARENA VERTICAL 34FIGURA 30. FUNCIONAMIENTO FILTRO DE ARENA 35FIGURA 31. PROCESO DE RETROLAVADO USANDO DOS FILTROS 35FIGURA 32. PROCESO DE RETROLAVADO 36FIGURA 33. GRÁFICO DE PÉRDIDA DE CARGA EN FILTROS DE ARENA 36FIGURA 34. FILTROS DE ANILLOS 36FIGURA 35. CÓDIGO DE COLORES, FILTROS DE ANILLOS 37FIGURA 36. GRÁFICO DE PÉRDIDAS DE CARGA EN FILTROS DE ANILLO 37FIGURA 37. TANQUE DE PRESIÓN 38FIGURA 38. VARIACIÓN CONCENTRACIÓN - TIEMPO EN TANQUES DE PRESIÓN 39FIGURA 39. ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DEL TANQUE DE PRESIÓN 39FIGURA 40. VARIACIÓN CONCENTRACIÓN – TIEMPO EN INYECTORES VENTURI 40FIGURA NO 41: INYECTOR VENTURI 40FIGURA 42. ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO INYECTOR VENTURI 40FIGURA 43. BOMBAS DOSIFICADORAS 41FIGURA 44. VARIACIÓN CONCENTRACIÓN – TIEMPO EN BOMBAS DOSIFICADORAS 41FIGURA 45. ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DEL MÉTODO DE INYECCIÓN DE LA BOMBA 41FIGURA 46. ILUSTRACION DE SDR PARA SDR = 26 43FIGURA 47. TIPOS DE UNIONES EN PVC 45FIGURA 48.TIPOS DE UNIONES EN POLIETILENO 46FIGURA 49. DIFERENTES CLASES DE GOTEROS 47FIGURA 50. CURVA PRESIÓN – CAUDAL GOTEROS NO COMPENSADOS 47FIGURA 51. CURVA PRESIÓN – CAUDAL GOTEROS AUTOCOMPENSADOS 47FIGURA 52. CINTA DE EXUDACIÓN 48FIGURA 53. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA ECUACIÓN DEL GOTERO 49FIGURA 54. MÉTODO GRÁFICO PARA CALCULAR KD Y X DE LA ECUACIÓN DEL GOTERO 49FIGURA 55. DISTRIBUCIÓN NORMAL DEL CAUDAL 50FIGURA 56. MEDIDOR DE TURBINA O CONTADOR 51FIGURA 57. MEDICIÓN DE LA PRESIÓN 52FIGURA 58. VÁLVULAS DE AIRE 52FIGURA 59. CONCEPTO DE ÁREA HUMEDECIDA 53FIGURA 60. VALORES RECOMENDADOS DE PORCENTAJE DE SUELO MOJADO 54FIGURA 61. NÚMERO Y DISPOSICIÓN DE LOS EMISORES 54

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FIGURA 62. PROFUNDIDAD DE HUMEDECIMIENTO DE LAS RAÍCES 54FIGURA 63. MANEJO DE LATERAL SIMPLE EN DOBLE SURCO DE CULTIVO 55FIGURA 64. INSTALACIÓN PATA EFECTUAR LA PRUEBA DE CAMPO 56FIGURA 65. CALICATA PARA EVALUAR EL BULBO DE HUMEDECIMIENTO 56FIGURA 66. DISPOSICIÓN DE LAS TUBERÍAS EN TERRENOS INCLINADOS 59FIGURA 67. MINIVÁLVULA DE CONTROL DE PRESIÓN Y CAUDAL EN LA ENTRADA DE LATERALES DE GOTEO 59FIGURA 68. REGULADOR DE PRESIÓN 59FIGURA 69. DISPOSICIÓN TÍPICA DE TUBERÍAS, RIEGO POR GOTEO 59FIGURA 70. DISTRIBUCIÓN DE LA CARGA DE PRESIÓN EN UNA SUBUNIDAD 64FIGURA 71. INFLUENCIA DE LAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS EN LA LONGITUD DE LOS LATERALES 65FIGURA 72. DISPOSICIÓN DE TUBERÍAS CON MÚLTIPLE CON ENTRADA AL CENTRO 68FIGURA 73. VÁLVULA DE LAVADO DE TUBERÍAS 71FIGURA 74. LAVADO DE LÍNEAS LATERALES 72FIGURA 75. LAVADO DEL FILTRO DE ANILOS 73FIGURA 76. OBSTRUCCIÓN DE LABERINTO DE GOTEROS 74FIGURA 77. ALMACENAJE DE TUBOS DE PVC 80FIGURA 78. CONEXIÓN DE LATERAL A MÚLTIPLE 82FIGURA 79. CONEXIÓN DE CINTA A MÚLTIPLE 82FIGURA 80. FORMA CORRECTA DE INSTALACIÓN 83FIGURA 81. COLOCACIÓN DE TUBERÍAS MÚLTIPLES CON CONEXIÓN DE LATERALES EN LA ZANJA 83FIGURA 82. CABEZAL DE CAMPO EN RIEGO POR GOTEO 83FIGURA 83. DISTRIBUCIÓN DE LATERALES Y EMISORES CUC 86FIGURA 84. MEDICIÓN DEL CAUDAL EN LOS EMISORES 86FIGURA 85. TUBO PITOT Y MANÓMETRO 87

ÍNDICE DE CUADROS

CUADRO 1. RELACIÓN LECTURA DEL TENSIÓMETRO – CONDICIÓN DE HUMEDAD DEL SUELO 6CUADRO 2. VALORES DE VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN SEGÚN EL TIPO DE SUELO 8CUADRO 3. RESUMEN DE LAS PROPIEDAD FÍSICAS DEL SUELO, SEGÚN TEXTURAS 8CUADRO 4. DIFERENTES IONES PRESENTES EN EL AGUA DE RIEGO 9CUADRO 5. RIESGO DE SALINIDAD DE ACUERDO CON LOS VALORES DE C Y CE 10CUADRO 6. REDUCCIÓN DEL RENDIMIENTO DE LOS CULTIVOS EN FUNCIÓN DE LA CE DEL EXTRACTO DE SATURACIÓN 11CUADRO 7. TOXICIDAD DEL AGUA DE RIEGO EN FUNCIÓN DEL MÉTODO DE RIEGO (FAO) 12CUADRO 8. RIESGO DE OBSTRUCCIONES EN RIEGO LOCALIZADO 13CUADRO 9. CLASES DE AGUA SEGÚN SU DUREZA 14CUADRO 10. VALORES NORMALES DE ANÁLISIS 14CUADRO 11. DESCRIPCIÓN DE LAS CLASES DE AGUA 16CUADRO 12. DURACIÓN APROXIMADA DE LAS FASES EN EL PERIODO VEGETATIVO DE VARIOS CULTIVOS 18CUADRO 13. COEFICIENTES DE CULTIVO (KC) PARA VARIOS CULTIVOS 18CUADRO 14. DATOS CLIMÁTICOS Y CÁLCULO DE LA ETO PROGRAMA CROPWAT 20CUADRO 15. DATOS DEL CULTIVO PROGRAMA CROPWAT 20CUADRO 16. VALORES DE LA PRECIPITACIÓN MEDIA Y PRECIPITACIÓN EFECTIVA, SEGÚN MÉTODO DEL USBR 20Cuadro 17. Valores de necesidades de riego y módulo de riego, programa CROPWAT 21CUADRO 18. DATOS DEL SUELO 23CUADRO 19. CALENDARIO DE RIEGO ETAPA INICIAL 23CUADRO 20. CALENDARIO DE RIEGO ETAPA FINAL 23CUADRO 21. DESCARGA DEL TANQUE DE PRESIÓN (Q) SEGÚN LA PÉRDIDA DE CARGA 39CUADRO 22. CLASIFICACIÓN DEL COEFICIENTE DE VARIACIÓN DE FABRICACIÓN (V) 50CUADRO 23. GUIA PARA LA ESTIMACIÓN DEL ÁREA MOJADA POR GOTEROS SEGÚN CLASE DE SUELO 57CUADRO 24. VALORES DE C 62CUADRO 25. COEFICIENTE DE CHRISTIANSEN 62CUADRO 26. RIESGO DE OBTURACIÓN DE LOS EMISORES 73CUADRO 27. PREVENCIÓN Y TRATAMIENTO DE ALGAS EN EMBALSES 76CUADRO 28. PREVENCIÓN Y TRATAMIENTO DE ALGAS Y BACTERIAS EN LA RED DE RIEGO 76

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ILa importancia del riego para laproducción

El agua es el elemento vital para la vida, sin elagua no se podría vivir, la mayoría de losproductos agrícolas y pecuarios están hechos ensu mayor parte de agua, como ejemplo se puedenmencionar los siguientes productos; el tomate quecontiene el 94% de agua, la lechuga el 95%, elplátano el 76% y la naranja el 87%.

La producción agrícola, por lo tanto, depende delagua. En nuestra región, existen dos épocas oestaciones, la estación lluviosa que se presentanormalmente de mediados de mayo a mediados deoctubre y la estación seca que ocurre de mediadosde octubre a mediados de mayo. La producciónagrícola se concentra en su mayor parte durante laestación lluviosa y existen muy pocas tierrascultivadas en la estación seca, no obstante lospaíses de Centroamérica cuentan con una ampliasuperficie con características para la producciónbajo riego.

Durante la estación lluviosa se dispone de agua enforma natural que es aprovechada para laproducción; sin embargo, existen periodos en loscuales el agua de lluvia no es suficiente para eldesarrollo de los cultivos, estos períodos, puedenser cortos o largos, dependiendo de la zona;algunas zonas de la región afectadas por lacanícula tienen una duración de este fenómeno dehasta 40 días, provocando la reducción y hasta lapérdida total de las cosechas.

Durante la estación seca, el agua que quedaalmacenada en el suelo después de la estaciónlluviosa, se va consumiendo poco a poco hasta quese agota completamente y los cultivos no puedendesarrollarse. Si no se dispone de sistemas deriego la producción durante la estación seca esprácticamente imposible.

Como puede verse, en ambas estaciones, el riegose hace necesario, durante la estación lluviosapara complementar el agua que la lluvia no puedeaportar; y durante la estación seca, toda el aguaque consumen las plantas debe ser aportada por elriego.

Por otro lado, se ha comprobado que la producciónbajo condiciones de riego ofrece mejores cosechasque la producción de invierno, esto es debido a que

mediante un buen riego se tiene mejor control dela humedad del suelo y del medio ambientecercano a las plantas por lo que se observa unmejor desarrollo de los cultivos y una reducción dela presencia de hongos y bacterias.

Un aspecto que es importante de considerarademás, es que la demanda de productosagrícolas es permanente durante todo el año, laproducción continua durante las estaciones seca ylluviosa tienen mejores posibilidades de alcanzarlas mejores oportunidades de introducción ypermanencia y mejores precios en los mercados, yes debido a que si se produce todo el año, elabastecimiento es constante, además se puedenobtener cosechas escalonadas de acuerdo a comolo demanda el mercado.

Las cantidades de agua que necesitan las plantaspara su óptimo desarrollo pueden ser suplidas pordiferentes formas de aplicación del agua (métodosde riego) desde los métodos menos eficientescomo el riego por gravedad en sus diferentesformas (riego por inundación no controlada, riegopor surcos, melgas, multicompuertas, etc.) hastalos métodos de una mayor eficiencia como el riegopor goteo y por microaspersión; el riego poraspersión posee niveles de eficiencia intermediosentre los mencionados anteriormente.

El riego por goteo está despertando cada díamayor interés, debido a las múltiples ventajas queofrece desde el punto de vista de la economía delagua, como por el efecto benéfico en el desarrollode los cultivos y en los niveles de producción, entrelas principales atribuciones de este método sepuede destacar: a) Humedecimiento parcial delsuelo lo que se vuelve en un importante ahorro delagua, b) Amplia y exacta distribución uniforme delagua, c) Se puede emplear la fertilizaciónlocalizada, junto al riego, d) Flexibilidad en loshorarios de riego, normalmente los tiempos deaplicación son bajos, e) Los volúmenes dedescarga son bajos lo que se traduce en unaeconomía del bombeo.

Adicionalmente se puede mencionar que existe laposibilidad de que los pequeños productorespueden tener acceso a este método a través deluso de tecnologías no convencionales de bajocosto combinando materiales y accesoriosconvencionales de riego con otros que no han sidodiseñados para tal fin como el poliducto.

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II El agua en el suelo

Generalidades

El conocimiento de los suelos es fundamental parala planificación de los sistemas de riego. Engeneral, un estudio de suelos puede contenermuchos y variados componentes dependiendo delobjetivo para el cual se realiza; sin embargo, loscomponentes mínimos que deben incluirse sonlas características físicas y químicas de los suelos.

Tanto desde el punto de vista del planeamiento delos sistemas de riego como de su operación ymantenimiento, y del manejo agronómico de loscultivos, es importante conocer las característicasfísicas y químicas de los suelos como la textura,densidad aparente, capacidad de retención dehumedad, velocidad de infiltración y otros comosalinidad, conductividad hidráulica.

Composición del suelo

El suelo está formado por tres partes: sólida,líquida y gaseosa. La parte sólida está formadapor pequeñas partículas que se han separado delmaterial original (rocas) y una pequeña proporciónde material orgánico que ha generado lavegetación existente a través del tiempo. Laspartículas de suelo dejan espacios libres que estánocupados, ya sea por agua o por aire. La suma delos espacios huecos en un suelo seco, se llamaporosidad, los poros vacíos se llenan con agualuego de una lluvia o riego.

La proporción en que se encuentran loscomponentes del suelo citados anteriormente,define el grado de porosidad, característica que, asu vez, es de gran influencia en la cantidad deagua que los suelos son capaces de almacenar. Laporosidad total de los suelos arcillosos es mayorque la de los suelos arenosos, debido a que elmaterial arcilloso es más fino que las arenas,disponen de una mayor cantidad de porospequeños, en comparación a las arenas que sonpartículas más grandes y por tanto, dejan huecosde tamaño mayor pero menos numerosos. Por otraparte, el movimiento del agua libre es mayor en losarenosos que en los arcillosos; sin embargo, laretención de agua es mayor en los suelosarcillosos que en los arenosos.

En líneas generales la porosidad varía dentro delos siguientes límites:

Suelos ligeros: 30 – 45 % Suelos medios: 45 – 55 % Suelos pesados: 50 – 65 % Suelos turbosos: 75 – 90 %

Relación entre el agua y el suelo

El suelo es el almacén de agua para las plantas, elagua que se aplica a los terrenos, ya sea mediantela lluvia o mediante el riego, es almacenado por elsuelo en el espacio poroso.

La cantidad de agua que se almacena depende demuchos factores pero principalmente de ladistribución de las partículas sólidas de los sueloso textura. Por unidad de volumen de suelo, lossuelos arenosos tienen menor capacidad dealmacenar agua que los suelos arcillosos, por esarazón cuando un cultivo se siembra en suelosarenosos es necesario regar con mayor frecuenciaque cuando está sembrado en suelos arcillosos.

Diferentes clases de agua en el suelo

Pérdidas de Agua en el suelo

Cuando el agua llega al suelo toma diferentesrutas, una parte se infiltra en el suelo y otra sedesliza por la superficie, a ésta se le conoce con elnombre de escorrentía superficial y es una porciónde agua que no es aprovechada por las plantas.

En terrenos con pendiente, la escorrentía puederepresentar una seria amenaza pues es la queocasiona la erosión de los suelos y es capaz dearrastrar las plantas y el fertilizante, la magnitud deldaño depende de la cantidad de agua deescorrentía, la pendiente del terreno, la textura delos suelos y la edad del cultivo.

El agua que se infiltra en el suelo, puede tomar trescaminos: una parte queda almacenada en la zonade raíces y es el agua aprovechada por la planta,para realizar sus funciones fisiológicas y sudesarrollo; otra se evapora desde la superficie delsuelo y otra parte se desplaza hasta unaprofundidad mayor que la profundidad de raíces; aesta última se le conoce como filtración profunda opercolación, esta agua tampoco es utilizada por lasplantas para su desarrollo. La figura 1 ilustra laforma en que se distribuye el agua cuando seaplica a los suelos.

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Figura 1. Pérdidas de agua en el suelo

Niveles de agua en el suelo

Del agua aplicada a los suelos una parte quedaalmacenada en los poros del suelo, dependiendode la cantidad de agua aplicada, los poros puedenllenarse total o parcialmente, de acuerdo a estopueden identificarse cuatro niveles de humedad:

Saturación, Capacidad de Campo, Punto Permanente de Marchitez y Suelo Seco.

Saturación (s):

El nivel de saturación es cuando todos los porosdel suelo están llenos de agua, en esta condiciónno existe aire en los poros y las plantas puedenmorir por asfixia, por eso es importante regar en lascantidades adecuadas. En la estación lluviosa queno se tiene control sobre la cantidad de agua quecae, la saturación puede evitarse mediante canalesde drenaje, para sacar el exceso de agua.

Capacidad de campo (cc):

Cuando todos los poros están llenos, el sueloempieza a drenar, en forma natural, el agua semueve de la zona de raíces hasta las capas masprofundas. La capacidad de drenaje de los suelosdepende de su textura, los suelos arenosospueden drenar una cantidad de agua mayor quelos suelos arcillosos. El tiempo de drenado puedeser de un día para los suelos arenosos y tres díaspara los suelos arcillosos. Cuando se ha drenadoel agua, en los poros queda una cantidad de aguaque no puede drenarse, en esta condición lossuelos se encuentran en Capacidad de Campo.Cuando los suelos se encuentran en estacondición, existe un balance adecuado de aire yagua para las plantas.

Punto Permanente de Marchitez (ppm):

Cuando el suelo está en Capacidad de Campo y nose le vuelve a aplicar agua mediante el riego o lalluvia, las plantas hacen uso del agua almacenada,además se evapora agua de la superficie del suelo,esto ocasiona que los suelos se vayan secandopoco a poco, en la medida que los suelos sesecan, es mas difícil para las plantas extraer elagua, hasta llegar un momento en que las plantasya no pueden extraerla y se marchitan. Aunque elsuelo aún contiene cierta cantidad de agua, lasplantas no pueden utilizarla, en ese momento elsuelo se encuentra en el nivel de humedadconocido como Punto Permanente de Marchitez.Este punto depende fundamentalmente de laplanta, pues unas plantas resisten más la falta deagua que otras, aún estando plantadas en elmismo tipo de suelo.

En la práctica del riego, las aplicaciones de aguase realizan mucho antes de llegar a este punto,normalmente el criterio aplicado considera efectuarel riego cuando la planta ha consumidoaproximadamente el 30% o 50% del agua quequedó retenida entre la Capacidad de Campo y elpunto permanente de marchitez. En riego por goteoeste porcentaje es menor y puede ser cercano al10%.

Suelo seco (ss):

Es el momento en el cual los poros del suelo seencuentran completamente llenos de aire yprácticamente no existe agua en ellos.

Figura 2. Niveles de humedad en el suelo

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Cálculo de la Capacidad de Campo y del PuntoPermanente de Marchitez

El contenido de humedad a capacidad de campo ypunto permanente de marchitez se determina en ellaboratorio o en el campo. A falta de contar con ladisponibilidad de laboratorios o no contar con datosde campo suficientes y confiables, estas variablesse pueden calcular de manera aproximada a partirde otros datos analíticos mas fáciles de obtenercomo la composición de la textura.

La humedad a capacidad de campo viene dada porla siguiente expresión:

CC = 0.48 Ac + 0.162L + 0.023 Ar + 2.62

Donde:

CC = Humedad gravimétrica a capacidad decampo (%)

Ac = Contenido de arcilla expresado comoporcentaje en base a masa de suelo seco

L = Contenido de limo expresado comoporcentaje en base a masa de suelo seco

Ar = Contenido de arena expresado comoporcentaje en base a masa de suelo seco

La humedad a punto de marchitamientopermanente viene dada por la siguiente ecuación:

ppm = 0.302 Ac + 0.102 L + 0.0147 Ar

Donde :

Ppm = Humedad gravimétrica a puntopermanente de marchitez (%).

Ac, L, Ar tienen el mismo significado que el descritoen el cálculo de la capacidad de campo.

Agua útil para las plantas

Dependiendo del nivel de humedad que exista enel suelo las plantas pueden hacer uso o no dedicha agua. El contenido de humedad en el cual lasplantas pueden hacer uso del agua se encuentraentre los niveles de capacidad de campo y puntopermanente de marchitez. Para que una planta sedesarrolle en una forma adecuada se debemantener el nivel de humedad muy cerca de lacapacidad de campo, regando poco y en formafrecuente (cada uno o dos días), esto se logra consistemas de riego localizados como los métodospor goteo y microaspersión.

Desde el punto de vista del aprovechamiento delagua, se distinguen tres clases de agua en elsuelo: el agua gravitacional que es la que seencuentra entre el nivel de saturación y lacapacidad de campo, esta fracción del agua delsuelo no es útil para la planta o puedetemporalmente ser utilizada por las plantasmientras se encuentre en el estrato reticular de lossuelos.

La otra clase es el agua capilar, que es la que seencuentra entre los niveles de capacidad de campoy punto de marchitez permanente, esta agua esprácticamente la única que utiliza la planta, es lareserva hídrica del suelo. Su conocimiento esimprescindible para calcular las láminas de riego ylos calendarios de riego.

Y finalmente se encuentra el agua higroscópicaque es la contenida entre el punto de marchitezpermanente y la condición de suelo seco. En estacondición, las moléculas de agua se disponensobre las partículas de suelo en una capa de 15 a20 moléculas de espesor y se adhiere a la partículapor adhesión superficial.

El poder de succión de las raíces no tiene la fuerzasuficiente para extraer esta película de agua delterreno. En otras palabras esta porción del agua enel suelo no es utilizable por las plantas.

Figura 3. Agua útil y no útil para las plantas

Medición de la humedad del suelo

El contenido de agua en el suelo se puededeterminar de forma directa utilizando muestras desuelo o bien de forma indirecta utilizando aparatoscalibrados.

Gravitacional

Capìlar

Higroscòpica

Saturación

Capacidadde campo

Suelo Seco

AguaNo Util

AguaUtil

AguaNo Util

Puntopermanentede marchitez

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Los métodos de medición directa miden elcontenido de humedad del suelo; en los métodosindirectos se calcula la humedad a partir de unacalibración entre la humedad y una propiedad quees más fácil de medir como por ejemplo la tensiónde humedad.

Métodos directos para medir el contenido dehumedad del suelo

Método gravimétrico:

Consiste en determinar la masa de agua contenidaen una muestra de suelo dividida entre la masa desuelo seco de la muestra. Por ejemplo, en unamuestra de suelo humedecido se determinó que24.9 g son de agua y 75.1 g son de suelo, lahumedad gravimétrica resulta de dividir 24.9 entre75.1 y multiplicar por 100, es decir, el 33.1%. Es elmétodo más exacto, se utiliza para calibrar losmétodos indirectos. Se expresa mediante lasiguiente fórmula:

=�ݓܪܯ

ݏܯ× =�ܯ����������,100 ܯ −�ݐ ܯ ݏ

Donde:Hw = Humedad gravimétrica (%)Ma = Masa del agua en la muestra (g)Ms = Masa del suelo seco (g)Mt = Masa total de la muestra (g)

Fig. 4. Determinación de la humedad gravimétrica

Método Volumétrico

Es el porcentaje del volumen de suelo ocupado porel volumen de agua. Por ejemplo, si en una

muestra de suelo, 18.3 cm3 son de agua y 81.7 cm3

son de suelo, la humedad volumétrica, resulta dedividir 18.3 entre 81.7 y multiplicar por 100, esto dauna humedad volumétrica de 22.4 %. Su expresiónes la siguiente:

=ݒܪ

ݏ× 100

Donde:Hv = Humedad volumétrica (%)Va = Volumen del agua en la muestra (cm3)Vs = Volumen total del suelo (cm3)

Figura 5. Humedad volumétrica

Lo más frecuente es calcular la humedadvolumétrica multiplicando la humedad gravimétricapor la densidad aparente (da) del suelo o laGravedad Específica Aparente (GEA). (Hv = Hw xGEA). La densidad aparente es la relación entre lamasa de una muestra de suelo y el volumen queella ocupa, su valor es diferente para cada tipo desuelo, las unidades en que se expresa son gramospor centímetro cúbico (g/cm3).

Métodos Indirectos para medir el contenido dehumedad del suelo

Reflectometría (TDR):

En este método se utiliza un equipo dereflectometría de dominio temporal (TDR), el cualdetermina la humedad volumétrica de los suelos.Consta de varillas metálicas que se introducen enel suelo y un emisor receptor de impulsosmagnéticos, genera un pulso electromagnético ymide el tiempo que tarda en recorrer las varillas, elque será mayor o menor dependiendo delcontenido de humedad del suelo.

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Figura 6. Método de reflectometría

Tensiómetro:

Es un aparato constituido por un tubo plástico queposee en un extremo una cápsula de cerámicaporosa y en el otro un manómetro indicador de lasucción que ocurre dentro del tubo. Mide lasucción o fuerza que ejerce el suelo sobre el agua,a partir de cuyo valor se puede conocer elcontenido de humedad del suelo.

A medida que el suelo pierde agua, la succiónaumenta, es decir, el suelo ejerce mas fuerza pararetener agua. Por lo tanto, observando cómo varíael valor de la succión se puede saber la evolucióndel contenido agua en el suelo. Normalmente seinstalan dos tensiómetros a distintasprofundidades, de esta forma se pueden medirgradientes hidráulicos y por tanto conocer ladirección de los flujos de agua en el suelo.

Antes de enterrar el tensiómetro en el suelo esnecesario llenarlo de agua eliminando cualquierburbuja de aire. Para ello se introduce en un cubode agua, y se quita el tapón que obturaherméticamente el extremo opuesto al queva situado la cápsula porosa, se llena de aguamediante succión utilizando una bomba de mano.Una vez el agua rebose por el extremo, se cierrade nuevo el tapón. En estas condiciones, el aguaque llena la sonda está a la presión atmosférica yel vacuómetro marca cero.

Las medidas de presión hidrostáticas estánlimitadas a potenciales matriciales inferiores a 1atm. Para tensiones superiores, puede penetraraire en el interior de la sonda a través de la cápsulaporosa y se rompería la continuidad de la columnalíquida.

En riego por goteo los tensiómetros se instalan a30 0 45 cm de los emisores cuando se trata deriego de árboles; cuando se riegan cultivos enhilera se colocan en la línea de plantas.

Para el control de la humedad del suelo esindispensable la colocación de tensiómetros en elbulbo húmedo o zona de raíces y así determinarcuando y cuanto regar. Los tensiómetros secolocan a 30 y 45 centímetros de profundidad.

La lectura del tensiómetro a 30 centímetros indicacuando regar. La segunda profundidad de lostensiómetros ayuda a definir la cantidad de agua areponer en el perfil del suelo hasta una profundidadde 60 centímetros con base en los valores decapacidad de campo y punto permanente demarchitez de cada suelo.

Figura 7. Tensiómetro

Cuadro 1. Relación lectura del tensiómetro –condición de humedad del suelo

Lectura delTensiómetro

Condición de humedad delSuelo

0 a 10 cb Saturado por riego reciente

10 a 25 cb Capacidad de Campo

25 a 50 cb Humedad intermedia, buenadisponibilidad de agua.

50 a 80 cb Debería aplicarse riego

7

Sonda de neutrones

Se basa en la emisión de neutrones a partir de unafuente radioactiva la cual se introduce en el suelo através de tubos de aluminio instalados en formapermanente, la fuente se coloca a la profundidad ala cual se desea conocer el contenido de humedad,al ser activado, la fuente emite neutrones rápidos.

Los neutrones rápidos chocan con los átomos dehidrógeno de la molécula de agua después de locual se reflejan en forma lenta. Un receptor cuentalos neutrones reflejados y transforma la señal encontenido de agua, los cuales se presentan enmayor o menor cantidad, dependiendo delcontenido de agua del suelo. Es necesario haceruna calibración del aparato previo a su uso.

Figura 8. Sonda de neutrones

Lámina de agua

Otra forma de expresar el contenido de agua en unsuelo es como lámina de agua (D).Esta representala cantidad de agua contenida en una determinadaprofundidad de suelo. La expresión para el cálculode la lámina de agua es la siguiente:

D = Hv x Ps

Donde:

D = Lámina de agua contenida en la profundidadde suelo (mm)

Hv = Humedad volumétrica (%)Ps = Profundidad del suelo (mm)

Esta ecuación se puede expresar tambiénconsiderando la humedad gravimétrica, de lasiguiente forma:

ܦ = �ݔ��ݔ�ݓܪ ݏ

o de la siguiente forma:

ܦ = �ݔ�ܣܧܩ�ݔ�ݓܪ ݏ

Donde:

da = Densidad aparente del suelo en g/cm3

GEA = Gravedad específica aparente o densidad

relativa aparente del suelo (adimensional).

Infiltración de agua en el suelo

La infiltración es el movimiento del agua desde lasuperficie del suelo hacia abajo, que tiene lugardespués de una lluvia o del riego.

La velocidad de infiltración refleja la capacidad delsuelo de absorber agua. Al principio (cuando elsuelo esta más seco) la velocidad de penetraciónen el suelo es más rápida, pero al seguir aportandoagua, a medida que las arcillas se expanden y losporos se llenan de agua se llega a un momento enque esta velocidad es más o menos constante.

La curva que representa la velocidad de infiltraciónen función del tiempo desciende bruscamentehasta que se hace sensiblemente horizontal,cuando se alcanza esta condición la tasa decambio de la velocidad de infiltración es mínima.Esta condición es importante desde el punto devista del riego ya que no se debe aportar en elriego una pluviometría superior a la velocidad deinfiltración que tiene el suelo cuando alcanza lascondiciones de estabilización, pues se puedeprovocar encharcamiento y escorrentía, esto esparticularmente cierto en riego por aspersión.

La medida de la velocidad de infiltración se hacemediante pruebas de campo utilizando cilindrosinfiltrómetros. En el caso del riego por surcos serealiza en un tramo del surco, midiendo el caudalde entrada y el de salida del tramo. La diferenciaentre ambos representa el caudal infiltrado en eltramo, el cual al relacionarse con el tiempo en quese infiltró representa el volumen infiltrado, cuyovalor relacionado a la superficie de infiltraciónproporciona la lámina infiltrada. Otra forma deestimar la velocidad de infiltración esempíricamente en función de la textura del suelo.

8

Se expresa en altura de agua en milímetros quepenetra en el suelo durante una hora (mm/h).

En el cuadro 2 se presentan valores de lavelocidad de infiltración de los suelos, y en elcuadro 3 valores de las propiedades físicas de lossuelos de acuerdo con su textura. Estos valorespueden utilizarse con fines de estimación en elplaneamiento de sistemas de riego.

Cuadro 2. Valores de velocidad de infiltraciónsegún el tipo de suelo

Textura I (mm/h)

Arenoso Franco 15 - 30

Franco Arenoso 12 - 18

Franco 8 - 14

Franco - Limoso 6 - 10

Arcilloso - Limoso 5 - 8

Arcilloso 3 - 6

.

El cuadro 3 muestra los valores de las propiedadesfísicas de los suelos de acuerdo con su textura; undato importante es el mostrado en la últimacolumna el cual es la capacidad de retención de lossuelos (Cr), o sea la lámina que es capaz dealmacenar un suelo expresado en centímetros, porcada metro de profundidad, este valor estárelacionado con los valores de capacidad decampo, punto de marchitez permanente y densidadaparente.

A partir de los valores de capacidad de retenciónse puede calcular la lámina máxima que un suelopuede almacenar en la profundidad de raíces.

Ejemplo:

Textura: FrancoProfundidad de raíces (Pr): 60 cm

Lámina máxima (D) = Cr x Pr

D = 17 cm/m x 0.60 m

D = 10.2 cm

TexturaPorosidadTotal (%)

DensidadAparente(gr/cm

3)

CC(%)

ppm(%)

Agua disponible

Humedadgravimétrica

(%)

Humedadvolumétrica

(%)

Capacidad deRetención

(cm/m)

Arenoso38 1.65 9 4 5 8 8

(32 – 42) (1.55) – 1.80) (6 – 12) (2 – 6) (4 – 6) (6 – 10) (7 – 10)

Franco -Arenoso

43 1.50 14 6 8 12 12

(40 – 47) (1.40 – 1.60 (10 – 18) (4 – 8) (6 – 10) (9 – 15) (9 – 15)

Franco47 1.40 22 10 12 17 17

(43 – 49) (1.35 – 1.50) (18 – 26) (6 – 12) (10 - 14) (14 – 20) (14 – 19)

Franco -arcilloso

49 1.33 27 13 14 19 19

(47 – 51) (1.30 - 1.40) (23 – 31) (12 – 15) (12 – 16) (16 – 22) (17 – 22)

Arcillo -arenoso

51 1.30 31 15 16 21 21

(49 – 53) (1.25 – 1.35) (27 – 35) (14 – 18) (14 – 18) (18 – 23) (18 – 23)

Arcilloso53 1.25 36 17 18 23 23

(51 – 55( (1.20 – 1.30) (31 – 39) (16 – 20) (16 – 20) (20 – 25) (20 – 25)

Cuadro 3. Resumen de las propiedades físicas del suelo, según texturas (Israelsen y Hansen 1979)

9

III El agua disponible para elriego

Generalidades

El conocimiento de la cantidad de agua disponiblepara el riego es fundamental tanto en laplanificación como en la operación de los sistemasde riego.

