Elementos Básicos de Riego Presurizado

ELEMENTOS BSICOSDE RIEGO PRESURIZADOPARA PRODUCTORES:

MICROIRRIGACINVicente Angeles MontielVctor Hugo Fernndez CarrilloKhalidou M. BCarlos Daz Delgado

https://www.facebook.com/recursos.para.agronomos.chapingo

PRLOGOEl agua es un elemento indispensable para la vida en nuestro planeta Tierra. Por ello, y deacuerdo con la informacin histrica, se tienen registros de que las grandes civilizaciones sedesarrollaron principalmente a lo largo de las riveras de importantes ros. Una de lasprincipales razones del asentamiento de estas comunidades es que no slo se dispona deagua, sino tambin que se podan cultivar las tierras para obtener el alimento necesario paratoda la poblacin.La falta o la inapropiada distribucin espacio - temporal de la lluvia hace necesario el riego.Esta actividad tiene como objetivo dotar la cantidad de agua requerida por los cultivos ensus diferentes etapas de crecimiento, de forma tal que no se produzcan reducciones en laproduccin de alimentos. El riego es necesario, e incluso imprescindible para la produccinen las zonas semiridas y ridas. Por otro lado, el riego produce efectos ambientales quefavorecen el crecimiento apropiado de los cultivos pues genera un microclima quedisminuye la temperatura en las pocas clidas y la aumenta en las fras, reduce los riesgosde golpe de calor y de heladas. Sin embargo, es importante mencionar que el aporte de aguadebe realizarse con la mxima eficiencia a fin de evitar efectos no deseados (erosin,salinizacin, etc.) que reduzcan, o incluso imposibiliten, la produccin.As pues, la irrigacin es una prctica agrcola de abastecimiento de agua a los cultivos,donde y cuando el abastecimiento natural, no es suficiente para cubrir las necesidadeshdricas de las plantas. Hoy en da, el riego constituye una actividad imprescindible para larentabilidad de la agricultura prcticamente en cualquier regin del planeta.De acuerdo con la forma del suministro del agua a las plantas, la irrigacin puede serclasificada en dos categoras: irrigacin por gravedad e irrigacin presurizada. La irrigacinpor gravedad presenta ventajas en el ahorro de energa pero su empleo se limita a zonastopogrficamente favorables y con la desventaja de presentar un gran derroche de agua. Lairrigacin presurizada necesita menos mano de obra, presenta una mayor uniformidad dedistribucin del agua sobre el terreno, un menor consumo de agua y sus sistemas se adaptanfcilmente a los diversos tipos de suelo, cultivo, clima y topografa del terreno. Comoconsecuencia de lo anterior, en las ltimas dcadas los sistemas de irrigacin presurizadahan tenido mayor auge, sobretodo en regiones donde se requiere mayor productividadagrcola y donde el volumen de agua disponible es un factor crtico.El presente manual aborda los elementos bsicos de riego presurizado, particularmente dela microirrigacin, las metodologas de dimensionamiento de las instalaciones hidrulicasrequeridas, sus criterios de operacin y mantenimiento y gua al productor paso a paso atravs de un proyecto tipo de microirrigacin.La elaboracin de esta obra ha sido posible gracias al financiamiento otorgado a travs delFideicomiso Fondo Alianza para el Campo del Estado de Mxico (FACEM), del apartadoInvestigacin y Transferencia de Tecnologa y ha sido autorizado por el H. Consejo deAdministracin del Instituto de Investigacin y Capacitacin Agropecuaria, Acucola yForestal del Estado de Mxico (ICAMEX), mediante convenio signado entre la Universidad


Autnoma del Estado de Mxico a travs del Centro Interamericano de Recursos del Agua(CIRA- Facultad de Ingeniera).De igual manera, la elaboracin del presente libro ha fortalecido los lazos de amistad ycolaboracin entre el Centro Interamericano de Recursos del Agua (CIRA-UAEM) y laUniversidad Autnoma de Chapingo (UACH), particularmente con el Departamento deIrrigacin.Esperamos que el esfuerzo invertido en la elaboracin del presente libro, puedaproporcionar las herramientas necesarias y suficientes para orientar al productor en suproyecto de produccin agrcola bajo el empleo del riego por microirrigacin y contribuyaal logro de un incremento de produccin y fomente un uso eficiente del agua.Toluca, Estado de Mxico, 2002

Los autores


Contenido

Captulo 1 INTRODUCCIN

1

1.1. Caractersticas generales de la microirrigacin1.1.1. Descripcin General1.1.2. Ventajas1.1.3. Limitaciones1.2. Descripcin de los diferentes tipos de Microirrigacin1.2.1. Goteros1.2.2. Cinta de riego1.2.3. Microaspersores1.3. Sistemas de Riego por Goteo1.3.1. Goteo Puntual1.3.1.1. Adaptabilidad1.3.1.2. Ventajas1.3.1.3. Limitaciones1.3.2. Cinta Regante1.3.2.1. Adaptabilidad1.3.2.2. Ventajas1.3.2.3. Limitaciones1.4. Sistemas de riego por microaspersin1.4.1. Adaptabilidad1.4.2. Ventajas1.4.3. Limitaciones

11456781011111213141415151616171718

Captulo 2 INFORMACIN PARA ELABORAR PROYECTOS DERIEGO POR MICROAPERSIN

21

2.1. Informacin meteorolgica2.2. Levantamiento topogrfico de terrenos2.3. Fuente de Agua2.4. Caracterizacin del suelo con fines de riego2.5. Cultivo2.6. Sistema de Riego

212424262933

Captulo 3 PROYECTO DE SISTEMAS DE RIEGO PORMICROASPERSIN

35

3.1. Diseo agronmico3.1.1. Esquema de clculo de la necesidad total de agua de riego

35

i


de los cultivos3.1.2. Mtodo del Tanque Evapormetro tipo A3.1.3. Mtodo de Blanney- Criddle3.1.4. Mtodo de Penman-Monteith3.1.5. Coeficiente de Cultivo3.1.6. Adecuaciones de ETc para microirrigacin3.1.7. Ejemplo3.2. Diseo geomtrico3.3. Diseo hidrulico3.3.1. Hidrulica de emisores3.3.2. Lnea regante o lateral3.3.3. Bloque de riego3.3.4. Diseo de lneas laterales3.3.5. Diseo de tuberas terciarias3.3.6. Vlvulas de seccionamiento3.3.7. Diseo de tubera principal3.3.8. Vlvulas de admisin expulsin de aire3.3.9. Filtracin3.4. Lista de materiales

36374347486165788181899396104107115119128153

Captulo 4 INSTALACIN, OPERACIN Y MANTENIMIENTODE SISTEMAS DE MICROIRRIGACIN

173

4.1. Instalacin del sistema de riego4.2. Operacin y mantenimiento del sistema de riego

173194

BIBLIOGRAFA

210

ii


ndice de figurasFig 1.1a. Elementos de un Sistema de Riego por MicroirrigacinFig 1.1b. Componentes de un Sistema de Riego por MicroirrigacinFig 1.1c. Cabezal de controlFig. 1.2. Tipos de goterosFig. 1.3. Cinta de riegoFig. 1.4. Micraspersor, microjet y accesorios para su instalacinFig. 1.5. Sistema de riego con goteo puntualFig. 1.6. Cultivos regados con goteo puntualFig. 1.7. Sistema de riego con cintaFig. 1.8. Sistema de riego por microaspersinFig. 2.1. Elementos del climaFig. 2.2. Estacin meteorolgicaFig. 2.3. Balance hdrico en una localidadFig. 2.4. Topografa del terrenoFig. 2.5. Agua subterrneaFig. 2.6. Pozo profundo como fuente de aguaFig. 2.7. Proporcin ideal de partculas slidas en la textura de un sueloFig. 2.8. Tringulo de texturasFig. 2.9. Contenidos caractersticos de humedad del sueloFig. 2.10. Clases de agua en el sueloFig. 2.11. Mximo porcentaje de humedad aprovechable por el cultivoFig. 2.12. Profundidad radicular del cultivoFig. 2.13. Eficiencia de aplicacinFig. 3.1. Determinacin de las necesidades totales de agua de riego delos cultivosFig. 3.2. Efecto de los elementos del clima sobre un cultivo de referenciay sobre el Tanque tipo AFig. 3.3. Casos de instalacin del tanque de evaporacin tipo AFig. 3.4. Especificaciones del Tanque tipo AFig. 3.5. Coeficiente de cultivo y etapas de desarrolloFig. 3.6. Pantalla de captura de informacin de climaFig. 3.7. Pantalla de captura de informacin de cultivoFig. 3.8. Pantalla de resultados de requerimientos de agua del cultivoFig. 3.9. Determinacin de las Propiedades Hidrulicas del sueloFig. 3.10. Modelos para estimar dimetro de humedecimientos de goterosFig. 3.11. Una lnea lateral por hilera de plantas, con cinta y con goteo puntualFig. 3.12. Disposicin de emisores en cultivos arbreosFig. 3.13. Nmeros de emisores por rbolFig. 3.14. Configuraciones de sistemas de riego por microaspersinFig. 3.15. Prdidas de carga en tubera con salidas mltiplesFig. 3.16. Longitud equivalente para conexiones de emisores

2337810121214162121232425252627272829312936373942496869707375797979809192

iii


Fig. 3.17. Distribucin de presiones en un bloque de riegoFig. 3.18. Esquema de lneas laterales pareadasFig. 3.19. Esquema de una lnea lateral simpleFig. 3.20. Esquema de laterales horizontales y con pendiente positivaFig. 3.21. Esquema de laterales con pendiente negativa dbil en relacina la prdida de carga unitariaFig. 3.22. Esquema de laterales con pendiente negativa fuerte enrelacin a la prdida de carga unitariaFig. 3.23. Lnea piezomtrica en la tubera terciariaFig. 3.24. Vlvulas de seccionamientoFig. 3.25. Prdida de carga en vlvulas de nguloFig. 3.26. Vlvula de mariposaFig. 3.27. Funcionamiento bsico de una vlvula hidrulica.Fig. 3.28. Cuatro casos de funcionamiento de la vlvula hidrulica comoreguladora de presinFig. 3.29. Prdida de carga en vlvulas hidrulicas, modelo 75Fig. 3.30. Prdida de carga en vlvulas hidrulicas, modelos 95 y 96Fig. 3.31. Prdida de carga en vlvulas hidrulicas, varios tamaosFig. 3.32. Especificaciones para excavacionesFig. 3.33. Ubicacin de vlvulas de aire en un bloque de riegoFig. 3.34. Funcionamiento de la vlvula de aire cinticaFig. 3.35. Vlvula cintica, imagen, diagrama de partes y curvasde funcionamientoFig. 3.36. Vlvula automtica, imagen, diagrama de partes y curvas defuncionamientoFig. 3.37. Vlvula de doble efecto, imagen, diagrama de partes y curvasde funcionamientoFig. 3.38. Velocidad crtica para varios dimetros con distintas pendientesFig. 3.39. Nmero de vlvulas barak 2 (ARI) necesarias para el llenadode tuberas, dependiendo de la velocidad de llenado (0.6kg/cm2 de diferencial de presin)Fig. 3.40. HidrociclnFig. 3.41. Curvas de funcionamiento de hidrocilonesFig. 3.42. Filtro de arenaFig. 3.43. Elementos filtrantesFig. 3.44. Curvas de funcionamiento de filtros de arenaFig. 3.45. Retrolavado de filtros de gravaFig. 3.46. Filtro de mallaFig. 3.47. Grfica de funcionamiento de los filtros de malla RexFig. 3.48. Funcionamiento de los filtros de mallas YamitFig. 3.49. Filtro de discos de limpieza manualFig. 3.50. Filtro de discos de limpieza automticaFig. 3.51. Curvas de funcionamiento de filtros de discoFig. 3.52. Filtros combinadosFig. 3.53. Filtros automticosFig. 3.54. Filtro automtico ELI

