Mecnica de Suelos II

Captulo I

INTRODUCCIONCaptulo I

INTRODUCCIONEl riego por goteo junto al riego por microaspersin se incluyen dentro de los

denominados Riegos Localizados o Microirrigacin. Se caracteriza por la aplicacin de agua al suelo y nutrientes a travs de emisores denominados goteros o cintas de riego, sobre o bajo la superficie de ste, sin mojar la totalidad de terreno.El proyecto de la irrigacin en si es vital para abastecer las necesidades humanas, pues la construccin de ello genera ingresos econmicos, adems gracias a tal obra podemos tener y consumir todo tipo de productos para satisfacer nuestra alimentacin. La irrigacin tiene sus caractersticas primordiales para que en forma sistemtica pueda funcionar ptimamente, dichas caractersticas, a su vez, necesitan de ciertos clculos matemticos las cuales estn en funcin de parmetros como son la hidrologa, geologa, agrologa, meteorologa, etc. El siguiente trabajo tiene por tema especfico el clculo o la determinacin del caudal de captacin para un sistema de riego, que posteriormente se detallara de manera ms simple y comprensible los pasos a seguir para tal fin.En la actualidad se est intensificando la construccin de proyectos de irrigacin para dar solucin a los problemas del cambio climtico que afecta mayormente a la flora terrestre apoyndose, por supuesto de otras obras hidrulicas como son las presas que una de sus finalidades es proporcionar agua en periodos de sequa. Concluiremos esta parte mencionando la importancia que es tener los datos ms precisos como tambin el conocimiento y la informacin suficiente para que mediante un clculo eficaz podamos obtener resultados ms exactos y as poder garantizar la obra de riego.Captulo IIOBJETIVOSCaptulo IIOBJETIVOS2.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS

a. Determinar el volumen de agua que se va a requerir en una unidad de tiempo para poder satisfacer la cantidad de agua que requerir la zona de cultivo para el riego por goteo.

b. Conocer los diferentes factores que influyen en el diseo de un sistema de riego para una diversidad de cultivos con reas distintos.

c. Interpretar los resultados obtenidos en el diseo.

2.2 METODOLOGIA DEL TRABAJO

En la realizacin del presente estudio de investigacin se seguirn las siguientes fases de trabajo:

a. Fundamento terico y definicin de los trminos con relacin al trabajo de investigacin, mediante libros, pginas de internet etc. b. Calculo del caudal requerido mediante mtodos de riego.Captulo III

FUNDAMENTO TEORICO Captulo III

FUNDAMENTO TEORICO3.1METODOS DE IRRIGACIONLos cuatro mtodos principales usados hoy en da para el riego de los campos de cultivo son la inundacin, los surcos, los aspersores, y el riego por goteo.

3.2EL RIEGO POR INUNDACIN.Se usa en cultivos como el arroz, en los que el terreno es llano y el agua abundante. Se permite la entrada de una lmina de agua desde unos diques y se deja en el campo durante un periodo determinado, que depender del cultivo, la porosidad del suelo y su drenaje (desage). La inundacin se usa tambin en los huertos de frutales, en los que se excavan alcorques o socavas en la base de los rboles y se llenan de agua, as como en las plantaciones forestales de choperas y en los cultivos de ctricos.

3.3ELREGADO POR SURCOSSe emplea en cultivos plantados en lneas, como el algodn y las verduras. Los surcos paralelos, se usan para distribuir el agua en aquellos campos que son demasiado irregulares para inundarlos.3.4EL REGADO CON ASPERSORES.

Emplea menos agua y permite un control mejor. Cada aspersor, situado a lo largo de una tubera, esparce agua pulverizada en un crculo continuo hasta que la humedad llega al nivel de las races del cultivo. El riego de eje central emplea largas hileras de aspersores que giran en torno a un campo circular como si se tratara de la manecilla de un reloj. Este mtodo se emplea sobre todo en cultivos como la alfalfa que, por medio del riego, permite varias recogidas anuales.

3.5EL REGADO POR GOTEO

Suministra a intervalos frecuentes pequeas cantidades de humedad a la raz de cada planta por medio de delgados tubos de plstico. Este mtodo, utilizado con gran xito en muchos pases, garantiza una mnima prdida de agua por evaporacin o filtracin, y es vlido para cultivos tanto de secano, como las vides, como de regado.

3.6FRECUENCIA DEL RIEGO.

La frecuencia del riego se define como el intervalo de tiempo ya sea en das, mensuales, o anules que deben pasar entre riegos sucesivos. La condicin ideal es que el riego se ejecute cuando el contenido de agua disponible en el suelo sea lo suficiente equilibrado para el tipo de cultivo, de manera que las races de cada planta pueda absorber la cantidad de agua y nutrientes suficiente para cumplir las exigencias de la planta sin alterar la calidad y el rendimiento de lo cosechado.

3.7FACTORES AGROLOGICOSTipo de cultivo:Algunas plantas son afectadas ms dramticamente que otras cando se reduce una deficiencia de humedad en el suelo.3.8ESTADO VEGETATIVO:El dficit de humedad en el suelo afecta los rendimientos especialmente cuando se suceden en periodos crticos para la planta. Generalmente periodos de germinacin, floracin y fructificacin son de gran importancia siendo especficos para cada cultivo. Por otro lado, la cantidad de follaje y rea foliar expuesta varia con el ciclo del cultivo, lo que implica que las necesidades de agua y por ende la frecuencia de riego, tambin deben ser diferentes.3.9CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE AGUA EN EL SUELOLos suelos profundos y de textura, ms fina presenta una mayor capacidad de retencin de humedad por lo tanto los riegos en estos suelos pueden distanciarse ms que en los suelos arenosos, esquelticos y superficiales.