El agua disponible se debe ver desde dos puntosde vista: la cantidad de agua en la fuente y lacalidad de la misma. Una alta cantidad de agua enla fuente no significa necesariamente que toda sepueda utilizar para el riego. Aguas con malacalidad, o sea llenas de elementos químicos queafectan los suelos o las plantas o que contengancontaminantes no deben utilizarse para el riego.

El agua para riego se obtiene de corrientessuperficiales como ríos o quebradas o aguasestacionarias como lagos y de aguas subterráneascomo pozos, por lo general, en nuestro medio, lasfuentes de agua son superficiales.

Cantidad de agua disponible parariego

La cantidad de agua disponible se determinarealizando “aforos” o sea medición de los caudalesde las fuentes. Existen diferentes métodos paraconocer la cantidad de agua que se tienedisponible en una fuente, entre ellos se mencionanel método volumétrico, el método del flotador,molinete hidráulico y el uso de estructuras demedición como los vertederos, aforadores Parshall,RBC, sin cuello, métodos químicos, etc.

La cantidad de agua se mide en unidades decaudal, estas pueden ser metros cúbicos porsegundo (m3/s), galones por minuto (gpm), litrospor segundo (l/s), las unidades de caudal indican elvolumen de agua que pasa por la corriente porcada unidad de tiempo.

La superficie factible de regar a partir de un caudaldisponible se puede calcular mediante la siguienteecuación:

ݑ ݎ ݎ� �(ℎ ) ݐݎ �(

(ݏ

�(

ݏℎ

)

La demanda está expresada como módulo deriego, que representa el caudal necesario por ha.

Calidad del agua para riego

El conocimiento de la calidad del agua de riego esfundamental para la elección del método de riego,el manejo de los sistemas y la selección del cultivoa implantar.

La calidad está determinada fundamentalmente porlas sales que se encuentra en ella, y dependerá dela naturaleza de éstas y de sus concentraciones.

Desde el punto de vista del riego la calidad deagua se determina a partir de los siguientescriterios:

a) Salinización

b) Sodificación

c) Toxicidad

d) Obstrucciones en riego localizado

Salinización

El agua de riego contiene determinadas salessolubles que se añaden a las ya existentes en elsuelo. El proceso de salinización implica unaacumulación de sales solubles en el suelo. Cuantomayor es el contenido de sales en la solución delsuelo, tanto más se incrementa su presiónosmótica. En esta condición la planta tiene quedesarrollar un mayor esfuerzo de succión paraabsorber el agua por las raíces, reduciéndose lacantidad de agua absorbida, lo que se traduce enuna disminución efectiva de la cantidad de aguadisponible para la planta.

Las sales que interesan desde el punto de vista delriego, son aquellas que, además de ser solubles,se descomponen en iones:

Cuadro 4. Diferentes iones presentes en el agua deriego

Cationes Aniones

Calcio (Ca2+) Cloruro (Cl-)

Sodio (Na+) Sulfato (SO42-)

Magnesio (Mg2+) Biocarbonato (CO3H-)

Potasio (K+) Carbonato (CO32-)

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Las “salitreras” o zonas que presentan un altocontenido de sales impiden el crecimiento de loscultivos, las sales presentes en el suelo impidenque los cultivos puedan extraer el agua aunque elcontenido de agua en el suelo sea alto, es decir,puede existir suficiente agua en el suelo pero laplanta no la puede extraer por la presencia de lassales y llega al marchitamiento permanente.

La salinidad del agua de riego se puede determinarpor dos procedimientos:

a) Medida del contenido de sales.Se realiza en laboratorio, evaporando en unaestufa una muestra de agua y pesando el residuosólido. Se suele expresar en miligramos por litro(mg/litro) o en miliequivalentes por litro (meq/litro).

b) Medida de la conductividad eléctrica.La concentración o el contenido total de sales sepuede determinar midiendo la conductividadeléctrica. Esta se expresa en milimho porcentímetro (mmho/cm) o en deciSiemens por metro(dS/m); ambos tienen el mismo valor.

El contenido de sales y la conductividad eléctricaestán relacionadas mediante la fórmula:

C = 0.64 X CE

Donde:C = Contenido salino (g/litro)CE = Conductividad eléctrica (dS/m)

Evaluación de la salinidad

Existen varios criterios que establecen si el aguapuede usarse para el riego según la cantidad desales disueltas en ella. La FAO (Organización parala Agricultura y Alimentación) indica el riesgo deproducirse problemas de salinidad según lossiguientes límites en contenido de sales:

Cuadro 5. Riesgo de salinidad de acuerdo con losvalores de C y CE

C(g/litro) CE (dS/m) Riesgo

< 0.45 < 0,7 Ninguno

0.45 < C < 2 0.7 < CE < 3Ligero amoderado

> 2 > 3 Alto, severo

Como puede observarse, si el contenido de saleses mayor de 2 g/litro o la conductividad eléctricamayor de 3 (dS/m), los problemas de salinidadpueden ser muy graves a menos que seestablezcan una serie de tratamientos como lavadode sales frecuentemente o cambio de cultivo porotro u otros que resistan mejor las condiciones desalinidad.

Tratamientos de los problemas de salinidad

Lavado o lixiviación de sales

Para evitar la acumulación de sales en la zona delas raíces, es necesario que la cantidad de salesdesplazada por el lavado sea igual a la cantidadaportada por el agua de riego. Se llamarequerimiento de lavado a la cantidad de agua quese requiere para disolver las sales y desplazarlashasta capas más profundas.

La cantidad de agua necesaria para realizar ellavado depende del tipo de cultivo y de la salinidaddel suelo. A mayor salinidad del agua del suelo ymenor tolerancia, mayor será la cantidad de agua aaplicar para lavar las sales. Se expresa en tantopor ciento, así por ejemplo, si las necesidades delavado son del 15%, se entiende que del total delagua aplicada con el riego el 15% es para lavar lassales, y el 85% restante se destina al cultivo parala satisfacción de sus requerimientos hídricos.

Es necesario mencionar que en nuestras latitudesdonde se tienen precipitaciones cercanas a los2,000 mm por año, se produce un lavado naturalde las sales durante la estación lluviosa. Noobstante lo anterior, la existencia en los terrenos deproducción de problemas de drenaje o dificultad deevacuación de los excesos de agua en la zonaradicular pueden impedir que las sales salgan delas zonas de riego.

Drenaje

Si se tiene una capa freática a poca profundidadque contiene sales, éstas pueden acumularse en lazona del suelo ocupada por las raíces al ascenderel agua por capilaridad a medida que, por efectosdel consumo por el cultivo, va disminuyendo elagua situada por encima de esa capa freática. Eneste caso, además del lavado, es necesario unsistema de drenaje que impida la subida del aguafreática. En todo caso, el drenaje es necesario paraprovocar la evacuación de las sales de las zonasde raíces.

11

Implantar cultivos más tolerantes a la salinidad

Si las prácticas mencionadas anteriormente no sonsuficientes para el control de la salinidad, seránecesario implantar cultivos que presenten unatolerancia mayor a los efectos de la salinidad.

Cada cultivo presenta una tolerancia distinta conrespecto a la salinidad, una clasificación general delos cultivos es la siguiente:

Tolerancia escasa: frutales de hueso y depepita, agrios, fresa, haba, judía, guisantes,trébol.

Tolerancia media: vid, olivo, higuera, trigo,cebada, maíz, avena, arroz, centeno, sorgo,girasol, patata, alfalfa, alcachofa, tomate,pimiento, cebolla, zanahoria, y lechuga.

Tolerancia alta: Remolacha, algodón, espárrago,espinaca, colza, nabo.

Hay que citar que la tolerancia de los cultivos a lasalinidad está definida por la CE del extracto desaturación. La acción de las aguas salinas sobre elsuelo es aún mas perniciosa que sobre las plantas,debido a que las sales se pueden ir acumulando enel suelo hasta hacerlo improductivo.

Por lo anterior es importante tomar en cuenta lassiguientes relaciones que tienen un valororientativo.

-CE del agua del suelo = 2CE del extracto desaturación.- CE del agua del suelo = CE del agua de riego- Se utiliza una fracción de lavado del 15 al 20 %del agua aplicada.

En estas relaciones no se ha tomado en cuenta lasposibles precipitaciones. Cuando se producenprecipitaciones, disminuye el contenido de salesdisueltas, por lo que se reducen los riesgos deproblemas de salinidad.

Con relación al método de riego a emplear, no serecomienda el riego por aspersión cuando el aguade riego tiene una conductividad superior a 2 dS/m,ya que puede ocasionar quemaduras en las hojas.Un agua con CE hasta 2.4 dS/m se puede utilizaren riego localizado con alta frecuencia de riego.

En la siguiente tabla se muestra el grado detolerancia de los cultivos (en % de reducción de su

rendimiento) en función de la conductividadeléctrica del extracto de saturación (FAO).

Cuadro 6. Reducción del rendimiento de loscultivos en función de la CE del extracto de

saturaciónDisminución del

rendimiento0%

10%

25%

50%

100%

Conductividad eléctrica delextracto de saturación (dS/m)

Cultivos extensivosAlgodón 7.7 9.6 13 17 27Arroz 3.3 3.8 5.1 7.2 11Cacahuete 3.2 3.5 4.1 4.9 6.6Caña de azúcar 1.7 3.4 5.9 10 19Maíz 1.7 2.5 3.8 5.9 10Soja 5.5 5.5 6.3 7.5 10Sorgo 6.8 7.4 8.4 9.9 13

Cultivos hortícolasApio 1.8 3.4 5.8 9.9 18Brócoli 2.8 3.9 5.5 8.2 14Calabaza 4.1 5.8 7.4 10 15Col 1.8 2.8 4.4 7 12Cebolla 1.2 1.8 2.8 4.3 7.4Espinaca 2 3.3 5.3 8.6 15Judía 1 1.5 2.3 3.6 6.3Lechuga 1.3 2.1 3.2 5.1 9Maíz dulce 1.7 2.5 3.8 5.9 10Melón 2.2 3.6 5.7 9.1 16Patata 1.7 2.5 3.8 5.9 10Pepino 2.5 3.3 4.4 6.3 10Pimiento 1.5 2.2 3.3 5.1 8.6Rábano 1.2 2 3.1 5 8.9Remolacha 4 5.1 6.8 9.6 15Tomate 2.5 3.5 5 7.6 13Zanahoria 1 1.7 2.8 4.6 8.1

FrutalesAguacate 1.3 1.8 2.5 3.7 6Fresa 1 1.3 1.8 2.5 4Granado 2.7 3.8 5.5 8.4 14Limonero 1.7 2.3 3.3 4.8 8Melocotonero 1.7 2.2 2.9 4.1 6.5Naranjo 1.7 2.4 3.3 4.8 8

Cultivos ForrajerosCebada forrajera 6 7.4 9.5 13 20Maíz forrajero 1.8 3.2 5.2 8.6 15Sorgo del Sudán 2.8 5.1 8.6 14 26

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Toxicidad

La presencia de determinadas sales en el suelo,incluso a bajas concentraciones, puede provocarefectos tóxicos en las plantas. El sodio, el boro y elcloruro son las que, en general, ocasionan másproblemas para los cultivos:

Un exceso de sodio produce sequedad oquemaduras en los bordes exteriores de lashojas.

El exceso de cloruro suele manifestarse conquemaduras en la punta de las hojas y avanzarpor los bordes.

Los síntomas de toxicidad por boro suelenmanifestarse por un amarillamiento de la puntade las hojas más antiguas que va desplazándosehasta el centro de las hojas entre los nervios ysequedad en algunas otras zonas de la planta.

Para solventar los problemas de toxicidad serecurre a tratamientos similares a los indicadospara la salinidad: lavado de sales, enmiendas decalcio si la toxicidad es debida al sodio, utilizarcultivos más tolerantes.

Cuadro 7. Toxicidad del agua de riego en funcióndel método de riego (FAO)

Iones UnidadesNo hay

problemaProblemacreciente

Problemagrave

Sodio

Riegosuperficial

SAR < 3 3 - 9 >9

Riego poraspersión

meq/l < 3 > 3

Cloruro

Riegosuperficial

meq/l < 4 4 - 10 >10

Riego poraspersión

meq/l < 3 > 3

Boro meq/l < 0.7 0.7 – 3 > 3

Efectos Diversos (en cultivos sensibles)

Nitrógeno meq/l < 5 5 - 30 > 30

Bicarbonato(conaspersores)

meq/l < 1.5 1.5– 8.5 > 8.5

pH Gama Normal 6.5-8.4

Sodificación

Cuando la velocidad de infiltración es muy baja,puede ocurrir que el agua infiltrada no resultesuficiente para cubrir las necesidades del cultivo.

Los problemas más frecuentes relacionados conuna infiltración baja suelen producirse cuando elsodio se incorpora al suelo y deteriora suestructura; los agregados del suelo se dispersan enpartículas pequeñas que tapan o sellan los poros yevitan que el agua pueda circular e infiltrarse confacilidad.

Además de los efectos anteriores, se hacomprobado que una alta presencia de sodio en elsuelo provoca una reacción alcalina muy fuerte,desfavorable para los cultivos.

El efecto contrario lo producen el calcio y elmagnesio, por lo que para evaluar realmente elproblema que puede generar un exceso de sodiohay que saber también la cantidad de calcio ymagnesio que hay en el suelo.

Con esa finalidad, para evaluar los problemas deinfiltración ocasionados por la presencia de sodioen el agua de riego, se han propuesto variosíndices de los cuales el mas utilizado es el índicedenominado RAS (Relación de adsorción desodio). Este índice mide la cantidad de sodio y suactividad (dependiendo de la cantidad de calcio ymagnesio presentes) y viene definido por lasiguiente fórmula:

Na+

RAS = -------------------------

Ca2+ + Mg2+

----------------2

Donde:

Na+, Ca2+, Mg2+ representan, respectivamente, lasconcentraciones de los iones de sodio, calcio ymagnesio del agua de riego, expresado enmeq/litro.

A partir de los valores de RAS y de los valores desalinidad presentes en el agua de riego se puedeestimar el grado de reducción de la infiltraciónutilizando la gráfica que se presenta en la figura 9.

13

Figura 9. Reducción de la infiltración deacuerdo a los valores de RAS y CE

Tratamiento de los problemas desodificación

Existen diversos procedimientos para evitar ocorregir los problemas de infiltración debidos a lamala calidad del agua de riego:

Incorporando productos que modifiquen lacomposición química del agua o del suelo.

Los problemas de infiltración son debidos a unelevado RAS o a un bajo contenido de sales en elagua. Por tanto, las enmiendas van encaminadas aproporcionar el calcio de modo que se disminuya elRAS y aumente la salinidad.

Estas se suelen realizar aplicando yeso, tambiénpuede utilizarse el ácido sulfúrico y el azufreaunque resultan menos económicas. La disolucióndel calcio contenido en el yeso se facilita cuantomás baja sea la salinidad del agua y cuanto mayorsea el grado de finura de las partículas de yeso.

Incorporando materia orgánica al suelo

La aplicación de materia orgánica al suelocontribuye a mejorar su estructura, facilitando lainfiltración.

Prácticas de riego

Como regar con frecuencia y a dosis bajas.También evitar los riegos por gravedad, interesa elriego por aspersión en suelos arenosos y el goteoen suelos arcillosos.

Obstrucciones en riego localizado

Los sólidos en suspensión, las sustancias disueltaso los microorganismos contenidos en el agua deriego pueden producir obstrucciones en losemisores de riego localizado. Según el tipo dematerial o elemento que provoquen la obstrucción,estas se pueden clasificar en:

Físicas: Producidas por materias físicas (arenas,limos, arcillas) u orgánicas (algas, bacterias,fitoplancton) que lleva el agua de riego ensuspensión, llamadas obstrucciones internas, opor materiales que llegan al interior de los emisoresdesde el exterior, llamadas obstrucciones externas.

Químicas: Provocadas por la precipitación en elinterior de la instalación de sustancias quetraspasan los filtros disueltas en el agua de riego, ode sustancias fertilizantes que se incorporan a ella.

Biológicas: Debidas a organismos, como algasraíces, insectos, microorganismos, etc., que seencuentran en el agua de riego o que llegan desdeel exterior y se desarrollan dentro de la instalación.

La siguiente tabla presenta el riesgo de obstrucciónen función de la concentración de diferenteselementos presentes en el agua de riego.

Cuadro 8. Riesgo de obstrucciones en riegolocalizado

ElementoRiesgo de obstrucciones

Ninguno Moderado Grave

Física

Sólidos ensuspensión(mg/litro)

<50 50-100 >100

QuímicaSólidossolubles(mg/litro)

<500 500-2000 >2000

Manganeso(mg/litro)

<0.1 0.1-1.5 >1.5

Hierro(mg/litro)

<0.1 0.1-1.5 >1.5

AcidoSulfhídrico(mg/litro)

<0.5 0.5-2 >2

pH <7 7-8 >8

BiológicaPoblacionesbacterianas(max. Num./ml)

<1000010000-50000

>50000

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Las partículas sólidas en suspensión se eliminanmediante sedimentación y filtración. Losprecipitados químicos que se producen por excesode carbonatos o sulfatos de calcio o de magnesio ypor la oxidación del hierro se ven favorecidos poraltas temperaturas y valores altos de pH.

El riesgo de precipitación del calcio puede servalorado por el índice de saturación de Langelier(IL), según el cual el carbonato cálcico precipitacuando alcanza su límite de saturación enpresencia de bicarbonato.

Por otro lado, el grado de dureza que se refiere alcontenido de calcio, si es alto puede ocasionarriesgo de obstrucción de los emisores de riego porgoteo. La dureza se mide en grados hidrotimétricosfranceses, que se puede determinar mediante lafórmula:

ݎܩ �ℎݏ ݐݎ éݎݐ =ݏଶ.ହ��େୟ2�ାସ.ଵଶ� ଶା

ଵ

Donde las concentraciones de Ca y Mg seexpresan en mg/l.

La clasificación del agua por su dureza se muestraen el cuadro 9.

Cuadro 9. Clases de agua según su durezaGrados Hidrotimétricos

(Fº)Clasificación

Menos de 7 Muy dulce

De 7 a 14 Dulce

De 14 a 22 Medianamente dulce

De 22 a 32 Medianamente dura

De 32 a 54 Dura

Mas de 54 Muy dura

Análisis del agua

Para efectuar los análisis de agua con fines deriego, deben tomarse muestras de agua para locual se sugiere observar las siguientesindicaciones:

a) El recipiente a utilizar para colocar la muestradebe ser de vidrio o plástico de un litro de

capacidad, el cual inmediatamente antes de latoma de la muestra, se debe lavar varias veces conla propia agua de riego.

b) La muestra debe tomarse un momento antes deanalizarse, los resultados son mejores cuantomenor sea el tiempo entre la hora de la toma de lamuestra y el análisis.

c) En pozos dotados de bomba, debe tomarse lamuestra después de algún tiempo de bombeo.

d) En ríos y embalses se deben recoger variastomas en diferentes puntos representativos y semezclan para obtener una sola muestra. Sólo debemuestrearse en lugares donde el agua esté enmovimiento.

e) La muestra debe tomarse a una profundidadlocalizada entre la superficie del agua y el fondo.

f) La muestra debe guardarse a una temperaturade unos 5° C.

g) Debe cerrarse el envase y etiquetarlo, lamuestra se debe acompañar de datos indicando elnombre o identificación de la fuente, el sitio demuestreo, el cultivo a regar, características delsuelo y cualquier otra información que se considereútil, principalmente para la interpretación de losresultados.

En el cuadro 10 se recogen los valores normalesde análisis de aguas de riego:

Cuadro 10. Valores normales de análisisde aguas de riego

Parámetro Valores Normales

Conductividad eléctrica 0– 3 ds/m

RAS 0 - 15

pH 6-8.5

Sólidos en disolución 0-2000 mg/litro

Calcio 0-20 meq/litro 0-400 mg/litro

Magnesio 0-5 meq/litro 0-60 mg/litro

Sodio 0-40 meq/litro 0-920 mg/litro

Carbonatos 0-0.1 meq/litro 0-3 mg/litro

Bicarbonatos 0-10 meq/litro 0-600 mg/litro

Cloruro 0-30 meq/litro 0-1100 mg/litro

Sulfatos 0-20 meq/litro 0-960 mg/litro

Potasio 0-2 mg/litro

Boro 0-2 mg/litro

Hierro 0-0.5 mg/litro

Dureza 0-40 Fº

15

Interpretación de los resultados

Para la clasificación de las aguas se han propuestodiversas normas, siendo la más difundida lapropuesta por USDA.

Esta norma clasifica el agua en varias categoríasque representan el riesgo de salinización osodificación del suelo. A partir de los valores de CEy RAS obtenidos en el respectivo análisis seestablece una clasificación del agua según estas

normas, para ello se hace uso del nomogramamostrado en la figura 10.

En el eje de las abscisas, a escala logarítmica, seubican los valores de Conductividad Eléctrica y enel eje de las ordenadas se llevan los valores de laRelación de Adsorción de Sodio.

Las diferentes clases de agua obtenidos por estemétodo se describen en el cuadro 11.

Figura 10. Clases de agua para riego

16

Cuadro 11. Descripción de las clases de agua IVNecesidades de agua de loscultivos

Generalidades

Las necesidades hídricas de los cultivos expresanla cantidad de agua que es necesario aplicar paracompensar el déficit de humedad del suelo duranteun período vegetativo.

Las plantas absorben el agua desde el suelomediante sus raíces. Ambos, suelo y planta, estánsometidos a los efectos de la lluvia, el sol y viento,que generan un mayor o menor grado deevaporación desde el suelo y transpiración de lasplantas. La cantidad de agua que suponen ambosprocesos, transpiración y evaporación, sueleconsiderarse de forma conjunta simplementeporque es muy difícil calcularla por separado. Porlo tanto se considera que las necesidades de aguade los cultivos están representados por la suma dela evaporación directa desde el suelo más latranspiración de las plantas que es lo que seconoce como evapotranspiración.

Figura 11. Factores que inciden en el consumode agua por las plantas

La evapotranspiración suele expresarse en mm dealtura de agua evapotranspirada en cada día(mm/día) y es una cantidad que variará según elclima y el cultivo. Un milímetro de aguaevapotranspirada es igual a un litro por cada metrocuadrado de terreno. Si un cultivo consume 5mm/día significa que consume cada día cinco litrospor cada metro cuadrado de terreno. El sistema deriego debe ser capaz de proporcionar esa cantidadde agua.

Clasificación de las aguas

Tipos Calidad y normas de uso

C 1

Agua de baja salinidad, apta para el riego entodos los casos. Pueden existir problemassolamente en suelos de muy bajapermeabilidad.

C 2

Agua de salinidad media, apta para el riego.En ciertos casos puede ser necesarioemplear volúmenes de agua en exceso yutilizar cultivos tolerantes a la salinidad.

C 3

Agua de salinidad alta, puede utilizarse parael riego en suelos con buen drenaje,empleando volúmenes en exceso para lavarel suelo y utilizando cultivos tolerantes a lasalinidad.

C 4

Agua de salinidad muy alta que en muchoscasos no es apta para el riego. Sólo debeusarse en suelos muy permeables y conbuen drenaje, empleando volúmenes enexceso para lavar sales del suelo yutilizando cultivos muy tolerantes a lasalinidad.

C 5

Agua de salinidad excesiva, que sólo debeemplearse en casos muy contados,extremando todas las precaucionesapuntadas anteriormente.

C 6 Agua de salinidad excesiva, no aconsejablepara riego.

S 1

Agua con bajo contenido en sodio, apta parael riego en la mayoría de los casos. Sinembargo, pueden presentarse problemascon cultivos muy sensibles al sodio.

S 2

Agua con contenido medio de sodio, y portanto, con cierto peligro de acumulación desodio en el suelo, especialmente en suelosde textura fina (arcillosos y franco-arcillosos)y de baja permeabilidad. Deben vigilarse lascondiciones físicas del suelo yespecialmente el nivel de sodio cambiabledel suelo, corrigiendo en caso necesario.

S 3

Agua con alto contenido de sodio y granpeligro de acumulación del sodio en el suelo.Son aconsejables aportaciones de materiaorgánica y el empleo de yeso para corregirel posible exceso de sodio en el suelo.También se requiere un buen drenaje y elempleo de volúmenes copiosos de riego.

S 4

Agua con contenido muy alto de sodio. Noes aconsejable para el riego en general,excepto en caso de baja salinidad ytomando todas las precauciones apuntadas.

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Evapotranspiración potencial (ETp)

Existe acuerdo entre los diversos autores al definirla ETp como la máxima cantidad de agua quepuede evaporarse desde un suelo completamentecubierto de vegetación, que se desarrolla enóptimas condiciones, y en el supuesto caso que noexisten limitaciones en la disponibilidad de agua.Según esta definición, la magnitud de la ETp estáregulada solamente por las condiciones climáticas.

Evapotranspiración del cultivo dereferencia (ETo)

La noción de ETo ha sido establecida para reducirlas ambigüedades de interpretación a que da lugarel amplio concepto de evapotranspiración y pararelacionarla de forma más directa con losrequerimientos de agua de los cultivos. Es similaral concepto de ETP, ya que ambos dependenexclusivamente de las condiciones climáticas,incluso en algunos estudios son consideradosequivalentes, pero se diferencian en que la ETo esaplicada a un cultivo específico, o de referencia,habitualmente gramíneas o alfalfa, de 8 a 15 cm dealtura uniforme, de crecimiento activo, que cubretotalmente el suelo y que no se encuentra sometidoa déficit hídrico. Por ello en los últimos años estáreemplazando al concepto de ETP.

La evapotranspiración de referencia (ETo), como elcultivo es siempre el mismo, variará según lascondiciones del clima (radiación, temperatura,humedad, viento, etc.) y se expresa en mm delámina de agua por día (mm/día).

Existen muchos métodos empíricos para el cálculode la evapotranspiración de referencia, en funciónde datos climáticos. El método a emplear sedetermina por el tipo de datos disponibles y el nivelde exactitud requerido. Puede usarse el método deltanque evaporímetro, fórmulas empíricas (Blaney –Criddle, Turc, Thornthwite, Hargreaves) oprogramas informáticos, como el CROPWAT, de laFAO, basado en la fórmula de Penman – Monteith.

Evapotranspiración real, actual oefectiva (ETc)

No obstante las mayores precisiones alcanzadascon la incorporación de algunos de los conceptosanteriores, las condiciones establecidas por ellosno siempre se dan en la realidad, y aquellaevapotranspiración que ocurre en la situación real

en que se encuentra el cultivo en el campo, difierede los límites máximos o potenciales establecidos.Para referirse a la cantidad de agua queefectivamente es utilizada por la planta se debeutilizar el concepto de evapotranspiración actual oefectiva, o más adecuadamente, el deevapotranspiración real.

La ETc es más difícil de calcular que la ETP o ETo,pues, además de las condiciones atmosféricas,interviene la magnitud de las reservas de humedaddel suelo y los requerimientos de los cultivos. Paradeterminar la ETc, se debe corregir la ETP o ETocon un factor Kc que depende de lascaracterísticas de cada cultivo.

Etc = Eto X Kc

Donde:Etc = Evapotranspiración realEto = Evapotranspiración del cultivo de referenciaKc = Coeficiente de cultivo

Coeficiente de Cultivo (Kc)

El coeficiente de cultivo Kc, describe lasvariaciones de la cantidad de agua que las plantasextraen del suelo a medida que se vandesarrollando, desde la siembra hasta la cosecha.En los cultivos anuales normalmente se diferencian4 etapas o fases de cultivo:

a) Inicial: Desde la siembra hasta un 10% de lacobertura del suelo aproximadamente.

b) Desarrollo: Desde el 10% de cobertura ydurante el crecimiento activo de la planta.

c) Media: Entre la floración y la fructificación, laque corresponde, en la mayoría de los casos al70 al 80% de cobertura máxima de cada cultivo.

d) Maduración: Desde madurez hasta la cosecha.

El Kc presenta valores pequeños al inicio deldesarrollo del cultivo y aumenta a medida que seincrementa la cobertura del suelo. El valor máximose alcanza durante la floración, se mantienendurante la fase media y finalmente decrecendurante la maduración.

Lo mejor es disponer de valores de Kc para cadacultivo obtenido en la zona y para distintas fechasde siembra, pero en ausencia de esta informaciónse pueden utilizar valores referenciales de Kc,presentados en la bibliografía especializada, comolos valores que se presentan en el cuadro 13.

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Figura 12. Curvas real y teórica del coeficientede cultivo KC

Duración de las fases

En el cuadro 12 se presenta la duraciónaproximada de las fases del período vegetativo dealgunos cultivos. Los valores de la tabla se refierena cultivos sembrados directamente en el terreno.

En los cultivos de transplante se considera comofase inicial el periodo comprendido desde lasiembra hasta el transplante.

Cuadro 12. Duración aproximada de las fases en elperiodo vegetativo de varios cultivos

Cultivo Total Inicial DesarrolloMedia

EstaciónFinales

Algodón 180 30 50 55 45

Berenjena 130 30 40 40 20

Cacahuete 130 25 35 45 25

Cebollaverde

70 25 30 10 5

Espinaca 60 20 20 15 5

Col 120 20 25 60 15

Guisante 90 15 25 35 15

Lechuga 75 20 30 15 10

Maíz dulce 80 20 25 25 10

Maíz grano 125 20 35 40 30

Melón 120 25 35 40 20

Patata 105 25 30 30 20

Pepino 105 20 30 40 15

Pimiento 120 25 35 40 20

Rábano 35 5 10 15 5

Soya 135 20 30 60 25

Sorgo 120 20 30 40 30

Tomate 135 30 40 40 25

Zanahoria 100 20 30 30 20

Los valores de Kc para diferentes cultivos sepresentan en el cuadro 13.

Cuadro 13. Coeficientes de cultivo (Kc) para varioscultivos

Cultivo Inicial DesarrolloMedia

EstaciónFinales

Algodón 0.45 0.75 1.15 0.75Berenjena 0.45 0.75 1.15 0.80Cacahuete 0.45 0.75 1.05 0.70Cebollaverde

0.50 0.70 1.00 1.00

Espinaca 0.45 0.60 1.00 0.90Col 0.45 0.75 1.05 0.90Guisante 0.45 0.80 1.15 1.05Lechuga 0.45 0.60 1.00 0.90Maíz dulce 0.40 0.80 1.15 1.00Maízgrano

0.40 0.80 1.15 070

Melón 0.45 0.75 1.00 0.75Patata 0.45 0.75 1.15 0.85Pepino 0.45 0.70 0.90 0.75Pimiento 0.35 0.70 1.05 0.90Rábano 0.45 0,60 0.90 0.90Soya 0.35 0.75 1.10 0.60Sorgo 0.35 0.75 1.10 0.65Tomate 0.45 0.75 1.15 0.80Zanahoria 0.45 0.75 1.05 0.90

Demandas de agua

Las necesidades de agua se evalúanestableciendo, para un determinado período, unbalance entre las cantidades de agua requeridaspara la evapotranspiración del cultivo y otros usosespeciales y los aportes de agua hechos por lalluvia o el riego.

Visto como un balance, las entradas de aguapueden ser debidas a la lluvia (P) o al riego (R).Por su parte, las salidas de agua se deberán a laevapotranspiración (ET), la escorrentía (S) y lafiltración profunda (Fp). Una visualización delbalance se muestra en la figura 13.

Se considera que un sistema de riego está biendiseñado cuando la escorrentía y filtraciónprofunda es cero. De esta forma, la cantidad deagua que necesita el cultivo y se ha de aportar conel riego o "Necesidades netas de riego (Nn)"corresponderán con la diferencia entre la cantidadde agua que el conjunto suelo-planta pierde (laevapotranspiración) y el agua que se aporta deforma natural (precipitación efectiva, Pe).

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Figura 13. Componentes del balance de agua enel suelo

Las necesidades netas de riego, entonces sepueden representar por la siguiente expresión:

Nn = ETc – Pe

Donde;Pe = Precipitación efectiva

Desde el punto de vista agrícola, la precipitaciónefectiva es aquélla parte de la lluvia que sealmacena en el volumen de suelo a la profundidadradicular y es consumida por la planta en elproceso de evapotranspiración.

Además de las necesidades netas de riego, hayotras cantidades adicionales de agua que sonnecesarias para compensar las pérdidas por lascondiciones en que se desarrolla el cultivo. Estaspérdidas se producen por:

a) Percolación profunda, por debajo de la zona deraíces.

b) Uniformidad de distribución del agua en laparcela de riego.

c) Requerimientos de lavado de sales del suelo.

Todas las pérdidas de agua se cuantifican en untérmino denominado eficiencia de riego (Er), cuyovalor es el resultado del producto de las eficienciasque se presentan en la conducción (Ec), en ladistribución (Ed) y en la aplicación del agua (Ea).