9496979999101105108109110111111113114114120119120121121122124125130131132133134136137139140141141142143144146

iv


Fig. 3.55. Grfica de funcionamiento de filtros automticosFig. 3.56. Diagrama de funcionamiento del filtro automticoFig. 3.57. Esquema de conexin del filtro automticoFig. 3.58. Filtro modelo AF-200 trabajando con aguas residuales en Tel AvivFig. 3.59. Grfico de prdidas de carga funcionando con agua limpiaFig. 3.60. Diagrama de conexin del filtro AF-200Fig. 3.61. Kc de manzana segn criterio de FAOFig. 3.62. Plano topogrfico del terreno a disear

147148149149150151153153

Fig. 3.63. Clasificacin del agua de riegoFig. 3.64. Consumo mximo de agua (mm/da)Fig. 3.65. Determinacin de las propiedades hidrulicas del sueloFig. 3.66. Dimetro de cobertura del microaspersorFig. 3.67. Curva de funcionamiento del microaspersor propuestoFig. 3.68. Diagrama de presiones en un bloque de riegoFig. 3.69. Distribucin de hf en el bloque de riegoFig. 3.70. Clculo de secundaria con pendiente a favorFig. 3.71. Clculo de secundaria con pendiente en contraFig. 3.72. Tuberas secundarias dimensionadasFig. 3.73. Dimetros propuestos y presiones obtenidas en los nodos de la redFig. 4.1. Equipo sugerido para la instalacinFig. 4.2. Trazo de los ejes de las tuberasFig. 4.3. Instalacin del equipo de bombeoFig. 4.4. Instalacin de filtracinFig. 4. 5. Dimensiones de zanja segn dimetro de tuberaFig. 4.6. Excavacin de zanjaFig. 4.7. Tendido en instalacin de tubera de PVCFig. 4.8. Corte de tuberaFig. 4.9. Rebabeo del tuboFig. 4.10. Limpieza de conexionesFig. 4.11. Aplicacin del cementoFig. 4.12. Unin de tubo y conexinFig. 4.13. Remocin de cemento excedenteFig. 4.14. Limpieza de campana espigaFig. 4.15. Acomodo de anilloFig. 4.16. Aplicacin de lubricanteFig. 4.17. Insercin de tuberaFig. 4.18. Instalacin de tubera hasta 16Fig. 4.19. Instalacin de tubera mayor de 16Fig. 4.20. Forma de colocar los atraques en conexiones de tuberaFig. 4.21. Elementos necesarios para la construccin de atraquesFig. 4.22. Dimensiones recomendadas de atraquesFig. 4.23. Instalacin de cabezales secundariosFig. 4.24. Prueba de presin y hermeticidadFig. 4.25. Tapado de zanjasFig. 4.26. Instalacin de laterales en el campo

155156157159159161162164165166168173174175176176177178179179179179180180180180181181181181184185187188188189191

v


Fig. 4.27. Limpieza y pruebas hidrulicas del sistemaFig. 4.28. Filtracin de arena con retrolavado automticoFig. 4.29. Controlador de funciones de riegoFig. 4.30. Lavado de elemento filtrante de mallaFig. 4.31. Limpieza de filtro de discosFig. 4.32. Inyector venturiFig. 4.33. Revisiones de presiones de funcionamientoFig. 4.34. Elementos para aforar los emisoresFig. 4.35. Vlvula hidrulica y de aireFig. 4.36. Lavado de regantes

192195196196197198199200201202

vi


ndice de cuadrosCuadro 2.1. Estacin meteorolgica Cazadero, ZacatecasCuadro 2.2. Estimacin de la Evapotranspiracin del cultivo de referenciaCuadro 2.3. Estacin meteorolgica de Hermosillo, Sonora, informacin deevapotranspiracin potencial (ETP) y precipitacin observada (Pr),en mmCuadro 2.4. Informacin de un anlisis qumico de agua, realizado en unlaboratorioCuadro 2.5. Valores de las propiedades fsicas del suelo relacionadas con elriegoCuadro 2.6. Mximo agotamiento de humedad aprovechable en el suelosegn el cultivo, expresado como tensin de humedadCuadro 2.7. Mximo agotamiento de humedad aprovechable en el suelosegn el cultivo y profundidad de raz, en porcentajeCuadro 2.8. Profundidad efectiva de races donde se concentra el 80%de la actividad de races, en un suelo profundo, uniformey bin drenado, en m.Cuadro 2.9. Eficiencia de aplicacin en microirrigacin, en decimalCuadro 3.1. Valores de la presin de vapor a saturacin segn temperaturaen kPaCuadro 3.2. Coeficiente de Tanque, KtanCuadro 3.3. Coeficiente global de uso consultivo (kg) para las especiesms importantesCuadro 3.4. Porcentaje de horas luz o insolacin en el da para cadames del ao en relacin al nmero total en un aoCuadro 3.5. Coeficientes de desarrollo kc para el uso en el clculo deUso Consuntivo con el Mtodo de Blanney-CriddleCuadro 3.6. Etapas de desarrollo del cultivo, segn FAOCuadro 3.7. Duracin de etapas de desarrollo para varios cultivos yregionesCuadro 3.8. Coeficientes de cultivo para usarse con el Mtodo dePenman-Monteith recomendados por FAOCuadro 3.9. Valores de conductividad elctrica del estracto de saturacindel suelo que no producen reduccin en el rendimientode los cultivosCuadro 3.10. Rangos recomendados para la Uniformidad de EmisinCuadro 3.11. Dimetro mojado por un emisor de 4 lphCuadro 3.12. Tipos de emisores en distintas especies agrcolasCuadro 3.13. Intensidad horaria para emisores de microirrigacinCuadro 3.14. Valor del exponente x, segn tipo de emisorCuadro 3.15. Gotero en lnea Netafim. Para insercin en tubo depolietileno de 12 y 16 mm

222323262930303233404144454649505763647476778182

vii


Cuadro 3.16. Goteros botn Plastro. Sellados, desmontables yAutocompensadosCuadro 3.17. Goteros Integrados en tubo de polietileno Plastro-PlsticosRex No autocompensados y autocompensadosCuadro 3.18. Microaspersores con dispersor giratorio y estticoCuadro 3.19. Radio de mojado de los microaspersores, segn el tipo dedispersorCuadro 3.20. Radio de mojado para microjetCuadro 3.21. Microaspersores autocompensadosCuadro 3.22. Prdida de carga en el tubn de alimentacin de losmicrapaersores, segn dimetro del tubn y caudal, en mCuadro 3.23. Parmetros para el diseo de sitemas con Cintas de RiegoCuadro 3.24. Dimetros de tuberas de polietilenoCuadro 3.25. Frmulas para calcular la prdida de carga por friccinCuadro 3.26. Prdida en la inicialCuadro 3.27. Valores de EU recomendados por ASAE EP405Cuadro 3.28. Valores de coeficentes para laterales alimentados por unextremoCuadro 3.29. Frmulas para el clculo de lneas laterales alimentadaspor un extremoCuadro 3.30. Valores de coeficientes para laterales alimentados por unpunto intermedioCuadro 3.31. Valor de Kv para vlvulas angularesCuadro 3.32. Valores de Kv para vlvulas de mariposa marca Bray, adiferentes ngulos de aperturaCuadro 3.33. Vlvulas hidrulicas DorotCuadro 3.34. Criterios para dimensionar las tuberas de la red principalCuadro 3.35. Tubera de PVC, serie mtricaCuadro 3.36. Tubera de PVC, serie inglesaCuadro 3.37. Longitud de campana o bocina, segn el dimetrode la tuberaCuadro 3.38. Regla emprica para dimensionar vlvulas de aireCuadro 3.39. Tipos de filtro, segn el contaminanteCuadro 3.40. Relacin Mesh vs tamao de orificios. Malla de aceroinoxidableCuadro 3.41. Especificaciones de los filtros de malla automticos dela serie 800Cuadro 3.42. Especificaciones del filtro de la serie AF-200Cuadro 3.43. Informacin climtica Estacin Cuauhtemoc, Chih.Cuadro 3.44. Informacin proporcionada por el laboratorioCuadro 3.45. Determinacin de la longitud mxima de reganteCuadro 4.1. Rendimiento de lubricante para uniones por campana anger, entubera serie inglesaCuadro 4.2. Rendimiento de lubricante para uniones por campana anger, entubera serie mtricaCuadro 4.3. Rendimiento de cemento para uniones cementadas. Tuberainglesa (IPS)

828385858787888889909294100102103108110112116117118119124129138146150152155163182182183

viii


Cuadro 4.4. Rendimiento de instalacin para la tubera de PVCCuadro 4.5. Resistencia del suelo a la introduccin del atraqueCuadro 4.6. Superficie de apoyo de atraques (cm2) por cada kg/cm2de presin en la tubera de conduccinCuadro 4.7. Descripcin de problemas en el equipo de riego segnlectura en ampermetro y manmetroCuadro 4.8. Causas fsicas, qumicas y biolgicas que contribuyena la obstruccin de los emisoresCuadro 4.9. Criterios relativos para indicar el grado de obstruccin de losEmisores segn la calidad del aguaCuadro 4.10. Concentracin recomendada de cloro libre en el agua (ppm)Para propsitos variosCuadro 4.11. Secuencias de labores de mantenimiento y limpieza de equiposDe riego localizado

183185184195199200203207

ix


Captulo 1

INTRODUCCIN

1.1. Caractersticas generales de la microirrigacin1.1.1. Descripcin generalEl sistema de riego por Microirrigacin consiste en un conjunto de elementosapropiadamente diseados o seleccionados, instalados en un campo para proveer de agua apresin a un cultivo de una manera controlada.El trmino Microirrigacin se refiere a aquel sistema de riego que incluye todos los modosde aplicacin de agua en forma frecuente y con baja presin, con emisores de caudalpequeo, sobre la superficie del terreno o por debajo de ella. La aplicacin del agua esdirectamente en la zona de races en intervalos cortos de tiempo, de acuerdo con lasnecesidades hdricas de los cultivos y con la capacidad de retencin de humedad en elsuelo.Los elementos bsicos de cualquier sistema de microirrigacin son: la fuente deabastecimiento, la unidad de bombeo, la unidad de control general (equipo de filtracin,fertilizacin, medicin y control), la tubera de conduccin y de distribucin que vangeneralmente enterradas, las tuberas regantes y los emisores (figura 1.1).El agua llega al cabezal del sistema con la presin necesaria mediante un equipo de bombeoo por gravedad desde un depsito.El cabezal tiene un conjunto de elementos que permiten el tratamiento de agua de riego siello es necesario, su filtrado, medicin, control de presin, admisin-expulsin de aire,aplicacin de fertilizantes y en ocasiones dotado de un control computarizado de lasfunciones del riego.Del cabezal parte una red de tuberas que se denomina principal; la caractersticafundamental de esta red es que siempre est presurizada cuando se encuentra enfuncionamiento el equipo de bombeo. Luego est la lnea secundaria, la cual funciona slocuando la vlvula de seccionamiento se encuentra abierta, en ocasiones, dependiendo deldiseo, se coloca una tubera terciaria sobre la que se instalan reguladores de presin.1

Microirrigacin


Se llama bloque de riego o subunidad a la superficie de terreno que es controlada por unasola vlvula de seccionamiento. La lnea lateral es la tubera de ltimo orden, a ella seconectan los emisores y puede estar conectada a una lnea terciaria o secundaria. Elconjunto de bloques de riego que trabajan juntos conforma la seccin de riego o unidad.La diferencia en la cantidad de agua aplicada de los emisores crticos (los que proporcionanel caudal mximo y el mnimo) de un sistema de riego por Microirrigacin, bien diseado yoperado, no debe exceder el 10%.As pues, en los ltimos aos se ha producido un avance significativo en el desarrollo deeste tipo de sistemas de riego a presin, en sus dos grandes modalidades: goteo ymicroaspersin.