3.10CONDICIONES CLIMTICOS:Altas temperaturas, vientos secos y baja humedad relativa del aire provoca una mayor demanda de agua por los cultivos, lo que traduce en la realidad de disminuir los intervalos de riego.3.11DISPONIBILIDAD DE AGUA EN EL CAMPO:Si la disponibilidad de agua es limitada la frecuencia de riego estar fijada por este factor.3.11.1Periodo de riego.

Se refiere al tiempo que debe durar un procedimiento de riego, y est en funcin directa a la disponibilidad de caudal de agua que se tiene en cada tramo a medida que avanza el canal de distribucin y el sistema de riego usado.3.11.2Mdulo de riego.

El mdulo de riego es la forma como se distribuye el agua en rotacin dentro de una parcela que est en funcin del caudal con que se cuente.3.11.3Volumen de riego.

Est en correspondencia con las necesidades del cultivo, frente al agua disponible del terreno. En la prctica el volumen de riego, se calcula en metros cbicos, aunque tambin puede expresarse en milmetros. Para la determinacin del volumen de riego se hace necesario conocer la capacidad til del terreno.3.11.4Eficiencia de riego.

La eficiencia de riego estima las prdidas de agua, entre los que se reponer el suelo y lo que se aplica al suelo para satisfacer las necesidades de las plantas, por lo general este parmetro se expresa en porcentaje. Es de conocimiento que existen varias eficiencias de distintos factores, pero para el caso nuestro solo nos interesa lo que tenga que ver con el agua en la parcela, para poder regar.3.11.5Aplicacin de riego.

La aplicacin de riego, debe estar en funcin directa a las necesidades de las plantas. El concepto moderno de riego busca, superando al empirismo, apoyarse parmetros que reflejan con mayor realismo las necesidades de agua por la planta, por lo tanto que se han planteado diversos parmetros.3.11.6Parmetros de aplicacin.Trata de buscar criterios que pueden interpretar de la mejor forma el real estado fisiolgico. Base observacin directa u observaciones indirectas, mediante mediciones. He aqu algunos de ellos.3.11.7Apariencia del cultivo:Se basa en la observacin directa del estado fisiolgico del cultivo, es decir la turgencia o flacidez de las plantas. Es quizs el parmetro ms simple y emprico que se utiliza. Para un adecuado resultado del riego, se requiere de mucha experiencia. En realidad, es poco confiable y bastante impreciso, pues depende mucho del cultivo, de la horade observacin, del estado nutricional de las plantas, etc.3.11.8Humedad del suelo:Trata de estimar o medir el agua contenido en el suelo en un momento dado, recurriendo a algunos aparatos o equipos. Es sabido que la planta desarrolla muy bien cuando el suelo se halla en humedad de capacidad de campo, y que hay que adicionar el agua antes de que el suelo llegue a punto de marchites permanente. Entonces se hace necesario calcular stos dos ndices para aplicar en forma adecuada el riego.

3.11.9Uso consuntivo.

El uso consuntivo estima las necesidades de riego de los cultivos asociados las prdidas de agua travs de la planta en sus diferentes procesos fisiolgicos como la transpiracin y las prdidas directas del suelo evaporacintodo el concepto se resume en la evaporacin. Es decir la medicin de evapotranspiracin. Existen dos clases de evapotranspiracin, la potencial y la real. La primera nos muestra lo que podra evaporarse como mximo en un periodo de tiempo determinado y la segunda lo que realmente se pierde. Nunca la evapotranspiracin real puede ser mayor que la potencial. La evapotranspiracin est influenciada por factores como:CLIMTICOS: Radicacin Temperatura PrecipitacinHUMEDAD RELATIVA, ETC. Fiscos:Fiscos:Fiscos:Fiscos: Relacionada a la planta Nmero de estomas rea foliar Altura de planta, etc.SUELO: Permeabilidad. Humedad, etc.HIDROLGICOS: Nivel fretico. calidad de riego, agua, etc.CULTURALES:LABORES CULTURALES: El riego.

labranza y deshierbes, etc.3.12COMPONENTES DE RIEGO PARA UN SISTEMA DE RIEGO POR GOTEO1. DESARENADOR TIPO LONGITUDINAL

El desarenador es una estructura hidrulica que sirve para separar (decantar) y remover (evacuar) despus, el material slido que lleva el agua de un canal. El desarenador tipo longitudinal se basa en la reduccin de la velocidad del agua y de las turbulencias, permitiendo as que el material slido transportado en suspensin se deposite en el fondo, de donde es retirado peridicamente.2. RESERVORIO

Es una estructura hidrulica que se construye para almacenar, regular y sedimentar el agua de riego. Considerando los materiales que se emplean en la construccin, pueden ser de reservorios de tierra, revestidos internamente. 3. CABEZAL DE RIEGO

Dentro de la caseta de bombeo, se encuentra el cabezal de riego, el cual se considera como el elemento central de la instalacin, y su composicin vara de acuerdo al diseo que se utilice. El cabezal est formado por las siguientes estructuras y equipos:

3.1UNIDAD DE BOMBEO

Es una instalacin que permite en primera instancia aspirar el caudal de agua que debe ingresar al sistema para luego ser impulsada a presin al cabezal de control y las tuberas. La unidad de bombeo consta de las siguientes partes:

3.1.1Tubera de Aspiracin: Conduce el agua desde el reservorio hacia la bomba. Esta construida de PVC.