Er = Ec x Ed x Ea

Por lo tanto conociendo la eficiencia de riego, sepueden determinar las necesidades brutas deriego (Nb). Su valor es diferente para cada métodode riego, y dentro de cada uno de ellos distintosegún cada sistema. A titulo orientativo sepresentan los siguientes valores:

a) Riego por gravedad: 30 - 50 %b) Riego por aspersión: 65 – 85 %c) Riego por goteo: 80 – 90 %

La cantidad real de agua que ha de aplicarse en elriego para satisfacer las necesidades netas deriego, se calcula utilizando una fórmula muy simple:

NnNb = --------

Er

Cuando se utiliza agua salinas se debe aportar unacantidad adicional para lixiviar (desplazar fuera dela zona radicular) las sales que pudieranacumularse en el suelo por efecto de laevapotranspiración. La lixiviación de las sales esuna práctica obligada en el control de la salinidaddel suelo, a nivel de la zona radicular.

Cálculo de la ETc

Como se ha citado, existen diferentes métodospara calcular el consumo de agua por las plantas ylos requerimientos de riego. Una herramienta degran precisión y facilidad de aplicación es elprograma de cómputo CROPWAT el cual es unprograma desarrollado por la División de Desarrollode Tierras y Aguas (AGL) de la Organización parala Alimentación y la Agricultura de las NacionesUnidas (FAO). El programa es útil para:

Calcular

La evapotranspiración de referencia Las necesidades de agua de los cultivos Las necesidades de riego de los cultivos Las necesidades de riego de un sistema de

riego multicultivo.

Elaborar: Alternativas para la programación delriego bajo diferentes hipótesis de manejo y decondiciones ambientales

Estimar: La producción bajo condiciones de secanoy el efecto de las sequías.

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Ejemplo de cálculo de la ETc y las necesidadesde riego de los cultivos, utilizando el programaCROPWAT

Datos:Clima:Estación Meteorológica: San Miguel, El PapalónElevación: 80 msnmLatitud: 13.45º NLongitud: 88.11º WDatos climáticos: En el cuadro 14 se presenta elcuadro de salida del programa conteniendo losdatos climáticos y el cálculo de la Eto para cadauno de los meses del año, calculados mediante laecuación de Penman Montheit.

Cuadro 14. Datos climáticos y cálculode la ETo programa CROPWAT

Cultivo:Especie: TomateCiclo vegetativo: 135 diasDuración de las fases fenológicas (Cuadro12)Inicial: 30Desarrollo: 40Media Estación: 40Final: 25Valores del Coeficiente Kc (Cuadro 13)Inicial: 0.45Desarrollo: 0.75Media Estación: 1.15Final: 0.80Fecha de siembra: 15 de diciembreAgotamiento permisible:10% en todas las etapasProfundidad de raíces: 0.10 m etapa inicial

0.80 m etapa final

En el cuadro 15 se presentan los datos referentesal cultivo de acuerdo al formato del programa.

Cuadro 15. Datos del cultivo programa CROPWAT

Precipitación:En el cuadro 16 se presentan los valores de laprecipitación total mensual de la estaciónseleccionada y los valores de la precipitaciónefectiva (Pe), calculada por el método del USBR. Elprograma da diferentes opciones sobre el métodode cálculo de la Pe.

Cuadro 16. Valores de la precipitación media yprecipitación efectiva, según método

del USBR

Etc y Necesidades de riegoEn el cuadro 16 se presenta el cuadro de salida delprograma con los valores de las necesidades deagua o ETc (CWR en el cuadro) y los valores delas necesidades de riego. Ambos datos se

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presentan como valores totales en el periodo deanálisis del programa, para el caso, por períodosdecádicos.

Los valores de necesidades netas de riegoaparecen en la columna titulada Irrig Req, la cualcomo puede apreciarse se ha calculado restandolos montos de la precipitación efectiva a los valoresde necesidades de agua.

Calendario de riego

El calendario de riego consiste en determinar lasfechas en que se debe regar y cuánta agua sedebe aplicar; para ello es necesario conocer lascaracterísticas de los suelos y las demandas deagua del cultivo.

Por razones prácticas, en muchos casos, elcalendario de riego se establece a partir de lademanda de agua máxima del cultivo durante suciclo vegetativo, sin embargo es importante tenerpresente que la edad del cultivo influye en lascantidades de agua que consume, relacionado conla edad está la profundidad de raíces, a mayorprofundidad la cantidad de agua a aplicar serámayor, y a menor profundidad esta será menor.

Los valores de necesidades brutas vienenexpresados en la columna titulada FWS el cualcorresponde al “módulo de riego” o sea el caudalunitario necesario para satisfacer las necesidadesde riego y está definido por la siguiente expresión

Irrig Req. X 10000FWS = ----------------------------------------------------------

Eficiencia de riego Período-------------------------- x (TimeStep) x 24x3600

100

Estrategias de riego

Las estrategias de riego son los criterios que seadoptan para decidir de antemano el momentooportuno de efectuar el riego, así como de lacantidad de agua a aplicar, estas estrategias sedescriben brevemente a continuación:

Estrategias para decidir el momento de riego

a) Regar cuando se ha agotado un porcentaje dela lámina de riego (lámina de reposición),calculada mediante la siguiente ecuación:

(CC – ppm)dr = ----------------- x GEA x Pr x p

100

Cuadro 17. Valores de necesidades de riego y módulo deriego, programa CROPWAT

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Como se vio anteriormente, después que el sueloalcanza el nivel ideal de humedad (capacidad decampo) la humedad empieza a disminuir por elconsumo que hace la planta del agua disponible,acercándose con el paso de los días al punto demarchitez permanente. En esta estrategia se dejaque el agua disminuya hasta un punto igual al 50 %(para la mayoría de los cultivos) o un 30 % (en elcaso de hortalizas o 10% en riego por goteo), delagua que se encuentra entre la capacidad decampo y el punto de marchitez permanente. A esteporcentaje se conoce con el nombre de porcentajede agotamiento (p).

Figura 14. Riego cuando se ha agotado lalámina de reposición

b) Regar cuando se ha agotado una determinadalámina de agua del suelo (en milímetros). Útilcuando se va a aplicar una lámina de riegoconstante en cada riego no importando el intervaloentre los riegos (intervalo variable)

Esta estrategia es la más conveniente desde elpunto de vista del desarrollo óptimo del cultivo,pues el agua se aplica en las cantidades quepuede almacenar el suelo y de acuerdo al consumode la planta. No obstante presenta el inconvenienteque es necesario llevar un control de los niveles dehumedad del suelo a fin de establecer conexactitud el momento del riego, por otro lado estaestrategia lleva a manejar intervalos de riegovariables, ya que la velocidad de consumo de aguapor la planta como se ha dicho, varía de acuerdo ala edad.

c) Regar considerando una frecuencia (intervalo)de riego fija. Esta opción es bastante utilizada parafacilitar la operación del riego.

d) Aplicación del agua de acuerdo al turno de riego

En muchos sistemas de riego (principalmente enriego por superficie), a nivel de grandes proyectos,existen restricciones para elegir el momento delriego por los productores, ya que estos reciben elagua por turnos (normalmente establecidos conpoco criterio técnico), en los que cada agricultorefectúa su correspondiente riego. En este casopuede ser que el déficit del agua en el suelo supereal 50% del agua capilar por lo que el productoracostumbra, cargar el suelo de agua en cada riego,en previsión de retrasos en el próximo turno deriego.

Estrategias para decidir la cantidad de agua aaplicar

a) Aplicar agua hasta llevar el suelo a capacidadde campo.

b) Aplicar riego utilizando una lámina constante encada riego.

En esta estrategia los sistemas de riego se debendiseñar con la máxima evapotranspiración delcultivo durante su ciclo vegetativo a fin de quetengan la capacidad de poder proporcionar el aguaen las épocas de máximo consumo.

Es una estrategia que ofrece una gran facilidadpara la operación, pues como se ha dicho, noexisten cambios en el patrón de entrega de agua alcultivo, sin embargo, hay que mencionar quedurante las épocas de menor consumo por laplanta como son los estadios iniciales o cuando seacerca la cosecha, la cantidad de agua que seaplica es la misma que cuando se encuentra en lafase de floración o fructificación, o sea la época demáxima demanda, lo anterior supone una baja enla eficiencia de aplicación del agua.

c) Aplicar las láminas de acuerdo a cantidadesestablecidas por el productor.

A continuación, se incluye la formulación de uncalendario de riego utilizando los datos del ejemplode cálculo de las necesidades de riego.

Para efectos de formular el calendario por estemétodo es necesario agregar los datoscorrespondientes al suelo entre lo cual se incluye elnivel de humedad del suelo al inicio del calendario.Estos datos se presentan en el cuadro 18.

Saturación

Gravitacional

Capilar

Higroscópica

Capacidadde Campo

Punto de MarchitezPermanente

Suelo Seco

P (%)

Riego

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Cuadro 18. Datos del suelo Calendario de riegos

En los cuadros 19 y 20 se presenta el calendariode riego obtenido.

Estrategias seleccionadas: Frecuencia de riego fijaigual a un día (f = 1) y aplicando la cantidad deagua necesaria para llevar el suelo a capacidad decampo en cada riego.

Cuadro 19. Calendario de riego Etapa inicial

Cuadro 20. Calendario de riego etapa final

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V Riego por Goteo

Descripción

En este método de riego, el agua se aplicadirectamente al suelo, gota a gota, utilizando unosaparatos llamados goteros, los cuales necesitanpresión para su funcionamiento, aunque estapresión es mucho más baja que la que se necesitaen riego por aspersión.

La presión se obtiene mediante un equipo debombeo o por la diferencia de nivel entre la fuentede agua y los emisores; esta diferencia puede serde 3 a 10 m, de acuerdo al tipo de gotero.

Cuando los goteros aplican el agua, esta se infiltray va formando en el interior del suelo unhumedecimiento en forma de cebolla, al cual se lellama “bulbo húmedo”. Este bulbo presenta undiámetro pequeño en la superficie del suelo, perose ensancha adquiriendo su máximo diámetro auna profundidad de 30 cm aproximadamente.

En la superficie del suelo, la parte humedecida porun gotero se une con la de otro después de algúntiempo de riego y forma una franja húmeda a lolargo de la hilera de plantas (figura 15).

Figura 15. Forma de humedecimientodel riego por goteo en la superficie

Figura 16. Humedecimiento de los goteros en elinterior del suelo

La forma del bulbo está condicionada en gran partepor el tipo de suelo. En los suelos pesados (detextura arcillosa), la velocidad de infiltración esmenor que en los suelos ligeros (de texturaarenosa), lo que hace que el charco sea mayor y elbulbo se extienda más horizontalmente que enprofundidad. Si se aplica la misma cantidad deagua en tres suelos con texturas diferentes, laforma del bulbo variará aproximadamente de laforma como se presenta en la figura 17.

Figura 17. Humedad del bulbo segúnel tipo de suelo

El humedecimiento varía dentro del bulbo desde elpunto más elevado de humedad que se presentaen el sitio de aplicación de la gota de agua ydisminuye hacia el perímetro del bulbo. Por suparte, la salinidad tiende a concentrarse en laszonas de mayor tensión de humedad (cercanos alperímetro del bulbo). El agua en su movimiento delas zonas de menor tensión de humedad a laszonas de mayor tensión, arrastran las sales hastaubicarlas fuera de las zonas de raíces.

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Figura 18. Distribución del agua y de las salesen el bulbo húmedo

Ventajas y desventajas del riego porgoteo

Ventajas

Se puede utilizar en todos los cultivos en hilera,es apropiado para hortalizas y frutales.

Tiene una alta eficiencia en el uso del agua, sepuede regar el triple del área regada consistemas por gravedad y el doble del árearegada por aspersión.

Se puede utilizar en terrenos con pendientesaltas, y en suelos muy delgados.

En tierras donde se cuenta con una fuente deagua en la parte superior al área de riego, sepuede utilizar para el riego por goteo,aprovechando la energía potencial disponible(diferencia de nivel entre la fuente y las áreas deriego). En riego por goteo, las cargas para sufuncionamiento son menores que en riego poraspersión.

Es un método de fácil manejo, para suoperación no necesita mano de obraexperimentada.

No es afectado por el viento.

Se puede utilizar en zonas donde existen bajoscaudales en las fuentes.

Dado que no se moja toda la superficie delterreno, sino únicamente en una franja, eldesarrollo de malezas es muy bajo comparadocon los otros métodos.

No existe erosión de los suelos.

Desventajas

La principal desventaja de este método es lafacilidad con que los orificios de los goteros seobstruyen, principalmente cuando se utilizaagua de mala calidad y no se hace un filtradoadecuado de la misma. Necesita una buena supervisión del riego, pues

cuando los goteros se obstruyen no se puedeapreciar desde lejos y al taparse un gotero seproduce un crecimiento desuniforme del cultivo.

Componentes de un sistema de riegopor goteo

Una instalación de riego por goteo debe contarcomo mínimo con los siguientes componentes.

Fuente de energía Cabezal de control Red de tuberías Goteros o emisores Dispositivos de control

Fuente de energía

Para su funcionamiento, los sistemas de riego porgoteo necesitan de una fuente de energía paraprovocar la circulación del agua, superar laspérdidas de energía en el filtrado, tuberías yaccesorios, y ofrecer a los emisores la presiónnecesaria para su funcionamiento.

La energía necesaria puede obtenerse medianteequipos de bombeo o mediante la energíapotencial que se genera a partir de la diferencia denivel entre el sitio de derivación del agua y laparcela de riego. Los equipos de bombeo puedenser accionados por motores de combustión internao motores eléctricos.

La inmensa mayoría de las bombas utilizadas enriego son del tipo llamado rotodinámico(turbobombas). En ellas se produce un aumento develocidad del agua provocado por el movimientogiratorio de un elemento, llamado impulsor orodete, formado por palas o alabes. El giro delimpulsor transfiere al agua una energía de presiónen el interior del cuerpo de la bomba.

Un motor, directamente acoplado a la bomba omediante algún tipo de transmisión, se encarga deproporcionar la energía necesaria para el giro. Losmotores eléctricos ofrecen en la mayoría de loscasos, grandes ventajas con respecto a los

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motores de combustión, lo que hace que sean losmás ampliamente utilizados cuando es factible elacceso a la red eléctrica.

Las bombas rotodinámicas utilizadas en riego seclasifican habitualmente atendiendo a lossiguientes criterios.

Por tipo de flujo: Axial Radial Mixto

Por el tipo de impulsores: Unicelulares Multicelulares

Por la disposición del eje de rotación: Verticales Horizontales

De todos estos criterios de clasificación, quizás elmas operativo desde el punto de vista de laelección de un equipo de bombeo a instalar es elde la disposición del eje de rotación. En todo caso,dicho criterio es relativo, pues en determinadoscasos, una bomba de diseño horizontal puededisponerse verticalmente, o una bomba sumergidabien puede instalarse en posición horizontal.

Bombas horizontales

Su característica más destacada es la de estarubicados (bomba y el motor) en la superficie. Laconexión más común entre ambos es la demanguera flexible o unión directa para motoreseléctricos, la de poleas y correas o eje cardán, enmotores diésel o movidas por tractor.

Los modelos de bombas horizontales más usadosen riego, son del tipo unicelular (un solo impulsor),de aspiración axial (esta se produce por el centrodel impulsor) e impulsión lateral. Su capacidad deelevación en altura manométrica, difícilmentesupera los 60-70 metros. Pueden ir solidariamenteacopladas a un motor generalmente eléctrico(bombas monoblock) o ser suministradas con ejelibre, para su acople al motor deseado, para lo cualhabrá de disponerse una bancada que actúa comosoporte común a motor y bomba y un acoplamientoentre ambos ejes. En estos casos, la alineacióncorrecta de los dos elementos es fundamental paraprevenir posibles averías, entre otras, de loscojinetes de ambas máquinas.

Cuando se pretende conseguir una mayor alturamanométrica, se suele recurrir a utilizar bombascon varios impulsores montados en serie (bombasmultietapas). Con esta disposición se consiguemultiplicar por el número de impulsores existentes,la altura manométrica proporcionada por uno deellos para un mismo caudal.

Un paso adelante en el diseño de las bombas detipo horizontal está representado por las bombasde cámara partida. Estas se caracterizan porpermitir el acceso directo a los órganos móviles dela bomba sin necesidad de desmontar lainstalación, facilitando de este modo las labores deinspección y mantenimiento. Suelen presentardoble aspiración axial en sentidos contrapuestos,consiguiendo un gran equilibrio hidráulico. Losapoyos del eje de la bomba se realizan en sus dosextremos minimizando los esfuerzos de flexión.

En cuanto al diseño de las instalaciones de lasbombas de eje horizontal un aspecto importante aconsiderar es el que se refiere a las condiciones deaspiración. Lo idóneo sería que la superficie libredel agua a bombear se encontrara siempre porencima de la cota del eje de la bomba. Lastuberías de aspiración se diseñarán lo más cortasposibles y con diámetros suficientemente holgados.Estas recomendaciones se orientan a evitar ominimizar los problemas de cavitación. Para estoes necesario realizar un estudio meticuloso de lascondiciones en las que va a aspirar la bomba.

Hay que estudiar por un lado el NPSH (Net PositiveSuction Head) disponible (NPSHd) en la instalaciónque deberá ser, aún en el caso más desfavorable,superior al NPSH requerido por la bomba (NPSHr),este valor es dado por el fabricante de la bomba enforma de curva característica.

El NPSH es un parámetro que indica la capacidadde las bombas de aspirar en vacío, es decir que laaltura máxima teórica de aspiración será de 10.33m (presión atmosférica a nivel del mar).Físicamente indica la presión absoluta que debeexistir a la entrada de la bomba para que noexistan problemas de cavitación, que consiste en laformación de pequeñas burbujas de vapor queimplosionan generando serios daños en la bomba yproduciendo un ruido similar al del golpeteometálico de un martillo.

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Así:

NPSHd= ho - (Ha + ha + hv)

Donde:NPSHd: NPSH disponible.ho: Presión atmosférica.Ha: Altura geométrica de aspiración.ha: Pérdidas en la tubería de aspiración y

los álabes.hv: Presión de vapor.

De otro lado, el NPSHr (NPSH requerido) dependesolo de la bomba y del caudal. De ello, y comoNPSHd>NPSHr, se puede extraer que la alturamáxima de aspiración vendrá dada por la fórmula.

Ha<ho-(NPSHr+ha+hv)

Valores negativos de Ha indican que la bombatrabaja sumergida.

Figura 19. Bomba horizontal conmotor eléctrico

Figura 20. Bomba horizontal con motorde combustión interna

Bombas verticales

Son equipos diseñados para uso en pozosprofundos en donde el nivel dinámico del agua seencuentra a más de 5 m. Su característica principales la de estar sumergida la bomba (a laprofundidad que requiera el nivel dinámico) y elmotor instalado en la superficie. La transmisión serealiza mediante un eje, a veces de decenas demetros, que se instala en el interior de latubería de impulsión, sujetado mediante cojinetes.

Cuando la profundidad empieza a ser importante(no es aconsejable su instalación a mas de 80-90m de profundidad) este tipo de bombas deja de serinteresante por diversos motivos, entre otros, queal no ser perfecta al 100% la verticalidad del eje seproducen desgastes y averías, al elevado costo dela instalación, las grandes pérdidas de rendimientoy lo costoso del mantenimiento. Estas bombaspueden ser también movidas por motores diésel opor tractor.

Figura 21. Bombas verticales

Bombas sumergibles

La principal característica de estos equipos es quemotor y bomba están sumergidos en el agua a laprofundidad requerida. Estos equipos son losidóneos para instalarlos en sondeos. Su diseñoresponde generalmente a la función de extraeragua de pozos estrechos y profundos, aunque nosea esta su única utilización. Tienen por ello un

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aspecto cilíndrico alargado, y se clasifican,normalmente, por su diámetro, o, mejor aún, por eldiámetro mínimo del pozo (en pulgadas) en el quesería posible su instalación.

La profundidad de instalación puede ser tan grandecomo requiera el nivel de agua (profundidadesnormales pueden ser de 150 a 200 m). El conjuntomotobomba se instala suspendido de la tubería deimpulsión.

En la construcción más habitual, el motor se sitúadebajo del cuerpo de la bomba. Entre ambos existeun paso de agua que constituye la zona deaspiración de la bomba, que suele ir protegida conuna rejilla que evita el paso de los cuerpos sólidosde gran tamaño. La bomba es en generalmultifásica. Los impulsores suelen ser de tiponetamente centrífugos (radiales) o de flujo mixto(semiaxiales)

Su instalación es muy simple, ya que sesuspenden desde el brocal del pozo por unacolumna de impulsión, normalmente fabricada entubos de hierro de 3 o 6 m de longitud y conuniones embridadas. Es necesario instalar cablesde alimentación desde el brocal hasta el motor.Todo el conjunto sumergido gravitará sobre unabancada de sustentación que normalmente seráconstruida en perfiles de hierro.

Un aspecto importante en cuanto a la instalaciónde las bombas sumergibles lo constituye larefrigeración de los motores. Esta se produce,generalmente, mediante la corriente de agua debombeo, que transita por la superficie del motor.

Dos factores desempeñan un papel importante eneste sentido. Por un lado la temperatura del agua abombear y por otro, la velocidad de la misma sobrela superficie del motor; estos dos parámetros seencuentran relacionados en el sentido de quecuanto mayor sea la temperatura, mayor tendráque ser la velocidad necesaria para la refrigeracióneficiente del motor.

En cualquier caso hay que cerciorase de que tantola velocidad como la temperatura se encuentrandentro de los rangos recomendados por elfabricante.

Son de uso común diversos dispositivos quemejoran y previenen los defectos en cuanto a la

refrigeración de los motores sumergibles (sondasde temperaturas, camisas de refrigeración, etc.).Otro aspecto a tener en cuenta es la sumergenciamínima que se ha de proporcionar a la bomba demanera que no se produzcan remolinos quepueden provocar la entrada de aire en la tubería deaspiración.

Figura 22. Bombas sumergibles

Funcionamiento de las bombas

El agua es aspirada por una tubería que saledesde el centro de la carcaza u ojo y es impulsadaal exterior por la tubería de salida. En otraspalabras, el agua sube impulsada por el gradientede presión que se produce entre la atmósfera y elinterior de la carcaza.

El agua es aspirada por el desplazamiento demasa, el que produce un vacío que se trasmite porla tubería, hasta el chupador. Así, se utiliza laaspiración diferencial de presión que impulsa elagua al interior de la carcaza. Las alabes estándiseñados para impulsar el agua hacia la zonaexterna del rodete. Por ello se conocen comocentrífuga. La tubería de aspiración debe estarperfectamente sellada al aire para evitar que serompa la columna aspirante y, por ende, semantenga el diferencial de presión. Esta es una delas fallas más comunes en la instalación de plantasde bombeo.

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Las bombas centrífugas pueden ser de una ovarias etapas. Cuando son de multietapas el aguaque impulsa la primera etapa es vaciada a lasegunda, en donde recibe un nuevo impulso y llegaa la tercera donde es tomada por un nuevo rodeteque la vuelve a impulsar y así sucesivamente. Losimpulsores están conectados en series.

Parámetros de funcionamiento

Se consideran parámetros que miden elfuncionamiento de una bomba, el caudal, presión,potencia que consumen, altura neta de succiónpositiva y velocidad específica.

Caudal

El caudal se mide como el volumen que descargala bomba por unidad de tiempo. Se puededeterminar por el método volumétrico, vaciando elflujo que sale de la tubería en un barril o depósitode capacidad conocida y se registra el tiempo enque el agua alcanza el volumen total del envase oalguna altura de referencia. En este último caso secalcula el volumen descargado.

Presión, carga hidráulica, carga dinámica total

Es una expresión del trabajo que realiza el equipopor unidad de peso elevada. Así, la presión de unabomba o la energía mecánica transmitida al líquidodebe ser tal, que permita al agua vencer lossiguientes factores:

La carga estática (diferencia de nivel entre latoma y entrega del agua).

Las pérdidas de carga por fricción del fluido conla tubería (HF).

Pérdidas en el cabezal Pérdidas secundarias o en accesorios (HS). Presión de trabajo de emisores La altura representativa de velocidad

Se denomina altura estática o carga estática total(figura 23) a la diferencia de altura entre el puntode toma de agua y donde se entrega o punto másalto del sistema de riego. Se divide en cargaestática de succión y carga estática de impulsión.

Las pérdidas por fricción totales están constituidaspor las pérdidas por fricción que suceden en latubería de succión, en la tubería de impulsión redde tuberías del sistema de riego (pérdidasprimarias) y las pérdidas por fricción en losaccesorios o pérdidas secundarias.

Las pérdidas secundarias son las que se presentanen los accesorios (tees, reducciones, codos,uniones, etc) y en la valvulería (a excepción deválvulas automáticas). Su valor se estima en un10% al 25% del valor correspondiente a laspérdidas por fricción en la red de tuberías (pérdidasprimarias).

La presión de operación de los emisores es aquellaque se requiere para su perfecto funcionamiento,con el criterio de que el gotero que funcionará enlas condiciones más desfavorables funcione a lapresión de trabajo requerida.

En sistemas de riego localizado es necesarioconsiderar además las pérdidas en el cabezal decontrol. Los valores de pérdidas en los equipos delcabezal de control se encuentran en las tablasproporcionadas por los fabricantes.

Para efectos de estimar estas pérdidas, se puedentomar los siguientes valores indicativos:

Hidrociclón 2 - 6 m.Filtro de arena 2 - 4 m.Filtro de malla o anillos 1 - 3 m.

Inyector hidráulico 3 - 5 m.

Inyector venturi 5 - 20 m.

Y se puede estimar de forma general la cantidadde 10 m como pérdidas de carga total en elcabezal de goteo.

El total de la energía necesaria para elfuncionamiento adecuado del sistema se conocecomo Carga Dinámica Total (CDT). El caudal y laCDT determinan la potencia de la bomba. Losdiferentes componentes de la CDT se ilustran en lafigura 23.

Potencia de la bomba

La energía que entrega la bomba al fluido seconoce como potencia. De acuerdo con loanterior, la potencia en el eje de la bomba,tomando en consideración su eficiencia, es aquellaque corresponde para elevar una determinadamasa de agua por unidad de tiempo,comunicándole una cierta presión al fluido paravencer la carga dinámica total.

La potencia de la bomba se puede determinaraplicando la siguiente ecuación.

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Q x CDTHP = ---------------- 75 x ηb

Donde:

HP = Potencia de la bomba (HP)Q = Caudal a elevar (L/seg)CDT= Carga Dinámica Total (m)ηb = Eficiencia de la bomba, 0 < ηb < 1

o bien

Q x CDTKw = ---------------- 102 x ηb

Donde:

KW = Potencia de la bomba (KW).

Observación: 1 HP = 745 Watts.

Potencia del motor

La potencia comunicada a la bomba esproporcionada por una máquina motriz, la cual, ensu eje, deberá entregar una potencia efectiva igualo mayor a la requerida por roce y otras; la potenciadel motor se determina por la siguiente expresión:

Potencia de la bombaPotencia del motor (Pm) = ------------------------------ ηm

Donde:ηm = Eficiencia del motor

El valor de la potencia del motor eléctrico indica lapotencia absorbida en la red y es un 20% mayorque las necesidades de la bomba. Esto es debido aque las eficiencias de los motores eléctricos oscilanalrededor del 84% (m = 0,84); en cambio, los decombustión interna tienen una eficiencia variable,según su antigüedad y forma de utilización, siendomenor a la de los motores eléctricos (m =0.40 a0.60).

Figura 23. Ilustración de la carga dinámica total (CDT)

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Consumos y costo

El consumo de un motor eléctrico se expresará enKw y el costo del consumo se puede obtenermediante la siguiente ecuación:

C = Pm x t x Pe

Donde:C = Costo de energía en el funcionamiento ($)Pm = Potencia del motor (kw)t = Tiempo de funcionamiento (horas)Pe = Costo de la energía eléctrica ($/kw - hora)

Si es un motor de combustión interna la fórmula aaplicar es:

C = Pm x t x Ce x P

Donde:C = Costo del combustible ($)Pm = Potencia del motor (HP)t = Tiempo de funcionamiento (horas)Ce = Consumo específico del combustible(litros/HP- hora) (varia de 0.16 – 0.21 Kg/HP –hora)P = Costo del combustible ($/litro)

Curvas características

El comportamiento hidráulico de un determinadomodelo de bomba viene especificado en suscurvas características que representan unarelación entre los distintos valores de caudalofrecido por la misma con otros parámetros comola altura manométrica, el rendimiento hidráulico, lapotencia absorbida y el NPSH requerido. Estascurvas, obtenidas experimentalmente en un bancode pruebas, son facilitadas por el fabricante a unavelocidad de rotación determinada. Se trata decurvas extraídas a partir de series estadísticas yque, por tanto, están sujetas a unas determinadastolerancias.

El punto de diseño de una bomba lo constituyeaquel en el que el rendimiento es máximo. A lahora de seleccionar debe centrarse en aquellascuyo punto de diseño está próximo a lascondiciones de trabajo que se requieren. Un equipoque trabaja en un punto muy alejado de su puntode diseño, no realiza una transformación eficientede la energía mecánica en energía hidráulica, locual implica un costo excesivo de la energía de

explotación, amén de estar sujeto a un mayornúmero de averías.

El punto de funcionamiento de una bomba va aestar determinado por la intersección de la curvacaracterística de la conducción o de la red con lacurva de carga (curva caudal-altura manométrica)de la bomba.

Figura 24. Curva característica típicade una bomba

Cabezal de control

Se llama cabezal de control al conjunto deelementos destinados a filtrar, tratar, medir,inyectar el fertilizante y en general a suministrar elagua a la red de riego. Se incluye, en caso de sernecesario, un equipo de bombeo que dota al aguade la presión necesaria para alcanzar el punto másalejado de la red. Puede formar parte del cabezal oestar alojado en un lugar independiente. Cuando elagua llega al sistema desde una toma de agualocalizada en un sitio lo suficientemente alto paraproporcionar la presión requerida, no es necesariala estación de bombeo.

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El sistema de filtrado es uno de los componentesprincipales del cabezal, se compone por distintostipos de filtros con los que se busca eliminar laspartículas y elementos que lleva el agua ensuspensión y que pueden ocasionar obturaciones,principalmente en los emisores.

Otro elemento de vital importancia es que el equipode fertirrigación sirve para incorporar fertilizantes,microelementos, fitosanitarios, etc al agua de riego.

En forma complementaria, el cabezal de controlpuede contar con un equipo para la aplicación dequímicos para la limpieza y eliminar lasobturaciones de los emisores; para la limpieza delos sistemas se puede utilizar cloro o ácido.

En el cabezal de control se localizan también loselementos de medición de caudales y presión deentrada al sistema así como el registro de lascaídas de presión en cada uno de loscomponentes, los controles de caudal para elsistema, también se localizan en el cabezal decontrol.

Sistema de filtrado

El sistema de filtrado es el componente principaldel cabezal, está compuesto por distintos tipos de

filtros con los que se persigue eliminar laspartículas y elementos que lleva el agua ensuspensión que puedan ocasionar obturaciones encualquier parte de la red de riego, principalmenteen los emisores. Para evitar las obturaciones secoloca una serie de filtros en el cabezal. Si el aguade riego contiene gran cantidad de sólidos ensuspensión, es conveniente realizar un prefiltrado.Si se dispone de presión en el sistema, seacostumbra utilizar uno o varios hidrociclones, si elagua llega al cabezal sin presión, el mejor sistemapara eliminar los sólidos en suspensión son lasbalsas o los depósitos de decantación.

Una vez que las partículas más gruesas se haneliminado, el agua pasa por el equipo de filtrado,quedando lista para su distribución en la red.

Fundamentalmente los tipos de filtros utilizados enriego por goteo y que se disponen en el orden quese enumeran son: hidrociclón, de arena, de malla yde anillos o discos.

Filtro hidrociclón

Son aparatos que pueden hacer las funciones deprefiltro, normalmente se instalan dentro delcabezal, cuando el agua fundamentalmente seencuentra contaminada por arenas. Sondispositivos en los que gracias a un flujo vertical se

Figura 25. Cabezal de control de riego por goteo

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consigue separar hasta el 98% de las partículasmayores de 100 micras. Por su diseño y principiode funcionamiento, sólo sirven para separarpartículas más densas que el agua.

Principio de funcionamiento del hidrociclón

El hidrociclón consta de las siguientes partes:

a) Una entrada, es un conducto tangencial queintroduce el agua con los sólidos hacia el interiorde la cámara.

b) Una sección cilíndrica, donde se crea unmovimiento rotacional del agua.

c) Una sección cónica con un ángulo donde tienelugar la separación de los sólidos, por acción dela fuerza centrífuga.

d) Una salida para la descarga de sólidos, cuandoel hidrociclón es vertical, esta salida se sitúa enla parte inferior del aparato.

e) Un colector, este es un tubo que se introduceligeramente en el interior de la sección cilíndricaque conduce el agua limpia, libre de sólidoshacia la red de riego.

Figura 26. Filtro hidrociclón

El agua contaminada entra en el hidrociclón, quedebe estar situado en posición vertical, por laconducción D1, con un flujo tangencial a la seccióncilíndrica, D2. El flujo rotacional origina una fuerzacentrífuga. Los sólidos, al ser más pesados que elagua, son desplazados hacia el exterior de la

corriente y debido al componente gravitacional,descienden hacia el colector de impurezas situadoen la parte más baja de la unidad. El aguaasciende por la parte central y sale por la partesuperior (D3) (figura 27).