Fig. 1.1a. Elementos de un Sistema de Riego por Microirrigacin

Microirrigacin

2


Cabezal

Tubera principal

Vlvula deseccionamiento

Tubera secundaria

Regulador depresin

Tubera terciariaLateralesEmisores

Bloque de riego

Fig. 1.1b. Componentes de un Sistema de Riego por Microirrigacin

Fig. 1.1c. Cabezal de controlEn el riego por goteo, cada gota de agua va directamente al suelo y a las races quealimentan la planta; entregando la cantidad requerida de agua que esta ltima necesita. Elriego por microaspersin, consiste en la aplicacin localizada de agua en forma de lluviaartificial, que se forma como consecuencia del agua que fluye por efecto de la presin atravs de pequeos orificios llamados boquillas.En general, los sistemas de riego a presin permiten la mecanizacin y automatizacin delas operaciones agrcolas como la aplicacin de fertilizantes, de herbicidas, de qumicos yde trabajos de cosecha.

3

Microirrigacin


1.1.2. Ventajasa) Baja dosis de aplicacin. Significa a menudo un sistema de riego ms econmico yuna mayor eficiencia en la utilizacin de bombas, filtros y tuberas, ya que estoscomponentes estn diseados para una cantidad ms baja de caudal y usados enperodos ms largos de tiempo.b) Uniformidad en la aplicacin del agua. Esto supone un ahorro de agua, energa yfertilizantes, lo que da lugar a un rendimiento ms uniforme.c) Localizacin del agua. Los caminos y las hileras entre plantas permanecen secos, loque supone ms ventajas ya que la recoleccin y las labores del cultivo son msfciles. La erosin se reduce o es eliminada y existe un mejor tratamiento de malashierbas al encontrarse localizadas en las reas hmedas.d) Mejora del control fitosanitario. La humedad del terreno y los niveles de sustanciasqumicas aadidas pueden ser controladas y programadas fcilmente.e) Incorporacin al riego de terrenos con suelos marginales o con problemas. Estossistemas pueden instalarse en suelos muy permeables (arenas, gravas, rocas, etc.);suelos poco permeables con problemas de falta de aireacin, con mucha pendiente,parcelas de forma irregular, restauracin de terraplenes, escombros, barrancos, etc.f) Ahorro del agua. Los sistemas de microirrigacin eliminan prdidas de agua talescomo evaporacin y filtracin a travs de las paredes de canales de conduccin yembalses, tambin suprimen las prdidas dentro de la parcela, como escurrimientos,filtracin profunda y prdidas por evaporacin del suelo y transpiracin de malashierbas. Adems se tiene la posibilidad de medir y controlar el agua aplicada.g) Mejora la tolerancia a la salinidad. Por medio de la aplicacin frecuente del agua sereduce la concentracin de sales desplazndolas de la zona radicular y llevndolahacia sus bordes, de esta manera los cultivos son ms tolerantes a las condiciones desalinidad del agua y/o del suelo.h) Ahorro de energa. Se ahorra energa de bombeo al requerir menor cantidad de aguaque en los sistemas de riego por gravedad y requerir una presin ms baja que lossistemas de aspersin.i) Aumento de la produccin. El sistema de microirrigacin mantiene el grado dehumedad del terreno ligeramente por debajo de la capacidad del campo (bajastensiones) y ello con el objeto de lograr el mximo rendimiento posible.j) Mejora la calidad de la cosecha. La lenta, regular y uniforme aplicacin del agua ynutrientes, dan lugar a un crecimiento y maduracin igual, produciendo una cosechams uniforme, y de mayor calidad. Incluso se eliminan los daos y prdidas debidasal contacto del agua con los frutos o el follaje, as como las prdidas y daos debidos

Microirrigacin

4


a enfermedades que son difundidas o favorecidas por los sistemas convencionales deriego.k) Ahorro de mano de obra. Las pequeas dosis de aplicacin permiten regar reas msgrandes de una sola vez, adems estos sistemas se pueden automatizar. Hay ahorroindirecto de mano de obra debido al menor nmero de labores requeridas.l) Mejora del control del cultivo. El agricultor puede aplicar el agua, o no, comorespuesta a los cambios del clima, puede suministrar ms o menos fertilizantes paraacelerar o retardar el crecimiento; puede proyectar un calendario de riegos yoperaciones del cultivo para evitar conflictos y puede rpidamente aplicar, en formaprecisa, nutrientes o pesticidas seleccionados como respuesta a una necesidad delcultivo.m) Posibilidad de riego en cultivos acolchados o con microtneles.n) Se puede regular el tiempo de cosecha, lo que permite ingresar a los mercados con losmejores precios de venta.1.1.3. Limitacionesa) Facilidad de taponamientos de los emisores. ste es el principal problema de lossistemas de microirrigacin.b) Costo de las instalaciones. En comparacin con la aspersin, el riego localizadogeneralmente es ms caro para cultivos herbceos (hortalizas principalmente) y sloun poco ms barato para cultivos arbreos.c) Se necesita presin para su funcionamiento, a diferencia del riego por gravedad.d) Ocasiona el lavado localizado de las sales, creando zonas de acumulacin salina.e) En lugares en donde la lluvia es insuficiente o en invernaderos, en los cuales esnecesario lavar las sales, hay que hacerlo por otros sistemas, tales como inundacino aspersin.f) No permite la defensa contra heladas; a menos que el sistema haya sido diseadopara cubrir esta necesidad.En conclusin, la microirrigacin es ms que un mtodo de aplicacin de agua. Es unsistema complejo de soporte de la planta que mediante un buen diseo y un cuidadosomanejo, permite obtener alta produccin, reduccin de costos y excelente calidad delproducto.

5

Microirrigacin


1.2. Descripcin de los diferentes tipos de MicroirrigacinEl riego es la aplicacin artificial del agua al suelo. Existen tres mtodos para aplicar elagua en el suelo: superficial, en donde el agua se aplica sobre la superficie del suelo; apresin, en el cual el agua es conducida a presin por tuberas hasta un emisor en el puntode aplicacin; y subsuperficial, en el que el agua se aplica por debajo de la superficie delsuelo.En el mtodo de riego a presin, por el tipo de emisor empleado se tienen los siguientessistemas: aspersin, en el cual el agua se aplica sobre el cultivo en forma de lluvia;microaspersin, en donde el agua se aplica como una lluvia de gotas a baja altura ydistribuida en una superficie amplia, y finalmente, goteo, en el cual el agua se aplica enpequeas gotas sobre la zona radical.Los emisores de los Sistemas de Riego por Microirrigacin, se pueden clasificar en:a) Gotero o tubera de goteob) Cintac) Microaspersor o Microjet.Existe una amplia gama de tipos o modelos en cada uno de estos grupos, que se puedenclasificar de distintas maneras. Sin embargo al elegir un emisor, los aspectos msimportantes a considerar son:

Precio unitarioCaudal relativamente bajo, pero uniforme y constante, y que sea poco sensible a lasvariaciones de presinFabricacin robustaBuena uniformidad de fabricacinResistencia a la agresividad qumica y/o ambientalEstabilidad de la relacin caudal-presin a lo largo de su vida tilPoca sensibilidad a los cambios de temperaturaReducida prdida de carga en el sistema de conexinDimetro y velocidad de paso de agua, suficiente para que no se tapone fcilmenteFacilidad de reemplazo en la lnea lateralngulo vertical del chorro de agua en microjet y microaspersoresHbito de crecimiento del sistema radicular (profundo o superficial)

El riesgo de obturacin de estos emisores depende del dimetro mnimo de paso y de lavelocidad del agua. Los dimetros son menores en emisores de bajo caudal que en los dealto caudal. En los de bajo caudal, goteo y cinta, pueden variar entre 0.3 mm y algo ms de1.0 mm. En los de alto caudal, microaspersores y difusores, los dimetros pueden llegarhasta 2.0 mm por lo que el riesgo de obturacin es menor. As, si el dimetro mnimo delorificio del emisor es menor de 0.7 mm el riesgo de obturacin es alto; si est entre 0.7 yMicroirrigacin

6


1.5 mm el riesgo es medio y si es mayor de 1.5 mm el riesgo es bajo.1.2.1. GoterosEstos emisores, corresponden al tipo de emisor ms antiguo dentro de los sistemas de riegolocalizado, siendo por ende el ms difundido. Existen distintos tipos de goteros (figura1.2), los cuales se diferencian principalmente por la forma en que se incorporan a loslaterales de riego. Estos emisores trabajan comnmente a 10 mca con caudales de 1.0 a 24l/h, haciendo pasar el agua a travs de un orificio, laberinto de varias formas, incorporandodiafragmas para el mecanismo de autocompensacin si es el caso.

Tipo de Gotero

Imagen

Observacin

En lnea

Generalmente disponible en 1,2,4 y 8l/h para tuberas de 12 mm y 16 mm.La presin de trabajo normal es de 10mca. No son autocompensados.

De botn

Corresponden a goteros que se insertanen una perforacin hecha a la pared dela lnea regante, generalmente depolietileno. Los caudales comunesestn en 1, 2, 3, 4 y 8 l/h. Pueden serautocompensadosynoautocompensados.Cuandosonautocompensados pueden trabajar en elrango de 6-35 mca sin que hayavariacin considerable de caudal.

Integrados

Corresponden a goteros de laberinto,sin cubierta, insertados directamente ala tubera regante durante el proceso defabricacin. Los caudales comunes paraesos goteros son de 1, 2, 3, 4, 8 l/h.Pueden ser autocompensados y noautocompensados.Fig. 1.2. Tipos de goteros

7

Microirrigacin


1.2.2. Cinta de RiegoLas cintas son fabricadas en polietileno y su durabilidad est en directa relacin con elespesor del material empleado, que flucta entre 0.1 mm (calibre 4 mil) y 0.6 mm (calibre25 mil); y con los manejos de mantenimiento y limpieza que se realicen.Este tipo de emisores se caracterizan por estar compuestos por dos conductos paralelos, unoprincipal (tubo de transporte) de donde el agua pasa a uno secundario (tubo de reparto) atravs de un orificio que provoca una primera prdida de carga; del conducto secundario elagua sale al exterior por un segundo orificio. El orificio que comunica los conductosprincipal y secundario lleva un pequeo filtro, en tanto que el conducto secundario presentaun canal regulador de flujo turbulento que produce la prdida de carga final para la emisindel caudal especificado. En la figura 1.3, se presenta un esquema de este tipo de emisor.