3.1.2 Bomba: Esta mquina permite transformar la energa elctrica transmitida por un motor en energa hidrulica necesaria para generar la presin requerida en la conduccin del agua hacia los distintos sectores de riego. La descarga mxima de la bomba debe corresponder a la suma de las descargas de la unidad de riego ms limitante, considerando adems las prdidas de carga y de presin que se originen a lo largo de la conduccin del agua hacia los emisores como la presencia de vlvulas, filtros, tuberas y otras.

3.1.3 Llave Tipo Mariposa: Esta llave se puede definir como un aparato mecnico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulacin (paso) de lquidos mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o ms orificios o conductos.

3.1.4Las vlvulas incluidas en el sistema de riego, cualquiera sea su condicin (hidrulica, mecnica, de retencin o de aire), deben ser removidas de su emplazamiento en la red, a lo menos dos veces por temporada de riego y sometidas a lavado exterior, revisin de sus conexiones elctricas, si procede desarmarla y lavarla interiormente con cepillo y agua limpia.

Durante la operacin de las vlvulas mecnicas, la apertura y cierre deber efectuarse lentamente cuando el equipo est en operacin, con el objeto de evitar cambios bruscos en la velocidad del agua dentro de las tuberas.4.MANOMETRO DE PRESIONSon dispositivos que miden la presin de trabajo del sistema. Adems indican la presin de ingreso antes del los filtros de grava y filtros de anillo lo cual no permitir obtener la perdida de carga con respecto al filtro de grava. Es muy importante conocer la presin antes y despus de los inyectores y filtros pues; si existe una diferencia de presin entre ellos superior al 10%, significa que el caudal de los inyectores no es el adecuado o que los filtros se encuentran sucios u obstruidos y sea necesario limpiarlos.

5. FILTROS DE GRAVA O ARENA:

Son tanques metlicos capaces de resistir presiones estticas y dinmicas de la red. Al igual que los restos de los componentes del centro de control, estos filtros de grava debern mantenerse limpios, sin depsitos ni puntos de oxidacin. Los filtros de arena estn dotados de sistemas de retrolavado, manual o automtico, que invierten el flujo del agua dentro del filtro. Este proceso deber hacerse cuatro veces al da. El procedimiento de estos filtros consiste en que deber destapar el filtro, remover la grava depositada al interior donde los sedimentos son lavados y expulsados al exterior. Este lavado se prolonga hasta que el agua salga limpia y la grava se vea blanca. La remocin debe hacerse hasta el fondo del filtro, de manera que todo el volumen ocupado por la grava sea removido y se dirija a los troncales para efectuar el riego.

6. FILTROS DE ANILLOS:

El sistema de filtrado debe ser limpiado, cada vez que la presin por suciedad en los filtros aumente en exceso. Esto puede verificarse en la lectura de los manmetros. Los filtros de anillos se limpian desarmando el sistema. Estos filtros, en la mayora de los casos, metlicos pero los filtros que se observo fue de plstico estos deben ser mantenidos limpios exterior e interiormente. En rgimen de riego, deber extraerse una vez por semana el cuerpo interno y limpiado con agua y cepillo suave, hasta dejar los anillos limpios. La empaquetadura deber mantenerse en buen estado y en su posicin original.

7. TABLERO ELCTRICO:

El tablero elctrico debe mantenerse aislado, aireado y en ambiente seco. Sus terminales deben estar apretados y los cables elctricos en canalizacin plstica; sin roturas.

8. SISTEMA DE FERTIRRIGACION:

Mediante este sistema se incorporan y distribuyen a travs del agua de riego los abonos, productos fitosanitarios y otros tipos de productos a aportar al cultivo. An es comn el uso de abonadoras o tanques de fertilizacin, aunque cada vez son ms empleados los sistemas que introducen los fertilizantes mediante inyectores venturi o por bombas de inyeccin e incluso aqullos en los que la incorporacin se realiza aprovechando la aspiracin del equipo de impulsin.Captulo IVMETODOS Captulo IVFORMULAS PARA EL CLCULO DE NECESIDADES DE RIEGO f-1 .13 Lmina de agua disponible, en mm. de agua, a la profundidad radicular efectiva,

LDzr=Lmina de agua disponible, en mm. de agua, a la profundidad radicular

efectiva, [ mm/zr ].HCc=Contenido de humedad, a capacidad de campo a base del peso seco del

suelo, [ %ws ]. HPm=Contenido de humedad, en el punto de marchitez permanente, a base

del peso seco del suelo [ %ws ].Pea=Peso especfico aparente del suelo, [ g/cm ].

Pew=Peso especfico del agua, [ g/cm ] zr=Profundidad radicular efectiva del cultivo [m].

El factor 10 convierte los datos a [ mm/zr ] [ a la profundidad radicular efectiva ] .

2.2. Volumen de agua disponible a la profundidad radicular efectiva LAzr.Se calcula con la f1.14:

f-1.14

VDzr=Volumen de agua disponible, en m de agua, a la profundidad radicular

efectiva, [ m/Ha/zr ]. LDzr=Lmina de agua disponible, en mm. de agua, a la profundidad radicular

efectiva, [ mm/zr ].

El factor 10 convierte mm/zr a m/Ha/zr

3. Lmina de agua aprovechable a la profundidad radicular efectiva - LAzr.

El mximo porcentaje del agua disponible que el cultivo puede aprovechar sin que disminuya su rendimiento, ha sido presentado en la Tabla 32.