Figura 27. Principio de funcionamientodel hidrociclón

Condiciones de empleo

En el agua proveniente de pozos, lo normal es queno se encuentre la presencia de algas ensuspensión (debido a que no recibe directamentela luz solar); sin embargo, es bastante común queesta agua pueda contener partículas de arena olimo por lo que se vuelve necesario colocar uno omás filtros hidrociclones entre la descarga delequipo de bombeo y el siguiente filtro (arena o deanillos).

Pérdidas de carga

Las pérdidas de carga en estos filtros se estimanentre 3 a 5 m. Los valores de pérdida de carga enestos filtros, se mantienen constantes en el tiempo,sin depender de las cantidades de suciedad quese haya acumulado en el depósito colector.

Para asegurarse sobre las pérdidas de energía quese producen en los filtros hidrociclón debeconsultarse las tablas de pérdidas quenormalmente son ofrecidas por el fabricante, lascuales relacionan el diámetro del filtro con elcaudal de circulación y las pérdidas de energía delagua. Una tabla típica de pérdidas de carga sepresenta en la figura 28.

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Figura 28. Pérdidas de cargaen filtros hidrociclón

Es el único filtro que no debe sobredimensionarsepara que el agua alcance la velocidad adecuada yla limpieza se realice eficazmente.

A continuación del hidrociclón se instala el equipode fertirrigación (si no es necesario un filtro dearena) y posteriormente los filtros de anillos o demallas. Este orden debe ser invariable para que losfiltros de mallas o anillos retengan los precipitadoso impurezas del abono.

Filtro de arena

Se usan fundamentalmente para retener laspartículas orgánicas en suspensión. Son depósitosllenos de arena o grava por la que circula el agua,dejando a su paso las partículas. Tienen una grancapacidad de acumulación de suciedad.

Principio de funcionamiento

Los filtros de arena o grava consisten en tanquesgeneralmente metálicos o de plástico reforzado,capaces de resistir las presiones estáticas ydinámicas, a que son sometidos llenos de arena ograva tamizada de un determinado tamaño.

El filtrado se realiza a presión al atravesar el aguala arena del filtro en forma descendente; el procesoconsta de tres acciones distintas: a) tamizado en lacapa superior de arena, b) filtrado en profundidadpor adherencia y c) sedimentación de partículas.

El agua sucia entra por la parte superior del filtro,desciende a través del lecho filtrante de arena ograva. El filtrado se realiza al ir quedandoabsorbidas las partículas sólidas a lo largo dellecho filtrante. Cuando el agua llega a la parte

inferior se recoge en un colector de salida. El lechofiltrante de arena queda retenido dentro del filtropor unos brazos filtrantes con pequeñas ranuras depaso de agua.

Las partículas sólidas se quedan retenidas en ellecho de arena. A medida que se incrementa lasuciedad retenida, se incrementa también lapérdida de carga del filtro.

Figura 29. Filtro de arena vertical

Condiciones de empleo

Cuando el agua procede de embalses o depósitosabiertos, lo más probable es que tenga contactocon la luz solar y por tanto lleve algas, bacterias yotras sustancias orgánicas en suspensión. En estecaso, se vuelve imprescindible colocar uno o másdepósitos de arena a la entrada del cabezal, queeliminarán además parte de los limos y las arcillasque están en suspensión.

Los filtros de arena cuando están limpios generanuna pérdida de carga de 1 a 3.5 m. Tienen grancapacidad de acumulación de suciedad y su lavadodebe realizarse cuando la diferencia de presionesentre la salida y la entrada del filtro alcance comomáximo 5 a 6 m.

La arena a utilizar debe ser silícea, uniforme y conun tamaño igual al del paso del agua en el emisor,con objeto de retener partículas de ese tamaño quepudieran provocar obturaciones. Los filtros dearena no pueden instalarse después del equipo defertirriego para evitar la proliferación demicroorganismos en la arena.

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Figura 30. Funcionamiento filtro de arena

Limpieza de los filtros

Para limpiar estos filtros es preciso invertir el flujodel agua en uno de los filtros de forma que entrapor abajo, arrastra toda la suciedad y sale porarriba desaguando por un circuito auxiliar. Esconveniente utilizar dos filtros de arena de menorcapacidad, colocados en paralelo, que uno solo dedoble capacidad. De esta manera, el agua filtradapor uno de los filtros se utiliza para limpiar el otro.

La operación de lavado, además de limpiar lasuciedad de la arena, sirve para removerla y evitarque se compacte o se formen grietas.

En la figura 31 se observan las dos etapas básicasdel proceso de retrolavado utilizando dos filtros dearena, identificados en la figura como filtrando ylavando.

Durante la operación normal del filtro (filtrando), elagua entra por la parte superior (1), las válvulas de3 vías permiten el paso a los filtros (A) y (B),delagua sin tratar la que atraviesa el lecho filtrante ysale por la parte inferior hacia el sistema (2). Latubería de drenaje (3) no interviene en esteproceso.

Para efectuar el retrolavado (lavando), se opera laválvula (2) del filtro (A) cerrando la entrada de aguaproveniente del sistema de bombeo (1) a la vezque conecta el filtro con la tubería de drenaje (5),mientras el filtro (B) continúa su operación normal,parte del flujo que sale de este último filtro se

incorpora al sistema y otra parte se desvía para ellavado del otro filtro.

El filtro (A) se despresuriza al quedar abierto a laatmósfera, lo que permite la entrada del aguafiltrada proveniente de (B) por la parte inferior (4),la presión del agua expande la arena hacia arribaarrastrando toda la suciedad retenida la que esexpulsada por la tubería de drenaje (5).El proceso de lavado se interrumpe cuando el aguasale totalmente limpia.

Figura 31. Proceso de retrolavado usando dosfiltros

El retrolavado puede efectuarse también con unfiltro, este proceso se ilustra en la figura 32.

Durante la filtración normal (filtrando), las válvulas1 y 2 permanecen abiertas, en tanto que lasválvulas 3 y 4 permaneces cerradas.

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Para el retrolavado (lavando), cuando se realizamanualmente se abren las válvulas (3) (drenaje) y(4) y se cierran las válvulas 1 y 2. Esta operaciónpuede durar de 45 a 90 segundos, dependiendodel grado de suciedad de la arena. En sistemasautomáticos este tiempo es menor.

Figura 32. Proceso de retrolavadocon filtro individual

Pérdida de carga

Los filtros de arena cuando están limpios generanuna pérdida de carga que varía de 1 a 3.5 m. Paraasegurarse sobre las pérdidas de carga que seproducen en estos filtros debe consultarse lainformación ofrecida por el fabricante de losequipos.

En la figura 33 se muestra un gráfico típico paraestimar las pérdidas de carga en estos filtros, enfunción del caudal de circulación y el modelo delfiltro.

Figura 33. Gráfico de pérdida decarga en filtros de arena

Filtro de anillos

Son de forma cilíndrica y el elemento filtrante es unconjunto de anillos con ranuras impresas sobre unsoporte central cilíndrico y perforado.

Figura 34. Filtros de anillos

Principio de funcionamiento

El agua es filtrada al pasar por los pequeñosconductos formados entre dos anillos consecutivos.La calidad del filtrado dependerá del espesor de lasranuras. Se pueden conseguir, según el número deranuras, hasta una equivalencia a una malla de 200mesh. Su efecto es, en cierta medida, de filtrado enprofundidad, como en el caso de los filtros de arena

Filtrando

Lavando

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por lo que, cada vez más frecuentemente, estánsustituyendo a estos filtros.

La profundidad del filtrado es la correspondiente alradio de los anillos. Estos filtros son muy compactosy resistentes, admitiendo presiones de trabajo dehasta 10 atm. Al igual que los filtros de arena,pueden retener gran cantidad de sólidos antes dequedar obturados.

La superficie de filtrado es en realidad el área de lasección exterior del cartucho de anillos, por lo quela superficie real de filtrado viene expresada por elnúmero de agujeros o pasos de filtración de untamaño o luz determinado que se forman en lasuperposición de dos anillos de un mismo tipo demicraje, es decir, la superficie real de filtrado,vendrá expresada por el número de luces que seformen para un micraje determinado en el área dela sección exterior del cartucho de anillas. Estenúmero de luces tiene un fácil y rápido cálculoexpresando el micraje de los anillos en micras(0,001 mm) o Mesh (número de poros existente enuna pulgada lineal) (1 Pulgada = 2,54 cm.).

Es muy importante determinar el grado de filtración(mesh) de los anillos según las características delas partículas que contiene el agua, ya que si biense pueden con posterioridad sustituir los discos porotros de menor micraje, las pérdidas de cargaaumentan y es posible que se tenga que invertir enun filtro mayor o más filtros del mismo modelo.

Al igual que en los filtros de malla, el tamaño de laspartículas que es capaz de retener un filtro deanillos se suele dar por medio del número deMesh. En este caso el número de Mesh para unfiltro de anillos se establece por comparación,asignándole el número de Mesh correspondiente alfiltro de malla que retiene partículas del mismotamaño.

Existen anillos de diferentes números de Mesh,identificados por colores según la figura 35.

Figura 35. Código de colores,filtros de anillos

Condiciones de empleo

Después del sistema de fertirrigación debeninstalarse los filtros de anillos para retener lasposibles sales que precipiten y que se forman almezclar los fertilizantes con el agua.

Además, es bastante conveniente colocar al menosun filtro de anillos en determinados puntos de lainstalación para eliminar posibles suciedades quese acumulan a medida que el agua circula por lastuberías o piezas especiales.

Por ejemplo es recomendable colocar estos filtrosal inicio de las tuberías secundarias o terciarias. Noobstante siempre después de un filtro de arena, sedispondrá un filtro de anillos.

Pérdida de carga

Los filtros de anillos, al igual que el resto de loselementos de filtrado, no deben provocar pérdidasde carga excesivas en la red. Las pérdidas decarga con un filtro limpio, para su caudal defuncionamiento, deben ser del orden de 2 m.c.a. yse debe proceder a su limpieza cuando dicho valoralcance los 5 m.c.a.. Los fabricantes han desuministrar los datos de pérdida de carga queproducen los filtros en función del caudal para cadauno de los modelos. Un ejemplo de estainformación se muestra en la figura 36.

Figura 36. Gráfico de pérdidas de carga enfiltros de anillo

Selección del sistema de filtrado

a) Calcular el tamaño del sistema de riego. Lacapacidad del filtro debe exceder las demandasdel sistema.

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b) Determinar la calidad física, química y biológicadel agua de riego a utilizar; el tamaño y lacantidad de sólidos suspendidos; la probabilidadde obstrucciones químicas o biológicas, y, con eltiempo, la estabilidad de la calidad del agua.

c) Contestar las siguientes preguntas:a. ¿Cuan complejo es el filtro?b. ¿Que problemas hay en la limpieza o

reemplazo del mismo?c. ¿Esta la mano de obra disponible para

limpieza y mantenimiento?d. ¿Puede ser un problema la localización del

filtro o la disposición del agua de lavado?e. ¿Es flexible el sistema de filtración?f. ¿Puede ser ampliado o modificado, si fuera

deseable?Los filtros están disponibles en diferentes tamañosdependiendo del caudal del sistema.

Sistema de fertirrigación

Por fertirrigación se entiende el suministro odosificación de fertilizantes, repartidos durante todoel ciclo de cultivo, lo que permite hacer frente a losproblemas que pueda originar un exceso transitoriode fertilizantes en el sustrato. El sistema defertirrigación es el método más racional de que sedispone para realizar una fertilización optimizada.

Ventajas de la fertirrigación

a) Dosificación racional de los fertilizantesb) Ahorro considerable de aguac) Utilización de aguas incluso de mala calidadd) Nutrición del cultivo optimizada y por lo tanto

aumento de rendimientos y calidad de frutose) Control de la contaminaciónf) Mayor eficacia y rentabilidad de los fertilizantesg) Adaptación de los fertilizantes a un cultivo,

sustrato, agua de riego y condiciones climáticasdeterminadas.

Inconvenientes de la fertirrigación

a) Costo inicial de las instalaciones y equipo.b) Necesidad de una formación básica para el

manejo de los equipos y fertilizantes.c) Necesidad de un sistema de riego con buena

uniformidad para garantizar la adecuadadistribución de los fertilizantes en el cultivo.

d) Riesgo de obstrucción de goteros por precipitadosquímicos.

Métodos de inyección de fertilizantes

Una unidad básica de fertirrigación debe contar conun equipo inyector de fertilizantes y un tanque de

mezcla de fertilizantes, de preferencia de plástico (elhierro o acero sufre corrosión muy rápida), paraaportar el abono líquido o preparar la mezcla conabonos solubles. También es necesario un agitador,una válvula de control y un filtro. De acuerdo alsistema de fertirriego pueden ser necesariosválvulas, reguladores de presión, bombasmezcladoras. Los métodos de inyección mascomunes son los siguientes:

Tanque de presión

Es de los sistemas más comunes, y denominadotambién equipo básico de fertirrigación por lasventajas de sencillez, precio y practicidad de uso.No requiere fuente de energía propia para sufuncionamiento, es transportable y no esdemasiado sensible a las fluctuaciones de presióny caudales.

La relación de dilución es muy amplia. Posee comodesventajas: a) el tanque debe resistir la presiónexistente en la red de riego, b) la pérdida depresión que provoca en el sistema, c) falta deprecisión en las cantidades de aplicación, ya quediferencias de presión en la red provocandiferencias en las proporciones de dilución; d) encada turno debe vaciarse el tanque y volver allenarlo. Cuando los turnos de riego son cortos, haydificultades en la operación.

Figura 37. Tanque de presión

El equipo básico es un tanque conectado a la red através de dos mangueras; entre los puntos deunión, sobre la línea, se coloca una válvula, quefunciona como reguladora de presión. A través delcierre parcial de esta válvula se produce un

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gradiente de presión, de 1 a 2 m que generaturbulencia y circulación de parte de esa agua poruna de las mangueras, que debe llegar hasta elfondo del tanque, mezclando la solución. Por elotro tubo sale el agua a la línea principal hacia elsistema, conteniendo una parte del fertilizantedisuelto. Con el tiempo de aplicación vadisminuyendo la concentración de la solución comose muestra en la figura 38.

Figura 38. Variación concentración - tiempo entanques de presión

Para este tipo de tanque y usando fertilizantes yadiluidos, un volumen de agua de riego equivalentea 4 veces el volumen del tanque de fertilización essuficiente para arrastrar por dilución prácticamentetoda la solución fertilizadora, derivándola a la líneade riego. De esta forma se puede calcular el tiempode riego en función del caudal de descarga, o bienpara un turno de riego determinado, especificar lacaída de presión a regular en la línea. En el cuadro21 se muestra la relación de descarga (Q) deltanque en función de la diferencia de presión deentrada y salida, y el diámetro de la tubería.

Cuadro 21. Descarga del tanque de presión (Q)según la pérdida de carga y del diámetro de las

tuberías de entrada y salida

Pérdida dePresión

Diámetro de Tubería

1/2" 3/8"

m L/h

1.0 660 320

2.0 990 500

3.0 1.200 650

4.0 1.350 760

5.0 1.500 850

6.0 1.650 940

Figura 39. Esquema de funcionamientodel tanque de presión

Inyector venturi

Los inyectores del tipo venturi son también muypopulares y sencillos; son operados por la presiónde agua del sistema, no necesitándose fuentesexternas de energía. Sin embargo, tambiénprovocan una pérdida de carga necesaria para quepueda funcionar. La capacidad de succión variaentre 40 y 100 L/h, según la presión de entrada,necesitando un caudal mínimo de agua a través dela bomba entre 0,3 y 1,2 m3/h.

Consiste en un estrechamiento en la corriente deagua, de modo tal de causar cambios en lavelocidad de la corriente y la presión. Las medidasde estrechamiento y ensanchamiento de la piezason tales que provocan un cierto vacío endeterminada zona, donde se conecta un tubo queabsorbe la solución fertilizante de un recipienteabierto. El equipo está instalado en la línea, y através del mismo pasa todo el caudal; esto implicaque el equipo sea construido con materialesresistentes a la corrosión y frotamiento.

El principio de funcionamiento se basa en latransformación de la energía de la presión de aguaen la tubería en energía cinética cuando el aguapasa por la sección estrangulada del venturi quenuevamente se transforma en energía de presióncuando vuelve a la tubería principal.

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Las ventajas de este equipo son: la construcción essencilla, sin piezas móviles, no se necesita unafuente de energía especial, es relativamentebarato. El uso de un recipiente abierto permiteelasticidad y comodidad. Cuando se opera encondiciones definidas de presión/caudal, se obtieneuna proporción de dilución constante.

Figura 40. Variación concentración – tiempo eninyectores venturi

Como limitantes puede presentarse una sensibleperdida de presión provocada por el equipo,comenzando por 20 m. El margen de operación esmuy limitado, es decir una pequeña diferencia en lapresión o el caudal complica la operación. Implicatambién un by pass con el objeto de impedirpérdidas de presión en el caso en que no seausado durante el riego. Si nos de dispone desuficiente presión, su uso es limitado.

Figura 41. Inyector venturi

Figura 42. Esquema de funcionamiento inyectorventuri

Bombas dosificadoras

La inyección del fertilizante se hace por medio deuna bomba (presión positiva). Son sistemas muydifundidos en todo el mundo. El principio deoperación es la inyección de la solución contenidaen un tanque abierto en la red de riego a unapresión superior (positiva) a la del agua en latubería utilizando una bomba apropiada. La bombapuede ser accionada por un sistema eléctrico,hidráulico o motor de combustión.

En general, inyectan una cantidad de fertilizante noproporcional al volumen de agua de riego, peroalgunos modelos presentan variaciones que loshacen proporcionales lo que facilita laautomatización. Generalmente la bomba es adiafragma o a pistón, cuyas partes estánprotegidas de los fertilizantes (cubiertas o hechasde plástico).

Son equipos más caros, aunque es posiblemencionar algunas ventajas, como permitir trabajarcon cualquier tipo de tanque abierto y controlar elritmo de inyección a diversas relaciones dedilución. Los diversos tipos se diferencian deacuerdo con la fuente de energía que impulsa a labomba.

La dosificación del fertilizante puede hacerseregulando la bomba, o con ayuda de un reguladorde caudal de tamaño adecuado a las necesidades.

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Una de las ventajas que se citan en este sistemaes poder controlar el ritmo de inyección, siempre ycuando la concentración sea constante. Es posibleusar tanques de cualquier volumen, mientras sereponga su contenido periódicamente y éste seade material adecuado (fibra de vidrio, polietileno).

Figura 43. Bombas dosificadoras

Hidráulica

Eléctrica

Figura 44. Variación concentración – tiempo enbombas dosificadoras

Inyección de la bomba

El método consiste en la introducción de la mezclafertilizante al sistema, aprovechando la succión dela bomba que da presión al sistema, esto implicaque el punto de inyección se localiza antes de labomba (a diferencia de los otros métodos que

realizan la inyección después de la bomba) estosignifica que los fertilizantes pasan por el interiorde la bomba, lo cual representa riesgo deocasionar corrosión de los impulsores de la bomba.

Figura 45. Esquema de funcionamiento delmétodo de inyección de la bomba

Red de tuberías

La red de tuberías o red de distribución estáformada por las tuberías que llevan el agua filtraday tratada desde el cabezal, y los elementossingulares o accesorios o piezas para adaptar lared de tuberías a la forma o configuración de laparcela a regar.

La red de tuberías del sistema depende del tamañode la superficie de riego; en sistemas pequeñospueden existir tres tipos de tuberías: principal,múltiple o manifold, y laterales o porta goteros.

Del cabezal parte una red de tuberías que sellaman primarias, secundarias, etc., según suorden. Las de penúltimo orden son las tuberíasmúltiples o manifold donde se conectan lastuberías laterales, las de último orden, llamadastuberías laterales, distribuyen el agua por mediode emisores u orificios.

Las tuberías que se utilizan en riego localizadoson normalmente de plástico, siendo losmateriales más frecuentes el PVC (cloruro depolivinilo) y el PE (polietileno). Las tuberías

Punto deInyección

Flujo haciafiltros

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manifold y las secundarias se instalan enpolietileno o PVC, mientras que la tubería principalnormalmente es de PVC, dependiendo de sudiámetro.

Tuberías de PVC

El Poli Cloruro de Vinilo (PVC) es un materialplástico, sólido, que se presenta en su formaoriginal como un polvo de color blanco. Se fabricamediante la polimerización del cloruro de vinilomonómero (VCM), que a su vez es obtenido de lasal y del petróleo.

Las principales propiedades físicas de las tuberíasde PVC son:

Peso especifico 1,4 g/cm3 Coeficiente de dilatación térmica 0.08 mm/m/ºC Conductividad térmica 0.13 Kcal/mlºc Módulo de elasticidad 28,100 kg/cm2 Resistencia superficial > 1012 ohmios Tensión admisible 490-600 kg/cm2 Resistencia a compresión 760 kg/cm2 Resistencia a la flexión 1097 kg/cm2 Tensión de diseño 100 kg/cm2 Coeficiente de fricción Manning n = 0,009 Hazen-Williams c = 150

El PVC es un material rígido y bastante frágil por loque las tuberías de este material, no deben usarseen condiciones donde puedan someterse apresiones externas o impactos.

Los rayos ultravioletas del sol actúan de maneranegativa sobre el PVC. La exposición prolongada aestos rayos torna al PVC de un color con similitud aun tubo quemado, de aspecto desagradable, peropara que este deterioro llegue a afectar elfuncionamiento estructural del tubo debe de pasarcierto tiempo. Para evitar el efecto de los rayosultravioletas se recomienda que los tubos secoloquen enterrados. Existe una forma muysencilla de proteger los tubos que deben quedarexpuestos al sol, pintándolos con cualquier tipo depintura, de esta forma quedan a salvo de cualquiertipo de influencia de los rayos ultravioletas. Lomejor, sin embargo es colocarlos enterrados.

Las tuberías de PVC suelen emplearse condiámetros mayores de 2“, aunque en sistemas deriego de pequeño tamaño es común usar diámetrosde 11/4” y 11/2”.

Clasificación de las tuberías de PVC

La tubería de PVC se puede clasificar según lossiguientes criterios: a) Sistema dedimensionamiento, b) la presión de trabajo y c) eltipo de unión que posee.

Sistema de dimensionamiento

La base de esta clasificación es el tipo de sistemaque se usa, ya sea la Serie Inglesa o la SerieMétrica.

Serie Inglesa (SI)

Se basa en tuberías cuyas especificacionesoriginales son de EE.UU. normalmente de laAmerican Society for Testing and Materials (ASTM- Asociación Americana para Pruebas yMateriales).

Una característica importante es que el diámetronominal (DN) no corresponde al diámetro externo(DE) ni al diámetro interno (DI). Mantiene constanteel DE para los diferentes espesores de pared (e),por lo que el diseño del tubo se basa en estacaracterística. Se mide en pulgadas y pueden serexpresadas además en milímetros.

Serie Métrica (SM)

Las especificaciones originales para este tipo detubería proceden de la International StandarsOrganization (ISO - Organización Internacional deNormas-). En este caso el DN corresponde al DE.Al igual que la tubería de la Serie Inglesa mantieneconstante el DE a diferentes espesores de paredde acuerdo a la presión nominal. Se mide enmilímetros.

Los diámetros de los dos tipos de series nocoinciden dimensionalmente por lo que no sepueden hacer uniones directamente, sino medianteel uso de una transición. Es muy común porejemplo utilizar piezas adaptadoras para la uniónde tuberías milimétricas a válvulas del sistemaingles.Algunos fabricantes refieren la equivalencia entrelos dos sistemas a los diámetros nominales, sinembargo desde el punto de vista hidráulico esmejor la equivalencia teniendo en cuenta losdiámetros interiores.Presión de trabajo

Una segunda clasificación muy usada depende dela presión recomendable de trabajo (PT) y según elsistema de dimensionamiento se puede clasificar

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en clases, para la serie métrica mientras que parala serie inglesa se clasifican por SDR y Cédulas.

La presión de trabajo puede expresarse en funciónde la relación de magnitudes entre el diámetroexterior del tubo y el espesor de la pared, relaciónconocida como SDR.

Los términos “Relación de Diámetro” (DR), enespañol RD y “Relación de Diámetro Estándar”(SDR) son ampliamente utilizados en la industriade la tubería de PVC en estándares americanos.

Los tres términos hacen referencia a la mismarelación, que consiste en dividir el diámetropromedio exterior del tubo (DE) entre el espesor depared de la tubería (e).

RD = DR = SDR = DE / t = DE / e

DE = Diámetro Exteriort = espesor de pared del tuboe = espesor de pared del tubo

Las dimensiones físicas y tolerancias de lastuberías de PVC SDR deben estar de acuerdo conlos requerimientos exigidos por la Norma ASTM D2241 para tubo liso y por la Norma ASTM D 2672,para tubos tipo campana.

Figura 46. Ilustración de SDR para SDR = 26

La tubería clasificada por cédulas cumple con lasdimensiones de la tubería de hierro galvanizado(FoGo). La presión recomendable de trabajo esvariable, dependiendo del diámetro, ya quedepende de la relación entre el diámetro y el

espesor. Las cédulas existentes son: Cédula 40,Cédula 80 y Cédula 120.

La clasificación por clases para la serie métrica, laclase corresponde a la presión nominal de trabajode la tubería, de este modo una tubería Clase 10soporta una presión recomendable de 10 kg/cm2,una clase 7, a 7 kg/cm2, etc.

El diseño de la tubería también se basa en larelación que existe entre el espesor de pared y eldiámetro externo del tubo. Dándole un espesor depared necesario al tubo con relación a sudiámetro, dependiendo de la presión de trabajoque va a soportar.

La norma ASTM D2241, IPS e PIP- PlasticIrrigation Pipe / tubo de plástico para irrigación esutilizada primordialmente en sistemas de riegoagrícola, distribución de agua en zonas rurales,campos de golf y en algunas líneas de distribuciónen zonas urbanas. Los tubos PIP son exclusivospara aplicación agrícola, son de dimensionesmenores y de paredes muy delgadas, presentanlas siguientes características:

Diámetros: Estándar de fabricación ASTM: de1/2” a 36”

Diámetros disponibles primordialmente en elmercado: De 1-1/2” a 12”

Clases de Presión: Clasificación: 63, 100, 125,160, 200, 250 y 315 psi

RD = DR = DE/t = SDR: SRD 64, 41, 32.5, 26,21 y 17

Relación SDR/PSI: SDR64/63PSI;DR41/100PSI; SDR32.5/125PSI;SDR26/160PSI; SDR21/200PSI; SDR17/250PSIy SDR13.5/315PSI.

La normalización establece las característicasdimensionales y de resistencia para satisfacer lasdiversas exigencias de uso práctico.

Los tubos de PVC serán del tipo campana, lo quesignifica que las juntas entre tubos y/o conaccesorios serán con cemento solvente. Elcemento solvente deberá ser adecuado paraefectuar uniones de tubería y accesorios de PVC.Los cementos solventes se hallan normadosmediante la especificación ASTM D-2564, queestablece las siguientes características: Cementosolvente de secado rápido y viscosidad media.

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Los accesorios, por su versatilidad de formas ytipos, deberán permitir todo tipo de diseños. Losaccesorios deben satisfacer todos los requisitosdimensionales y relativos a calidad que se dan enlas especificaciones siguientes: ASTM D-2462,accesorios roscados, ASTM D-2466, lista 80,accesorios de campana, lista 40.

El tubo debe ser totalmente homogéneo y singrietas visibles, agujeros, materias extrañas y otrosdefectos. El tubo deberá ser tan uniforme comosea comercialmente factible en cuanto a lascaracterísticas de color, capacidad, densidad yotras características físicas.

El tubo deberá ser nuevo, del tipo y calidad yespesor mínimo de pared que soporte una presióndada permisible de operación (160 o 125 PSI),según sea el caso y de acuerdo con las normastécnicas ASTM mencionadas.

Los tubos deberán estar marcadosadecuadamente, y se debe incluir la siguienteinformación: a) Dimensiones nominales de lostubos y el sistema de dimensiones aplicable, b)Tipo de material para tuberías de plástico, c) Lapresión nominal en libras por pulgada cuadrada, d)Diámetro de la tubería y longitud, e) Nombre yclave del fabricante (o su marca comercial).

Tipo de unión

La descripción de las diferentes clases de unión,que se desarrolla a continuación esta basada enlos tipos de unión mayormente usados en tuberíasde PVC para agua potable, a continuación sedescribe brevemente:

Unión con junta elástica

Esta unión también es conocida como unión espiga- campana o espiga - bocina. Los tubos por un ladotienen una campana conformada con un nichodonde se aloja un anillo empaque de materialelastomérico, el cual hace el sello hermético, por elotro lado tiene la espiga.

La unión elástica ofrece variadas ventajas entre lasque se encuentran:

Facilidad de instalación: ya que para hacer launión solamente se requiere de la utilización deun lubricante.

Unión flexible: permite movimientos relativosentre la espiga y la campana por lo que absorbeasentamientos sufridos en el suelo. Esta ventajapuede utilizarse cuando se tienen cambios dedirección con radios de curvatura muy grandes opequeñas desviaciones.

Cámara de dilatación: absorbe la dilatación de latubería debido a las variaciones de temperatura.

Anillo empaque: permite tener hermeticidad enla línea.

La desventaja mayor de este tipo de unión es querequieren muros de apoyo o dados de concreto enlos cambios de dirección y derivaciones.

Unión cementada

Esta unión se compone de espiga – casquillo obocina. Es una unión monolítica de la tubería conotras tuberías (abocinadas) y/o con conexionesusando una sustancia cementante, cuya reacciónquímica con el PVC provoca que las dos piezascementadas queden soldadas entre sí.

La ventaja principal de este tipo de unión es quesoporta la fuerza axial, lo que las hace muy útilesen estaciones de bombeo, cabezales de riego yunión a otros equipos que se encuentran en lasuperficie del terreno.

La principal desventaja es que requiere ciertotiempo de secado antes de ser sometidas apresión, lo cual demora la puesta en marcha delsistema después de una reparación.

Unión roscada

Utilizada para unir PVC con FoGo, válvulasroscadas, válvulas de aire, liberadoras de presión,etc. Las roscas son del tipo NPT (Taper PipeThread). Regularmente a la tubería se le cementaun adaptador macho o hembra roscado en tantolos tubos cédula 40, 80 y 120 pueden ser roscadoscon "tarraja" de igual manera que los tubos deFoGo, sobre todo los diámetros pequeños.

Unión bridada

Es utilizada principalmente para hacer uniones conpiezas de hierro fundido (HoFo) y otros materiales,además para unir a válvulas, medidores de flujo,bombas de agua, filtros, etc.

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En la figura 47 se presentan los diferentes tipos deuniones empleadas en PVC.

Figura 47. Tipos de uniones en PVC

Junta elástica

Unión cementada

Unión roscada

Unión bridada

Tuberías de polietileno (PE)

El polietileno es un termoplástico no polar,semicristalino con distintos grados de reticulación,que se obtiene por polimerización del etileno yplastificantes, llevando incorporado el negro decarbono para proteger las tuberías de la luz solar,conformándose por extrusión.

Clasificación de las tuberías de PE

Se clasificaba en función de la densidad: lastuberías de polietileno son flexibles y fácilmentemanejables lo que facilita su instalación incluso deforma mecanizada. Suele emplearse hastadiámetros de 50 milímetros. Existen tres tipos:

PE de baja densidad (PE 32).PE de media densidad (PE 50B).PE de alta densidad

La diferencia entre ellas está en la flexibilidad,dureza y resistencia. Las tuberías de baja densidadson muy flexibles y blandas, mientras que las dealta densidad son menos flexibles pero resistenmejor a las altas temperaturas y a los productosquímicos.

El material más apropiado para los laterales deriego es el PE de baja densidad, con espesormenor de 2 milímetros y presiones máximasrecomendadas de 2.5 kg/cm2. Los diámetros más

utilizados en laterales de goteo son 12 y 16 mm.Para tuberías terciarias cada vez se utiliza con másfrecuencia PE de baja densidad, para facilitar suenrollado en la recolección.

Para la Serie Métrica la clasificación se hace encorrespondencia a la presión nominal de trabajo dela tubería. El diseño de la tubería también se basaen la relación que existe entre el espesor de paredy el diámetro externo del tubo. Dándole un espesorde pared necesario al tubo respecto a su diámetro,dependiendo de la presión que va a soportarteniendo en cuenta la residencia según del PE conque se fabrica la tubería.

PN =ଶఙ

Donde:

PN = Presión nominal de la tuberíaσ = Esfuerzo tangencial de trabajo e = Espesor de la tuberíaDi = Diámetro interior

Para la serie inglesa, las tuberías se clasificansegún la relación de dimensiones standard (SDR).

Tipos de unión

Unión por termofusión

Posibilita realizar la unión de dos tubos en un cortotiempo con maquinaria específica, a través delcalentamiento de los extremos del tubo, con unatemperatura determinada para el tipo de diámetroexterior y la pared de cada tubo, en el que una vezalcanzada la temperatura se le somete a unapresión constante predeterminada durante untiempo, resultando una fusión molecularmentehomogénea, conformando un solo cuerpo con lostubos a instalar.

El sistema por termofusión puede ser realizadosegún dos técnicas:

Unión por socketSe realiza sin necesidad de accesorios,soldándose los tubos entre sí. Por este método sepuede soldar tuberías desde 40 mm hasta 1.200mm de diámetro.