Fig. 1.3. Cinta de riegoEl espaciamiento entre los orificios de salida vara de 20 a 60 cm. La presin de trabajo estcomprendida entre 7 y 10 mca y proporcionan caudales entre 0.8 y 9.5 l/h por metro lineal(l/h/m), segn la presin de operacin, espaciamiento y tipo de orificios. Las cintas msutilizadas actualmente tienen orificios cada 30 cm y descargan un caudal deaproximadamente 4 l/h por metro lineal a una presin de trabajo de 8 mca.Actualmente se usan tubos de pared delgada con una banda que contiene el laberinto ogoteros inyectados adheridos en la parte interna del tubo. Aunque estrictamente no soncintas de riego; se comercializan como tales.Tipos de Cintas

Tubera o cinta de pared sencillaEn este tipo de tuberas es posible identificar aqullas que llevan orificiosuniformemente espaciados o aqullas que llevan un cosido a lo largo de todo unborde (rizza), por cuyos orificios fluye el agua. Entre las primeras, merece citarse ladesarrollada por Stander, en Karlsruhe (Alemania), de polietileno y cuyasperforaciones en forma de aspa se abren cuando la presin en el interior de la

Microirrigacin

8


tubera alcanza un determinado valor, al cesar la presin la tubera se cierra. Seutiliza generalmente enterrada y con este sistema se evita la obstruccin por lasraicillas.

Tubera o cinta de doble paredEntre estas tuberas se pueden citar aqullas que se conocen como Twin-wall, queconsisten en dos tuberas concntricas unidas por un borde. La interior lleva unosorificios uniformemente espaciados, por los que el agua pasa a la segunda, tambincon orificios, cuya separacin es bastante menor. De esta forma se consigue unacada de presin ms suave.

Tuberas tipo bi-wallEs parecida a la anterior, diferencindose que en lugar de dos tuberas concntricasconsta de una cmara adosada a la tubera principal. La tubera interior va perforadasolamente en su cara contigua a la cmara. La separacin de los orificios de latubera, es como en el caso de la twin-wall, menor que la de los orificios queconectan la cmara con el exterior.Recientemente se est utilizando en Estados Unidos un tipo de tubera similar a labi-wall, pero la cmara es mucho menor y el paso del agua de la tubera interior a laotra es a travs de un pequeo filtro. El agua fluye por el tubo exterior que hace deregulador y sale al exterior por unas ranuras longitudinales que lleva la cmara.

Tubera porosa o de rezumeComo su nombre lo indica, es una tubera de material poroso que a travs de susporos el agua rezuma o sale al exterior.La aplicacin de un rayo lser para realizar las perforaciones ha permitido mejorarsensiblemente este aspecto, aunque todava no se logren uniformidades similares alas logradas con goteros, pero estas nuevas tuberas, as perforadas, siguenpresentando problemas frecuentes de obstrucciones.Con las tuberas perforadas podrn disminuirse notablemente las limitacioneseconmicas que ciertos cultivos presentan con respecto al sistema de goteo.Adems, pueden colocarse y retirarse del terreno rpidamente mediante tractoresprovistos de rodillos giratorios en los que se enrolla la tubera, lo que disminuye loscostos de instalacin, en particular en grandes superficies.

9

Microirrigacin


1.2.3. MicroaspersoresHay dos tipos esenciales de microaspersores, el de dispersor giratorio y el esttico omicrojet. La diferencia entre estos emisores, es que los primeros estn compuestos por undispositivo que rota aumentando el dimetro de mojado del emisor, en tanto que losmicrojets no disponen de piezas mviles (figura 1.4).Los microaspersores tienen dos elementos importantes: la boquilla y el difusor; del primerodepende el gasto entregado por el emisor; del difusor depende el dimetro o alcance demojado. Estos dos elementos se pueden intercambiar de manera que la combinacin deambos permita proporcionar el gasto necesario al rbol durante toda su vida. La boquillaest sujeta a un soporte que la eleva a una altura de 10 a 20 cm sobre el suelo. Los difusorestienen varios tipos de funcionamiento y formas de asperjar el agua, tales como lanebulizacin, la lluvia y los chorros.Las reas de humedecimiento de un microaspersor pueden ser de 360, 280, 270, 180, 90 40, lo cual es de gran utilidad. As, por ejemplo, con una boquilla de 300 se tiene unhumedecimiento casi circular y del rea de humedecimiento se excluye un arco de 60 queno se humedece y que corresponde, comnmente, a la ubicacin del tronco del rbol, demodo que no se daa esa zona de la planta.Los microjets son del mismo material que los microaspersores, pero estn compuestos dedos piezas, una base y una cabeza. En la base est el orificio de salida del agua, mientrasque la cabeza es la encargada de su distribucin en reas de 180 y 360.Casi todos ellos tienen un deflector contra el cual choca el chorro de agua, cambia dedireccin y se distribuye a travs del aire. El rea mojada puede tener diversas formas,desde un crculo completo hasta un sector de pequeo ngulo. La posicin que ocupa eldifusor con relacin a la vertical, tendr mucha influencia sobre la forma y dimensin de lasuperficie mojada.

Fig. 1.4. Microaspersor, microjet y accesorios para su instalacinEl rango de caudales en este tipo de emisores, flucta entre 25 y 240 l/h, el que estdeterminado por el dimetro de la boquilla que tenga y por la presin de operacin. EsteMicroirrigacin

10


ltimo factor, afecta de igual forma al dimetro de mojado, generndose dimetrossuperiores a mayores presiones. Este ltimo aspecto es de vital importancia al momento dedefinir un sistema determinado, para evitar as que se produzcan daos por enfermedades,en especial en plantas frutales por humedecimiento excesivo del tronco.Al igual que en el caso de los goteros, existen alternativas de microaspersores para aquellosproyectos de riego que consideran la instalacin en sectores con marcadas diferencias dependiente, lo que genera diferencias de presin muy altas dentro de un sector de riego.Como estas diferencias de presin provocan importantes diferencias en el suministro deagua a las distintas plantas, es necesario utilizar microaspersores autocompensados.En el caso de estos ltimos, el caudal que suministran estos emisores, est determinado slopor la boquilla que tiene incorporada, siendo el rango de entre 20 y 95 l/h. En tanto, eldimetro de mojado est determinado por el tipo de dispersor que incluye, generandodimetros de entre 3.5 y 6.0 m.Para hacer la conexin a la lnea regante es necesario tomar en cuenta la longitud del tubitode alimentacin (tubn) y calcular tambin la prdida de presin en dicho accesorio. Aveces es necesario incluir otros accesorios tales como limitador de alcance del chorro,dispositivo anti-insectos, etc.1.3. Sistemas de Riego por GoteoEl riego por goteo es uno de los mtodos ms eficientes en el aprovechamiento del aguapues consiste en el suministro lento y frecuente casi en base diaria de agua, por encima opor debajo de la superficie del suelo, en la zona radical de la planta, a travs de emisoresubicados a lo largo de una lnea regante.Los emisores son utilizados para disipar la presin y para permitir una descarga devolmenes pequeos pero frecuentes de agua en los puntos de emisin.Por la forma en que se aplica el goteo, estos sistemas se pueden clasificar en dos grandesgrupos: gotero de emisin puntual o individual y cinta regante o riego continuo.Los sistemas de riego por goteo deben estar diseados para evitar encharcamientos, en casode que stos se presenten, no deben exceder el 10% del rea sembrada.1.3.1. Goteo PuntualEn los goteros de emisin puntual, el patrn de mojado se asemeja a la forma de un discosobre el suelo (figura 1.5). El espaciamiento entre emisores vara de 0.5 a 1.0 m,dependiendo del alcance capilar del agua en el suelo; los espaciamientos menores entregoteros aumentan mucho su costo de adquisicin.

11

Microirrigacin


Fig. 1.5. Sistema de riego con goteo puntual1.3.1.1. Adaptabilidada) Cultivos: aqullos que se pueden sembrar en hileras y con espaciamiento entregoteros mayor de 0.5 m, como el cultivo de vid (figura 1.6). Debido al fcil controlde las lminas de riego y a la alta uniformidad de aplicacin, el goteo puntual seadapta para regar hortalizas, sin embargo, no se aplica a praderas y cultivos densos.

Fig. 1.6. Cultivos regados con goteo puntualb) Agua: se presentan serios problemas cuando se riega con agua que tiene altoscontenidos de carbonatos, porque forman una costra en la salida del emisor quepuede obstruir la descarga del agua o generan precipitados en tuberas y accesorios.Tambin, las sales de hierro, las algas, bacterias y los slidos en suspensin (arenas,limos y arcillas) pueden causar serios problemas de taponamiento de las tuberas.c) Suelo: por el patrn de mojado de los goteros, se adaptan muy bien a suelos francoy franco arenosos con capilaridad alta. No se deben emplear en suelos arcillososporque producen encharcamientos y escurrimientos; ni en los muy arenosos conpoca capilaridad, porque el agua se infiltra muy rpido y no permite que se extiendaMicroirrigacin

12


la humedad. Se usan en suelos con velocidad de infiltracin bsica de media a alta,mayor de 3.0 cm/h para evitar que el agua se encharque y escurra.d) Topografa: terrenos planos u ondulados y con pendiente general hasta del 5%. Noobstante, mientras mayor es la pendiente, las secciones de riego tienden a hacersems pequeas y en consecuencia a incrementar su costo. Se aceptan desniveles deterreno hasta de un 10% de la presin de operacin nominal del emisor, sin afectarmucho su uniformidad de distribucin.e) Forma y tamao: se disea ms fcil en terrenos regulares, el tamao depende delgasto disponible. Para que la instalacin de un sistema de riego por goteo sea lo msredituable posible, la superficie por regar debe ser de preferencia mayor de 10hectreas.f) Clima: ridos y semiridos. En climas hmedos y semihmedos es difcil que serentabilice la inversin, ya que se emplean para complementar el riego; es factibleque sea rentable si se usan para fertilizar hortalizas.g) Viento: no afecta la eficiencia de distribucin.

1.3.1.2. Ventajasa) Con este sistema se puede regar frecuentemente con pequeas cantidades de agua,de manera tal que el suelo est siempre hmedo, con buena relacin entre agua yaire.b) Es posible aprovechar el agua las veinticuatro horas del da sin necesidad desupervisin continua del riego.c) El rgimen de aplicacin (intervalos entre riegos y cantidad de agua) puedeajustarse exactamente de acuerdo con las condiciones del suelo y del cultivo.d) Se aplica el agua que slo las races del cultivo son capaces de absorber; por lotanto, se evita mojar otras reas de terreno, lo que conlleva a un ahorro de agua.e) Contribuye al control de las malezas al humedecer el suelo en forma localizada.Adems, el agua de riego se aplica finalmente filtrada y libre de semillas demalezas.f) Permite suministrar dosificadamente, fertilizantes y pesticidas solubles en agua, atravs del riego.g) Es posible ejecutar durante el riego otras labores culturales, como fumigacin ycosecha.