A base del porcentaje de agua aprovechable, Pa [ % ] se calcula la lmina de agua aprovechable, con la f-1.27.

f-1.27

LAzr=Lmina de agua aprovechable en la zona radicular efectiva, [ mm/zr ]. LDzr=Lmina de agua disponible en la zona radicular efectiva, [ mm/zr ].Pa=Mximo porcentaje de agua aprovechable por el cultivo, [ % ].

El factor 100 convierte el porcentaje a fraccin decimal

4. Porcentaje del rea bajo riego - Par.

El Porcentaje del rea bajo riego, Par [ % ], depende del emplazamiento del emisor y del dimetro de cobertura efectivo, d [ m ] de este.

4.1. Para el riego por aspersin.

Por definicin, Par = 100 %.

4.2. Para el riego por microaspersin.

El porcentaje del rea bajo riego, se calcula generalmente con la f-1 .21 , mas para plantaciones de rboles frutales ( u otros cultivos espaciados ) es posible emplear tambin la f-1.22

f-1.21

Par=Porcentaje del rea bajo riego, [ % ]. d=Dimetro de cobertura del emisor, [ m ]. de=Distancia entre emisores contiguos sobre el lateral, [ m ] . dl=Distancia entre laterales contiguos, [ m ].

=ngulo cubierto por el emisor, [ ]

=360 para goteros y emisores comunes.

=( 360 para emisores sectoriales.

El factor 100 convierte el porcentaje a fraccin decimal

= 0.785

TABLA3-2Mximos porcentajes de agua aprovechable sugeridosde acuerdo a ETo y al cultivo

TIPO DE CULTIVOETo

BAJA DE 2 A 5

[ mm/da ]MEDIA A ALTA DE 6 A 10

[ mm/da ]

Hortalizas30 - 4015 25

Frutales40 - 5020 35

Pastos50 - 7030 45

Cereales

Algodn

Oleaginosas

Caa de azcar

Tabaco60 - 7040 - 55

f-1 .22

Parp=Porcentaje del rea bajo riego, por planta, [ % ].

d=Dimetro de cobertura del emisor, [ m ].

Nep=Nmero de emisores por planta, [ - ].

dp=Distancia entre plantas contiguas sobre la hilera, [ m ].

dh=Distancia entre hileras contiguas, [ m ].

=ngulo cubierto por el emisor, [ ].

=360 para goteros y emisores comunes.

=( 360 para emisores sectoriales

El factor 100 convierte el porcentaje a fraccin decimal

= 0.785

4.3. Para el riego por goteo.

El espaciamiento entre los goteros se calcula por uno de los mtodos descritos en el Fascculo # 1 : (a) por ensayo; (b) por clculo con la f-1.25 o (c) con la Tabla de Karmeli y Keller ( vea la Tabla 3-3 ), siempre tomando en cuenta el espaciamiento ptimo entre goteros y laterales de goteo recomendado en el inciso 2.2.3 del mismo Fascculo, y que ha de ser de un 80% del dimetro humedecido para crear franjas uniformes.

f-1 .25

db=Dimetro del bulbo humedecido, [ m ].

qe=Caudal del emisor, [ lt/h ].

I=Velocidad de infiltracin, [ mm/h ], [ lt/mh ].

= 0.785

4.4. Verificacin y ajuste del % del rea bajo riego.

Si el valor de Par [ % 3, o el de Parp % anteriormente calculado es inferior al mnimo recomendado en la Tabla 3-4, o excede al mximo sugerido, ser necesario retornar a la Tabla 3.1 para variar las condiciones de operacin del emisor, cambiar su boquilla o an seleccionar un emisor diferente.

Por este motivo se compara el porcentaje calculado del rea bajo riego, Par, ( o Parp ) con el porcentaje recomendado del rea bajo riego (f-3.1).

f-1 .25

Par [ % ] MxAR [ % ].

Par [ % ] MiAR [ % ].

Par=Porcentaje calculado del rea bajo riego, [ % ]. MxAR=Mximo porcentaje del rea bajo riego, [ % ].MiAR=Mnimo porcentaje del rea bajo riego, [ % ].

5. Precipitacin horaria del sistema de riego Phr.

Se Calcula a base del caudal del emisor, qe [ lt/h ] y del rea efectiva bajo riego con la f-3.2.

f-3 .2

PPhr=Precipitacin horaria [ mm/h ] del sistema de riego. qe=Caudal del emisor, [ lt/h ] de=Distancia entre emisores contiguos sobre el lateral, [ m ].dl=Distancia entre laterales contiguos, [ m ]. Par=Porcentaje del rea bajo riego, [ % ]

El factor 100 convierte el porcentaje a fraccin decimal

A continuacin es necesario comparar la precipitacin horaria, Phr, con la de infiltracin del suelo, I, (Tabla 3-1) y el inciso 1 .5 en el Fascculo # 1. Esta comparacin se hace de acuerdo a la f-3.3.

f-3.3

P

PPhr=Precipitacin horaria efectiva, [ mm/h ].1=Velocidad de Infiltracin bsica, [ mm/h ].

el riego por aspersin y por microaspersin la precipitacin horaria del emisor debe ser inferior a la velocidad de infiltracin bsica del suelo a fin de evitar prdidas y daos por escurrimiento superficial.

Si no se cumple esta condicin ser necesario retornar a la Tabla 3-1, y modificar las condiciones de operacin del emisor.