Unión por topeSe utilizan accesorios que van desde 125 mm dediámetro y también herramientas especiales.

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Posibilita realizar la unión de los tubos en muycorto tiempo. A través de una pieza de conexiónespecial en la que se insertan los extremos de lostubos se conecta a los terminales una máquinaelectrofusionadora que envía energía eléctrica alaccesorio, el cual lo transforma en energía térmicamediante una resistencia en espiral, produciendo laelectrofusión.Para el caso de electrofusión, existe sólo unatécnica para ser utilizada en todos los tubos,dependiendo de los accesorios, cantidad de calor ytiempos de unión, según sus diferentes diámetros yparedes.

Las monturas por electrofusión son de altapracticidad y permiten realizar ramificaciones,desviaciones, etc., sin necesidad de cortar elsuministro principal, posibilitando hacer pruebas enla nueva instalación antes de ponerla enfuncionamiento.

Unión por compresión

Las uniones pueden ser realizadas a través deaccesorios denominados de compresión,mecánicos. Por medio de estos accesorios, sepuede unir un extremo de un tubo con el extremode otro, de iguales o diferentes diámetros, o en sudefecto, unir el tubo con alguna otra pieza. Bajoeste sistema, se pueden unir tubos de diámetrosexteriores desde 25 hasta 110 mm. La unión entreel accesorio y la tubería es realizada a través de unanillo de goma que produce el sello, un sujetadorde la tubería y la tapa roscada cónica que se fija alcuerpo y presionando el sujetador hacia el tubo.

Conectores para PEBD (Unión de espiga.)

Son utilizados principalmente en los sistemas deriego localizado, existe una gran gama de estasconexiones con variantes, desde los tipos sencillosa otros que utilizan anillos de seguridad y tuercaexteriores. Se utilizan para conectar los laterales(ramales) a las tuberías terciarias o distribuidoraspara transición a otros materiales y para uniones,derivaciones etc. de los propios laterales.

También se fabrican piezas especiales parainvernaderos, bancales y otros sistemas donde seutilice el riego localizado.

Se fabrican en diámetros desde 12 mm a 20 mm y,excepcionalmente de 25 y 32 mm. Su diseño estáconcebido para utilizarlas en las tuberías PEBD(PN 40) PN-2,5 y en las cintas de riego.

Figura 48.Tipos de uniones en polietileno

Termofusión

Por compresión

Conectorpara PEBD

Emisores

Los emisores o goteros son los dispositivos pormedio de los cuales se aplica el agua al suelo.Dado que el agua que circula en los laterales deriego posee presión, los goteros disipan la presióndel agua de tal forma que sale a la atmósfera sinpresión, en forma de gota.

Clasificación

Por su instalación en la tubería.

En la línea. Son aquellos goteros que se instalancortando la tubería e insertando los extremos delgotero, en los sitios de corte. El agua circula por elinterior del gotero, que forma parte de laconducción.

Sobre la línea (goteros de botón o goterospinchados), se instalan en la tubería en un orificiorealizado con un equipo de perforación, estosgoteros se pueden colocar en tuberías de distintosdiámetros.

En integración o integrados. Estos goteros seimplantan en la tubería de polietileno durante elproceso de extrusión de la misma, con distintosespaciamientos (30 cm, 50 cm, etc.) y distintoscaudales, van termosoldados en el interior. Enocasiones los diámetros de las tuberías congoteros integrados son diferentes a los usuales, loque obliga a utilizar elementos de conexiónespeciales.

Cintas de riego. Otra clase especial de riego porgoteo es la cinta de riego que es una tuberíaintegral de paredes delgadas con orificios en lamisma cinta o goteros termosoldados en suinterior.

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Por su comportamiento hidráulico.

Normales o estándar. Son goteros que cuantomayor sea la presión existente más caudal de aguaarrojan. Este tipo de goteros a su vez pueden serde conducto largo, laberinto, orificio.

Autocompensantes. Son goteros que mantienenel caudal más o menos constante, aunque varíe lapresión de entrada, dentro de un determinadorango de presión, al que se denomina intervalo decompensación. Son indicados para lugares dondehay grandes diferencias de presión debidas adesniveles topográficos (ejm. tierras de laderas) ocuando existen a lo largo de la tubería lateralgrandes pérdidas de carga.

Figura 49. Diferentes clases de goteros

Curva presión – caudal

La curva presión - caudal expresa la variación delcaudal de los goteros en relación con la variaciónde la presión, a partir de ellas se puede conocer lapresión de operación necesaria para obtener elcaudal deseado, asimismo es útil para encontrar laecuación del gotero.

En goteros no compensados, el caudal de emisiónaumenta en la medida que aumenta la presión.

En el caso de los goteros autocompensados, estecomportamiento es similar, pero hasta presionesde 4 a 10 m, aproximadamente. A partir de estevalor hasta valores de 40 m de presión, el caudalse mantiene constante.

Figura 50. Curva presión – caudal goteros nocompensados

Figura 51. Curva presión – caudal goterosautocompensados

Tubería exudante

El elemento difusor del agua consiste en unatubería fabricada a partir de una membranacompacta de microfibras de polietilenoentrecruzadas, formando una malla en la que losporos tienen un tamaño entre 4 o 5 micrones, yocupan el 50% de la membrana.

Funcionamiento del sistema

Al aplicar una presión entre 2 y 3,5 metros decolumna de agua, la tubería se hincha y el aguasale al exterior por los poros homogéneamente entoda su longitud, formando una franja húmeda,continua y uniforme, a diferencia del riego porgoteo que lo hace por puntos espaciados.

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El caudal que corresponde a las presiones detrabajo citadas, es de 1 a 1,75 L/h por metro decinta, pero al tratarse de un emisor que trabaja arégimen laminar, el caudal se ve afectado por latemperatura del agua y por su viscosidad que esvariable en función de la salinidad.

Por ser bajo el caudal, permite bajar el costo de lared de distribución de riego. Los fabricantessuministran junto con el equipamiento, unmicrolimitador de caudal llamado “flow control”, queregula en la gama de 65 a 277 L/h.

La cinta de exudación puede trabajar a bajaspresiones del orden de unos pocos decímetros decolumna de agua. Muchas veces es necesariocontar con regulador de presión para poder superarterrenos con desniveles, y lo hacen con granprecisión.

El pequeño tamaño de los poros hace que elemisor sea muy sensible a las obturaciones,especialmente a las ocasionadas por bacteriasdesarrolladas a partir de algas microcóspicas queatraviesan todo tipo de filtros.

Estas obturaciones se detectan porque disminuyeel caudal y se pueden solucionar con la aplicaciónde alguicidas. La luz favorece la aparición de algas,por lo tanto se recomienda enterrar entre 3 a 8 cmla cinta.

AplicacionesLa cinta de exudación humedece una franjacontinua de terreno, ya que el agua resuma engotas en toda la longitud de la misma. Al igual queel sistema por goteo es recomendado su uso encultivos en hileras, frutilla, hortalizas en línea yárboles frutales. En éste último caso el sistema deriego no es continuo, sino que se combina conlaterales convencionales de polietileno.

Figura 52. Cinta de exudación

Criterios de selección de los goteros

La selección del gotero está vinculada con lacalidad de las aguas, las condiciones de operacióndeseables en el sistema para satisfacer lasnecesidades de agua de los cultivos y la eficienciadel sistema. Algunas de las característicasrelacionadas con eficiencia del sistema son:

Variaciones en el caudal de descarga debido atolerancia de fabricación.

Cercanía de la relación descarga – presión a lasespecificaciones de diseño.

Exponente de descarga del gotero Rango posible de presiones de operación

adecuado Susceptibilidad a la obstrucción, depósitos de

sedimentos y depósitos químicos.

Ecuación del gotero

En el rango de descargas deseado, lascaracterísticas del flujo de la mayoría de losgoteros se puede expresar mediante la siguienteecuación:

q = Kd.hx

Donde:q = Caudal del goteroKd = Coeficiente de descarga que caracteriza a

cada goteroh = Carga de operación del goterox = Exponente de descarga del gotero

Para determinar Kd y x se debe conocer ladescarga de un gotero operando a dos diferentespresiones. A partir de q1 a h1 y q2 a h2 elexponente x se puede determinar como sigue:

=୪୭��(

భ

మ)

୪୭�ቀభ

మቁ

Conocido el valor de x se puede obtener el valor deKd despejándolo de la ecuación original

Kd = q / hX (Para un par de valores q y h)

Ejemplo:Gotero no compensadoh1: 10 mq1: 2.0 lphh2: 30 mq2: 3.6 lphr

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log (2.0/3.6) 0.2553X = ---------------------- = ------------------

log (10/30) 0.4771

X = 0.5351

3.6Kd = ------------ = 0.5833

300.5351

Ecuación del gotero:

q = 0.5833h 0.5351

Comprobación:Para h = 25 m

q = 0.5833(25)0.5351

q = 3.27 lph

La ecuación del gotero puede representarsetomando en ordenadas caudales y en abcisaspresiones como en el grafico siguiente:

Figura 53. Representación gráfica de laecuación del gotero

Cuanto menor sea el valor de x, la curva querepresenta tenderá hacia la horizontal, un emisorque tuviera una x = 0 tendría como curva, unarecta horizontal paralela al eje de las abcisasdesde una determinada presión, su caudal seríaconstante e independiente de la presión. Por locontrario otro emisor con una x = 1, su curvatambién sería una línea recta a 45º que pasaría por

el origen. Su caudal variaría en la mismaproporción que la presión.

Si la curva definida por la ecuación se representaen un papel logarítmico, se transforma en una rectacuya pendiente es precisamente el valor de x y suordenada en el origen es Kd, ya que al aplicarlogaritmo a la ecuación 1 se obtiene Log. q = x logh + log Kd, por tanto x se podrá tener gráficamentemidiendo con una escala los segmentos BC y AB,mostrados en la gráfica de la figura 55 ydividiéndolos.

Figura 54. Método gráfico para calcular Kd y xde la ecuación del gotero

Descarga promedio del gotero

Coeficiente de variación de fabricación

En el proceso de fabricación de los goteros resultaimposible que el 100% de los goteros tenganexactamente las mismas características dedescarga. Esto se debe a que las dimensionescríticas del pasaje del flujo son pequeñas y por lotanto difíciles de fabricar con absoluta precisión.

El coeficiente de variación por fabricación (v) es untérmino estadístico característico, que se utilizacomo una medida de las variaciones anticipadasde caudal en una muestra de goteros. El valor de vdebe ser proporcionado por el fabricante, de noobtenerse así se puede determinar a partir de loscaudales de una muestra de por lo menos 50goteros, operados a una presión de referencia ycalculado mediante la siguiente ecuación:

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q12 + q1

2 ……+ qn2 – n (qa)2 / (n -1)

v = √ --------------------------------------------------

qav = Sd / qa

Donde:v = Coeficiente de variación de fabricación

q1, q2 ……qn = Valores individuales decaudal de los goteros ( lph )

n = Número de goteros en la muestraqa = Descarga promedio en la muestra calculada

de la siguiente forma: (q1 + q2 …..+ qn) / n ),(lph)

Sd = Desviación standard de los caudales de lamuestra (lph)

El v es un parámetro muy útil con significado físicoporque los caudales de goteros a una determinadapresión se distribuyen de forma normal. Elsignificado físico de v se deriva a partir de laclásica curva de distribución normal, en la cual: Esencialmente todos los caudales observados

caen dentro de ( 1± 3v) qa. Aproximadamente 95 % de los caudales caen

dentro de ( 1± 2v) qa. El promedio del cuarto inferior de los caudales

es aproximadamente igual a (1 – 1.27v) qa. Aproximadamente el 68% de los caudales caen

dentro de ( 1 ± v) qa.

Por lo tanto para un gotero que tiene v = 0.06(valor promedio) y qa = 4 lph, el 95% de lasdescargas se espera que estén dentro del rango3.52 a 4.48 lph y la descarga promedio del cuartoinferior va a ser aproximadamente 3.7 lph.

Como guía general, la variabilidad de fabricaciónse puede clasificar de acuerdo al cuadro 22.

Cuadro 22. Clasificación del coeficiente devariación de fabricación (v)

Rango Clasificación

v < 0.04 Excelente

0.04 < v < 0.07 Medio

0.07 < v < 0.1 Marginales

0.11 < v < 0.15 Deficiente

0.15 < vGeneralmente

inaceptable

Figura 55. Distribución normal del caudalde los goteros

El coeficiente de variación de fabricación delsistema

El coeficiente de variación de fabricación delsistema (vs) es un concepto útil en el diseño desistemas de riego por goteo pues hace factible quese pueda utilizar más de un punto de emisión porplanta. Cuando existe más de un punto de emisiónpor planta, las variaciones de caudal para todos losgoteros alrededor de la planta generalmente secompensan entre sí.

En un grupo de goteros que descargan agua parauna planta, es normal que un (os) gotero puedetener un caudal alto y otro (s), probablemente tieneun caudal mas bajo, y en promedio las variacionesen el volumen total de agua entregado a cadaplanta es menor que lo que podría esperarseconsiderando el valor de v solamente.

El valor del coeficiente de variación de fabricacióndel sistema (vs) puede calcularse mediante lasiguiente ecuación:

vvs = -------------

N´p

Donde:vs = Coeficiente de variación de fabricación del

sistema

N´p = Número de goteros en cada planta

51

Efecto del coeficiente de variación en launiformidad del riego.

En relación con la uniformidad del riego se tieneque, partiendo de una distribución normal de loscaudales, si se toma el 25% de los caudales másbajos, su valor medio (q25) es:

q25 = (1-1.27 v)

Para la determinación del CU se toman los factoresde fabricación e hidráulicos. En este caso:

CU = CUc X CUh

q25

CUc = -------qa

CUc = 1 – 1.27 v

Cuando el número de emisores por planta (NP) esdiferente de 1, el CUc se expresa de la siguienteforma:

vCUc = 1 – 1.27 ---------- √ Np

Dispositivos de medida control yprotección

Elementos de medida

Los m{as usuales suelen destinarse para medir elcaudal o el volumen de agua o bien la presión encualquier punto del sistema. Estos elementos sonimprescindibles en las instalaciones de riegolocalizado.

Medidores de caudal.

Los medidores de caudal son elementos utilizadospara medir la cantidad de agua que pasa por unpunto en la unidad de tiempo. También son útilespara descubrir la existencia de obturaciones,roturas o fugas. Además los contadores devolumen, normalmente llamados contadores,permiten realizar un riego controlado, ya que sepuede conocer la cantidad de agua que se haaplicado a un cultivo, independientemente deltiempo que se este regando. Los medidores decaudal o volumen más usados son los de turbina ylos rotameros.

Los medidores de turbina se basan en elmovimiento de una rueda de paletas que se insertaen la tubería, de forma que cada giro de la rueda

implica un volumen de agua determinado que se vaacumulando en un medidor. Los medidores deturbina usados son los denominados Woltman, loscuales son bastante precisos. Suelen fabricarsepara medir el volumen en tuberías con diámetrosentre 50 y 300 milímetros y producen una pérdidade carga o diferencia de presión entre la entrada yla salida del contador entre 1 y 3 m.

Figura 56. Medidor de turbina o contador

Medidores de presión

Con la utilización de los medidores de presión sepuede conocer si algún componente del sistemaestá siendo sometido a presiones de trabajomayores de las nominales y tiene por tanto riesgosde rotura. También se puede localizar pérdidas decarga excesivas (por ejemplo en un filtro muysucio que necesita una limpieza) o si por elcontrario hay una presión insuficiente para que unelemento del sistema trabaje correctamente (porejemplo un ramal de goteros donde no haysuficiente presión para que los emisoresdescarguen el caudal de diseño).

Los elementos que miden la presión se llamanmanómetros, y los más utilizados son los llamadostipo Bourdon, que tienen un funcionamientomecánico. Es imprescindible medir la presión,como mínimo, a la salida del equipo de bombeo(para saber la presión de entrada al sistema), y ala entrada y salida de filtros. Además esaconsejable medirla en la entrada de las unidadesde riego y de las tuberías múltiples.

Muchas veces lo que más interesa es conocer ladiferencia de presiones entre dos puntos o más dela red, por ejemplo la diferencia de presión a laentrada y salida de los filtros, con el objeto dedeterminar el momento de su limpieza; en elequipo de fertirrigación para conocer la diferencia

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de presión que provoque la succión de losfertilizantes. Las unidades de presión máscomunes empleadas en los manómetros son laslibras por pulgada cuadrada (PSI) o el bar.

Figura 57. Medición de la presión

Elementos de protección

Los elementos de protección se instalan paraproteger al sistema de sobrepresiones odepresiones, las que coinciden normalmente con laapertura y cierre de válvulas, la puesta en marchade las bombas, etc. Los más utilizados en riegolocalizado son las válvulas de aire.

Válvulas de aire

Origen del aire en los sistemas de tubería.

El agua contiene aire disuelto; a 20°C y presiónatmosférica, el contenido de aire es alrededor de20 litros por m3, los cambios de temperatura yvariaciones de presión pueden provocar laliberación de aire en cantidades importantes.

El aire puede entrar directamente de la atmósfera através de las bombas cuando se pone en marcha yeste se comprime hacia la red, además el airepuede ser aspirado en la succión cuando se creanvórtices, cuando ocurren transiciones de seccionesparcialmente llena a la sección totalmente llena.

Bolsa de aire

En tuberías con variación de la pendiente y bajasvelocidades (0.6 m/seg.), el aire libre dentro delsistema se concentrará en forma de bolsasreduciendo el área de paso de caudal y lacapacidad de transporte de la línea. Si el sistemaestá alimentado por bomba, el punto de operaciónse desplazará a uno de menor caudal, mayorpresión y menor eficiencia. En casos extremos, labomba no será capaz de suministrar la presiónextra requerida para vencer las bolsas de aire y elflujo del sistema se detendrá totalmente. En redes

por gravedad, la influencia de las bolsas de aire esmayor que en redes a presión, ya que no haypresión para expulsar las bolsas de aire.

Válvulas de aire

Son dispositivos que se instalan en lasconducciones de agua o en partes especiales delsistema para introducir o evacuar el aire. Seclasifican en:

Purgadores o ventosas monofuncionales:Se encargan de eliminar el aire que se acumula enlas tuberías durante un funcionamiento normal.

Ventosas bifuncionales

Sirven tanto para la evacuación del aire acumuladoen las tuberías durante su llenado, como para laintroducción de este durante su vaciado.

Ventosas trifuncionales

Realiza las tres funciones antes descritas, es decir,purgar, admisión y expulsión de aire. Las ventosasevitan sobrepresiones de las tuberías durante elllenado y depresiones durante el vaciado. Enocasiones se producen bajas de presión quequedan por debajo de la atmosférica y que puedenproducir el aplastamiento de las tuberías. En estoscasos las ventosas permiten la admisión de aireque funciona a modo de colchón.

En general deben instalarse en los siguienteslugares dentro de un sistema de riego localizado:

Puntos altos de la instalación. Tramos largos con pendientes uniformes. Cambios de pendientes en las tuberías. Salidas del equipo de bombeo.

Figura 58. Válvulas de aire

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VIDiseño de sistemas de riegopor goteo

Generalidades

El diseño de una instalación de riego por goteotiene suma importancia, ya que de ello depende elbuen funcionamiento del sistema de riego. La clavepara un buen diseño está en fijar el caudal, presióny uniformidad desde el principio e ir diseñando enconsecuencia. Seguidamente debe realizarse undiseño agronómico del sistema donde se tiene encuenta el tipo de suelo, las necesidades de aguadel cultivo tanto en cantidad como en calidad, etc.

Cuando un sistema de riego por goteo estácompletado, se presta a muy pocasmodificaciones, de aquí la importancia de preverdesde un principio todos los detalles.

El proceso de diseño se divide en tres fases:diseño agronómico del riego, donde se determinala cantidad de agua que la instalación tiene queconducir con capacidad para satisfacer lasdemandas del cultivo en el mes de máximasnecesidades; el diseño geométrico, donde sedefine la disposición más adecuada de las tuberíasy componentes del sistema; y el diseño hidráulico,donde se calculan las dimensiones de las tuberíasy componentes para que puedan satisfacerse lasnecesidades agronómicas.

Diseño agronómico

Es la parte más importante del proyecto de riego,ya que cualquier error aquí generará un sistema deriego inadecuado a lo que se precise, por ejemplosi se estiman unas necesidades de riegos menoresa las reales, repercutirá en la producción, la calidady podrían darse problemas de salinidad por falta delavado de sales.

Volumen de suelo humedecido

En riego por goteo, por su carácter de riegolocalizado, no es necesario humedecer el 100% delárea ocupada por la planta. Es necesarioestablecer un mínimo de volumen de riego ahumedecer, que tendrá que ser suficiente paragarantizar el suministro de agua necesario para unóptimo desarrollo. El volumen de suelohumedecido se sustituye por el de porcentaje desuelo mojado (P), que es la relación entre el áreamojada por los emisores y el área total regada,expresada en porcentaje (%).

Figura 59. Concepto de área humedecida

El valor de porcentaje mojado más apropiadodepende del tipo de cultivos (frutales, herbáceos),clima (húmedo, árido) y del tipo de suelo. Serecomiendan los siguientes valores:

Cultivos frutales de marco de plantaciónamplio: 25%-35% variando desde el valor inferioral superior al aumentar la aridez del clima y cuantomas ligera sea la estructura del suelo.

Cultivos de plantación de marco medio(distancia entre plantas inferior a 2,5 m): del 40% al60%, variando según la misma relación anterior.

Cultivos de marco de plantación reducido(hortícolas, florales, herbáceos en general): Elporcentaje de suelo mojado que se les asigna aestos cultivos está comprendido entre un 70% y un90% pudiendo variar en algunas ocasiones.

Valores altos de P incrementan la seguridad delsistema, sobre todo en caso de averías de lainstalación o en situaciones extremas deevapotranspiración. Por el contrario si se tomanvalores excesivos incrementaremos el valor de lainstalación (mayor cantidad de emisores, diámetrosmayores de las tuberías etc.).

En el riego por goteo se persigue unaconcentración máxima de raíces funcionales y enla mayoría de los cultivos esto sucede entre los 15y los 30 cm de profundidad.

Porcentaje de suelo mojado = ---------------- x 100

Area Total

Area mojada

Área mojada

Área total

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Figura 60. Valores recomendados de porcentajede suelo mojado

Número y disposición de los emisores

Cultivos con amplio marco de plantación

Hay que mojar bien toda la superficie de terrenobajo la copa del árbol para evitar un excesivaevapotranspiración.

Para evitar pérdidas de agua por filtración profundase instala un mayor número de emisores y portanto el porcentaje de suelo mojado se amplia enforma lateral.

Cuando se disponen de emisores en línea en loscultivos con marco de plantación medio o amplio,hay que procurar que las zonas húmedas se unan

a una profundidad no superior a la de las raíces.De no ser así, la raíz es posible que no sea capazde atravesar suelo seco y la zona salinizada quehay entre los dos bulbos contiguos, y por tanto nose desarrollarán en esa zona. En este caso seestaría desaprovechando una zona de agua al noestar ocupada por las raíces, es decir se estaríadisminuyendo la eficiencia del sistema.

Figura 61. Número y disposición de los emisores

Figura 62. Profundidad de humedecimiento de lasraíces

En el caso de los cultivos permanentes esnecesario vigilar el anclaje y por tanto se debendisponer los emisores de forma que la raíz sedesarrolle equilibradamente.

En plantaciones jóvenes se coloca un númeromenor de emisores, el cual se va aumentando

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hasta el número definitivo. En suelo arenoso, elporcentaje de suelo mojado es mucho menor queen un suelo arcilloso por lo que aquí esrecomendable usar microaspersores en vez degoteros.

Cultivos herbáceos.

Generalmente, la distancia entre plantas de unamisma línea de cultivo no coincide con la distanciaentre emisores, como consecuencia muchasplantas están en zonas de mayor salinidad y menorhumedad. Esta es la razón por la que aquí eltraslape de bulbos a lo largo de la línea se vuelvede vital importancia.

En estos cultivos la disposición típica de riego esuna tubería lateral por cada línea de plantas conemisores muy próximos entre si (10,15, 20, 33, 40cm), de tal manera que se produzca un traslape delos bulbos húmedos. Este concepto ha idoevolucionando, actualmente se considera que entremás cerca se encuentren los goteros se obtiene noun humedecimiento localizado, sino en forma defranja húmeda, donde se presenta un alto traslapedel humedecimiento de los goteros, de ahí queaparecen en el mercado distanciamientos m{ascortos entre goteros, de 10, 15 cm particularmenteen las cintas de riego.

También pueden utilizarse tuberías exudantes. Aveces para reducir costos se utiliza una tuberíalateral por cada dos líneas de cultivo.

Figura 63. Manejo de lateral simple en doblesurco de cultivo

Frecuencia y tiempo de riego

La duración del riego puede variar desde variosriegos en un solo día (normalmente en cultivos eninvernadero) hasta intervalos de 3 y 4 días. El riegodebe ser más frecuente cuanto menos profundosea el suelo y menor sea la capacidad del suelopara retener agua (arenoso), mayor sea la ETP,peor sea la calidad del agua.

No debe regarse las 24 horas del día, ya que debehaber algunas horas para el mantenimiento de losequipos, recarga de abonos y reparación deposibles averías. Se recomienda un tiempomáximo de riego de 20 horas.

Estimación del área mojada

El área mojada por cada gotero a lo largo de unplano horizontal ubicado a una profundidad de 30cm, depende del caudal y volumen de descarga delgotero, así como de la textura, estructura,pendiente y perfil del suelo. Dada la ampliaaireación de los suelos, no se pueden utilizarrelaciones matemáticas universales para estimar elárea mojada, sin embargo se puede determinarmediante pruebas de campo o estimar mediante lautilización de tablas.

Pruebas de campo

Es la forma más confiable de determinar el áreahumedecida para el diseño de los sistemas deriego por goteo. Las pruebas de campo consistenen poner a funcionar un pequeño número degoteros en sitios representativos del área de riegoy determinar el área humedecida mediantemedición directa. Una forma práctica es realizar lasmediciones en sistemas de riego de propiedadesaledañas con similares condiciones de suelo. Elcaudal de los goteros y volumen de aplicación aemplear en la prueba deben ser similares a losvalores de diseño realizados previamente.

El volumen de agua a aplicar debe ser igual alrequerimiento diario por gotero, una forma decontrolar este volumen es colocarlo en un tanque odepósito elevado y permitir que durante la pruebase descargue completamente. Si el suelo seencuentra muy seco, es recomendable haceraplicaciones similares durante dos o tres díassucesivos antes de chequear el patrón de mojado.El patrón de mojado se puede observar mejorsobre la pared vertical de una calicata excavada através del punto de emisión hasta el fondo de lazona mojada.

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Lo ideal para realizar esta prueba es contar con unequipo de bombeo para utilizar los goterospropuestos en el diseño a su presión de trabajo, deno ser posible, puede utilizarse la alternativasiguiente: Depósito de agua de unos 200 litros. Soporte para el deposito de 1.50 m de altura. Tubería de polietileno de 25 mm de diámetro y 10

m de longitud. Tubería 16 mm de 14 metros de longitud cada

una (3 tramos). Miniválvulas de 16 mm de diámetro (9 unidades). Goteros que garanticen diversos valores de

caudal (2 , 4 y 8 l/h) o el caudal que interese, conla carga proporcionada por el depósito.

Se selecciona un lugar lo más representativo delárea a regar y en las condiciones lo más parecidasposible a las que va a operar el sistema; se montanlos equipos, colocando en cada lateral 3 grupos degoteros con los caudales seleccionados. Se aplicavarias veces, a través de los laterales con emisoressuficientemente espaciados como para que nohaya traslape de los bulbos, tres o más volúmenesdiferentes de agua: un 20% mayor, un 20% inferiore igual al estimado en los cálculos previosrealizados en el cuadro 23.

Al final de este proceso, ya sea mediante muestreoo abriendo una zanja en línea recta por el lugar enque se encontraban los goteros, se toman lasmedidas necesarias para dibujar con la mayorprecisión posible la forma del suelo mojado. Ladeterminación visual del contorno del bulbo,cuando se ha sometido el bulbo a varios ciclos demojamiento, no es normalmente posible, aunque,en general, los resultados que se obtienen sonsuficientes con fines de diseño de sistema. Unmuestreo posterior para determinación dehumedad gravimétrica en varios puntos situadossegún una línea horizontal, a una profundidadconveniente, donde los puntos extremos se sitúanclaramente fuera del bulbo, puede ayudar aprecisar el contorno. Esta prueba debe repetirsetantas veces como la variabilidad del suelo loaconseje.

Los datos a tomar son profundidad y radio mojadoy deben tabularse al tiempo que se calcula larelación radio/profundidad, cambios bruscos deesta relación deben interpretarse como que elfrente de humedad ha alcanzado una

discontinuidad en el perfil, esto debe comprobarsecon un examen visual del perfil del suelo, si se hapracticado una zanja, que presenta la ventajaadicional de poder evaluar la profundidad de raícessi se está en presencia de cultivo.

Figura 64. Instalación pata efectuar la prueba decampo

Figura 65. Calicata para evaluar el bulbo dehumedecimiento

Estimación del área mojada

En el cuadro 23 se muestran las estimaciones delárea horizontal a aproximadamente 15 -30 cm,medidos desde la superficie para diferentes tiposde suelos. El área de la superficie del suelo mojadogeneralmente es la mitad del área subsuperficial, amenos que la intensidad de aplicación del aguasea tan alta que pueda causar escurrimiento.

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Los valores del cuadro se basan en el caudal de ungotero de 4 lph. Los valores de área de mojadodadas para las diferentes texturas del suelo,profundidades y grados de estratificación se basanen riegos diarios o cada día y medio. El áreahumedecida se da como un rectángulo, cuyadimensión mas larga es igual al diámetro máximoesperado del círculo humedecido. La dimensiónmenor es igual al 80% del diámetro máximoesperado, el cual es el espaciamiento del goteroque da una franja humedecida razonablementeuniforme y continua, el producto de ambasdimensiones es bastante similar al área del círculo,considerando la dimensión mayor de la tabla comoel diámetro, como explicado anteriormente.

Ejm: área del rectángulo 0.9m x 1.1m = 0.99 m2

similar al área del círculo Л x (1.1)2 / 4 = 0.96 m2.

Es importante destacar que los resultadosobtenidos son aproximados, con fines de diseño.

Cuadro 23. Guía para la estimación del áreamojada por goteros según clase de suelo

Grado de Estratificaciónárea mojada (m x m )

Suelo Homogéneo Estratificado En capas

Prof. 0.75 m

Grueso 0.4 X 0.5 0.6 X 0.8 0.9 X 1.1

Medio 0.7 X 0.9 1.0 X 1.2 1.2 X 1.5

Fino 0.9 X 1.1 1.2 X 1.5 1.5 X 1.8

Prof. 1.50 m

Grueso 0.6 X 0.8 1.1. X 1.4 1.4 X 1.8

Medio 1.0 X 1.2 1.7 X 2.1 2.2 X 2.7

Fino 1.2 X 1.5 1.6 X 2.0 2.0 X 2.4

Cómputo del porcentaje de área mojada

El porcentaje de área mojada (Pw) es el porcentajede área mojada horizontal a 15 a 30 cm de la zonaradicular medida desde la superficie en relación alárea total ocupada por el cultivo (figura 60). Acontinuación se presentan términos adicionalespara definir la ecuación de cómputo del porcentajede área mojada.

Se = Espaciamiento entre goteros o puntos deemisión a lo largo de la misma línea lateral.

S’e=Espaciamiento óptimo entre goteros,espaciamiento equivalente al 80% deldiámetro del bulbo de humedecimiento.Estimado a partir de las pruebas de campo omediante el cuadro 23.

W = Ancho mojado, es el ancho de la franja quesería mojada por una línea de goterosespaciados S’e. Se puede estimar mediantelas pruebas de campo o el cuadro 23.

Sp= Espaciamiento entre plantas es la distanciauna y otra planta sobre una misma hilera.

So= Espaciamiento entre hileras de plantas o entrelaterales (lateral simple recto).

Np= Número de puntos de emisión por planta,número (entero o fracción) de goteros quecorresponden a cada planta.