13

Microirrigacin


h) Se minimiza la formacin de costra superficial.i) Disminuye el desarrollo de enfermedades fungosas.j) Es un sistema de riego de alta eficiencia (90 a 95%), an en terrenos con topografairregular, suelos poco profundos, con problemas de infiltracin o en predios en queel recurso hdrico es escaso. Adems, no son necesarias actividades especiales en lapreparacin del terreno.Por las caractersticas de este sistema de riego, su mayor beneficio es integrar al usoagrcola comercial, reas con problemas de riego y que presentan condicionesagroclimticas apropiadas para rubros que respondan, con rentabilidad adecuada, a laincorporacin de tecnologas modernas.Cabe destacar que la alta eficiencia de este mtodo de riego, incide en forma significativasobre los rendimientos del cultivo, donde, en algunos rubros, el solo incremento de laproduccin puede amortizar el gasto que significa la implementacin de un sistema de riegopor goteo.1.3.1.3. Limitacionesa) Alto costo de inversin, debido a que exige abastecimiento de agua a presin y uncomplejo sistema de control del riego.b) Requiere de un especial cuidado en el filtraje del agua y mantenimiento de losgoteros, pues son muy sensibles al taponamiento por impurezas y/o materiaorgnica.1.3.2. Cinta ReganteEn los goteros de emisin continua o cintas de riego, el patrn de mojado tiende a ser unafranja hmeda continua (figura 1.7), ya que el espaciamiento entre emisores es muypequeo, menor de 0.50 m y la duracin de la cinta es de slo uno o dos ciclos.

Fig. 1.7. Sistema de riego con cintaMicroirrigacin

14


Actualmente, por aspectos de costos, el uso de cintas de riego del tipo T-tape, Bi-Wall, osimilares constituyen una forma econmica de aplicar el agua. Todas ellas suministran uncaudal continuo a lo largo de su recorrido, por lo que su caracterstica no se define encaudal por cada salida, sino en caudal por metro lineal de tubera. Se utilizan tantoextendidas sobre el terreno como enterradas.1.3.2.1. Adaptabilidada) Cultivo: aqullos que se pueden sembrar en hileras, tal es el caso de las hortalizas,con marco de plantacin pequeo como la cebolla, la calabaza, el chile, el jitomate,el pepino, el meln y la sanda. Este sistema de riego se puede emplear en cualquiercultivo que rentabilice la inversin con el incremento de las utilidades.b) Agua: se representan los mismos problemas que se mencionaron en los sistemas degoteo puntual.c) Suelo: este sistema de riego se adapta muy bien a suelos de textura arenosa a franca,con velocidad de infiltracin bsica en el suelo de media a alta, mayor de 3.0 cm/h.En suelos arcillosos, puede originar encharcamientos o escurrimientos.d) Topografa: se puede usar en terrenos planos y ondulados, con pendiente generalhasta del 5%, colocando las cintas regantes a nivel. Mientras mayor es la pendiente,las unidades de riego tienden a hacerse ms pequeas y en consecuencia aincrementar su costo relativo.Como las cintas trabajan con cargas hidrulicas del orden de los seis metros,soportan pequeos desniveles topogrficos sin que se originen grandes diferenciasde descargas. Por esta razn se adaptan bien a terrenos planos y de pendienteuniforme menor de 2%.e) Forma y tamao: para que la instalacin de este sistema por goteo sea lo msredituable posible, la superficie por regar debe ser de preferencia mayor de 10hectreas.f) Clima: ridos, semiridos y subhmedos. En climas subhmedos este sistema seemplea para aplicar agroqumicos y complementar el riego.g) Viento: no afecta la uniformidad de distribucin.1.3.2.2. Ventajasa) Menor costo si se le compara con otros sistemas por goteo.b) Su proceso de fabricacin es ms simple que el de cualquier gotero.c) Su funcionamiento requiere de menores presiones.15

Microirrigacin


d) Fcil de instalar y remover.1.3.2.3. Limitacionesa) Su coeficiente de variacin es alto.b) Su principal inconveniente es la falta de uniformidad, provocada en parte, por lapendiente del terreno.c) Para evitar la obstruccin de sus orificios de salida (causada por las colonias dealgas o partculas en suspensin), se requiere el uso simultneo de filtros de arena ymalla fina.1.4. Sistemas de riego por microaspersinEn el sistema de riego por microaspersin, el agua se suministra mediante emisores que ladispersan en el suelo cerca del tronco de los rboles frutales, humedeciendo la zona deraces (figura 1.8). El microaspersor se debe seleccionar para evitar encharcamientos yescurrimientos.

Fig. 1.8. Sistema de riego por microaspersinEste sistema se caracteriza por el uso de caudales generalmente inferiores a los 200 l/h porpunto de emisin, con emisores que se denominan difusores y tienen salidas fijas ymicroaspersores cuando disponen de deflectores mviles y su alcance efectivo no superalos 3 m.El riego por microaspersores se identifica por la ausencia de traslape, es decir, cada emisoraplica agua a una planta, sin tener interferencia ni cooperacin por parte de losmicroaspersores adyacentes.Microirrigacin

16


Cada microaspersor deber mojar entre un tercio y un cuarto, como mnimo, de lasuperficie en la que se extienden las races del rbol.1.4.1. Adaptabilidada) Cultivo: se utiliza en los frutales que se plantan en hileras. Por el gasto queproporciona cada emisor, se adapta muy bien a rboles de talla media como losctricos, la manzana, el pltano, el durazno, etctera.b) Agua: se presentan los mismos problemas que se mencionaron para el goteopuntual.c) Suelo: se adapta bien en texturas de media a arenosa (ligera) con velocidad deinfiltracin bsica de media a alta, mayor de 3.0 cm/h. Por el patrn de mojado, elmicroaspersor tiene ventajas grandes en suelos muy arenosos y con poca capilaridadya que permite que el agua se distribuya a lo ancho del suelo; sin embargo, tambintrabaja bien en suelos con buena capilaridad. En suelos arcillosos, puede generarencharcamientos o escurrimientos.d) Topografa: terrenos planos y ondulados, en zonas de lomero con pendiente hastadel 10%. Cuando trabaja con cargas hidrulicas de 20 m, soporta desniveles dehasta dos metros.e) Forma y tamao: para que la instalacin de un sistema de microaspersin sea lo msredituable posible, la superficie por regar debe ser de preferencia mayor a 20hectreas y en terrenos rectangulares.f) Clima: ridos y semiridos.g) Viento: afecta la uniformidad de distribucin del agua en suelo, sobre todo cuandoel rbol se encuentra en los primeros aos de su desarrollo. Lo ideal es que lavelocidad del viento sea menor a 15 km/h.1.4.2. Ventajasa) Se pueden aplicar caudales importantes a baja presin (15 a 20 mca), lo quedisminuye el costo total del sistema.b) Economa de agua. El suministro localizado del agua (sobre la zona de races),aumenta la eficiencia de aplicacin del sistema de riego. El rea bajo riego representanicamente una porcin que va del 40% al 70% de la superficie total de la plantacin,lo que conduce a una economa de agua.c) Se produce una disminucin importante de las malezas debido a la aplicacinlocalizada del agua. En consecuencia, hay un ahorro de mano de obra al disminuir laslabores de limpieza.17

Microirrigacin


d) Flexibilidad en el dimetro de cobertura. Es posible aumentar el dimetro decobertura a medida que se desarrollan los rboles en la plantacin, ya seaintercambiando boquillas, reemplazando deflectores o bien los dispersores.e) Conversin a sistemas de riego por goteo. Resulta posible convertir sistemas de riegopor microaspersin a riego por goteo cuando el diseo hidrulico lo permita.f) Un sistema de riego por microaspersin es ms fcil de controlar, ya que el nmero desalidas es menor y, adems cada una de ellas es visible a distancia.g) Flexibilidad en la disposicin del microaspersor. Por medio del tubn de alimentacingeneralmente de 60 a 100 cm de longitud, es posible colocar el emisor en diferentesposiciones. Es posible colocarlo cerca del tronco del rbol o entre rboles contiguos.h) Se puede utilizar para contrarrestar los efectos de las heladas cuando se colocan sobrela copa del rbol.i) Es posible utilizarlos para control de humedad y temperatura en invernaderosmediante nebulizadores.j) El costo de la red de tuberas es menor que en el riego por aspersin y similar al riegopor goteo, dado que se administran caudales medios (25 a 120 l/h) a menor presinque la aplicada en aspersin.1.4.3. Limitacionesa) Alto costo de inversin. Dado que se requiere generalmente, de uno o dosmicroaspersores por planta, adems del suministro de presin al agua de riego.b) Posicin vertical. Al igual que los aspersores convencionales deben instalarse de talmanera que los estabilizadores estn en posicin vertical.c) Malezas. Si se les deja crecer al lado del Microaspersor, pueden enredarse sobre elrotor e interferir en su funcionamiento. Aunque ya existen en la actualidad emisoresque son inmunes a estos problemas, ya que todos sus componentes son fijos.d) Averas mecnicas. Se dan sobre todo en la temporada de cosecha, lo que hacenecesaria la reposicin de piezas daadas.e) Fauna daina. El riesgo que representan ratones y conejos para la tubera depolietileno es comn para todos los sistemas de riego que emplean este material. Lainstalacin subterrnea de los laterales puede constituir una solucin parcial ocompleta a este problema.f) Filtracin. El sistema de riego por Microaspersin requiere filtracin. La filtracin nodebe ser tan fina como lo requiere el riego por goteo. A pesar de que la seccin deMicroirrigacin

18


flujo de un microaspersor con una descarga de 70 l/h, es idntica a la de un gotero detipo laberinto de 4 l/h, la trayectoria del agua dentro del microaspersor es mucho mscorta, y por lo tanto, disminuye el riesgo de obstruccin. Por lo general, es suficienteinstalar un filtro con unas mallas de 80 mesh.g) Interferencia por el viento: Ha sido observada, sobre todo en plantaciones jvenes enlocalidades donde se registran vientos intensos, afectando la uniformidad dedistribucin.

19

Microirrigacin


Microirrigacin

20


Captulo 2

INFORMACIN PARA ELABORAR PROYECTOSDE RIEGO POR MICROIRRIGACIN2.1. Informacin meteorolgicaLos elementos del clima que ms impactan en la determinacin de la evapotranspiracindel cultivo de referencia se muestran en la figura 2.1.

Fig. 2.1. Elementos del climaLa medida y registro de los elementos del clima a travs del tiempo se realiza en estacionesmeteorolgicas (figura 2.2).

Fig. 2.2. Estacin meteorolgica21

Microirrigacin


Es conveniente contar con registros de informacin (mnimo 20 aos) de cada una de lasvariables del clima a diferentes periodos de tiempo (pentadal, semanal, decadal y mensual)de cada uno de los aos de registro o, en su defecto a nivel medio por periodo considerado.Los factores del clima que se requieren para determinar la evapotranspiracin del cultivo dereferencia son: la latitud, altitud y proximidad al mar; los cuales estn generalmentedisponibles para cualquier localidad en estudio.En el cuadro 2.1 se muestran los datos tpicos a nivel medio mensual de las principalesvariables del clima, registrados en una estacin meteorolgica.Cuadro 2.1. Estacin meteorolgica Cazadero, Zacatecas.LOCALIZACINLongitud: 103.3 WAltitud: 1880 msnmINFORMACINEvaporacin Precipitacin TemperaturaInsolacinHumedad(mm)(mm)(C)(%)Relativa(%)1119.111.263451444.312.067402162.115.687332382.418.0623125612.420.6693921653.322.2546016774.520.9596715093.420.4596712272.619.5417312828.917.0666111010.013.8685010012.18.858511958375.116.762.851.4

Latitud: 23.7 NMesEneroFebreroMarzoAbrilMayoJunioJulioAgostoSeptiembreOctubreNoviembreDiciembreS/M

NOTA: En el caso de las laminas de agua evaporadas o precipitadas la cantidad anual es lasuma (S) de los valores mensuales. En el caso de las otra variable meteorolgica la ltimalnea da los promedios (M).En el caso de no contar con informacin sobre los elementos del clima para determinar laevapotranspiracin del cultivo de referencia, se puede emplear el cuadro 2.2 para realizaruna estimacin de la misma en la poca de mxima demanda, en el periodo de tiempoconsiderado.