TABLA3-4Porcentaje del agua bajo riego. Recomendado para los diferentes Sistemas de riego.SISTEMA

DE RIEGOPORCENTAJE

DEL AREA

BAJO RIEGO

de a

Aspersin

Goteo

Microaspersin

100

30 70

50 - 75

6. Intervalo de riego - Ir.

Intervalo de riego, Ir [das], cuenta tos das entre dos riegos sucesivos en la misma posicin.

El intervalo de riego depende de la lmina de agua aprovechable LAzr [ mm ], del porcentaje del rea bajo riego, Par, f-3.4, y del consumo diario del cultivo ETc [mm/da].f-3.4

Ir=Intervalo de riego, [ das 1 ].LAzr=Lmina de agua aprovechable en la zona radicular efectiva, [ mm/zr ].Par=Porcentaje del rea bajo riego, [ % ].

El factor 100 convierte el porcentaje a fraccin decimal

NOTA: calcular la f-3.4 y frmulas sub-siguientes se emplean los datos correspondientes al perodo de mximo consumo de agua por el cultivo

6.1 Intervalo de riego ajustado Ir(aj)

En caso de que el clculo del intervalo de riego Ir [ das ] resulte en una fraccin decimal, ser necesario ajustarlo para abajo, a fin de obtener un nmero ntegro de das: el intervalo de riego ajustado, Ir(aj) [ das ], f-3.5f-3.5

Ir(aj)=Intervalo de riego ajustado, [ das ].

Ir=Intervalo de riego [ das ].

El intervalo de riego ajustado es a Ir

7. Ciclo de Riego CR.

El ciclo de riego CR [ das ], es el nmero ntegro de das durante el cual se riega una parcela determinada.Al determinar el ciclo de riego se ha de incluir un factor de seguridad, ya que alguna falla imprevista en el sistema de bombeo o del sistema de riego; la necesidad de realizar determinadas labores agrcolas o an, das feriados, pueden posponer el riego. Por lo tanto el ciclo de riego debe ser ms corto que el intervalo de riego.

Se considera conveniente planificar el sistema con 1 a 2 das de paro, dp [ das ], durante cada intervalo de riego, f-3.6

f-3.6

Cr=Ciclo de riego [ das/ciclo ].

Ir (aj)=Intervalo de riego ajustado, [ das ].

dp=Das de paro, [ das ].

8. Lminas de riego ajustado LR (aj).

A base del intervalo de riego ajustado, Ir(aj) [ das ], de ETc [ mm/da ], y del porcentaje del rea bajo riego, Par, se determina la lmina de riego ajustada, LR (aj), con la f-3.7

f-3.7

LR (aj)=Lmina de riego ajustada, [ mm ].Ir (aj)=Intervalo de riego ajustado, [ das ].ETc=Evapotranspiracin del cultivo, [ mm/da ].

Par=Porcentaje del rea bajo riego, [ % ].El factor 100 convierte el porcentaje a fraccin decimal

Es conveniente comparar LR(aj) con la mxima lmina de agua aprovechable, Lazr, la cual ha sido calculada anteriormente en el inciso # 3, empleando la f-3.8

f-3.8

LR (aj)=Lmina de riego ajustada, [ mm ].LDzr=Lmina de agua disponible en la zona radicular efectiva, [ mm/zr ].

9. Porcentaje de agua aprovechada, ajustado Pa (aj).Habiendo ajustado la lmina de riego, es conveniente calcular el porcentaje de agua aprovechada por el cultivo segn la f-3.9

f-3.9

Pa (aj)=Porcentaje de agua aprovechada, ajustado [ % ]. Lr (aj)=Lmina de riego ajustada, [ mm ]. LDzr=Lmina de agua disponible en la zona radicular efectiva, [ mm/zr ].

El factor 100 convierte el porcentaje a fraccin decimal

Se recomienda comparar el resultado con el dato de Pa [ % ] determinado inicialmente con la f-1.21 o la f-1.22, y, s fuese necesario, considerar los cambios del caso en la Tabla 3-1. Para este fin se emplea la f-3.10

f-3.10

Pa(aj)=Porcentaje de agua aprovechado, ajustado [ % ]. Pa=Mximo porcentaje de agua aprovechable por el cultivo, [ % ]10. Lmina bruta - LB.Cada mtodo de riego tiene su eficiencia tpica, (Tabla 3-1). De acuerdo a la lmina de riego ajustada, LR (aj) [ mm ], y a la eficiencia del sistema de riego Ef [ % ], se determina la lmina de riego bruta, LB [mm] con la f-3.11.

f-3.11

LB=Lmina bruta, [ mm ]. LR (aj)=Lmina de riego ajustada, [ mm ]. Ef=Eficiencia del sistema de riego, [ % ]El factor 100 convierte el porcentaje a fraccin decimal11. Dosis de Riego Bruta - DB.

11.1. Dosis de riego bruta por rea.

Es el volumen de agua por aplicar por unidad de superficie bruta de la parcela, [ Ha].

La dosis bruta, DB [ m3/Ha ], se calcula a base de la lmina bruta, LB [ mm ], y del porcentaje del rea bajo riego, Par [ % ], utilizando la f-3.12.

Tomando en cuenta que en algunos sistemas de riego se humedece nicamente una fraccin del rea del cultivo se aplicar la dsis bruta sobre esta rea humedecida. Por lo tanto se multiplica la Lmina bruta por el Porcentaje del rea humedecida, Par.

f-3.12

DB=Dosis bruta, [ m/Ha bruta ].LB=Lmina bruta, [ mm ] = [ lt/m ] Par=Porcentaje del rea bajo riego, [ % ].