El porcentaje de área mojada para S’e < Se, secomputa como sigue:

Np x Se x WPw = --------------------- x 100

Sp x So

Diseño agronómico, definiciones con ejemplode cálculo

I Información Básica

Cultivo:Especie: TomateCiclo vegetativo: 135 diasProfundidad de raíces (Pr): 0.10 m etapa inicial

0.80 m etapa finalFecha de siembra: 15 de diciembreAgotamiento permisible: 10%

Suelos:Textura: Franco arenosaCapacidad de retención (Cr): 12 cm / mProfundidad: 1.80 mAgotamiento permisible (p): 10% Todo el ciclo

Clima:Estación Meteorológica: San Miguel, El PapalónElevación: 80 msnmLatitud: 13.45º NLongitud: 88.11º W

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2 Criterios de espaciamiento de goteros

Selección del goteroTipo: Cinta de riegoDiámetro nominal 16 mmDiámetro interno 16 mmMarca: PLASTROSalidas por gotero: 1Caudal Nominal (qa) 0.5 lphCaudal por metro 3.4 lphPresión de operación (ha) 0.6 barDisposición de goteros: Línea rectaEspaciamiento entre goterossobre el lateral (Se) : 0.15 mEspaciamiento entre laterales (Sl): 1.20 mEspaciamiento entre plantas (Sp): 0.40 m

3 Cálculos3.1Puntos de emisión por planta (Np)

Np = Sp/SeNp = 0.40/0.15Np = 2.67 goteros por cada planta

3.2 Porcentaje de área mojada (%) (Pw)Pw = 90% (criterio)

3.3Lámina de reposición (dr)dr = p/100 x Pw/100 x Cr x Prdr = 10/100 x 90/100 x 12 cm/m x 0.90 mdr = 0.97 cmsdr = 9.70 mm

3.4Transpiración máxima promedio (Td):Td = Etc x [Pw/100 + 0.15 (1.0 – Pw/100)]Td =6 mm/dia x [90/100 + 0.15 (1.0 –

90/100)]Td = 6 mm/dia x [0.9 + 0.15 (0.10)]Td = 6 mm/dia x 0.92Td = 5.52 mm/día

3.5 Intervalo de Riego (máximo) (IR)IR= dr/TdIR= 9.70 mm/5.52 mm/diaIR= 1.8 días

3.6Frecuencia de riego (f) (asumida)f= 1.0 día

3.7Lámina neta por riego (dn)dn= Td x fdn= 5.52 mm/dia x 1 diasdn= 5.52 mm

3.8 Eficiencia de riego (Er) (asumida)Er = 85 %

3.9 Lámina bruta de riego (db)db = dn / Er/100db = 5.52/85/100db = 6.49 mm

3.10 Volumen de agua por planta (G)G = (db/f ) x Sp x SlG = (6.49 mm / 1.0 día) x 0.40m x 1.20 mG = 3.12 litros/planta/dia

3.11Tiempo de aplicación (Ta)Ta = G / Np x qaTa = 3.12 litros/planta/dia / 2.67 x 0.5Ta = 3.12 / 2.40Ta = 2.34 horas

Diseño geométrico

Disposición de las tuberías

Uno de los principales cuidados que debentenerse en la operación de los sistemas de riegopor goteo es mantener la uniformidad de laaplicación del agua. Contar con un alto grado deuniformidad es importante para obtener uncrecimiento uniforme del cultivo.

En las tierras de ladera, este aspecto puedevolverse crítico debido a que las diferencias deelevación entre los goteros a lo largo de lapendiente proporcionan diferentes valores depresión a los goteros y consecuentemente loscaudales que descargan son diferentes, lo queconduce a obtener valores bajos de uniformidad.

Una de las medidas que hay que observar en eldiseño e instalación de los sistemas de riego porgoteo es la adecuada disposición de las tuberíasen relación con la pendiente del terreno. Parareducir los efectos de la diferencia de presión a lolargo del lateral se recomienda que estos sedispongan siguiendo las curvas a nivel y lastuberías múltiples, en el sentido de la pendiente delterreno.

Los siguientes criterios tienen aplicación en el trazoy colocación de las diferentes tuberías de lossistemas de riego por goteo.

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a) La red de distribución del agua se traza cercanaa los cursos de agua, caminos y contorno de laparcela.

b) Buscar la mayor continuidad en el riego.c) El trazado geométrico de la red se ajusta a los

límites del terreno, y el tendido de lateralessigue las curvas de nivel para compensar laspérdidas por rozamiento.

d) Se divide la superficie de riego enparalelogramos.

e) De presentarse pendientes muy fuertes, seutilizan reguladores de presión.

f) Las tomas de riego se definen por lasnecesidades de la superficie que debe regarse.

g) Los sistemas automatizados fijos requierenmenos mano de obra.

El agua en su recorrido por la red va perdiendopresión debido al rozamiento, cambios bruscos dedirección, pasos por filtros, etc. A esta pérdida depresión se le conoce como pérdida de carga.Lógicamente cuando el recorrido del agua en latubería sea ascendente se tendrá además pérdidade presión debido a la diferencia de posición entrela entrada y la salida, y caso contrario, hayganancia de presión cuando el recorrido del aguaes descendente.

Figura 66. Disposición de las tuberías enterrenos inclinados

En sistemas de riego por goteo para pequeñasáreas en tierras de ladera, los dispositivos decontrol son fundamentalmente la válvula centralque controla la entrada de agua al sistema y serecomienda la utilización de miniválvulas colocadasa la entrada de cada lateral, con el objeto deregular la presión y caudal de entrada y mejorar launiformidad de aplicación. En los casos de tener

fuertes pendientes debe utilizarse reguladores depresión.

Figura 67. Miniválvula de control de presión ycaudal en la entrada de laterales de goteo

Figura 68. Regulador de presión

Figura 69. Disposición típica de tuberías, riegopor goteo

60

Diseño hidráulico

El diseño hidráulico consiste en determinar lasdimensiones de los diferentes componentes delsistema de tal manera que funcioneadecuadamente con altos niveles de uniformidad.El dimensionamiento del sistema está determinadopor las condiciones de operación previstas, enfunción de las características de la topografía, elsuelo y el cultivo.

Para realizar un diseño adecuado es convenientetomar en cuenta los criterios y consideracionessiguientes:

a) La longitud de las tuberías laterales estácondicionada entre otros factores por la topografíadel terreno.b) En terrenos con pendientes muy elevadas, lastuberías laterales siguen las líneas de nivel y lastuberías múltiples siguen la pendiente, disponiendode reguladores de presión en aquellos lugaresdonde se requiera.c) Si la pendiente es muy pronunciada o irregularse debe utilizar goteros autocompensantes.Usando este tipo de emisores se puede ampliar laslongitudes máximas de los laterales de riego.d) Siempre que sea posible, tratar de suministrarel agua a la tubería múltiple en el punto mas altopara compensar las perdidas de carga con lapendiente.e) Como consecuencia de las pérdidas de carga yde la pendiente del terreno, en cada una de lassubunidades de riego se van a producir distintaspérdidas de carga. Por lo tanto, a la entrada decada subunidad de riego, la presión de entradadebe ser tal que el emisor que esta situado en elpunto mas desfavorable, reciba la presiónsuficiente para suministrar el caudal adecuado.f) Para que la presión de entrada en cadasubunidad sea similar y no varíe durante el riego,es preciso instalar un regulador de presión alprincipio de cada tubería múltiple.g) A mayor diámetro de la tubería reducen laspérdidas de carga pero aumentan los costos delsistema.h) El caudal del emisor condiciona la longitud de latubería lateral, de tal forma que cuanto mayor seael caudal del emisor, menor será la longitud dellateral.i) La distancia entre emisores también condicionala longitud del lateral, de tal manera que cuanto

más distanciados estén los emisores, mayorlongitud podrá tener la tubería lateral.j) La distancia entre emisores, el caudal quesuministran y la distancia entre tuberías laterales,se determinan en función del tipo de suelo, forma ytamaño del bulbo de humedecimiento y marco deplantación o siembra, y no se debe modificar porcriterios hidráulicos de ahorro de agua ocomodidad.k) La presión recomendada en los emisores deriego localizado está en torno a 10 m y entre 5 y 30m. para los autocompensantes.l) Para determinar la presión necesaria al principiode la instalación hay que considerar las pérdidasde cargas producidas por el propio cabezal deriego, ocasionadas por: la diferencia de presiónmáxima admitida que se produce en los distintosfiltros antes de su limpieza (hidrociclón, filtros demalla y de anillos):

a. En caso de instalar un hidrociclón, hay queconsiderar que este elemento produce unaspérdidas de carga comprendidas entre 3 y 5 m,dependiendo del caudal a filtrar.

b. Las pérdidas de carga en los filtros de arenacuando están limpios no deben ser mayor de 3 m.

c. En cuanto a los filtros de mallas y anillas, laspérdidas de carga que provocan, oscilan entre 1 y3 m.m)A efectos de cálculo hidráulico se debenconsiderar las pérdidas de carga de filtros ensituación de colmatación.n) Las pérdidas de carga producidas por el equipode fertirrigación (tanque fertilizante, venturis,inyectores, etc).o) Las pérdidas de carga que se producen en losdistintos elementos de medida y control (válvulas,manómetros, etc).p) Las pérdidas de carga producidas en laspropias conducciones del cabezal de riego.

Hidráulica de tuberías

Generalidades

Las tuberías pueden estar construidas por variosmateriales. Poseen un diámetro que es aquel quedefine una sección o área para que circule el agua.Según sea el diámetro será la sección que disponeel agua para recorrer la tubería. Una tubería dediámetro menor tendrá también una menor secciónque una de mayor diámetro.

La relación que se utiliza para calcular el áreadisponible para que circule el agua por la tuberíaes la siguiente:

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A = 0.785 D2

Donde:A = Área de la sección de la tubería (m2)D = Diámetro interno de la tubería (m)

A su vez la velocidad está en función del caudal ydel diámetro. La ecuación que se utiliza paracalcular el caudal que circula por una tubería es:

Q = A x V

O sea la velocidad está dada por:

V = Q/A

Donde:Q = Caudal (m3/s)V = Velocidad (m/s)A = Sección o área (m2)

Clases de energía

La energía total en un punto determinado de lacorriente en una tubería, viene dada por lasiguiente expresión:E1 = P1/ + V12/2g + Z1

Donde:E1 = Energía total en el punto 1P1/ = Carga de presiónP1 = Presión en el punto 1 = Peso específico del aguaV2/2g = Carga de velocidadV1 = Velocidad del agua en el punto 1g = Aceleración de la gravedad = 9.81 m/seg2

Z1 = Carga de posición, cota del eje de la tuberíaen el punto 1

De acuerdo con el principio de conservación de laenergía, la energía total en un punto 1 es igual a la

energía en el punto 2 y se relacionan de acuerdocon la siguiente ecuación:

E1 = E2

P1/ + V12/2g + Z1 = P2/ + V22/2g + Z2 + Hf

Donde:

Hf = Pérdidas por fricción entre el punto 1 y elpunto 2

Pérdida de carga en tuberías

Al circular el agua por una tubería, dado que llevauna cierta velocidad que es energía cinética, alrozar con las paredes de las tuberías pierde partede la velocidad por la fricción que se produce entreel material líquido contra el sólido de las paredes,en tanto mayor es la velocidad mayor será el roce.

La pérdida por fricción se define como la pérdidade energía producto de la resistencia que latubería opone al paso del agua. La fórmula generaltiene la siguiente expresión:

Hf = J x L

Donde:

Hf = Pérdida de energía o carga producto de lafricción (m)

J = Gradiente de pérdida de energía o pérdidasde carga por cada metro de tubería (m/m)

L = Longitud de la tubería (m)

Las pérdidas por carga en las diferentes tuberíasde la red de riego pueden calcularse utilizando laecuación de Hazen y Williams, la cual es una delas más utilizadas por su simplicidad y exactitud, seexpresa de la siguiente forma:

Hf = 1.131 x 109 x (Q / C)1.852 x (1 / D ) 4.87 x L

Donde:Q = Caudal en la tubería (m3 / h )C = Coeficiente de fricción que es función del

material de la tubería (adimensional)D = Diámetro interno de la tubería (mm)L = Longitud de la tubería (m)

El valor del Coeficiente de fricción depende de lanaturaleza y estado del material de la tubería, losvalores comúnmente utilizados se presentan en elcuadro 24.

1

2

Z1

Z2

P1

P2

L

62

Cuadro 24: Valores de C

La presión en una tubería se suele expresar enmetros de columna de agua (mca o m), laspérdidas de carga en m y el gradiente de pérdidade carga se expresa en m/100 m o m/m. Lapérdida de carga es proporcional a la fricción porlo tanto depende de los siguientes factores:

a) Diámetro interior, longitud y naturaleza delmaterial de la tubería.

b) La velocidad del agua, como la velocidad esproporcional al caudal de circulación, la pérdidade carga depende también del caudal.

Para el cálculo de las pérdidas de carga esnecesario considerar dos situaciones:

a) Pérdida de carga en tuberías con salida al final,o sin salidas (Hfss), el caudal que sale de latubería es el mismo que entra, este es el casode las tuberías de conducción o secundarias enriego por goteo.

b) Pérdidas de carga en tuberías con salidasmúltiples, el caudal que entra al inicio de latubería se reparte en salidas a lo largo de esta,es el caso de las tuberías múltiples o lateralesen riego por goteo, en estas tuberías las salidasse encuentran equidistantes.

Las pérdidas de carga en tuberías con una salidase pueden calcular directamente con la aplicaciónde la ecuación de Hazen William. La pérdida decarga en tubería con salidas se calculan a partir dela aplicación de la ecuación de Hazen William y seafecta por un factor denominado factor de salidaso coeficiente de Christiansen (f), el cual tiene unvalor que depende del número de salidas y esmenor que la unidad.

En el cuadro 25 se presentan los valores delcoeficiente de Christiansen en función del númerode salidas.

Cuadro 25: Coeficiente de Christiansen

No desalidas

fNo de

salidasf

1 1.000 18 0.3792 0.639 19 0.3773 0.535 20 0.3764 0.486 22 0.3745 0.457 24 0.3726 0.435 26 0.3707 0.425 28 0.3698 0.415 30 0.3689 0.409 35 0.36510 0.402 40 0.36411 0.397 50 0.36112 0.394 60 0.35913 0.391 80 0.35714 0.387 100 0.35615 0.384 150 0.35416 0.382 300 0.35317 0.380 >300 0.351

Pérdidas secundarias

Las pérdidas secundarias son las que se producenen ensanchamientos, contracciones, cambios dedirección, entradas, salidas, válvulas y, demásaccesorios de las tuberías. Estas pérdidas enalgunos casos no son significativas y dependiendode la cantidad y naturaleza de accesorios en la redpueden estimarse entre un 10% a un 25% del valorde las pérdidas primarias.

La fórmula general para el cálculo de las pérdidassecundarias es la siguiente:

V2

Hfs = k -----------2g

Donde:

Hfs = Pérdida secundaria en metros de columna deagua

K = Coeficiente de pérdida de cargaV = Velocidad del agua en m/segG = Aceleración de la gravedad = 9.81 m/seg2

Análisis de la subunidad

En la figura 70 se presenta un esquema de ladistribución de presión en una subunidad de riegopor goteo, ubicada en un terreno a nivel con

Material Tubería C

Plástico 150

Asbesto - cemento 140

Aluminio (con a acoples) 130

Acero galvanizado 130

Acero nuevo 130

63

diámetros de múltiples y laterales constantes, ladefinición de los términos de la figura son lossiguientes:

hm = Carga máxima en la subunidadhn = Carga mínima en la subunidadha = Carga promedio en la subunidadqn = Caudal mínimo en la subunidadqa = Caudal promedio en la subunidad

Uniformidad de emisión de diseño

La determinación de la uniformidad de emisión esimportante en el diseño de sistemas de riego porgoteo porque es uno de los componentes de laeficiencia de riego, otros componentes son laspérdidas que ocurren durante la operación delsistema. La uniformidad de la emisión depende dela variación de caudales que se presenta en lasubunidad como consecuencia de la variación depresiones que se presentan debido a variacionestopográficas y pérdidas de carga en la red de riego.

La uniformidad de emisión se mide con elCoeficiente de Uniformidad (CU), el cual se puedecalcular a partir de los datos de campo usando lasiguiente ecuación:

q25

CU = 100 ( -------- )qa

Donde:CU = Uniformidad de la emisión a partir de laprueba de campo.q25 = La media del caudal de descarga del 25% delos emisores con caudal más bajo.qa = Caudal medio de todos los emisores.

En la fase de diseño no es posible contar con losdatos de descarga de los goteros medidos en elcampo, por lo que la variación que se espera de loscaudales de emisión se debe estimar utilizandoprocedimientos analíticos, aunque es preciso hacerla consideración que no resulta posible incluir enuna sola expresión matemática todos los factoresque influyen en la uniformidad como presencia deobstrucciones totales o parciales, cambios en latemperatura del agua, envejecimiento de losgoteros, etc.

No obstante lo anterior, se puede obtenerinformación acerca de la relación presión - caudaly de la variación de fabricación del gotero, estos

datos suelen ser proporcionados por el fabricante,también a través de mediciones de campo oestudios de planos con gran precisión, se puedeobtener información topográfica del terreno y elanálisis de la red de tuberías propuesta, con la quese puede determinar la variación de presiónesperada.

La determinación del CU en base a datos decampo se detalla en el capítulo IX.

Los conceptos básicos y fórmula usadas parauniformidad de emisión fueron propuestosinicialmente por Keller y Karmeli. La base de estasfórmulas es la relación entre el caudal de emisiónmás bajo y el caudal promedio en la subunidad.

Para estimar el CU en la fase de diseño, se debeutilizar la siguiente fórmula:

v qnCU = 100 (1-1.27 ------) ------ √ Np qa

Donde:

CU = Uniformidad de emisión de diseño %v = Coeficiente de variación de fabricación del

gotero provisto por el fabricante o calculado.Np = Número de goteros por plantaqn = Caudal de emisión computado a partir de la

presión mínima en el sistemaqa = Caudal de diseño promedio

La relación entre qn y qa expresa la relación entrecaudales de emisión promedio y mínimo queresulta de las variaciones de presión dentro de lasubunidad.

Variación de carga permisible (ΔHs)

La variación de la carga permisible es la máximavariación de presiones permisible dentro de unasubunidad de riego, para que los emisores seencuentren trabajando con una uniformidad igual ala uniformidad de diseño seleccionada. Y vienedefinida por la siguiente ecuación:

Δhs = 2.5 (ha – hn)

Donde:Δhs = Variación de la carga permisible en la subunidad

64

Ejemplo de cálculo:

Datos:Ecuación del gotero: q = 0.5833h 0.5351

Cu = 90 % (criterio de diseño)v = 0.05Np = 2.67qa = 2.0 lph

Determinar qn

v qnCU = 100 (1-1.27 ------) ------ √ Np qa

0.05 qn90 = 100 (1-1.27 ----------- ) ------ √ 2.67 2.0

qn = 1.87 lph

Calcular hn

1.87 = 0.5833hn 0.5351

1.87 / 0.5833 = hn 0.5351

3.21 = hn0.5351

hn = 8.84 m

Cálculo de qnqn = 0.5833 (8.84)0.5351

qn = 1.87 lph

0.05 1.87CU = 100 (1-1.27 -----------) -------- √ 2.67 2.0

CU = 90 %

Calcular Δhs

Δhs = 2.5 (10.0 – 8.84) Δhs = 2.5 x 1.16 Δhs = 2.90 m

La selección del CU ideal requiere de un análisisde los siguientes cuatro aspectos: a) Costo de lossistemas para distintos valores de CU; b) Costosdel agua y costos relacionados con el agua; c)Sensibilidad del rendimiento y calidad del cultivo aun riego no uniforme y d) Valores de mercado delcultivo. Un análisis económico de estos aspectospermite determinar el CU óptimo en una situaciónespecífica. No obstante, generalmente no existensuficientes datos para este análisis. Parapropósitos de diseño, los rangos recomendados devalores de CU a ser utilizados son los siguientes:

Para goteros en cultivos permanentes conespaciamiento amplio:Topografía uniforme: 90 < CU < 94Topografía irregular u ondulada: 88 < CU < 92

Para goteros en cultivos permanentes:Topografía uniforme: 86 < CU < 90Topografía irregular u ondulada: 84 < CU < 90

Figura 70. Distribución de la carga de presión en una subunidad

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Tuberías laterales

Características de los laterales

Las características de los laterales como ladisposición en el terreno, la longitud, el caudal,diámetro y pérdidas totales son de muchaimportancia en el riego por goteo.

Disposición

Cuando los laterales se colocan en terrenos conpendientes menores a 3%, generalmente resultamás económico disponer los laterales a amboslados de cada múltiple; en esta disposición loslaterales se denominan par de laterales. El lateralse debe colocar de tal forma que a partir de unaconexión común con el múltiple, las presionesmínimas en el par de laterales sean iguales (a cadalado del múltiple). En consecuencia sobre terrenosa nivel el par de laterales debe tener igual longitud.Cuando los laterales se extienden solos a partir deun múltiple se conocen como laterales simples, delongitud (l).

Longitud

La longitud de las tuberías laterales estácondicionada entre otros factores, por la topografíadel terreno, siendo menor la longitud del lateralcuando la pendiente es ascendente pudiéndoseaumentar a medida que la pendiente es menor y sehace descendente. Evidentemente, al variar losdatos técnicos (diámetro de la tubería, caudales ypresiones) las longitudes máximas de los lateralesserán distintas.

En aquellos terrenos que presentan una pendientemuy elevada, se aconseja seguir la norma deinstalar laterales siguiendo aproximadamente lascurvas de nivel, y las tuberías múltiples siguiendola pendiente, disponiendo reguladores de presiónen aquellos lugares donde se requieran. En casode que la pendiente sea muy acusada o irregular,habrá que recurrir a utilizar goterosautocompensantes, con el objeto de mantenerconstantes la presión de trabajo del emisor y elcaudal suministrado. Así, usando emisoresautocompensantes e independientemente de lalongitud del terreno, se pueden ampliar laslongitudes máximas de los laterales de riego.

Siempre que sea posible, a la tubería múltiple debesuministrarse el agua en su punto más alto, deforma que las pérdidas de carga se veancompensadas por la pendiente.

Debido a las pérdidas de carga y a la pendiente delterreno, en cada una de las subunidades de riegose producirán diferencias de presión entre losdistintos emisores de las tuberías laterales. Por lotanto, la presión de entrada en la subunidad deriego debe ser tal que el emisor que está sometidoa menor presión reciba la suficiente parasuministrar el caudal adecuado. Para que lapresión de entrada en cada subunidad sea similar yno varíe durante el riego, es preciso instalar unregulador de presión al principio de cada múltiple.

Otros factores que hacen variar la longitud dellateral de riego es su diámetro, que por lo generalse acostumbra utilizar de 16 y de 20 mm. A mayordiámetro se reducen las pérdidas de carga, por lotanto se podría aumentar la longitud de loslaterales, pero el costo de la instalación se eleva.

El caudal del emisor también condiciona la longituddel lateral, cuanto mayor sea el caudal del emisor,menor será la longitud del lateral.

La distancia entre emisores también condiciona lalongitud del lateral, de tal manera que cuanto másdistanciados estén los emisores, mayor longitudpodrá tener la tubería lateral.

A manera de ilustrar sobre el efecto de losdiferentes factores sobre la longitud del lateral, seincluye en la figura 71 una tabla (parcial) quemuestra la longitud máxima de un lateral en funciónde las características técnicas de una tuberíalateral comercial, que debe ser proporcionada porel fabricante para un buen diseño de la instalación.

Figura 71. Influencia de las característicastécnicas en la longitud de los laterales

66

Caudal del lateral (ql)

El caudal del lateral puede computarse con lasiguiente fórmula:

lql = ----- x qa = ne x qa

Se

Donde:ql = Caudal del lateral (lph)l = longitud del lateral (m)Se = Espaciamiento de goteros sobre el lateral (m)qa = Caudal promedio del gotero (lph)ne = Número de goteros a lo largo del lateral

Presión de entrada

La presión promedio del gotero (ha), es la cargaque va a producir el caudal promedio o caudalnominal de diseño (qa). La localización general delgotero que va a descargar el caudal promedio seencuentra entre x/l = 0.60 a 0.62, donde x es ladistancia medida a partir del extremo cerrado dellateral, expresado en m y l es la longitud total dellateral, también en m.

La presión de entrada y final para un lateral simplede diámetro constante, colocado sobre pendienteuniforme se pueden determinar mediante lassiguientes fórmulas:

hl = ha + 0.73 Hfl + 0.5 Hel yhc = ha – (0.27Hfl + 0.5 Hel)

Donde:hl = Presión de entrada al lateral (m)hc = Presión en el extremo cerrado del lateral (m)Hfl = Pérdida por fricción en el lateral (m)Hel = Presión equivalente a la diferencia deelevación a lo largo del lateral, (-) para laterales afavor de la pendiente y (+) para laterales en contrapendiente (m).

Diferencia de presión (Δhl)

La diferencia de presión en el lateral es importantepara conocer el valor del CU de la subunidad. Elvalor de Δhl debe ser igual a 0.5 Δhs o menor.

Tuberías múltiples

Características de las múltiples

Las características de las tuberías múltiples comola disposición en el terreno, la longitud, el caudal,

diámetro y pérdidas totales son de muchaimportancia en el riego por goteo.

Disposición

En campos donde la pendiente promedio en ladirección de los múltiples es menor del 3%,generalmente resulta mas económico instalarmúltiples a ambos lados de la entrada de agua, enesta disposición los múltiples se denominan par demúltiples.

El múltiple se debe colocar de tal forma que a partirde una conexión común, las presiones mínimas enel par de múltiples sean iguales (a cada lado de laentrada de agua). En consecuencia sobre terrenosa nivel el par de múltiples debe tener igual longitud(Lm).

Otra disposición considera la entrada del agua enel extremo superior del múltiple, en este caso setrata de un múltiple simple.

Cuando los múltiples se extienden en dirección dela pendiente, transversales a las hileras de loscultivos, la entrada de agua al múltiple se debecolocar arriba del centro, con el objeto de acortar elmúltiple de arriba y alargar el múltiple de abajo, detal manera que la combinación de pérdidas porfricción y diferencias de elevación se compensen.

Longitud

La longitud de un par de múltiples es igual a:

Lp = [ (nr) p - 1] Sr

Donde:Lp = Longitud de un par de múltiples (m)(nr) p = Número de espaciamientos entre hileras (olaterales) servidos a partir de un punto de entradacomún.

Sr = Espaciamiento entre hileras (m).

La longitud de un múltiple simple es igual a:

Lm = (nr – ½) Sr

Donde:Lm = Longitud de un múltiple simple (m)nr = Número de espaciamientos entre hileras (olaterales) servidos a partir de un múltiple.

67

Posición de la entrada

Para un diseño hidráulico óptimo, la entrada a lospares de múltiples se debe ubicar de tal forma quela presión mínima del múltiple en contra de lapendiente debe ser igual a la presión mínima delmúltiple a favor de la pendiente. No obstante, laubicación de los múltiples y las entradas a losmúltiples está definida por los límites del terreno,caminos, características topográficas. Asimismo laentrada se deben ubicar de tal forma de balancearlos caudales del sistema.

En el caso de los múltiples simples, la entradaocupa una posición fija.

Caudal del múltiple (qm)

qm = nl x qlDonde:nl = número de laterales alimentados por elmúltiple

Presión de entrada al múltipleComo regla general los puntos de control depresión se encuentran a la entrada de los múltiples.En consecuencia, se debe conocer las presionesde entrada al múltiple para un manejo apropiadodel sistema y para determinar las cargas dinámicatotal del sistema.

La presión de entrada al múltiple para subunidadescon laterales de un solo tamaño, se puede calcularmediante la fórmula siguiente:

Hm = hc + 0.73 Hfm + 0.5HemDonde:Hm = Presión de entrada al múltiple (m)hc = Presión en el extremo cerrado del lateral (m)Hfm = Pérdida por fricción en el múltiple (m)Hem = Presión equivalente a la diferencia de

elevación a lo largo del múltiple, (-) paramúltiples a favor de la pendiente y (+) paramúltiples en contra pendiente (m).

Diseño de la subunidad

El diseño de la subunidad de riego por goteoconsiste en el dimensionamiento de las longitudesy diámetros de las tuberías múltiples y laterales,así como los caudales de estas tuberías,manteniendo un régimen de presiones en lasubunidad.

Condición de diseño:

Htl + Htm < Δhs

Donde:Htl = Pérdidas de carga totales en el lateralHtm = Pérdidas de carga totales en el múltiple

y:

Htl = Hfl + HelHtm = Hfm + Hem

De donde:Hfl + Hel + Hfm + Hem < ΔHs

Cálculo de tuberías

Selección del diámetro de la tubería

Tanto para sistemas con tuberías de PVC, PEBD oPEMD, se deberán cumplir los siguientes criteriosde diseño, siendo imprescindible el tercero yaconsejables los restantes:

a) Que la velocidad del agua sea no mayor que 2.5m/seg, salvo excepciones.

b) La velocidad mínima recomendable es de 0.6m/seg, velocidades inferiores dan oportunidad ala sedimentación.

c) Norma fundamental del riego: que la pérdida decarga en el lateral debido a la fricción mas eldesnivel existente entre el primero y últimogotero de dicho lateral no debe superar el 50 %de la pérdida de carga permisible en lasubunidad.

d) La pérdida permisible en el múltiple se estimaen el 5% de la presión de trabajo del gotero, o ladiferencia entre el valor de ΔHs y las pérdidas por fricción en el lateral.

De acuerdo a los criterios anteriores se puedenutilizar las siguientes relaciones para el cálculo delas tuberías de riego por goteo.

Ejemplo basado en el esquema mostrado en lafigura 72.

Diámetro de laterales

Criterio: Las pérdidas de carga totales en el lateral(Htl) no deben ser mayores que el 50% de lapérdida de carga permisible en la subunidad.

68

Figura 72. Disposición de tuberías con múltiplecon entrada al centro

Proceso de cálculo

- Número de goteros a lo largo del lateral (ne)

ne = Ll/se

Donde:

Ll = Longitud del lateralSe = espaciamiento entre goteros

Ejm:Lateral de 60.0 m y espaciamiento entre goterosde 0.40 m

ne = 60/ 0.40ne = 150 goteros

- Caudal del lateral (ql)ql = ne x qa

Ejm:qa = 2.0 lph

ql = 150 x 2.0 lphql = 300 lphql = 0.30 m3/h- Pérdida de carga admisible el lateral (Htal):

Criterio: Htal No mayor que 50% Δhs

Ejm:Ecuación del gotero: q = 0.5833h 0.5351

Cu = 90%v = 0.05

Np = 2.67qa = 2.0 lph

Determinar qnv qn

CU = 100 (1-1.27 ------) ------ √ Np qa

0.05 qn90 = 100 (1-1.27 ----------- ) ------ √ 2.67 2.0

qn = 1.87 lph

Calcular hn

1.87 = 0.5833hn 0.5351

1.87 / 0.5833 = hn 0.5351

3.21 = hn0.5351

hn = 8.84 m

Δhs = 2.5 (10.0 – 8.84) Δhs = 2.5 x 1.16 Δhs = 2.90 m

Luego:

Htal = 1.45 m,

- Pérdidas por fricción admisible en el lateral (Hfal)

Considerando Hel = 0.50 m

Hfal = 1.45 – 0.50Hfal = 0.95 m

Y el gradiente de pérdida de carga por fricciónadmisible (Jal) es:

Jal = 0.95/60= 0.016 m/m

El Hfal calculado se refiere a una tubería consalidas múltiples; sin embargo, la ecuación deHazen William proporciona las pérdidas en tuberíacon una salida; para llevarlo a esta condición hayque ajustar el valor obtenido aplicando elcoeficiente de Christiansen.

Hfal = 0.95 m / fHfal = 0.95 m / 0.354 (150 salidas f=0.354, cuadro25)Hfal = 2.68 m

69

- Selección del diámetro del lateral (Dl)

Dado que las pérdidas se calculan con la ecuaciónde Hazen William, se despeja el diámetro de lamisma ecuación.

1Dl = -------------------------------------------------------

Hfal 1/4.87

-----------------------------------1.131x109 (Q/C)1.852 x L

1Dl = -------------------------------------------------------

2.68 1/4.87

----------------------------------------------1.131x109 (0.30/150)1.852 x 60.0

Dl = 12.89 mm

Comprobación: Determinando Hfal en un lateral de12.89 mm

Hfl = 1.131x109x(0.30/150)1.852 x (1/12.89) 4.87 x 60Hfl = 2.68 m

El diámetro obtenido es un valor indicativo, paraseleccionar el diámetro a utilizar, es necesarioreferirse a los diámetros disponibles en el mercado,para el presente ejemplo es recomendable usar unlateral con diámetro de 16 mm.

Calculando para este nuevo diámetro las Hf setiene:

Hf lateral de 16 mm= 0.93 (sin salidas),= 0.33 m con salidas

Htl = 0.33 m + 0.5Htl = 0.83 m

= 28.6 % Δhs y 28.6 % < 50% Δhs cumple.

Diseño tubería múltiple

El múltiple es una tubería con múltiples salidas,que normalmente es de PVC o polietileno.

Proceso de cálculo

- Caudal del múltiple (qm)

qm = nl x ql

Donde:nl = número de laterales alimentados por elmúltiple

Ejm: Múltiple de 30.50 m de longitud de diseñocon laterales espaciados cada 1.0 m

qm = Lm/So x qlqm = 30.50 m/1.0m x 300 lphqm = 9150 lphqm = 9.15 m3/h

- Pérdida totales admisibles en el múltiple (Htam):

Criterio: Criterio: Htm = (50% Δhs) - Htl

Htam = 2.90 m – 0.83 mHtam = 2.07 m

- Pérdidas por fricción admisible en el múltiple(Hfam)

Considerando Hem = 0.50 m

Hfam = 2.07 – 0.50Hfam = 1.57 m

Y el gradiente de pérdida de carga por fricciónadmisible (Jal) es:

Jal = 1.57m/30.5m= 0.051 m/m

El valor de Hfam calculado, se refiere a una tuberíacon salidas múltiples; sin embargo, la ecuación deHazen William proporciona los datos de pérdida decarga en tubería con una salida, para llevarlo aesta condición hay que ajustar el valor obtenidoaplicando el coeficiente de Christiansen.