Microirrigacin

22


Cuadro 2.2. Estimacin de la evapotranspiracin (ETP) del cultivo de referenciaClima

Temperatura Humedad relativapromedio (C)promedio (%)Fresco/humedo50Fresco/humedo50clido/humedoMuy clido/seco>38 1.500.85

TexturaArenosaMedia0.900.950.900.950.951.000.800.850.800.900.900.95

Fina0.951.001.000.900.951.00

Las principales prdidas de agua que influyen en la eficiencia de aplicacin (figura 2.13)son: la filtracin profunda o percolacin y la escorrenta.

Fig. 2.13. Eficiencia de aplicacinAdems, debern conocerse datos sobre el sistema de riego como los siguientes: nmero deemisores por planta, separacin entre emisores, separacin entre lneas laterales de riego,dimetro de mojado del emisor, carga y caudal nominal del emisor, y el ngulo decobertura del emisor.

33

Microirrigacin


Microirrigacin

34


Captulo 3

PROYECTO DE SISTEMAS PORMICROIRRIGACIN3.1. Diseo agronmicoEl diseo agronmico es el componente fundamental en todo proyecto de riego y el sistemade microirrigacin no es la excepcin. Es la parte en la que los errores tienen laconsecuencia ms grave, pues de nada sirven los afinados clculos hidrulicos si se parte deuna base equivocada cuyo resultado puede ser, por ejemplo, la salinizacin de un suelo porla falta de lavado o la insuficiencia de volumen de suelo mojado y la disminucin derendimiento del cultivo.El diseo agronmico comprende dos fases:a) El clculo de las necesidades de aguab) La determinacin de los parmetros agronmicos del riegoSe han desarrollado diversos mtodos para la prediccin de las necesidades de agua de loscultivos, debido en gran parte, a que los procedimientos para la medicin directa delaprovechamiento del agua por los cultivos son difciles y laboriosos. La eleccin delmtodo, para la estimacin de las necesidades hdricas vendr determinada esencialmentepor el tipo de informacin disponible en la zona donde se desea establecer el proyecto deriego.Se abordar el tema describiendo tres mtodos para el clculo de la evapotranspiracin dereferencia (ET0) que requieren diferente informacin de clima. El mtodo del tanqueevapormetro tipo A, el mtodo de Blanney-Criddle original y el mtodo de PenmanMonteith, mundialmente reconocido como el ms preciso. La eleccin del mtodo por elusuario depender del tipo de informacin a la que tenga acceso para desarrollar el proyectode riego.Cabe la pena mencionar que debido a que la orientacin de este captulo es eminentementeprctica, no se entrar en detalle sobre la teora en la que se basa cada una de lasmetodologas descritas. El trabajo se limita a presentar la secuencia de clculos y uso detablas para llegar al objetivo perseguido, tratando de presentar toda la informacinnecesaria para llevarlo a cabo.

35

Microirrigacin


3.1.1. Esquema de clculo de la necesidad total de agua de riego de los cultivosEn primer lugar se calcula la evapotranspiracin de referencia (ET0) que se define comoLa tasa de evapotranspiracin de una superficie extensa de gramneas verdes de 8 a 15 cmde altura, uniforme, en crecimiento activo, que sombrea totalmente el suelo y sin falta deagua.Posteriormente se selecciona el Coeficiente de Cultivo kc, y se calcula laEvapotranspiracin del cultivo (ETc), como producto de kc y ETo. No se consideranlimitaciones en la evapotranspiracin del cultivo por deficiencia de agua en el suelo,densidad de cultivo, plagas y enfermedades o baja fertilidad del suelo.Al valor de la ETc se le aplica una serie de correcciones que representan el efecto dedeterminadas condiciones locales de acuerdo con el marco de plantacin y la fraccinsombreada por el cultivo.El riego no es la nica fuente de agua de la planta, puede aprovechar la procedente de lalluvia efectiva (Pe) o el aporte por capilaridad si hay una capa de agua fretica prxima(Gw). El balance de todos estos factores conduce al clculo de las necesidades netas deriego (Nn).Finalmente, las necesidades totales (Nt) se calculan como la suma de Nn ms las prdidasdebidas a la ineficiencia del riego o a la fraccin de agua de lavado cuando sta es mayorque dichas prdidas.Una esquematizacin de todo el proceso antes referido se presenta en la figura 3.1.Clculo de Et0

Eleccin de Kc

Etc= Et0 * Kc

Coeficiente de Localizacin

Etc * Kl

Correc. por variacin climtica

(Nn) Necesidad neta de riego

Efic. de aplicacin (Ea)Uniformidad de Emisin (UE)Necesidad de Lavado(LR)

(Nt) Necesidad total de riego

Fig. 3.1 Determinacin de las necesidades totales de agua de riego de los cultivos

Microirrigacin

36


Conforme vaya siendo necesario, se introducirn varios procedimientos para llegar alresultado del diseo agronmico aplicable a la microirrigacin.3.1.2. Mtodo del tanque evapormetro tipo AEl tanque de evaporacin (figura 3.2) proporciona una medida del efecto combinado de latemperatura, humedad, velocidad de viento y radiacin sobre la evapotranspiracin delcultivo de referencia (ET0).

Radiacion

ClimaHumedad

VientoTemperatura

Tanque Tipo A

Cultivo de referencia

Fig. 3.2. Efecto de los elementos del clima sobre un cultivo de referencia y sobre el tanquetipo A

37

Microirrigacin


En ausencia de lluvia, la cantidad de agua evaporada durante un periodo, corresponde a ladisminucin del nivel de agua en ese mismo periodo. La cantidad de agua evaporada en eltanque responde de manera muy similar a como lo hara un cultivo de gramneas de 8 a 15cm de altura sin deficiencia de agua.Algunos factores producen diferencias significativas en la evaporacin de una superficielibre de agua y una superficie con cultivo. La reflexin de la radiacin solar es distinta enambas superficies. El almacenamiento de calor en el agua del tanque puede ser considerabley seguir evaporando durante la noche mientras que la mayora de los cultivos transpiranslo durante el da.Hay tambin diferencia en la turbulencia del viento, temperatura y humedad del aire sobrelas respectivas superficies. Hay transferencia de calor hacia la pared del tanque y estoafecta el balance de energa.Debido a todas estas diferencias, es necesario afectar la medicin por un coeficienteemprico de acuerdo con las condiciones en que se ha instalado el tanque.ET0 = Ktan Ev

(3.1)

Donde:ET0 - Evapotranspiracin de referencia, en mm/daKtan - Coeficiente del tanque tipo A, adimensionalEv - Evaporacin del tanque evapormetro, en mm/daEl valor del coeficiente del tanque depende de los siguientes factores:

Tipo de cobertura en el rea que circunda el tanque (cobertura verde o barbecho)La extensin a barlovento (distancia del tanque al punto que cambia la cobertura,WS)Velocidad del vientoHumedad relativa media

Dos casos son comnmente considerados (figura 3.3):Caso A, donde el tanque est colocado sobre una cubierta de pasto rodeado por unasuperficie de suelo sin cultivo, y el caso B, donde el tanque se coloca en una superficie desuelo sin ningn cultivo, rodeado por una cubierta vegetal.

Microirrigacin

38


cultivoverde

CASO B

CASO A

viento

viento

cultivocultivoverdeverde

superficieseca

50 m o ms

tanque

Cultivo

WS

50 m o mas

Superficieseca

Tanque

WS

Fig. 3.3. Casos de instalacin del tanque de evaporacin tipo ADe acuerdo con la medicin que se haga de la lmina de agua evaporada, se usa el cuadro3.1 para encontrar el coeficiente del tanque segn el caso de instalacin que se tenga, lavelocidad del viento, la humedad relativa y la distancia medida desde el tanque a dondecambia la cubierta del suelo.En el caso de que la velocidad del viento no pueda ser medida se puede asumir estavelocidad para condiciones medias en 2 m/s o 170 km/da. Este es el valor promedio dems de 2,000 estaciones en el mundo. Para alta velocidad del viento se considera 3 m/s o260 km/da y para velocidad baja se supone 1 m/s o 90 km/da. La humedad relativa puedeser estimada a partir de la temperatura mxima y mnima, por medio de la ecuacin 3.2.HR = 50 e(Tmn)/e(Tmx) + 50

(3.2)

Donde:HR- Humedad relativa media, en %e(Tmn) - Presin de vapor a saturacin a la temperatura mnima, en kPae(Tmx) - Presin de vapor a saturacin a la temperatura mxima, en kPaEn el cuadro 3.2 se anotan los valores de presin de vapor a saturacin para diferentestemperaturas con objeto de facilitar las estimaciones de esta variable.

39

Microirrigacin


Cuadro 3.1 Coeficiente de tanque, KTanCaso A. Tanque colocado sobre Caso B:Tanque colocado en un reasuperficie cultivadasin cultivo y secaHR(%)baja < media 40 - alta >baja < media 40 - alta >407070407070mediaVel vientoWS*WS*(m/s)(m)(m)Baja10.550.650.7510.700.800.858100.450.550.60100.450.500.551000.500.600.651000.400.450.5010000.550.600.6510000.350.400.45* WS es la distancia a barlovento a la cual cambia la cobertura del sueloFuente: FAO Irrigation and drainage paper. No. 56. Crop Evapotranspiration

Como puede apreciarse el factor vara entre 0.35 y 0.85. Como valor promedio puedetomarse 0.70 para hacer una primera aproximacin al valor de la ET0.