El factor 10 convierte la lmina a [ m/Ha ]

11.2. Dosis de riego bruta por planta - DBp.Es el volumen de agua por aplicar a cada rbol, en una plantacin de frutales regada por microaspersin o goteo.

La dosis bruta por planta, DBp [ lt/planta ] se calcula a base de la Lmina bruta, LB [ mm ], y del rea bajo riego, por planta, segn la f-3.13f-3.13

DBp=Dosis bruta por planta, [ lt/planta ]. LB=Lmina bruta, [ mm ].dp=Distancia entre plantas contiguas sobre la hilera, [ m ].dh=Distancia entre hileras contiguas, [ m ].ParP=Porcentaje del rea bajo riego, por planta, [ % ].

El factor 100 convierte el porcentaje a fraccin decimal12. Horas de riego por turno - Ht.

Es el tiempo requerido, en horas, para aplicar, por medio del emisor seleccionado, la lmina bruta, LB, [mm], y depende de la precipitacin horaria, PPhr, [ mm/h ]. Se calcula con la f-3.14.

f-3.14

Ht=Horas de riego por turno, [ horas/turno ]. LB=Lmina bruta, [ mm ]. PPhr=Precipitacin horaria del sistema de riego, [ mm/h ].

13.Mximo nmero de horas de riego diarias - Hm.

Es el mximo nmero de horas durante las cuales es posible operar el sistema de riego diariamente y el cual depende de:

Las horas de funcionamiento del equipo de bombeo.

Las horas disponibles de la fuente de agua para el riego.

Las condiciones de viento (que limita al riego por aspersin).

La disponibilidad de mano de obra.14. Mximo nmero de turnos de riego diarios-Td.

Es el nmero ntegro de turnos de riego que es posible realizar durante un da. Se obtiene redondeando para abajo el cociente de las horas requeridas por turno de riego, Ht, y el mximo nmero durante las cuales es posible operar el sistema de riego, por da, (f-3.15).f-3.15

Td=Turnos por da, [ turnos/da ]. Hm=Horas de riego, mximas diarias, [ horas/da ] Ht=Horas de riego por turno, [ horas/turno ].

Si el nmero de turnos de riego por da calculado con la f-3.15 fuese inferior a la unidad, es decir, a un turno por da - ser necesario revisar los datos a base de los cuales se determina el rgimen de riego de tal manera que se haga posible abastecer el volumen requerido de agua en el tiempo disponible.

15. Horas de riego por da - Hd.

El total de horas de riego por da, Hd, se calcula con la f-3.16.

f-3 .16

Hd=Horas de riego diarias, [ horas/da ]

Td=Turnos por da, [ turnos/da ]. Ht=Horas de riego por turno, [ horas/turno ].

16. Horas de riego por ciclo - Hc.el nmero de horas de operacin del sistema de riego durante el ciclo de riego, (f-3.17).

f-3 .17

Hc=Horas de riego por ciclo, [ horas/ciclo ].CR=Ciclo de riego, [ das/ciclo ].Hd=Horas de riego diarias, [ horas/da 3 ]. 17. Nmero de turnos por ciclo - Tc.

Es el nmero de veces que es necesario poner en operacin al sistema de riego para cubrir el rea de riego, y se calcula con la f-3.18:

f-3.18

Tc=Turnos de riego por ciclo, [ turnos/ciclo 3 ]CR=Ciclo de riego, [ das/ciclo 3 ]Td=Turnos por da, [ turnos/da ]. 18. Superficie bajo riego por turno - St.

Se obtiene dividiendo el rea neta bajo riego en la parcela, Sr, entre el nmero de turnos, Tc, en la f-3.19:

f-3.19

St=Superficie bajo riego por turno, [ Ha/turno ] Sr=Superficie total de riego por ciclo, [ Ha/ciclo ] Tc=Turnos de riego por ciclo, [ turnos/ciclo ]

19. Dosis de riego bruta por turno - DBt.

Es el volmen de agua de riego por aplicar en un turno.

f-3.20

DBt=Dosis bruta por turno, [ m/turno ]St=Superficie por turno de riego, [ Ha/turno ]DB=Dosis bruta, [ m/Ha ]

20. Caudal requerido - Qr.

Qr [ m/h ] es el caudal requerido para el riego de la parcela. f-3 .21

Qr=Caudal requerido, [ m/hora ]DBt=Dosis bruta por turno, [ m/turno ] Ht=Horas de riego por turno, [ horas/turno ]

21. Descarga disponible en el sistema de riego - Qd.

Dado el caso de que se pretenda modificar un sistema de bombeo en pie, para adaptarlo al mtodo de riego deseado, se hace necesario comparar Qs [ m/h ] , la descarga disponible en la bomba, con el caudal requerido para el riego de la parcela, Qr, [ m/h ], por el nuevo mtodo de riego, (f-3.22).

f-3.22

Qr=Caudal requerido, [ m/hora ]Qd=Descarga disponible en el sistema de riego, [ m/h ]

S el caudal requerido, Qr, excede a la descarga disponible en el sistema de riego ser necesario corregir los datos a base de los cuales de determina el rgimen de riego, de tal manera que se haga posible abastecer el volumen requerido de agua en el tiempo disponible.