Hfam = 1.57 m / fHfam = 1.57m / 0.368 (30 f=0.368, cuadro 25)Hfam = 4.27 m- Selección del diámetro del múltiple (Dm)

Dado que las pérdidas se calculan con la ecuaciónde Hazen William, se despeja el diámetro de lamisma ecuación.

70

1Dm = -------------------------------------------------------

Hfam 1/4.87

-----------------------------------1.131x109 (Q/C)1.852 x L

1Dm = ---------------------------------------------------------

4.27 1/4.87

----------------------------------------------1.131x109 (9.15/150)1.852 x 30.5

Dm = 37.37 mm

La velocidad obtenida con este diámetro es de2.32 m/seg.

Comprobación: Determinando las Hfam en unmúltiple de 37.37 mm

Hfm = 1.131x109x(9.15/150)1.852x(1/37.37)4.87 x 30.5Hfm = 4.27 m

El diámetro obtenido es indicativo; para seleccionarel diámetro a utilizar hay que consultar losdiámetros disponibles en el mercado. Para elpresente ejemplo se ha seleccionado un tubo dePVC de 11/4” de diámetro nominal equivalente a38.90 mm de diámetro interno (SDR 26). Comopuede observarse el diámetro seleccionado es unpoco mayor que el calculado; eso no s lleva a tenermenores pérdidas.

Calculando para este nuevo diámetro las Hf setiene:

Hf múltiple de 38.90 mm

= 3.51 m (sin salidas)= 1.29 m (con salidas)

La velocidad del agua es de 2.14 m/s

Luego:Htm = 1.29 m + 0.5 mHtm = 1.79 m- Pérdidas totales en la subunidadHtl +Htm= 0.83 m + 1.79 m= 2.62 m

2.62 m < 2.90 m Cumple

Diámetro del principal (Dp)

Criterio: Velocidad del agua no mayor de 2.0m/seg

- Cálculo del caudal de la tubería principal (qp)

qp = A x 2.0 m/seg

Donde:qp = Caudal del principal (m3/seg)A = Área de la sección de la tubería (m2)

= 0.785 x Dp2

A = qp/2.0 m/segqp

0.785 x Dp2 = ----------------2.0 m/seg

qp

Dp = √ -----------------------------2.0 m/seg x 0.785

qp = qm x No de múltiples operandosimultáneamente, para el caso del ejemplo elprincipal alimenta dos múltiples simples.

qp = 2 qmqp = 2 x 0.0025 m3/segqp = 0.005 m3/seg

0.005

Dp = √ -----------------------------2.0 m/seg x 0.785

Dp = 0.056 m

Dp = 56 mm

El diámetro obtenido es indicativo, para seleccionarel diámetro a utilizar hay que consultar losdiámetros disponibles en el mercado, para elpresente ejemplo se recomienda utilizar un tubo dePVC de 2” de diámetro nominal equivalente a57.39 mm de diámetro interno (SDR 41). Comopuede observarse el diámetro seleccionado es unpoco mayor que el calculado; eso nos lleva a tenermenores pérdidas.

Velocidad: 1.93 m/seg1.93 m/seg < 2.0 m/seg Cumple

71

VII Mantenimiento de sistemasde riego por goteo

Generalidades

El correcto y continuo mantenimiento de lasinstalaciones de riego por goteo, asegurará suconfiable operación por varios años.

En general, un programa de mantenimiento incluyecomo medidas preventivas las siguientes: limpiarlos filtros, lavar las líneas, agregar cloro e inyectarácidos al sistema. La observación de estasmedidas preventivas, puede evitar la necesidad dehacer reparaciones mayores, como reemplazar laspartes dañadas y se puede extender la vida delsistema. El propósito del mantenimiento preventivoes evitar que los emisores se tapen, ya que lossólidos suspendidos, la precipitación de magnesioy calcio, los óxidos y el sulfuro de manganeso-hierro, las algas, las bacterias y las raíces de lasplantas pueden tapar los emisores.

Es importante asegurarse que el sistema tenga unmedidor de caudal y un par de medidores depresión (manómetros), se recomienda colocar unmanómetro antes de los filtros y otro después delos filtros. También es importante conocer lascaracterísticas del agua para que se puedaanticipar problemas.

Medidas generales de mantenimiento

Control visual

Este control se realiza de acuerdo con laexperiencia del encargado del sistema. Por logeneral, en cada ciclo de riego se examina unaparte del sistema, de manera tal que al final decada semana se haya revisado todo el equipo.

Cuando el sistema está recién instalado, el controlse hace con mucha frecuencia y a medida que eloperario adquiere experiencia, la frecuencia sereduce.

Comprobación de los laterales de riego a lolargo de los múltiples

Se debe comprobar la salida del agua por losprimeros goteros de cada línea, lo que indica queel agua penetra en todos los laterales. Si sedetecta una avería, es necesario examinar elsegmento entre el primer gotero y el múltiple.

Comprobación de los finales de línea

Comprobar la llegada del agua a todos los finalesde línea, lo que indica que no hay líneas cortadasni estranguladas. Si se detecta una avería esnecesario revisar en todo lo largo del lateral paraencontrarla y repararla.

Lavado de la red de tuberías

Es necesario lavar la tubería de distribución. Estepunto debe ser tenido en cuenta en el momento depreparar el diseño hidráulico, para poder prepararla tubería y facilitar el lavado, dejando válvulas depurga o lavado en los extremos. Si se trabaja conaguas muy sucias y con un alto contenido desólidos en suspensión, el lavado debe realizarsevarias veces durante la temporada.

Las tuberías múltiples se lavan antes deconectarlas con los laterales de goteo, abriendo losfinales de tubería y dejando correr el agua sinregular la presión, o sea a la presión más alta queel equipo permita (no más que la tolerable, para nodañarlo).

Para conseguir una mayor presión, se sugiere lavarlos tubos por secciones y no todo el equipo almismo tiempo. Inmediatamente después dellavado, se cierran los finales de las tuberías y seconectan los laterales.

Figura 73. Válvula de lavado de tuberías

Los laterales de goteo se lavan con la mismafrecuencia que la tubería múltiple. Después dehaberlos conectado con los múltiples y con losextremos finales abiertos, se deja correr el aguacon la máxima presión posible (sin dañar latubería). El agua debe fluir por los finales abiertosdurante unos minutos, hasta que salga limpia y sinimpurezas. Luego se comienza a cerrar loslaterales, sin interrumpir el flujo del agua, paraimpedir la entrada de impurezas. Si es necesario,

72

según el tipo de agua que se utilice, se repite ellavado durante la temporada tantas veces como serequiera. Si el equipo de goteo está enterrado, hayque prever en la etapa del diseño las operacionesde lavado que se requiera realizar durante su vidaútil.

Un modo muy utilizado para simplificar el lavado delaterales cuando estos están enterrados es elestablecimiento de colectores de drenaje reuniendotodos los finales de laterales en el lado opuesto.Aun cuando el equipo riegue una plantación defrutales u otro cultivo plurianual, en los que no serequiere quitar los tubos cada temporada, tambiéndeberá procederse al lavado de las tuberías.

Las partículas muy finas pasan por los filtros ypueden tapar los emisores. Mientras que lavelocidad del agua sea alta y haya turbulencia enel agua, estas partículas permaneceránsuspendidas. Si la velocidad del agua se vuelvemás lenta o si hay menos turbulencia en el agua,estas partículas se sedimentarán. Estonormalmente ocurre en las puntas distantes de laslíneas laterales. Si estas no se lavan, los emisoresse taparán y la línea eventualmente se llenará consedimento empezando desde la punta final haciaadentro. Los sistemas deben ser diseñados paraque las líneas principales, los múltiples y las líneaslaterales puedan ser lavadas.

Figura 74. Lavado de líneas laterales

Mantenimiento de los filtros

El filtro es importante para el éxito del sistema. Elagua debe ser filtrada para remover los sólidossuspendidos. Como se ha descrito en el apartadocorrespondiente, hay tres tipos principales defiltros: filtros hidrociclón (separadores centrífugos);filtros de arena, y filtros de malla y disco. Unapráctica común es instalar una combinación defiltros para que estos funcionen efectivamente.

Mantenimiento de filtros hidrociclón

Estos filtros requieren poco mantenimiento, perorequieren lavados frecuentes. La cantidad desedimento que entra al filtro, la cantidad de aguausada y la capacidad de recolección del depósitodeterminarán con qué frecuencia y por cuántotiempo tienen que operarse las válvulas de lavado.

El sedimento recolectado en el filtro se puedeeliminar en forma manual o automáticamente. En elprimer caso, se debe abrir y cerrar la válvula delfondo del filtro a intervalos regulares. Una válvulaelectrónica programada por un controlador puedeabrir el filtro automáticamente. La operación de laválvula automática se debe revisar por lo menoscada dos días durante la temporada de riego.

Mantenimiento de filtros de malla y disco

Los filtros pequeños de malla usan un colador ouna bolsa de nylon, la cual se debe quitar einspeccionar en forma periódica para determinar sino hay perforaciones (roturas) pequeñas. Lasválvulas de lavado controlan el retroflujo de losfiltros de malla y se puede operar manual oautomáticamente.

Se recomienda lavar los filtros cuando la presiónentre los dos manómetros baje de 5 PSI. Los filtrosautomáticos usan un aparato llamado “interruptorde diferencial de presión” para detectar unareducción de presión entre los filtros. Otrossistemas utilizan un cronómetro, que usualmentese fija por el operador.

El lavado se puede sincronizar según la hora deriego y la calidad del agua. El tiempo entre lavadosse puede ajustar para tomar en cuenta lasdiferencias de presiones entre los filtros. Losaparatos automáticos de lavado se debeninspeccionar por lo menos cada dos días en lossistemas grandes.

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Figura 75. Lavado del filtro de anillos

Mantenimiento de filtros de arena

En estos filtros la tarea más importante es ajustarla válvula que restringe el retroflujo. Si el nivel deretroflujo es demasiado alto, la arena del filtro selavará completamente. Si es demasiado bajo, laspartículas contaminantes nunca se lavarán delfiltro.El operador debe ajustar el flujo más adecuado deretrolavado. El crecimiento bacterial y la químicadel agua pueden causar que la arena se cemente,la cementación de los filtros de materia arenosapuede causar canales en la arena, los cualespueden permitir que agua contaminada pase haciael sistema de riego, reduciendo la eficiencia delfiltrado. La mejor manera de corregir el problemaes por medio de la cloración.

Obturaciones

La obturación de los elementos de un sistema deriego localizado es el principal y mas delicadoproblema que se presenta en este tipo deinstalaciones, ya que su solución no es nada fácil.Cuando se producen obturaciones, el caudal de losemisores disminuirá en función del grado deobturación, por lo que las necesidades de agua delcultivo pueden quedar en algunos casos sin cubrir.Además, el grado de obturación no afectará deforma homogénea a todos los emisores delsistema. lo que originará diferencias en loscaudales emitidos, esta variación de caudalesproducirá una disminución de la uniformidad yeficiencia de riego, que afectará de forma negativael desarrollo homogéneo de todo el cultivo y conello su rendimiento.

La mejor lucha contra la obturación de loscomponentes de un sistema es la prevención, yaque normalmente se detecta cuando el grado deobturación es bastante avanzado. En estos casosuna limpieza de emisores y conducciones puederesultar muy cara y a veces el daño en el cultivopuede ser irreversible.

La sensibilidad de los emisores a las obturacioneses muy importante para su selección y prevenciónde futuras obturaciones. El riesgo de obstrucciónde un emisor depende de factores tales como eldiámetro mínimo de paso, la velocidad del agua yel propio diseño del emisor, entre otros. Además laaplicación de fertilizantes con el agua de riegotambién aumenta el riesgo de obturaciones, porello, el equipo de riego debe estar biendimensionado para impedir el paso de partículascuyo diámetro sea tal que pueda provocar laobturación y su elección se debe hacer en funciónde la calidad del agua de riego. Es necesario queexista al menos un filtro de malla o anillos entre lasalida del equipo de fertirriego y la conduccióngeneral.

Cuando un emisor se obstruye es mejor cambiarlopor uno nuevo antes que intentar desatascarlo conla ayuda de un alambre o algún objeto similar (elemisor podría quedar seriamente afectado). Si esautocompensante jamás debería introducirse unalambre por el agujero de salida del agua por quese corre el riesgo de perforar la membrana odispositivo que produce el efecto autocompensantey romper definitivamente el emisor.

Los emisores de bajo caudal, es decir aquellos conun caudal menor de 16 litros/hora, presentanmayor riesgo de taponamiento por tener diámetrosde paso del agua más pequeño. Según el diámetromínimo, la sensibilidad a obturaciones en losemisores será la que aparece en el siguientecuadro:

Cuadro 26. Riesgo de obturación de los emisores

Diámetro mínimo(mm)

Sensibilidad ala obstrucción

Menor de 0.7 Alta

Entre 0.7 y 1.5 Media

Mayor de 1.5 Baja

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Figura 76. Obstrucción de laberintode goteros

Origen de las obturaciones

Obturaciones de origen físico

Las obturaciones provocadas por partículasgruesas se pueden evitar con la instalación en elcabezal de riego de un equipo de filtrado adecuadoal tipo de agua y a la cantidad de sustancias ensuspensión que tenga. Si el agua lleva grancantidad de sólidos en suspensión será necesarioinstalar también un equipo de prefiltrado paraeliminar parte de los contaminantes antes de supaso por los filtros.

Las obturaciones también pueden producirse porpartículas muy finas que atraviesan los filtros y sevan depositando en las conducciones y paso de losemisores formando partículas de mayor tamaño.

Para prevenir esto, los filtros deben dimensionarseadecuadamente procurando que el diámetro depaso sea el adecuado. Si las obturaciones seproducen por la entrada de partículas sólidasdesde el exterior, la mejor prevención es evitar elcontacto de la salida de los emisores con el sueloutilizando pinzas u otros elementos adecuados,instalando las tuberías con los orificios hacia arriba,colocando las tuberías y los emisores a unadeterminada altura, etc. Un posible tratamiento deeste tipo de obturaciones es la limpieza de lainstalación con agua a presión, siempre que eldiseño y las características del sistema de riego lopermitan. Además, deberá realizarse unmantenimiento periódico de limpieza en el sistemade filtrado para impedir el paso de partículassólidas a la red de riego.

En los sistemas que cuentan con emisoresenterrados, se puede prevenir la entrada de raícescon la aplicación de herbicidas usando la propia

red de riego. El uso de esta técnica debe sercontrolado por personal especializado paradeterminar el tipo de herbicida, la dosis del mismoy las condiciones y método de aplicación. Tambiénexisten en el mercado emisores impregnados deherbicida que van liberando la sustancia activa a lolargo del tiempo. En este mismo tipo deinstalaciones, uno de los problemas másimportantes es la succión de suciedad por losemisores al dejar de regar. Para que esto noocurra, la instalación debe dotarse de sistemas deinyección de aire a presión, que se activan en elmomento de dejar regar, o elegir emisores quedispongan de dispositivos antisucción.

Obturaciones de origen químico

Precipitados de calcio

Los precipitados se producen sobre todo en formade carbonatos y en aquellos puntos donde el aguaqueda en reposo entre un riego y otro, o en lasalida de los emisores, donde la concentración desales aumenta como consecuencia de laevaporación.

El tratamiento preventivo que suele hacerse paraevitar la aparición de este tipo de precipitados, esla adicción de ácido al agua de riego en dosisadecuadas para que la precipitación de las salesno tenga lugar. La dosis de ácido que se apliquedependerá de las características del agua, por loque habrá que determinarla en un laboratorio trasun análisis químico. Puesto que la dosis de ácidovariará para cada caso, es necesario consultar conpersonal calificado.

El ácido convenientemente diluido, puede aplicarsedesde el equipo de fertirrigación durante todo elriego o en la última parte de este (unos quinceminutos) cuando el volumen de ácido a aplicar nosea muy elevado. Así se consigue que el agua quequeda al final en el interior de la red de riego noproduzca precipitaciones.El volumen de agua que se necesita para que elácido llegue a todos los emisores de la red de riegopuede calcularse de una manera muy fácil,midiendo el volumen de la instalación ymultiplicando el resultado por dos o tres comogarantía. La cantidad de ácido que se añada alagua para los tratamientos preventivos o delimpieza del sistema, estará en función del volumende agua a tratar. Como dosis orientativas, serecomienda un cuarto de litro por metro cúbico de

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agua de riego en casos de tratamientos deprevención, y unos tres litros por metro cúbico paratratamientos de limpieza.En el tratamiento preventivo contra la formación deprecipitados de calcio se pueden utilizar variosácidos, sulfúrico, clorhídrico o nítrico, siendo elácido nítrico el más utilizado.

Una vez que se ha producido la precipitación desales de calcio los tratamientos correctores son deeficacia muy variable dependiendo del grado deobturación y el tipo de emisor. En los tratamientos,normalmente se consiguen despegar lasincrustaciones, pero es frecuente que quedenpequeñas partículas en el agua y formen de nuevoprecipitados que posteriormente den lugar anuevas obturaciones. Estos tratamientos consistenen la aplicación de ácido a altas concentraciones,hasta que el porcentaje de ácido en el agua deriego oscile entre el 1 y el 4%.En algunas ocasiones, cuando el grado deobturación es muy elevado, los emisores se debenlimpiar individualmente, sumergiéndolos en ácido al1-2% durante unos quince minutos. Estetratamiento puede ser eficaz en el caso deemisores desmontables, pero supone unimportante gasto en mano de obra, por lo que enalgunas ocasiones es mas rentable limpiar lastuberías y poner emisores nuevos que realizar estetipo de limpieza. Además, una vez obturados losemisores, la limpieza no suele resultar efectiva yaque el ácido no disuelve del todo las incrustacionessi no que las disgrega, quedando pequeñaspartículas de calcio circulando por el emisor quepueden volver a causar obturaciones.

El tratamiento de limpieza de obturaciones implicala utilización de altas concentraciones de ácido, loque lo hace un proceso muy delicado que deberealizarse por personal especializado. Los ácidosson corrosivos y extremadamente peligrosos. Hayque manejarlos con guantes, gafas etc., inclusocuando se encuentran diluidos.

Precipitados de hierro

Se producen en aguas ácidas que llevan hierrodisuelto, el que al oxidarse precipita y formadepósitos en filtros y goteros que tomar un colormarrón. Con menor frecuencia pueden aparecerproblemas similares con el manganeso. Laprevención de estos precipitados consiste en evitarla entrada de hierro en la red de hierro, para lo quegeneralmente se realiza una agitación mecánica

que provoca la oxidación y precipitación del hierroantes de su paso por los filtros de arena, queretendrán las partículas de precipitado.Si la aireación del agua de riego no es posible, porejemplo por que se bombea directamente desde unpozo a la red de tuberías, se puede aplicar unagente oxidante como hipoclorito sódico, queprovoca la oxidación y su precipitación. En el casoque el problema éste causado por la presencia demanganeso, se debe tener cuidado al aplicar elhipoclorito porque el manganeso se oxida maslentamente que el hierro y su precipitación puedeproducirse después del filtro de arena. En cualquiercaso se debe realizar un análisis del agua paradeterminar la dosis de oxidante a aportar.El tratamiento para eliminar precipitados de hierroen la red de riegos se realiza con ácido. Elprocedimiento es el mismo que en el caso de losprecipitados de calcio pero en este caso se utilizaráácido sulfúrico. Éste disolverá los sedimentos quese hayan formado por la precipitación del hierro yal mismo tiempo, mantendrá en solución el quehaya en el agua para que no precipite.

Precipitados procedentes de fertilizantes.

En sistemas de riego por goteo, el riego y lafertilización suelen hacerse de forma conjunta. Elprincipal inconveniente de esta práctica es laobturación de los emisores por la precipitación delos fertilizantes, producidas por una mala disolucióno incompatibilidad de estos al preparar la soluciónnutritiva, o reacciones con algún elemento propiodel agua de riego. Para corregir esto se debenseguir algunas normas en la preparación de lassoluciones fertilizantes y en su aplicación. Ademásse debe instalar un filtro de malla o anillos despuésdel equipo de fertirrigación.

Los tres principales puntos a tener en cuenta paraevitar obturaciones en el sistema son:

a) Utilización de abonos totalmente solubles.b) Mezcla de abonos adecuados. Es importante

conocer los fertilizantes que se van a mezclar yaque no todas las combinaciones soncompatibles.

c) Manejo apropiado de la fertirrigación, inicio yfinalización del riego solo con agua.

Cuando las medidas preventivas no son suficientesy aparecen obturaciones por precipitación, eltratamiento para eliminarlas será, como en loscasos anteriores a base de ácido. El tipo de ácido

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que se utilice dependerá de la naturaleza delprecipitado que se forme, es decir se aplicará ácidonítrico, fosfórico o sulfúrico, según el caso.

Obturaciones de origen biológico

Las obturaciones biológicas están causadasprincipalmente por la acumulación de algas,bacterias, o algún resto vegetal en la red de riego.

Si el agua de riego permanece estancada en losreservorios o depósitos antes de pasar a la red deriego, se desarrollarán algas con facilidad gracias alas condiciones de reposo, iluminación,temperatura etc.

Para prevenir la aparición de estas algas esconveniente cubrir el depósito con una malla desombreo o tratar con algún alguicida.

El sulfato de cobre, hipoclorito sódico opermanganato potásico se recomiendan para estefin, frente a otros alguicidas que darán el mismoresultado aunque a mayor precio. Además, elpermanganato potásico no deja residuos tóxicos enel agua de riego. El tratamiento preventivo conalguicida deberá hacerse cada vez que se renueveel agua, al menos una vez a la semana en verano yuna vez al mes en invierno. Las dosis de alguicidasrecomendadas son las que aparecen en elsiguiente cuadro.

Cuadro 27. Prevención y tratamiento de algas enembalses

Sulfato decobre

Hipoclorito desodio

(*)

Permanganato de potasio

Prevención 2-3 gr/m3

0.015 - 0.02 l/m3

1-3 gr/m3

Limpieza 4-5 gr/m3

0.1 – 0.2 l/m3

2-4 gr/m3

(*) 100 g de cloro activo por litro

Cuadro 28. Prevención y tratamiento de algas ybacterias en la red de riego

Hipoclorito de sodio100 g de cloro activo por litro

Prevención 0.015 - 0.02 l/m3

Limpieza 0.1 – 0.2 l/m3

El cloro disuelto en el agua actúa como un potenteagente oxidante, que ataca vigorosamente amicroorganismos tales como bacterias o algas,destruyendo la materia orgánica. Así, la cloración

es una solución efectiva y económica al problemade obstrucción de los componentes de lainstalación por acumulación de microorganismos.

La mejor medida de prevención de la aparición dealgas y bacterias en la red de riego es la cloracióndel agua con hipoclorito sódico. Este tratamientopuede ser continuo o intermitente según el fin quese proponga. Si el objetivo es controlar elcrecimiento biológico en filtros, tuberías yemisores, tratamientos intermitentes seránsuficientes, pero si el agua es más rica en hierro, lacloración deberá ser continua. Los tratamientospreventivos con hipoclorito sódico se deben hacersiempre antes de la entrada de los filtros paraevitar el desarrollo de algas en el interior de losmismos: habrá que tener especial precaucióncuando el aporte de cloro se realice al regarcultivos sensibles a este elemento.

Si se detectan obturaciones en la red de riego porel desarrollo de microorganismos, el tratamientocon hipoclorito sódico será más intenso, en cuyocaso se recomienda realizarlo cuando no hayacultivo. Si esto no fuera posible, tras el tratamientoes necesario realizar una aplicación importante deagua para diluir el cloro en el bulbo húmedo.

Es muy importante tener en cuenta que no puedenmezclarse los tratamientos de hipoclorito sódicocon tratamientos con ácidos, debido a que el clorose desprendería como gas, resultando muyvenenoso.

Bacterias producidas por el hierro yel manganeso.

Los problemas más serios relacionados con lasbacterias ocurren en aguas que contienen oxido dehierro o hierro soluble, manganeso, o sulfuro. Lasconcentraciones de hierro mayores de 0.1 ppm ylas concentraciones de manganeso mayores de0.15 ppm pueden promover el crecimiento bacterialque obstruye los emisores. El crecimiento bacterialproducido por el hierro se mira rojizo mientras queel crecimiento bacterial por el manganeso se miranegro. Estas bacterias oxidan el hierro y elmagnesio del agua de riego. Usualmente secombate el problema inyectando cloro, usandofiltros de retroflujo y a veces removiendo con unapala las capas de arena de la superficie de losfiltros. Es difícil eliminar estas bacterias, pero sepueden controlar inyectando cloro en el pozo una odos veces durante la temporada de riego. Puede

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que también sea necesario inyectar cloro y ácidoantes de los filtros. Cuando el agua contienemucho hierro, una parte del hierro alimentará lasbacterias y otra parte será oxidada por el cloroformando óxido (o hierro insoluble, óxido férrico).

El oxido férrico precipitado se filtra hacia fueradurante el retrolavado. Si la concentración delhierro es alta y los problemas persisten, puede quese necesite airear el agua de riego para oxidar elhierro y permitir que el sedimento se asiente, estoconsiste en airear el agua al bombearla hacia undepósito para después rebombearla con unabomba centrifuga al sistema de riego.

Los problemas de sulfuro de fierro y manganeso sepueden resolver con una combinación de cloración,acidificación y aireación. Los sulfuros puedenformar un precipitado negro, insoluble. Resulta útilemplear un equipo de muestreo para piscinas paratomar muestras de agua para determinar el clorolibre o residual al final de la línea lateral.

Es preciso recordar que alguna porción del cloroque se inyectó se encuentra en reaccionesquímicas o ha sido absorbido por la materiaorgánica del agua. Si la inyección es continua, unnivel de 1 ppm de cloro libre residual en las puntasde los laterales será suficiente para eliminar casitodas las bacterias. Si la inyección es intermitente,la concentración debe de ser de 10 a 20 ppmdurante 30 a 60 minutos.

Se debe esperar varios días entre tratamientos. Silos emisores ya se encuentran parcialmentetapados por materia orgánica, se puede necesitarun tratamiento de “supercloración”. En este casoinyectar de 200 a 500 ppm de cloro y debe dejarseen el sistema durante 24 horas. Se debe inyectarun poco de cloro extra para compensar por el cloroque se encuentra atado con el agua.

Tratamiento con ácido

El tratamiento con ácidos tiene como fin diluirsedimentos calcáreos (carbonatos, hidróxidos,fosfatos, etc.) en el sistema de riego. Estetratamiento no resuelve problemas de sedimentosorgánicos.

Los tubos de polietileno y de PVC son resistentes alos diferentes ácidos - pero los tubos de aluminio,acero, cemento o asbesto (amianto) no lo son. Poreso, sí este tipo de tubos forman parte de las

conducciones principales, se recomienda inyectarlos ácidos en las cabeceras de parcela y no en elcabezal principal (por lo general en las seccioneshay sólo tubería de polietileno o de PVC). Además,de esta manera se evita que los ácidos desprendan

los sedimentos en los tubos conductores de mayordiámetro.

Antes del tratamiento con ácidos, es necesariolavar todos los tubos componentes del sistema.Los ácidos de uso industrial tales como elclorhídrico, el nítrico y el fosfórico son adecuadospara este fin. Estos ácidos se venden en distintosgrados de concentración y difieren en su valencia.La concentración recomendada de ácido en elagua depende de su concentración y valencia.

Concentración Tipo de ácido Concentraciónrecomendada del ácido en elde ácido en mercado

el agua

0.6% Clorhídrico (HCL) 33-35%0.6% Sulfúrico (H2SO4) 65%0.6% Nítrico (HNO3) 60%0.6% Fosfórico (H3PO4) 85%

Si se utiliza un ácido de diferente concentración,debe corregirse su concentración en el agua. Porejemplo: Si se utiliza ácido sulfúrico al 98 %, lacorrección será: 65 / 98 x 0.6 = 0.4 %

La duración de la inyección del ácido en el sistemaes de aproximadamente 15 minutos. Al finalizar lainyección del ácido, hay que seguir regandodurante una hora como mínimo, con agua limpia,para asegurar que todo el ácido inyectado hayasalido por los emisores sin dejar residuos en lastuberías. De la misma manera, hay que dejar quefluya agua limpia por el sistema inyector paralimpiarlo.

El ácido debe inyectarse con una bombafertilizante, resistente a estas sustancias. Es desuma importancia calibrar el caudal real de labomba inyectora y conocer el caudal real que pasapor las diferentes secciones de riego. Esto permiteaplicar la inyección con la concentración correcta.

Los ácidos son tóxicos y peligrosos para el serhumano. Antes de usarlos lea atentamente lasinstrucciones de seguridad del fabricante. Todaslas instrucciones para el tratamiento con ácidos

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deben supeditarse a la legislación vigente en cadapaís y a las instrucciones del fabricante. Elcontacto del ácido con la piel puede causarquemaduras, su contacto con los ojos puedeprovocar ceguera, la ingestión de ácidos o lainhalación de sus vapores pueden ser fatales. Parala manipulación de ácidos es necesario protegersecon gafas, guantes, mangas y pantalones largos,botas, etc. Hay que permanecer en el terrenodurante todo el transcurso del tratamiento y sedebe alejar del sitio a personas no autorizadas.

Calibración en el campo

a) Preparar un recipiente con 10 litros de agua deirrigación.

b) Llenar una herramienta de medida o un inyectorcon el ácido que se vaya a usar.

c) Gotear lentamente el ácido en el agua mientrasse mezcla, agregando cada vez 0.5 cm3 deácido.

d) Medir el nivel de pH en la solución con unmedidor digital o papel de tornasol, hasta que sealcance el valor deseado.

e) La cantidad de ácido en cm3 disueltos con 1 litrode agua = la cantidad de ácido en litrosrequerida para todo m3 de agua.

Ejemplo - después de inyectar 11 cm2 de ácidoclorhídrico en un cubo de 10 litros de agua deirrigación, se mide un pH de 2 en la solución. Esosignifica que con 1 litro de agua, se diluyeron 1.1cm3 de ácido, por lo tanto se debe inyectar 1.1litros Hcl a 1m3 de agua.

El sistema de irrigación tiene el caudal de 12 m3/h.Por lo tanto, debe ser inyectado con 13.2 (12x1.1litros Hcl).

Precauciones:

a) Los ácidos son materiales peligrosos. Por lotanto, se deben leer y seguir cuidadosamentelas instrucciones del fabricante.

b) Cuando se diluye, el ácido debe ser añadido alagua, no lo contrario.

c) Se debe prevenir la penetración del agua conácido en el sistema de agua potable.

d) El material no reaccionará de un modo peligrosocon sales y otros químicos presentes en el aguade irrigación.

Tratamiento de cloración

El cloro activo es un fuerte oxidante y, como tal, esútil para:

a) Impedir el depósito de residuos orgánicos y laconsiguiente obstrucción.

b) Destruir y descomponer las bacterias quicioautótrofas (bacterias azufre y bacterias hierro),así como el tapiz bacteriano en el sistema.

c) Mejorar la eficiencia de la filtración y ahorraragua de retrolavado.

d) Limpiar el sistema de sedimentos orgánicos (lainyección de cloro no influye en los sedimentosinorgánicos).

En el mercado hay diversas fuentes de cloro activo:la lejía (hipoclorito de sodio), el cloro gaseoso, elcloro sólido (hipoclorito de calcio - Percloron) y elcloro ligado a compuestos orgánicos. El productomás común es el hipoclorito de sodio.

Aplicación de cloro

Se aplica inyectando cloro activo en el sistema deriego durante el funcionamiento y en unaconcentración determinada. Si se aplica clorolíquido, es posible hacerlo a través del sistema deaplicación de fertilizantes (siempre que searesistente a ese producto).

Pueden emplearse dos métodos:a) Continuo, en dosis reducidas en cada ciclo de

riego ob) Intermitente, en dosis mayores y en dos o tres

ciclos de riego en el transcurso de la temporada.

Es importante tener en cuenta que la concentraciónde cloro residual en el agua del riego esinversamente proporcional al tiempo y a ladistancia. En consecuencia, la menorconcentración se encuentra en el punto másalejado del punto de inyección.

Sobre la base del conocimiento del sistema y susnecesidades, y a partir de la medición de laconcentración de cloro que llega al final de laslíneas, se puede decidir inyectar el cloro en unpunto central y de allí distribuirlo por todo elsistema o aplicarlo en el cabezal de cada secciónpor separado.

Cuando la cloración tiene por objeto mejorar losresultados de la filtración (filtros de arena), serecomienda inyectar el cloro en la proximidad delcentro de filtrado, asegurando una distribuciónuniforme entre los filtros. La concentración de cloroa continuación de la batería de filtrado no debe ser

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menor que 1-2 ppm en cloración continua y el tripleen cloración intermitente.

Para el control de algas se recomienda utilizar lasconcentraciones especificadas en los cuadros 26 y27.El cloro no es efectivo para prevención o descargade sedimentación o sarro.La eficiencia del cloro se devalúa en el agua conaltos niveles de pH.

En agua con pH sobre 7.5 es recomendable bajarel nivel mediante inyección de ácido.