Microirrigacin

40


Cuadro 3.2 Valores de la presin de vapor a saturacin segn temperatura, en kPa

TC1.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.510.010.511.011.512.012.5

e(T)kPa0.6570.6810.7060.7310.7580.7850.8130.8420.8720.9030.9350.9681.0021.0371.0731.1101.1481.1871.2281.2701.3131.3571.4031.449

TC13.013.514.014.515.015.516.016.517.017.518.018.519.019.520.020.521.021.522.022.523.023.524.024.5

e(T)kPa1.4981.5471.5991.6511.7051.7611.8181.8771.9382.0002.0642.1302.1972.2672.3382.4122.4872.5642.6442.7262.8092.8962.9843.075

TC25.025.526.026.527.027.528.028.529.029.530.030.531.031.532.032.533.033.534.034.535.035.536.036.5

e(T)kPa3.1683.2633.3613.4623.5653.6713.7803.8914.0064.1234.2434.3664.4934.6224.7554.8915.0305.1735.3195.4695.6235.7805.9416.106

TC37.037.538.038.539.039.540.040.541.041.542.042.543.043.544.044.545.045.546.046.547.047.548.048.5

e(T)kPa6.2756.4486.6256.8066.9917.1817.3767.5747.7787.9868.1998.4178.6408.8679.1019.3399.5829.83210.08610.34710.61310.88511.16311.447

Fuente: FAO Irrigation and drainage paper No. 56. Crop Evapotranspiration

Descripcin de la instalacin del Tanque tipo A.El tanque de evaporacin es de seccin circular de 120.7 cm de dimetro y 25 cm deprofundidad (figura 3.4). Se fabrica con lmina de fierro galvanizado (calibre 22) o metalmonel (0.8 mm de espesor). El tanque se monta sobre una estructura de madera a 15 cm dealtura sobre el suelo. En la instalacin debe asegurarse que quede bien nivelado. Se llena de

41

Microirrigacin


agua hasta 5 cm antes del borde y el nivel del agua no se deja descender de los 7.5 cmdebajo de dicho borde. El agua debe ser regularmente cambiada, cuando menos cadasemana para eliminar signos de turbidez. Si se fabrica con lmina galvanizada debe serpintado anualmente con pintura de aluminio. Debe ser protegido para que no entrenanimales a beber agua.El sitio puede ser de 20 m por 20 m cubierto con pasto, abierto a todos lados para permitirla libre circulacin de aire. Tambin es preferible que est al centro de grandes campos decultivo.Las lecturas pueden ser tomadas diariamente por la maana al mismo tiempo que laprecipitacin. Para que sean ms precisas las lecturas se coloca un cilindro de 10 cm dedimetro y unos 20 cm de profundidad, con una pequea perforacin en el fondo y en l sehace la medicin.

Nivel de agua5 7.5 cm del borde

Cilindro de medicinFig. 3.4 Especificaciones del tanque tipo A

Microirrigacin

42


3.1.3. Mtodo de Blanney-CriddleLa frmula de Blanney-Criddle es usada ampliamente en diferentes regiones del mundo, enla cual se hace intervenir la temperatura media mensual y el porcentaje de horas luz pormes respecto del total anual.Originalmente los autores disearon el mtodo para estimar la evapotranspiracin delcultivo ETc durante todo el ciclo vegetativo del cultivo, mediante la ecuacin 3.3.ETc = (kg)(F)

(3.3)

Donde:Etc - Evapotranspiracin del cultivo, en cmkg - Coeficiente total de ajuste que depende del cultivo y la ubicacin dela zona de estudio (cuadro 3.3)F

- Factor climtico que es equivalente a la ET0 globaln

F = fii =1

fi

- Valores del factor climtico o ET0 mensuales, en cm Ti + 17.8 fi = Pi 21.8

Ti

- Temperatura media mensual, en C

Pi

- Porcentaje de horas luz del mes respecto del total anual (cuadro 3.4),en %

43

Microirrigacin


Cuadro 3.3. Coeficiente global de uso consultivo (kg) para las especies ms importantesCultivoAguacateAjonjolAlfalfaAlfalfaAlgodnArrozCacahuateCacaoCafCamoteCaa de AzcarCrtamoCereales de grano pequeo(Alpiste, Avena, Cebada, Centenoy Trigo)CtricosChileEsprragoFresaFrijolFrutales de hueso y pepita (hojacaduca)GarbanzoGirasolGladiolaHabaHortalizasJitomateLechuga y ColLentejaLinoMazMangoMelnNogalPapaPalma DatileraPalma de cocoPapayaPltano

Periodo decrecimientoTodo el ao3 a 4 mesesEntre heladasEn invierno6 a 7 meses3 a 5 meses5 mesesTodo el aoTodo el ao5 mesesTodo el ao5 a 8 meses

Coeficiente Global kg0.50 a 0.550.800.80 a 0.850.60.60 a 0.651.00 a 1.200.60 a 0.650.75 a 0.800.75 a 0.750.600.75 a 0.800.55 a 0.65

3 a 6 meses7 meses3 a 4 meses6 mesesTodo el ao3 a 4 meses

0.75 a 0.850.50 a 0.650.600.600.45 a 0.600.6 a 0.70

Entre heladas4 a 5 meses4 meses3 a 4 meses4 a 5 meses2 a 4 meses4 meses3 meses4 meses7 a 8 meses4 a 7 mesesTodo el ao1 a 4 mesesEntre heladas3 a 5 mesesTodo el aoTodo el aoTodo el aoTodo el ao

0.60 a 0.700.60 a 0.700.50 a 0.650.600.60 a 0.700.600.700.700.60 a 0.700.70 a 0.800.75 a 0.850.75 a 0.800.600.700.65 a 0.750.65 a 0.800.80a 0.900.60 a 0.800.80 a 1.00

SigueMicroirrigacin

44


CultivoPastos de gramneasTrbol ladinoRemolachaSandaSorgoSoyaTabacoTomateZanahoria

Periodo de crecimientoTodo el aoTodo el ao6 meses3 a 4 meses3 a 5 meses3 a 5 meses4 a 5 meses4 a 5 meses2 a 4 meses

Coeficiente Global kg0.750.80 a 0.850.65 a 0.750.600.700.60 a 0.700.70 a 0.800.700.60

Cuadro 3.4. Porcentaje de horas luz o insolacin en el da para cada mes del ao enrelacin al nmero total en un ao.Latitud Ene.

Feb.

Mar.

Abr.

May.

Jun.

Jul.

Ago.

Sept.

Oct.

Nov.

Dic.

15

7.94

7.10

8.44

8.46

8.99

8.82

9.05

8.83

8.27

8.24

7.73

7.87

16

7.90

7.08

8.43

8.47

9.02

8.86

9.09

8.86

8.27

8.22

7.70

7.83

17

7.86

7.06

8.43

8.49

9.06

8.90

9.13

8.88

8.27

8.20

7.66

7.79

18

7.82

7.04

8.42

8.51

9.10

8.95

9.17

8.91

8.28

8.18

7.63

7.74

19

7.78

7.02

8.42

8.52

9.13

8.99

9.21

8.93

8.28

8.17

7.59

7.70

20

7.74

7.00

8.41

8.54

9.17

9.03

9.25

8.96

8.28

8.15

7.56

7.65

21

7.70

6.98

8.41

8.56

9.20

9.08

9.30

8.98

8.29

8.13

7.52

7.60

22

7.66

6.95

8.41

8.58

9.24

9.12

9.34

9.01

8.29

8.11

7.48

7.56

23

7.62

6.93

8.40

8.60

9.28

9.17

9.38

9.03

8.29

8.09

7.45

7.51

24

7.57

6.91

8.40

8.61

9.32

9.22

9.42

9.06

8.30

8.07

7.41

7.46

25

7.53

6.88

8.39

8.63

9.36

9.27

9.47

9.09

8.30

8.05

7.37

7.41

26

7.49

6.86

8.39

8.65

9.40

9.31

9.51

9.12

8.30

8.03

7.33

7.36

27

7.44

6.84

8.38

8.67

9.44

9.36

9.56

9.14

8.31

8.01

7.29

7.31

28

7.39

6.81

8.38

8.69

9.48

9.41

9.61

9.17

8.31

7.99

7.25

7.26

29

7.35

6.79

8.37

8.71

9.52

9.47

9.66

9.20

8.32

7.97

7.21

7.20

30

7.30

6.76

8.37

8.73

9.57

9.52

9.71

9.23

8.32

7.94

7.16

7.15

31

7.25

6.74

8.36

8.75

9.61

9.57

9.76

9.26

8.32

7.92

7.12

7.09

32

7.20

6.71

8.36

8.77

9.66

9.63

9.81

9.29

8.33

7.90

7.08

7.04

45

Microirrigacin


Phelan propuso la siguiente correccin a cada una de las fi mensuales, la cual est enfuncin de las temperaturas medias mensuales (Ti):kti = 0.031144Ti + 0.2396

(3.4)

Para conocer las ETc de cada mes, el producto (fi)(kti) se multiplica por un coeficientemensual del cultivo de que se trate. El Servicio de Conservacin de Suelos del USDA haobtenido el coeficiente de desarrollo de cultivo kc para varios de ellos a partir de datosexperimentales, los cuales se presentan en el cuadro 3.5.Cuadro 3.5. Coeficientes de desarrollo kc para el uso en el clculo de Uso Consuntivocon el Mtodo de Blanney-Criddle%Desar.

Maz

Trigo Algodn Sorgo Crtamo Soya

Arroz

Frijol Ajonjol Garbanzo Cebada Jitomate Linaza Chile

Papa

0

0.42

0.15

0.20

0.30

0.14

0.51

0.45

0.50

0.30

0.30

0.15

0.43

0.30

0.48

0.30

5

0.45

0.20

0.22

0.35

0.16

0.45

0.50

0.54

0.35

0.35

0.20

0.43

0.35

0.50

0.35

10

0.48

0.30

0.25

0.40

0.18

0.41

0.55

0.60

0.40

0.40

0.30

0.43

0.40

0.55

0.40

15

0.51

0.40

0.28

0.48

0.22

0.45

0.65

0.65

0.50

0.50

0.40

0.45

0.50

0.65

0.45

20

0.60

0.55

0.32

0.60

0.27

0.51

0.72

0.73

0.60

0.55

0.55

0.45

0.55

0.75

0.50

25

0.65

0.70

0.40

0.70

0.35

0.51

0.80

0.80

0.70

0.65

0.70

0.50

0.70

0.80

0.60

30

0.70

0.90

0.50

0.80

0.44

0.51

0.85

0.90

0.80

0.70

0.90

0.55

0.90

0.90

0.70

35

0.80

1.10

0.62

0.90

0.54

0.52

0.90

0.97

0.87

0.75

1.10

0.65

1.00

0.93

0.82

40

0.90

1.25

0.89

1.00

0.64

0.55

0.92

1.05

0.95

0.78

1.25

0.75

1.10

0.95

0.97

45

1.00

1.40

0.90

1.08

0.76

0.57

0.93

1.10

1.00

0.80

1.40

0.85

1.15

1.03

1.05

50

1.05

1.50

0.98

1.07

0.88

0.60

0.93

1.12

1.10

0.82

1.50

0.95

1.20

1.05

1.06

55

1.07

1.57

1.00

1.05

0.97

0.63

0.93

1.12

1.20

0.85

1.57

1.00

1.28

1.05

1.25

60

1.08

1.62

1.02

1.00

1.07

0.66

0.92

1.10

1.28

0.85

1.62

1.03

1.30

1.05

1.30

65

1.07

1.61

1.00

0.95

1.07

0.68

0.90

1.05

1.30

0.82

1.61

1.02

1.35

1.03

1.35

70

1.05

1.55

0.95

0.90

1.08

0.70

0.85

1.02

1.32

0.80

1.55

0.98

1.30

1.00

1.38

75

1.02

1.45

0.87

0.82

1.02

0.70

0.80

0.95

1.29

0.75

1.45

0.95

1.28

0.97

1.38

80

1.00

1.30

0.80

0.75

0.96

0.69

0.68

0.87

1.25

0.70

1.30

0.90

1.25

0.90

1.35

85

0.95

1.10

0.75

0.70

0.86

0.63

0.63

0.80

1.10

0.65

1.10

0.85

1.10

0.85

1.33

90

0.90

0.95

0.65

0.65

0.76

0.56

0.58

0.72

1.00

0.60

0.95

0.80

0.95

0.80

1.30

95

0.87

0.80

0.55

0.60

0.60

0.43

0.55 70.00 0.90

0.50

0.80

0.75

0.80

0.70

1.25

100

0.85

0.62

0.50

0.55

0.45

0.31

0.47

0.40

0.62

0.70

0.60

0.60

1.20

Microirrigacin

0.62

0.80

46


Mes123456789101112

Caa0.300.350.500.600.770.900.981.021.020.98900.78

Alfalfa0.650.750.851.001.101.131.121.081.000.900.800.65

Pasto0.480.600.750.850.870.900.900.870.850.800.650.60

Vid0.200.230.300.500.700.800.800.750.670.500.350.25

Ctricos0.650.670.690.700.710.720.720.710.700.680.670.65

Frutales dehoja caduca0.200.250.350.650.850.950.980.850.500.300.200.20

Frutales dehojaperenne0.600.750.851.001.101.121.121.051.000.850.750.60

Fuente: Palacio, 1977Al final de este captulo se ejemplificar el uso de este procedimiento.3.1.4. Mtodo de Penman-MonteithUna reunin de expertos organizada por la FAO recomend la adopcin del mtodocombinado Penman-Monteith como nuevo estndar para la evapotranspiracin dereferencia.Con este mtodo se obtienen valores ms consistentes del consumo de agua de los cultivos.Adems las recomendaciones que han sido desarrolladas para el uso del mismo con datosclimticos limitados, han eliminado en gran medida la necesidad de otros mtodos declculo y crean una base consistente y transparente para un estndar global vlido paratodos los clculos de requerimientos de agua.La ecuacin usada para calcular la Evapotranspiracin de referencia es:

900U 2 (e a e d )T + 273 + (1 + 0.34U 2 )

0.408( Rn G ) +

ET0 =

(3.5)

Donde:ET0

-

Evapotranspiracin de referencia, mm/da

Rn

-

Radiacin neta en la superficie del cultivo, en MJ/m2/da

G

-

Flujo de calor en el suelo, en MJ/m2/da

T

-

Temperatura media, en C47

Microirrigacin


U2

-

Velocidad del viento medida a 2 m de altura, en m/s

ea-ed

-

Dficit de presin de vapor, en kPa

-

Pendiente de la curva de presin de vapor, en kPa

Constante psicromtrica, en kPa/C

900

-

Factor de conversin

Nota: Cada uno de los trminos de la ecuacin 3.5 llevan un proceso de clculo que quedafuera de los objetivos de este captulo. Se remite al lector a la bibliografa al final del libro,donde se explica la obtencin de cada uno de ellos.La utilizacin de este mtodo requiere la obtencin de la siguiente informacin climtica alnivel de detalle que se quiera estimar la ET0:

Temperatura mnima, en C

Temperatura mxima, en C

Humedad relativa, en %

Velocidad de viento medida a 2 m de altura, en km/da

Insolacin en h

Se ha desarrollado un software especfico para el uso de esta metodologa llamadoCropWat. El programa est disponible de manera gratuita en la pgina de la FAO(www.fao.org/ag/agl/aglw/cropwat.htm). Ms adelante se ejemplifica el uso de estesoftware para el calculo de ETo.3.1.5. Coeficiente de CultivoEl efecto de la transpiracin de las plantas y la evaporacin del suelo est integrado en unslo coeficiente denominado coeficiente de cultivo kc. El coeficiente de cultivo promedioes ms conveniente que manejar por separado el efecto de cultivo y de suelo.

Microirrigacin

48


Para calcular de manera simple la evapotranspiracin del cultivo es necesario identificar lasetapas de crecimiento, la duracin en das de cada una de ellas y seleccionar elcorrespondiente kc para cada etapa.El coeficiente de cultivo vara de cultivo en cultivo, etapa de desarrollo y regin geogrfica.Bajo el mtodo de la FAO, el kc est representado por lneas rectas conectando 4 etapas dedesarrollo (cuadro 3.6), como se indica en la figura 3.5.

Fig. 3.5. Coeficiente de cultivo y etapas de desarrollo

Cuadro 3.6. Etapas de desarrollo del cultivo, segn FAOValores deKc

Etapa deDesarrollo

kc1

Inicial

kc1-kc2

Rpidocrecimiento

De10% de cobertura a 75% o al mximo consumo de agua,lo que llegue primero.

kc2

Periodo medio

kc promedio al final de la estacin de mximo crecimientohasta que el consumo de agua comienza a declinar.

kc2-kc3

Periodo final

Descripcinkc promedio desde la plantacin a 10% de cobertura.

Desde que el kc comienza a declinar hasta la cosecha ocuando el consumo de agua llega a ser mnimo.

Como se observa en la figura 3.5, kc comienza siendo pequeo y aumenta a medida que laplanta cubre ms el suelo. Los valores mximos de kc se alcanzan en la floracin, se49

Microirrigacin


mantienen durante la fase media y finalmente decrecen durante la fase de maduracin. Lomejor es disponer de valores de kc para cada cultivo obtenido en la zona y para distintasfechas de siembras, pero en ausencia de esta informacin se pueden usar valoresorientativos que proporciona la FAO.El Manual 24 de la FAO, proporciona las etapas de crecimiento para bastantes cultivos endiferentes climas y lugares. Esta informacin se resume en el cuadro 3.7Cuadro 3.7. Duracin de etapas de desarrollo para varios cultivos y regionesCultivoBrcoli

Inicial Desarrollo Medio Final TotalFechasa. Hortalizas pequeas35454015 135Sept

Repollo

40

60

50

15

165

Sept

Zanahoria

2030

3040

50/30 206020

100150

Oct/EneFeb/Mar

30

50

90

30

200

Oct

Coliflor

35

50

40

15

140

Sept

Apio

25

40

95

20

180

Oct

25

40

45

15

125

Abril

30

55

105

20

210

Enero

20

30

20

10

80

Abril

25

35

25

10

95

Febrero

30

35

90

40

195

Oct/Nov

20

30

15

10

75

Abril

30

40

25

10

105

Nov/Ene

2535

3550

3045

1010

100140

Oct/NovFeb

Crucferas

Lechuga

ReginDesierto deCaliforniaDesierto deCaliforniaClima ridoClimamediterrneoDesierto deCaliforniaDesierto deCaliforniaClimasemiridoClimamediterrneoClimasemiridoClimamediterrneoClimamediterrneoClimamediterrneoClimamediterrneoClimamediterrneoClima ridoClimamediterrneoSigue

Microirrigacin

50


Cebolla (Seca)

15

25

70

40

150

Abril

Climamediterrneo2035110 45 210Oct; Ene.Clima rido;Calif.Cebolla (verde)253010570Abril/May Climamediterrneo20452010 95OctubreClima rido30555540 180MarzoCaliforniaCebolla (semilla)2045165 45 275SeptDesierto deCaliforniaEspinaca202015/25 560/70 Abr;ClimaSep/Octmediterrneo20304010 100Noviembre Clima ridoRbano51015535Mar/AbrMediterrneo, Europa101015540InviernoClima ridob. Hortalizas Familia de solanceas (Solanaceae)Planta de huevo30404020 130\1 OctubreClima rido30454025 40May/Junio ClimamediterrneoPimiento25/30 354020 125Abril/JunMediterrneo, Europa3040110 30 210OctubreClima ridoTomate30404025 135EneroClima rido35405030 155Abr/Mayo California25406030 155EneroDesierto deCalifornia35457030 180Oct/NovClima rido30404530 145Abril/Mayo Climamediterrneoc. Hortalizas Familia de cucurbitceas (Cucurbitaceae)Pepino20304015 105Jun/AgoClima rido25355020 130Nov; FebClima ridoCalabaza20303020 100Mar, Ago Climamediterrneo25353525 120JunioEuropaCalabacita Zucchini25352515 100Abr; Dic.Mediterr., regrida.20302515 90Mayo/Jun Mediterrneo, EuropaSigue51

Microirrigacin


Meln

25

35

40

20

120

3015

3040

5065

3015

140135

302010

453020

653020

203030

16011080

15

d. Races y Tubrculos252010 70

Abr/May

25

30

25

10

90

Feb/Mar

Mandioca: ao 1

20

40

90

60

210

ao 2Papa

15025

4030

110 6030/45 30

Estacinlluviosa360s115/130 Ene/Nov

25

30

45

30

130

304530

353035

507050

302025

145165140

15

30

50

30

125

302525

453065

9090100

151065

180155255

5025

4035

5050

4050

180160

45

75

80

30

230

Sanda

Betabel

Remolacha

35Frijol (Verde)

20

607040 205e. Legumbres (Leguminosae)303010 90

May

ClimamediterrneoMarzoCaliforniaAgostoDesierto deCaliforniaDic/Enero Clima ridoAbrilItaliaMarzo/Ago Desiertomedio orienteClimamediterrneoClimamediterrneoridoRegionestropicales

ClimasemiridoMayoClimacontinentalAbrilEuropaAbr/Mayo Idaho, USADicDesierto deCaliforniaEstacinRegioneslluviosatropicalesMarzoCaliforniaJunioCaliforniaSeptDesierto deCaliforniaAbrilIdaho, USAMayoClimamediterrneoNoviembre ClimamediterrneoNoviembre Clima ridosFeb/Mar

Calif., ClimamediterrneoSigue

Microirrigacin

52


Frijol (seco)

20

30

40

20

110

Mayo/Jun

15

25

35

20

95

Junio

Haba

251520

252530

303535

201515

10090100

JunioMayoMar/Abril

- seca- verdeChcharo

909020

454530

404030

60020

235175110

NoviembreNoviembreMarzo

Cacahuate

25

35

45

25

130

Estacinseca

35

35

35

35

140

LentejaChcharo

Soya

Alcachofa

Esprrago

Algodn

ClimacontinentalPakistn,Calif.Idaho, USAEuropaClimamediterrneoEuropaEuropaClimamediterrneoOeste frica

Latitudesaltas35453525 140Mayo/Junio Climamediterrneo20306040 150AbrilEuropa25357040 170Oct/NovClima rido15253515 90MayoEuropa20303515 100Mar/AbrClimamediterrneo35253020 110AbrilIdaho, USA15154015 85Diciembre Trpico2030/356025 140MayCentro deUSA20257530 150JunioJapnf. Hortalizas perennes (con dormancia en invierno)4040250 30 360Abril (ao 1) California2025250 30 325Mayo (ao Corte en2)mayo5030100 50 230FebInvierno tibio9030200 45 365FebClimamediterrneog. Cultivos de Fibras30506055 195Mar-MayEgipto,Pakistn,California.30505545 180AbrilTexasSigue53

Microirrigacin


45

90

30302530

50503540

Higuerilla

25

40

Alazor

2020

4035

5045

25

35

352025

553035

Lino

AjonjolGirasol

Cebada/Avena/Trigo

Trigo de invierno

Granos (pequeos)

Maz (grano)

45

45

225

Marzo

195180150220

SeptAbrilAbrilOctubre

180

March

2525

135125

Nov.Abril

55

30

145

Marzo

604045

402025

190100130

Oct/NovJunioAbril/May

i. Cereales503060306540

120135150

Noviembre Central IndiaMarzo/Abr 35-45 LJulioAfricaorientalAbrilNovDiciembre Desierto deCaliforniaDiciembre CaliforniaNoviembre ClimamediterrneoOctubreIdaho, USAAbrilClimamediterrneoOct/NovPakistn;RegionesridasAbrilfricaorientalDic/En

Elementos Básicos de Riego Presurizado

Documents

Transcript of Elementos Básicos de Riego Presurizado