Por supuesto que la bomba ha de ser capaz de entregar el agua a la presin requerida por el sistema de riego

22. Nmero de emisores por turno - Emt.

El nmero de emisores por turno se calcula con la f-3.23 a base de la descarga del sistema de riego, Qr [ m/h ] y de la descarga del emisor, qe [ It/h ]. Este es un dato que se utiliza para el diseo de los laterales de riego.

f -3.23

Emt=Emisores por turno de riego, [ e/turno ] Qr=Caudal requerido [ m/hora ]qe=Caudal del emisor, [ lt/h ]

El factor 1000 corrige las unidades del volumen

23. Volumen bruto por ciclo de riego - VBc.

Es el volumen total de agua requerido para satisfacer las necesidades del cultivo durante la poca de mayor demanda de agua por el cultivo - y durante un ciclo de riego, (f-3.24).

f-3.24

VBc=Volumen bruto por ciclo [ m/ciclo ].DBt=Dosis bruta por turno, [ m/turno ].Tc=Turnos de riego por ciclo, [ turnos/ciclo ].

23.1 Volumen bruto por ciclo de riego en plantaciones de rboles frutales - VBc.

Calcula a base de la dsis bruta por planta y del nmero de plantas en la superficie regada, f-3.25.

f-3.25

VBc=Volumen bruto por ciclo [ m/ciclo ] DBp=Dosis bruta por planta, [ lt/planta ]. Np=Nmero total de plantas en, la superficie regada, [ plantas/Sr ] Sr=Superficie bajo riego [ Ha ]

El factor 1000 convierte lt a m.

24. Caudal especfico - Qe.

El caudal especfico, Qe [ m/h/Ha ], se obtiene dividiendo el caudal requerido, Qr [m3/h ] entre el rea total bruta, A [Ha] de la parcela.

Este dato no tiene aplicacin directa en la determinacin del rgimen de riego, empero es un dato promedio utilizado por algunas instituciones responsables por la distribucin del agua en proyectos regionales, etc. y tiene su origen en un sistema de distribucin de agua el cual obliga al agricultor a aprovechar el mximo caudal durante el corto tiempo de entrega del agua a su predio.

Por lo tanto, este dato siempre ha de ir acompaado por el dato 0 referente al nmero de horas requerido para regar la parcela, ya que los sistemas de riego a presin utilizan caudales especficos reducidos, durante perodos relativamente prolongados.

f-3.26

Qe=Caudal especfico [ m/hora/Ha ]. Qr=Caudal requerido [ m/hora ].A=rea bruta total de la parcela [ Ha ]25. Resumen de los clculos.

Resultados de los clculos anteriores para la etapa de mximo consumo de agua por el cultivo, se resumen en la Taba 3-5.

TABLA 3-2Mximos porcentajes de agua aprovechable sugeridos

FORMULADATOSIMBOLOVALORUNIDADES

1.13

1.14

1.27

1.21

1.22

1.25

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

3.7

3.8

3.9

3.10

3.11

3.12

3.13

3.14

3.15

3.16

3.17

3.18

3.19

3.20

3.21

3.22

3.23

3.24

3.25

3.26Lmina disponible/zr

Volumen disponible/zr

Lmina aprovechable/zr

% del rea bajo riego

% rea bajo riego/planta

Dimetro humedecido

Par

Par

Precipitacin horaria

Phr

Etc

Intervalo de riego

Intervalo ajustado

Ciclo de riego

Lmina e riego ajustado

LR (aj)

% agua aprovechada

Pa (aj)

Lmina bruta

Dosis bruta

Dosis bruta/planta

Horas por turno

Turnos por da

Horas de riego por da

Horas por ciclo

Turnos por ciclo

Superficie por turno

Dosis bruta por turno

Caudal requerido

Qr

# de emisores por turno

Volumen bruto por turno

Vol. Bruto por ciclo/frutales

Caudal especfico

LDzr

VDzr

LAzr

Par

d

MxAR

MIAR

Phr

I

Etc

Ir

Ir (aj)

CR

Lr (aj)

Lazr

Pa (aj)

Pa

LB

DB

DBp

Ht

Td

Hd

Hc

Tc

St

DBt

Qr

Qs

Emt

VBc

VBc

Qe-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

[ mm/zr ]

[ m/Ha/zr ]

[ mm/zr ]

[ % ]

[ % ]

[ m ]

[ mm/hr ]

[ mm/da ]

[ das ]

[ das ]

[ das ]

[ mm ]

[ % ]

[ mm ]

[ m/Ha ]

[ m/Ha ]

[ h/turno ]

[ turnos/da ]

[ h/da ]

[ h/ciclo ]

[ turnos/ciclo ]

[ Ha/turno ]

[ m/turno ]

[ m/h ]

[ - ]

[ m/ciclo ]

[ m/ciclo ]

[ m/Ha/h ]

Captulo V

HAZEN - WILLIAMS

Captulo VHAZEN - WILLIAMS

El mtodo de Hazen-Williams es vlido solamente para el agua que fluye en las temperaturas ordinarias (5 C - 25 C). La frmula es sencilla y su clculo es simple debido a que el coeficiente de rugosidad "C" no es funcin de la velocidad ni del dimetro de la tubera. Es til en el clculo de prdidas de carga en tuberas para redes de distribucin de diversos materiales, especialmente de fundicin y acero:

h = 10,674 [Q1,852/ (C1,852 D4,871)] LEn donde:

h: prdida de carga o de energa (m)

Q: caudal (m3/s)

C: coeficiente de rugosidad (adimensional)

D: dimetro interno de la tubera (m)

L: longitud de la tubera (m)

En la siguiente tabla se muestran los valores del coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams para diferentes materiales:

COEFICIENTE DE HAZEN-WILLIAMS PARA ALGUNOS MATERIALES

MaterialCMaterialC

Asbesto cemento140Hierro galvanizado120

Latn130-140Vidrio140

Ladrillo de saneamiento100Plomo130-140

Hierro fundido, nuevo130Plstico (PE, PVC)140-150

Hierro fundido, 10 aos de edad107-113Tubera lisa nueva140

Hierro fundido, 20 aos de edad89-100Acero nuevo140-150

Hierro fundido, 30 aos de edad75-90Acero130

Hierro fundido, 40 aos de edad64-83Acero rolado110

Concreto120-140Lata130

Cobre130-140Madera120

Hierro dctil120Hormign120-140

Relaciones matemticas utilizadas para la determinacin de parmetros de la fase

Hidrulica:1. Perdidas de cargas locales (Hfloc)

Donde:

Hfloc = Perdida de carga en vlvulas, en m.c.a

K = Coeficiente propio del elemento o accesorio, adimensional

V = Velocidad del agua, en m3 s-1

g = Aceleracin de gravedad, en m s-22. Altura manomtrica total (AMT), calculada a partir de la siguiente expresin

Donde:

AMT = Altura manomtrica total del sector ms crtico, en m.c.a

Pe = Presin en el ultimo emisor del sector ms crtico, en m.c.a

Hflat = Prdida de carga en el lateral crtico, en m.c.a

Hft = Prdida de carga en tuberas, en m.c.a

Hfloc = Prdida de carga locales, en m.c.a

Hfcc = Perdida de carga en el centro de control, (suma de prdidas individuales de componentes), en m.c.a

Hba = Desnivel geomtrico entre el eje de la bomba y el nivel del agua, en m.

Hbe = Desnivel geomtrico entre el eje de la bomba y el ltimo emisor, en m.3. Potencia de la Bomba (Pb), calculada a partir de la siguiente expresin

Donde:

Pb = Potencia de la Bomba, en HP.

AMT = Altura manomtrica total, en m.

Q = Caudal del sistema, en m3 s 1

Ef = Eficiencia de la bomba, en %4. Potencia del motor (Pm), calculada a partir de la siguiente expresin

Donde:Pm = Potencia del motor, en HP

Pb = Potencia de la bomba, en HP

Efm = Eficiencia del motor, en HPCaptulo VIRESULTADOS

Escogemos cual de los tres cultivos tiene mayor mdulo de riego:

Para perdidas utilizaremos la parcela ms alejada: 1 era parcela de tomate el caudal requerido mas critico: 11. m3/h, tubera principal 2 no consideramos perdida topogrfica.

PERDIDAS DE LONGITUD DE VIGOTES

Captulo VII

DISCUSIN DE RESULTADOSDISCUSION Y RESULTADOS Mediante los resultados obtenidos de la evapotranspiracin real, se puede observar en el cuadro de resumen y el grafico, que durante el mes de marzo, tiene una Etr mx. de 97.26 mm3/ha-mes. Esto indica que durante este mes es crtico debido a que las plantas necesitan ms agua durante este mes.

La perdida por longitud fue de 18.58 m y se uso en la parcela ms alejada.la perdida por accesorio es de 3.16 m. y la prdida total es de 21.74 m. Para el riego se obtuvo un caudal requerido de especifico de 11.67 m3/h. que satisface a 0.26 ha. para cada turno de riego.Captulo VIII

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

Para el clculo de riego por goteo concluimos:

Reduce la proliferacin de malas hierbas en las zonas no regadas.

Permite el aporte controlado de nutrientes con el agua de riego sin perdidas por lixiviacin con posibilidad de modificarlos en cualquier momento del cultivo. (fertirriego)

Se concluye que se debe de tomar en cuenta los periodos vegetativos de cada cultivo, para as disear un adecuado riego, ya sea por aspersin, micro aspersin y goteo. El tipo de cultivo, fecha de siembra, periodo de duracin influyen en el clculo de la cantidad de agua necesaria para el riego, y dotar una lmina de riego.

Recomendamos lo siguiente:

El riego por goteo es un medio eficaz y pertinente de aportar agua a la planta, ya sea en cultivos en lnea (mayora de los cultivos hortcolas o bajo invernadero, viedos) o en plantas (rboles) aisladas (vergeles). Este sistema de riego presenta diversas ventajas desde los puntos de vista agronmicos, tcnicos y econmicos, derivados de un uso ms eficiente del agua y de la mano de obra. Adems, permite utilizar caudales pequeos de agua. La posibilidad de automatizar completamente el sistema de riego, con los consiguientes ahorros en mano de obra. El control de las dosis de aplicacin es ms fcil y completo. Se pueden utilizar aguas ms salinas que en riego convencional, debido al mantenimiento de una humedad relativamente alta en la zona radical (bulbo hmedo).

Captulo VIII

ANEXOBIBLIOGRAFIA:CESAR ARTURO ROSEL CALDERON, IRRIGACIONES. Libro 14. Coleccin del ingeniero civil 1992-1993,consejo departamental Lima.EDUARDO GARCIA TRISOLINI. MANUAL DE PEQUEAS IRRIGACIONES, Lima junio 2008.MEDINA, J.A. 1985 Riego por goteo, teora y prctica. Ed. Mundi Prensa, Madrid, Espaa, 216 p.PIZARRO, E 1987. Riego localizados de alta frecuencia: goteo, micro aspersin, exudacin. Ed. Mundi Prensa, Madrid, Espaa, 459 p..Consultas en Internet:www.construaprende.comwww.daleya.comwww.prisma.comwww.kakaroto.com

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