Es recomendable inyectar el cloro en el punto máscercano a los laterales de goteo. En caso deobstrucción, un tratamiento no será suficiente ydeberá ser repetido.

Se debe revisar la sensibilidad de las plantas alcloro. No es recomendable clorinar cuando laconcentración de hierro disuelto en el agua essobre 0.4ppm

Requerimientos de caudal

El caudal requerido de las soluciones de cloro quese inyectan, como el hipoclorito de sodio o clorosólido disuelto, se calcula mediante la siguientefórmula:

q = (Cl x Q ) / ( CO x 10)

Donde:q = Caudal de la solución inyectada de cloro (l/h).Cl = Concentración deseada de cloro activo en el

agua de riego ( ppm).Q = Caudal del sistema (m3/h).CO = Porcentaje de cloro activo en la solución.

Ejemplo:Caudal del sistema: Q = 125 m3/hPorcentaje de cloro activo en la solución:CO = 10%Concentración deseada Cl = 8 ppm

q = (8 x 125 ) / ( 10 x 10) = 10 l/h.

El cálculo precedente es adecuado para cualquiersolución de cloro. En caso de utilizar clorogaseoso, el cálculo para el mismo ejemplo es elsiguiente:

q = Cl x Q = 8 x 125 = 1000 g/h.

Donde:q =cantidad necesaria de cloro gaseoso por hora.

Una vez introducida la cantidad en la escala delclorador, debe medirse la concentración del cloroen el agua. La medición de cloro activo en el aguase realiza mediante el equipo de prueba para clorolibre y total.

Fertilización y cloración simultáneas

La presencia de amonio o urea en el agua de riegoreduce la eficiencia de la cloración. Por ello, serecomienda evitar la aplicación simultánea de estosproductos.

Las soluciones activas de cloro son peligrosas paralos animales y los seres humanos. Hay queobservar rigurosamente las instrucciones delfabricante.

Evitar el contacto con la piel y los ojos. No ingerir lasolución ni inhalar sus vapores. Al manipular cloro,se deben proteger los ojos y el cuerpo utilizandogafas e indumentaria adecuada. Antes de llenar unrecipiente con solución de cloro, asegúrese delavarlo de modo que esté absolutamente limpio defertilizantes.

El contacto directo del cloro con el fertilizantepodría provocar una reacción térmica con peligrode explosión.

Pasos para efectuar la clorinación

a) Elegir la concentración deseada del cloro.b) Calcular el caudal requerido de la solución de

cloro.c) Elegir una bomba compatible para inyección del

cloro diluir cloro y agua según el caudal de labomba.

d) Enviar el agua al área de cultivos y enjuagarcorrectamente el sistema, incluyendo líneasprincipales, líneas secundarias y laterales degoteo.

e) Confirmar que la presión en el sistema estéestabilizada.

f) Dejar fluir el cloro en el sistema.g) Revisar la concentración del cloro restante al

final del sistema.h) Verificar que la concentración de cloro sea de

acuerdo al nivel requerido. Si la concentraciónes demasiado baja, debe añadirse más cloro enla mezcla.

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i) Al final de la inyección, cerrar el agua en el áreay esperar unas pocas horas, enjuagarcorrectamente la bomba.

j) Después de unas pocas horas, enjuagarcorrectamente con agua limpia las líneas y loslaterales de goteo.

VIII Instalación de sistemas deriego por goteo

Generalidades

Cada sistema de riego por goteo, como solución deingeniería, tiene características propias por lo queno se puede indicar una metodología única, sinembargo la experiencia ha demostrado que existenfases o etapas en común que se puede aplicar acualquier sistema de riego.

Planificación de la instalación

a) Obtener los planos de diseño del sistema y lasespecificaciones técnicas de los componentesdel sistema.

b) Identificar en el campo y marcar en los planoslos componentes del sistema y los recursosdisponibles y los necesarios para implementar elsistema (fuente del agua, fuente de electricidad,caminos, carreteras, almacén y otrasnecesidades pertinentes del área).

c) Elaborar los planos de detalle que hagan faltapara optimizar el funcionamiento del sistema.

d) Revisar la lista de cantidades de obra y hacerlos ajustes de acuerdo a las modificaciones delPreparar la lista inicial de materiales basándoseen el diseño.

e) Indicar las especificaciones de los materiales yequipos.

f) Distribuir la lista de los materiales con lasespecificaciones a los vendedores, para obtenerlos distintos precios, garantías y fechas deentrega.

g) Ordenar los materiales a los vendedores.

Equipo y herramientas

a) Guardar un buen abastecimiento deherramientas necesarias para la instalación,palas, sierras manuales y eléctricas, limadoras,palancas llaves de tuerca y destornilladores,taladros, brocas, etc.

b) Un vehículo para transportar los materiales,herramientas, pegamentos, etc.

c) Una bomba portátil (achicadora) para remover elagua de las áreas inundadas y facilitar lasreparaciones.

Entrega de materiales

a) Preparar un lugar para el almacenamiento demateriales, incluyendo una caseta para lastuberías de goteros, pegamentos, etc.

b) Revisar las órdenes de entrega yespecificaciones de los materiales, de acuerdocon la orden de pedidos.

c) Colocar los tubos en un sitio cercano al centrode trabajo.

Para almacenar los tubos de PVC debenseleccionarse por diámetros, el almacenaje serecomienda realizarse según se indica en la figura64, apoyando la primera línea de tubos sobrepolines, los cuales deben tener una separación nomayor a 1.5 m.

Figura 77. Almacenaje de tubos de PVC

Ensamblaje de piezas

a) Asignar un lugar para el ensamblaje de laspiezas especiales (cabezales parcelarios,válvulas de purga, venturis, múltiples delcabezal, etc.) y bien equipada.

b) Colocar el equipo de ensamblaje. (mesas,herramientas, pegamentos, rollos de teflón, llavede tuercas, sierra, etc.) en el área de trabajo.

Trazo y excavación de zanjas

a)Trazar las rutas de las líneas de riegoprincipales, secundarias y múltiples, los límites delterreno, localización del subsuelo adecuado paraintroducir los cables y las tuberías de lasconexiones eléctricas, trazo de caminos internosdel área de riego. etc.b)Excavar las zanjas que seguirán las tuberíasprincipales, secundarias y múltiples.

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Ensamblaje de las tuberías

a) Distribuir los tubos de las tuberías principales,secundarias y múltiples a usar colocándolas allado de las respectivas zanjas.

b) La tubería principal y secundaria, normalmentese colocan enterradas, esta labor debe hacersea una profundidad suficiente para que laslabores culturales o paso de maquinaria no lasdañen.

c) Si las tuberías múltiples son instaladaspermanentemente, ellas deben estar colocarsea una profundidad adecuada para no dañarlas.Si se van a quitar después de cada cosecha,deben ser puestas a la orilla del surco casi en lasuperficie tapándolas con poca tierra. Estopermitirá que los equipos utilizados para ellaboreo del cultivo tengan mejor acceso paratrabajar los surcos.

d) Si se usa tubería plana (Lay - Flat) como tuberíamúltiple, éstas pueden quedar en la superficie oenterradas.

e) Al ensamblar las tuberías principales ysecundarias usar el pegamento de formaadecuada.

f) Existen varias clases de pegamento para losdistintos tipos de tubos. El pegamento debeaplicarse sin exceso, utilizando brocha o isopo,y en sentido longitudinal del tubo y de la pieza aunir; "nunca en sentido giratorio", ya que alintroducir el tubo en la pieza o campana de otrotubo, expulsaría la totalidad del pegamento,produciéndose fugas de agua.

g) Antes de aplicar el pegamento, es convenientelimpiar las piezas hasta que queden exentas desuciedad, y una vez limpias, frotarlas con untrapo humedecido en disolvente para PVC. Elefecto del disolvente es doble: por un lado limpialas partes a unir y por otro acondiciona lasmacromoléculas que componen el PVC,dejándolo preparado para su pegamento.

h) Durante el manejo de los tubos durante lainstalación debe de tenerse cuidado que noentre tierra a la tubería principal ni a lasecundaria o múltiple durante la instalación.

i) Antes de proceder a la unión de tubos entre si,es conveniente ponerlos verticales, para quesalga la suciedad que se pudiera haberintroducido.

j) Al introducir el tubo este debe ser forzado hastaque llegue al fondo de la campana. Si rebosapegamento de la unión, hay que limpiarlo con el

trapo ya que el exceso de pegamento debilita altubo o a la pieza con el paso de los años.

k) En áreas de alta humedad debe tenerse cuidadopara prevenir que el pegamento de PVCabsorba la humedad, pues puede perder suefectividad. Cuando existe duda acerca de lacalidad del pegamento, es mejor no utilizarlo.

l) Los tubos expuestos a la luz del sol seexpanden y se contraen durante la noche. Esteproceso puede reducir la vida útil del tubo,separar las uniones y causar otros problemas.Las tuberías permanentes deben colocarse enla zanja y cubrirlas lo más pronto posible.

m)Cortar los tubos PVC cuidadosamente para quehaya un buen corte. Cortar los tubos dediámetro pequeño (10 cm. o menos) con uncortador de tubos. Cortar los tubos más grandescon una sierra eléctrica. Una sierra de cortarmetales es la herramienta menos adecuadapara los tubos con diámetro mayor de 10 cm.

n) En el caso de la unión de accesorios se procedede forma similar a la unión entre tubos, haciendoresaltar, que para unir dos piezas entre si(excepto piezas con reducción), es necesarioutilizar un trozo de tubo del mismo diámetro.

o) En los casos de reducciones incorporadas esconveniente pegar esta en el interior de la piezaa reducir y después continuar con el tubo.

p) Los terminales de rosca macho, es convenienteroscarlo a la pieza hembra que se trata de unir,antes de pegarlos a la tubería. De esta forma seles podrá apretar a fondo sin debilitar el tubo.

q) Los terminales rosca macho que sirven de uniónentre la tubería y las electroválvulas, válvulasmanuales o de paso, contadores de agua, etc.,deberán estar protegidos en su parte roscadacon 8-10 vueltas de cinta teflón, a fin que seobtenga una estanqueidad absoluta, sin goteos,chisperos, etc. Se aconseja no utilizar estopa,pues aumenta el volumen al contacto con elagua y puede agrietar el PVC.

Relleno parcial de zanjas

Rellenar parcialmente las zanjas después decolocar las tuberías. Hay que llenar todos loslugares bajos tan pronto como sea posible, durantela época de lluvia.

Instalación de líneas laterales

La instalación de las líneas laterales deberealizarse posterior al lavado de las líneasprincipales, secundarias y múltiples.

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a) Colocar las tuberías laterales en el campo, perosin conectar a las líneas secundarias. Mantenerlos extremos de las laterales cerradas paraevitar la entrada de tierra, insectos, etc.

b) Cerrar todas las válvulas de control secundario.c) Abrir el sistema. Llenar la línea principal. Abrir

las llaves de paso para que salgan losmateriales extraños de las tuberías.

d) Cerrar las válvulas y comprobar la presióne) Mantener el sistema activo por al menos 2

horas. Si se desarrolla una fuga de agua en lalínea principal, cerrar el sistemainmediatamente, reparar la tubería y comprobarde nuevo.

f) Repetir los pasos b) a e) para cada líneasecundaria y múltiple.

g) Con los terminales de las líneas lateralesabiertos, conectar las tuberías laterales a lasmúltiples.

h) Para conectar la línea múltiple de la zanja conlas líneas laterales en la superficie cuando seusa cinta de goteo, se usan elevadores de tubode polietileno y una conexión polietileno – cinta,como se muestra en la figura 65.

i) Permitir que el agua fluya por las líneaslaterales.

j) Cerrar los extremos de las líneas laterales.k) Ajustar las presiones de las tuberías

secundarias. Si existen fugas de agua, marcarla,cerrar el sistema y arreglarlas.

Figura 78. Conexión de lateral a múltiple

Instalación de cinta de goteo

Distancia de la cinta de goteo al surco

Generalmente es práctico tener la cinta de goteo lomás cercano posible al surco. Un máximo de 15cm de la cinta de goteo al surco es normal cuando

el sistema es usado para la germinación de lasemilla o a 30 cm máximo de distancia cuando seefectuará trasplantes. Esta distancia puede variarde acuerdo a la velocidad de la tierra para absorberel agua. Por ejemplo, puede dejarse un espacio de45 cm. entre la línea lateral y el surco de plantas enun cultivo en el cual el tipo de tierra de bajavelocidad de infiltración y deja que el agua corra yno la absorbe completamente.

Para no interferir en las operaciones de manejo delcultivo (trasplante, poda, colocación de estacas,limpieza) que pueden fácilmente dañar la cinta degoteo, debe instalar la cinta de goteo después de lasiembra o poner la cinta de goteo lo más lejosposible para que los trabajadores puedan trabajarsin dañarlas.

En instalaciones de la cinta de goteo en laderas,esta debe ponerse en la parte alta del surco, con locual se logra que el agua se acumule en el centrodel surco que es donde se necesita.

Figura 79. Conexión de cinta a múltiple

La cinta en la superficie o enterrada

Esta es una decisión importante a la hora deinstalar la cinta o las mangueras en el terreno, acontinuación se dan algunas ventajas ydesventajas de las formas de instalar las tuberíaslaterales de goteo.

a) Normalmente teniendo la cinta de goteo en lasuperficie existe un mayor riesgo de que seadañada por insectos, o rota por roedores, perros opájaros así como tiene una mayor exposición aroturas o cortes durante las labores de limpieza delcultivo.

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b) Con la cinta enterrada, el problema del efectodel viento, separando la cinta de los surcos odesviando la gota de agua es eliminado.

c) Cuando la cinta o mangueras de goteo secolocan enterradas, hay menos evaporación deagua desde la superficie.

Orientación de los orificios

Cuando la manguera o la cinta está en la superficielos orificios de salida de agua deben estarapuntados al surco donde esta la planta y haciaarriba.

Si la cinta de goteo es enterrada, los orificios desalida del agua deben estar para arriba. Si la cintade goteo esta enterrada cerca de la superficie (5cm) y con tierra suelta, es mejor tener los orificiosde salida del agua hacia arriba para evitarproblemas de obstrucción y facilitar el lavado, aligual que si la cinta se entierra 8 cm o más esmejor tener los orificios de salida del agua haciaarriba, cuando los orificios de salida del agua estánarriba tiende a haber un mejor movimiento de aguaen la tierra.

La mayoría de las cintas de goteo son enterradas apoca profundidad (entre 5 y 8 cmaproximadamente). A esta profundidad el aguafácilmente llega a la superficie y las cintas de goteoson fácilmente quitadas después de la temporadade riego.

En algunos casos se puede enterrar la cinta degoteo de 25 a 30 cm de profundidad con elpropósito de dejarlas para ser usadas en variascosechas. En este caso, debe tenerse un mayorcuidado en filtrar y tratar con cloro el agua paradisminuir el riesgo de obstrucciones y desinfectarla.

Figura 70. Forma correcta de instalaciónde la cinta de goteo

Figura 81. Colocación de tuberías múltiples conconexión de laterales en la zanja

Figura 82. Cabezal de campoen riego por goteo

Comprobar la operación de loscontroles, las válvulas, filtros y elsistema de riego.

a) Una vez que el sistema esté funcionandoadecuadamente, tomar la presión y lecturas delas bombas, filtros y válvulas principales.

b) Cuando se ha determinado que todos los tubos,piezas, alambres eléctricos y componentes delsistema funcionan adecuadamente rellenartodas las zanjas.

c) Durante el llenado de zanjas tener cuidado paraevitar derrumbes y evitar golpes y otros dañosen los tubos.

d) Evaluar el funcionamiento del sistema de riego afin de establecer el programa de operacióndefinitivo a entregar al propietario del proyecto ycapacitar al personal designado para las laboresde operación y mantenimiento.

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IX Evaluación de sistemas deriego por goteo

Generalidades

Los sistemas de riego bien diseñados y operadosgarantizan un buen resultado productivo yeconómico, no obstante tan importante como eldiseño y la operación es la conservación de lacapacidad de los sistemas, por ello se vuelve deprimera importancia el mantener un continuomonitoreo del funcionamiento a fin de detectar ycorregir oportunamente las eventuales fallas ydeficiencias que puedan presentarse y así evitarriesgos en el desarrollo del cultivo.

Objetivos del riego

El objetivo fundamental del riego es el desuministrar agua a los cultivos, de manera queestos no sufran déficit hídrico en ningún momentoque pudieran ocasionar pérdidas de produccióncosechable.

Además, el riego debe garantizar que se mantengael balance de sales; es decir, que no se acumulenen exceso en el perfil del suelo como resultado dela aplicación del agua de riego.

En todos los casos, el riego debe ser controladopara evitar pérdidas excesivas que se traduzcan enproblemas medioambientales o en un consumoinnecesario que incremente los costes de laexplotación y, por tanto, las posibilidades demejorar su manejo para hacerlo más eficiente.

Hay dos conceptos importantes a considerar en elriego por goteo, para cada sistema, ha dedeterminarse dos parámetros clave, estos son: a)si se está aplicando la cantidad de agua quenecesitan los cultivos, o se está regando en excesoo por defecto, b) conocida la cantidad que se estáaplicando, es importante conocer con quéuniformidad se está distribuyendo dentro de lazona regada.

Evaluación del sistema de riego

Es un procedimiento mediante el cual se puedecomprobar el correcto funcionamiento del sistemade riego por goteo, de forma que se pueda cumplircon el objetivo primordial del riego, como es lasatisfacción de las necesidades de agua delcultivo.

Los principales puntos a tener en cuenta a la horade realizar la evaluación son:

a) Comprobar el estado de los diferentescomponentes de la instalación y si el manejo delos mismos es el adecuado

b) Determinar la uniformidad en la distribución delagua de riego

c) Evaluación del manejo del riego

d) Determinación de la calidad de las tuberías

Evaluación de los componentes

Equipos de filtrado

En el sistema de filtrado es importante evaluar lapresión existente a la entrada y a la salida de cadafiltro. Esto nos permitirá calcular la diferencia depresión que se produce entre el manómetro deentrada y el de salida, a fin de determinar elmomento en el que hay que realizar la limpieza. Lalimpieza se realizará cuando la diferencia depresión sea superior a 5 a 6 m (a excepción delhidrociclón que su eficiencia no depende de lapérdida de carga).

En los filtros de arena debe verificarse que la capade arena sea uniforme, con un tamaño de granoigual al diámetro mínimo de paso de agua en elemisor.Si el filtro es de malla su parámetro es la capacidadde retención, que depende de el tamaño de losorificios de la malla. Se determina mediante elnúmero mesh (Nº de orificios por cada pulgadalineal) este no debe ser de mas de 200 mesh.

Si el filtro es de anillos habrá que comprobar quetodas las anillos tengan las mismas característicasen cuanto al color, tamaño, etc.

La capacidad de filtrado debe corresponder alcaudal máximo circulante para que las pérdidas decarga en el filtro no sean elevadas, con unafrecuencia de limpieza adecuada. Cuando seinstalan varios filtros en serie su capacidad filtrantedebe ser la misma en todos ellos. La diferenciaentre las pérdidas de carga correspondientes alequipo de filtrado para su caudal de trabajo(obtenidas en catálogo) y las pérdidas de cargaobservadas durante la evaluación deben reflejar sila frecuencia de limpieza es la adecuada.

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La frecuencia y naturaleza de la evaluación de losfiltros debe realizarse de la siguiente forma:

Primera evaluación: Número de filtros; localizaciónde los filtros; capacidad de filtrado; tipo de limpieza,automática o manual; presión a la entrada y a lasalida; características y estado del elementofiltrante; estado general de los filtros.

Evaluaciones periódicas: Presión a la entrada y ala salida; frecuencia de limpieza de los filtros; fechade la última limpieza; características y estado delelemento filtrante.

Elementos de control

En todos los elementos de control es necesariocomprobar su buen funcionamiento y el estado detodas las juntas del sistema para evitar posiblesfugas, que provoquen el incremento de la cantidadde riego y con su consecuente aumento de costodel sistema.

Unidades de riego

Para evaluar las unidades de riego se tomará notadel número de unidades y la superficie de cada unade ellas. Es conveniente tener a mano un croquisde la parcela en la que se señale la disposición delas distintas unidades y subunidades de riego. Hayque señalar si al comienzo de la unidad o lasubunidad hay instalado algún contador delvolumen de agua aplicada y anotar si el control deriego es por tiempo o por volumen, identificar laexistencia de manómetros para el control de lapresión, tipo, cantidad, capacidad de medición,unidades..

Laterales y emisores

La evaluación de los emisores consistirá en la tomade datos acerca de su tipo y caudal nominal, deldiámetro mínimo de paso de agua y por último delos distintos tratamientos que se realizan paraprevenir obturaciones.

La detención de fugas y roturas tanto lateralescomo en los emisores es fundamental. De igualforma la detención y eliminación de obturacionesen los emisores ayudará a conseguir una mayoruniformidad de aplicación del agua en el cultivo, ypor tanto, una mayor producción, homogeneidadde la producción y un mayor rendimiento delcultivo.

Equipo de fertirrigación

El equipo de fertirrigación debe evaluarse al menosdos veces por campaña. Se realizarán controlesperiódicos de pH y CE en distintos emisores de lainstalación para constatar el correctofuncionamiento de los inyectores de ácido yfertilizantes (si existen). El funcionamiento de losinyectores también deben de evaluarse de unaforma directa, comprobando los tiempos deapertura de las electroválvulas del equipo defertirrigación (no confundirlas con laselectroválvulas que dan paso al agua de riego a lasdistintas fases) . Los tanques de fertilizantes debenlimpiarse con agua a presión al menor cada 15días.

Evaluación de la uniformidad en la distribucióndel agua de riego

Un sistema de riego debe distribuir el aguauniformemente en toda la superficie regada, demanera que todas las plantas reciban la mismacantidad y esta sea la adecuada para satisfacer lasnecesidades hídricas del cultivo durante el intervaloentre riegos.

Una deficiente uniformidad en la aplicación delagua en riego localizado conduce a un mal repartode agua y fertilizantes, observándose plantas conencharcamiento y otras secas, así como plantasquemadas o con riesgo de fitotoxicidad por excesode nutrientes.

Para realizar la evaluación de la uniformidad de unsistema de riego, debe seleccionarse la unidad deriego más representativa que será aquella detamaño medio, con pendientes representativas delterreno, localizada en la parte central del sistema ycon líneas laterales de longitud media en relaciónal resto de laterales del sistema.

Una vez seleccionada la unidad de riegorepresentativa del sistema de riego, se procederáa realizar la prueba en una subunidad y despuésse calculará la uniformidad de todo el sistema deriego.

Evaluación de la subunidad de riego

Para evaluar la uniformidad de la subunidad deriego se utilizan dos coeficientes: El Coeficiente deuniformidad de caudales (CUC) y el Coeficiente deuniformidad de presiones (CUP). De acuerdo a losresultados de ambas evaluaciones se pueden

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detectar faltas de eficiencia y se pueden solucionarpequeños problemas con lo cual se mejorará elfuncionamiento del sistema.

Coeficiente de uniformidad de caudales (CUC)

Para calcular el coeficiente de uniformidad decaudales, se elige un número determinado deemisores distribuidos uniformemente dentro de lasubunidad de riego representativa del conjunto dela instalación.En general, se recomienda seleccionar 16emisores para calcular este coeficiente. Para ello,se eligen los laterales mas cercano y mas lejano dela unión del múltiple y la tubería secundaria y losdos intermedios (a 1/3 y 2/3 de la longitud delmúltiple medido desde la toma).

En cada lateral se seleccionan 4 emisoressiguiendo el mismo criterio, es decir, el mascercano y el mas lejano de la toma del múltiple. ylos dos intermedios (a 1/3 y 2/3 de la longitud dellateral medido desde la toma).

Figura 83. Distribución de laterales y emisoresCUC

Con una probeta o vaso graduado se medirá elvolumen descargado por los emisores que sehayan seleccionado en un tiempo determinado.

Este tiempo será igual para todos ellos, de tres acinco minutos para goteros y un minuto para cintasy tuberías exudantes, aproximadamente. Con losdatos obtenidos se determinará el caudal.

Con los datos de caudal obtenidos en cada uno delos emisores se calcula la media de los caudalesde los emisores que representan el 25% con elmas bajo caudal (Q25%) y se calcula la media detodos los emisores (Qm).

Figura 84. Medición del caudal en los emisores

Con los resultados se calcula el valor del CUC parala subunidad de riego, aplicando la siguientefórmula:

Q25%CUC = 100 x ----------------

Qm

Donde:

Q25% = La media del caudal de la descarga del25% de los emisores con caudal más reducido yQm = Caudal medio de todos los emisores.

Coeficiente de uniformidad de presiones (CUP)

En forma complementaria a la determinación delcoeficiente de uniformidad de caudales se realizala prueba para determinar el coeficiente deuniformidad de presiones (CUP) que determina lahomogeneidad de la subunidad en cuanto apresiones de los emisores. Para determinar estecoeficiente se miden las presiones en cada uno de

Lateral

Primero 1/3 2/3 Ultimo

Primero

Emisores

1/3

2/3

Ultimo

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los emisores seleccionados para la prueba,siempre que de acuerdo a sus características oforma de inserción en el lateral permitan lamedición de la presión.

El coeficiente de uniformidad de presiones secalcula de igual forma que el coeficiente deuniformidad de caudales, es decir seleccionandoun número determinado de emisoresrepresentativos de la subunidad de riegoseleccionada, cuyo valor es normalmente 16.

Como en el caso anterior, se medirá la presión encada uno de los emisores con la ayuda de unmanómetro. Con los datos de presión obtenidos encada uno de los emisores se calcula la media delas presiones de los emisores que representan el25% con la más baja presión (P25%) y se calculala media de todos los emisores (Pm).

Con los resultados se calcula el valor de CUPaplicando la siguiente fórmula:

xP25%

CUP = 100 x ----------------Pm

Donde:

P25% = La media de la presión del 25% de losemisores con presión mas baja y

Pm = Presión media de todos los emisores.

x = Coeficiente de descarga, proporcionado por elfabricante cuyo valor se supone X=1.0 pararégimen laminar y X = 0.5 para régimen turbulento.

El coeficiente de uniformidad debido a presionesno es necesario para el cálculo de la uniformidaddel sistema. Sin embargo es conveniente conocerlopara detectar las posibles diferencias de presionesque se puedan producir a lo largo de la red deriego y así poder solucionarlas mediante, porejemplo, la colocación de un regulador de presión.En todo caso esta determinación es imprescindibleen la evaluación que debe realizarse en larecepción del sistema de riego para verificar quelas dimensiones tanto de la red como de loselementos de regulación son las correctas.

Figura 85. Tubo pitot y manómetropara medir presiones

Coeficiente de uniformidad de la Unidad deRiego

Una vez conocida la uniformidad de caudales deuna subunidad de riego localizado (CUC) se podrácalcular el coeficiente de uniformidad de la unidad(CU) sabiendo que:

CU = fc x CUC

Donde:

fc = Factor de corrección que depende de ladiferencia entre las presiones de las subunidadesde la unidad evaluada.

Para calcular el factor de corrección, habrá quemedir la presión más desfavorable en cada tuberíamúltiple de la unidad. Para realizar estas medidasdeberá tenerse en cuenta si la tubería múltiple estásituada a favor o en contra de la pendiente:

a) Si la tubería múltiple está a nivel o en contra dela pendiente, la presión mas desfavorable semedirá al final de la tubería, donde comience elúltimo lateral.

b) Si la tubería múltiple está colocada a favor de lapendiente, la presión mas desfavorable se podrámedir aproximadamente en los 2/3 de sulongitud.

La primera vez que se realice esta prueba esconveniente medir varias veces al final de latubería múltiple por si acaso el punto situado en los2/3 no fuera el de menor presión. Si resultara otropunto distinto a este, se marcaría en la tubería, se

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tomaría nota en la ficha de evaluación y este seríael punto de referencia para todas las evaluaciones.

Una vez medida la presión mas desfavorable decada tubería múltiple de la unidad se calcula P25% yPm siendo:

a. P25% la medida de las presiones medidas enlas tuberías terciaria que representa la cuartaparte de mas baja presión.b. Pm la medida de todas las presiones medidasen las tuberías terciarias de la unidad.

Con estos valores, fc se calcula como:

P25% xfc = 100 x --------------

Pm

Teniendo en cuenta que x es el coeficiente dedescarga, el mismo que se ha utilizado paracalcular la uniformidad debida a presiones en lasubunidad.

Finalmente, la uniformidad del sistema será igual ala uniformidad calculada para la unidad elegidacomo representativa de la instalación. Es precisorecordar que para que esto se pueda considerarválido, las subunidades y unidades de riego debenser relativamente homogéneas en cuanto asuperficie y forma. No debe caerse, por tanto, enla rutina de hacer la evaluación en una subunidadcualquiera y dar por buena o mala la uniformidadde toda el sistema.

Calificación de los valores de CU

Calificación del C.U. de caudales de la subunidad.

CUC Calificación90 % - 100%80% - 90 %

ExcelenteBuena

70% - 80 % Aceptable<70% Inaceptable

Calificación del C.U. de la unidad:

CUC Calificación90% - 100%80% - 90%

ExcelenteBuena

70% - 80% Aceptable<70% Inaceptable

Calificación del CU del sistema

CU CalificaciónMayor de 94%86 % - 94 %

ExcelenteBuena

80 % - 86 % Aceptable70% - 80 % Pobre<70% Inaceptable

Además de las medidas de presión que se realizanpara calcular el coeficiente de uniformidad delsistema, será conveniente medir las presiones a laentrada de cada unidad de riego, por ejemplo en elgotero más cercano a la entrada. Si la diferencia depresiones entre dos unidades cualesquiera conrespecto a la media entre ambas es mayor del15%, se considera que dichas unidades riegan muydesigualmente y por lo tanto será necesario:

a) Poner reguladores de presión en el inicio decada unidad de riego, o bien,

b) Medir el caudal de al menos 16 emisores encada unidad de riego, distribuidos de formahomogénea dentro de la unidad y calcular lamedia para ver el volumen que se estáaplicando en cada una de ellas. Si las unidadesque evaluadas tienen el mismo cultivo y este seencuentra en la misma fase de desarrollo, lasnecesidades de agua serán las mismas paratodas. Si los caudales medidos son diferentes,habrá que emplear tiempos de riegoproporcionales a estos para conseguir el mismovolumen de agua en las unidades evaluadas.

La falta de uniformidad de una instalación de riegolocalizado se deberá principalmente a:a) Variaciones en el caudal de los emisores. Estas

variaciones pueden ser causadas por distintosmotivos como la variabilidad que se produce enel proceso de fabricación, defectos a la hora delmontaje de los emisores, obturaciones, etc. Unindicador de calidad de los emisores y de suestado de conservación es la diferencia entre elcoeficiente de uniformidad de caudales y el depresiones dentro de la misma subunidad.

b) Diferencias de presión dentro de la subunidad,debidas a pérdidas de presión a lo largo de latubería terciaria y de los laterales y también afactores topográficos. El coeficiente deuniformidad debido a presiones es un buen

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indicador de las diferencias de presión en lasubunidad.

c) Diferencias de presión entre diferentessubunidades. Estas diferencias se deberán a laausencia de reguladores de presión a la entradade cada subunidad, o a su mal funcionamientoy/o mal manejo o mal cálculo de la redsecundaria. La importancia de estas diferenciasde presión se estima mediante la diferenciaentre el coeficiente de uniformidad de la unidady el coeficiente de uniformidad de la subunidad.

d) Diferencias de presión entre diferentesunidades, debidas a la ausencia de reguladoresde presión a la entrada de cada unidad de riego,al mal funcionamiento y/o mal manejo de losmismos en caso de haberlos, al mal diseñohidráulico de la red primaria o secundaria.

Evaluación del manejo del sistema

La adecuación del manejo por parte del agricultor alas necesidades de la instalación se evalúa enbase al manejo de los módulos reguladores, que esla forma en que el agricultor influye en launiformidad en la aplicación del agua y almantenimiento y limpieza de filtros (frecuencia delimpieza, aplicación de ácido en la red, sustituciónde goteros obturados, etc.).

Un buen manejo de los módulos reguladores,consiste en el ajuste de la válvula de cada módulo,de manera que la presión sea la misma, en todoslas subunidades que componen la unidad de riegoevaluada. La frecuencia de limpieza del equipo defiltrado es adecuada cuando la pérdida de carga enel mismo no supera sustancialmente a la pérdidade cargas correspondiente a ese equipo de filtrado,para el caudal circulante, cuando el mismo estálimpio.

En función de estos indicadores, se puede evaluarel manejo de cada sistema como bueno, normal oinadecuado. La cantidad de agua aplicada debeser la suficiente para las necesidades hídricas delcultivo; es decir, debe ser la suficiente paracompensar la evapotranspiración del cultivo y lasnecesidades de lavado.

Todo sistema de riego por goteo deberá tener uncontador en buen funcionamiento y el agricultordeberá llevar un registro periódico de cuánta agua

aplica por periodos diarios, semanales o, al menos,mensuales.

Determinación de la calidad de las tuberías

Las tuberías que se utilizan en una instalación deriego por goteo son normalmente PVC y PE. Lacalidad viene determinada por las normas ASTM D2241 para tubo liso y por la Norma ASTM D 2672,para tubos tipo campana.

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BIBLIOGRAFÍA

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