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RIEGO LOCALIZADO: DISEÑO Y EVALUACIÓN

PRIMER DIPLOMADO DE PRODUCCIÓN DE BERRIS ÁREA: RIEGO Y DRENAJE

INSTRUCTOR: M.C. René Martínez Elizondo

Universidad Autónoma Chapingo Departamento de Irrigación agosto de 2013

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RIEGO LOCALIZADO: DISEÑO Y EVALUACIÓN René Martínez Elizondo

CONTENIDO 3. RIEGO LOCALIZADO ...................................................................................................... 3-1

3.1. DEFINICIONES RELACIONADAS CON RIEGO LOCALIZADO .................... 3-1

3.2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL RIEGO LOCALIZADO ............................ 3-2 3.3. COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO ...................... 3-3

3.3.1. Emisores .............................................................................................................. 3-3 3.3.2. Red de distribución ............................................................................................. 3-5 3.3.3. Cabezal de control ............................................................................................... 3-6

3.3.4. Equipo de filtrado ................................................................................................ 3-7 3.4. DISEÑO AGRÓNOMICO .................................................................................... 3-16

3.4.1. Porcentaje de Suelo Mojado.............................................................................. 3-16

3.4.2. Lámina de Riego (Lr) ........................................................................................ 3-21 3.4.3. Evapotranspiración del Cultivo (Et).................................................................. 3-21 3.4.4. Coeficiente de Uniformidad .............................................................................. 3-23 3.4.5. Intervalo de Riego ............................................................................................. 3-24

3.4.6. Tiempo de Riego ............................................................................................... 3-24 3.4.7. Unidades Operacionales .................................................................................... 3-25

3.4.8. Ejemplo de Diseño Agronómico de Riego........................................................ 3-25 3.5. DISEÑO HIDRÁULICO. ...................................................................................... 3-26

3.5.1. Cálculo de pérdida de carga continua. .............................................................. 3-26

3.5.2. Cálculo de pérdida de carga en tubería con salidas múltiples (lateral y terciaria). ........................................................................................................... 3-28

3.5.3. Diseño de una subunidad de riego. ................................................................... 3-29 3.5.4. Método para seleccionar los diámetros de tuberías secundarias y

principales. ........................................................................................................ 3-35 3.5.5. Selección de motobomba .................................................................................. 3-36

3.5.6. Ejemplo de Diseño hidráulico ........................................................................... 3-37 3.6. EVALUACION DEL SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO ............................ 3-43

3.6.1. Principales Puntos a Evaluar ............................................................................. 3-43

3.6.2. Uniformidad de Riego ....................................................................................... 3-43 3.7. MANTENIMIENTO DEL EQUIPO DE RIEGO ................................................. 3-46

3.7.1. Control Prenventivo de Algas con Cloro .......................................................... 3-46

3.7.2. Lavado de Precipitados de Carbonato de Calcio............................................... 3-46 3.7.3. Lavado de Otros Precipitados ........................................................................... 3-47

3.7.4. Manejo y Mantenimiento del Equipo de Riego Localizado.............................. 3-47

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ÍNDICE DE CUADROS Cuadro 3.1. Funcionamiento y dimensiones del hidrociclón serie 700 ............................... 3-10 Cuadro 3.2. Datos de funcionamiento de filtros de arena serie 600 .................................... 3-12

Cuadro 3.3. Datos de funcionamiento y dimensiones del filtro de mallas serie 300 ........... 3-14 Cuadro 3.4. Comparación de los diferentes tipos de anillos con los filtros de malla de

manera general (ARKAL 4900 de 2") ............................................................. 3-15 Cuadro 3.5. Porcentaje de suelo humedecido en relación a la descarga del gotero,

textura del suelo y separación entre laterales ................................................... 3-18

Cuadro 3.6. Datos de catalogo de fabricante de un microaspersor¡Error! Marcador no definido. Cuadro 3.7. Coeficiente F de Christiansen para salidas multiples ...................................... 3-29

Cuadro 3.8. Información de campo, para el cálculo del coeficiente de uniformidad .......... 3-45

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ÍNDICE DE FIGURAS Figura 3.1. Esquema de un sistema de riego localizado (Fuente: INIA 1983) .................... 3-2 Figura 3.2. Diferentes tipos de emisores de riego localizado ............................................... 3-4

Figura 3.3. Conexiones de emisores a la línea lateral .......................................................... 3-4 Figura 3.4. Mangueras o cintas de goteo .............................................................................. 3-5 Figura 3.5. Miniaspersores o microaspersores y difusores .................................................. 3-5 Figura 3.6. Red de distribución de un sistema de riego localizado ...................................... 3-6 Figura 3.7. Disposición de los diferentes elementos del cabezal de control ........................ 3-7

Figura 3.8. Componentes de un cabezal de control .............................................................. 3-7 Figura 3.9. Hidrociclón ........................................................................................................ 3-8

Figura 3.10. Diferentes modelos de hidrociclón de la serie 700 ............................................ 3-9

Figura 3.11. Curvas Caudal-Pérdidas de carga de hidrociclón serie 700 ............................... 3-9 Figura 3.12. Filtro de arena .................................................................................................. 3-11 Figura 3.13. Curva Carga-Caudal de un filtro de arena serie 600 ........................................ 3-11 Figura 3.14. Filtro de mallas ................................................................................................ 3-13

Figura 3.15. Filtro de discos ................................................................................................. 3-15 Figura 3.16. Patrón de mojado de un gotero y un miniaspersor ........................................... 3-17

Figura 3.17. Resultados de una prueba de campo con emisores de 4 y 20 lph en diferentes suelos ............................................................................................... 3-18

Figura 3.18. Diferentes disposiciones de emisores y laterales en riego por goteo ............... 3-20

Figura 3.19. Tanque evaporímetro tipo “A” ........................................................................ 3-22 Figura 3.20. Distribución de presiones en una subunidad de riego en terreno horizontal ... 3-30

Figura 3.21. Distribución de las subunidades y unidades operacionales, para hortalizas y frutales .......................................................................................................... 3-38

Figura 3.22. Toma de datos en campo para el cálculo del coeficiente de uniformidad ....... 3-44

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO DEPARTAMENTO DE IRRIGACIÓN

CURSO: RIEGO LOCALIZADO: DISEÑO Y EVALUACIÓN

INSTRUCTOR: M. C. RENÉ MARTÍNEZ ELIZONDO*

3. RIEGO LOCALIZADO 3.1. DEFINICIONES RELACIONADAS CON RIEGO LOCALIZADO

- El riego localizado, se considera como la aplicación del agua al suelo, en una zona más o menos restringida del volumen radicular, dentro del cual se encuentran el riego por goteo, miniaspersión y/o difusores. En este capítulo se incluirán algunas de las principales definiciones que orienten sobre el tema a tratar.

- Riego por goteo. Se llama así a los sistemas que aplican el agua con un caudal no superior a 16 lph, por punto de emisión o metro lineal de manguera de goteo.

- Riego por difusores o miniaspersores. Son sistemas que aplican el agua con un caudal superior a los 16 lph e inferior a los 200 lph por punto de emisión. La diferencia entre ambos es que el difusor tiene salidas fijas y el miniaspersor dispone de deflectores móviles.

- Subunidad de riego. Es la superficie que se riega simultáneamente desde un mismo punto, en donde se regula o controla la presión de entrada del agua, siendo conveniente la utilización de un regulador de presión en dicho punto, (ver figura 3.1).

- Unidad de riego. Es la superficie formada por el conjunto de subunidades que se riegan simultáneamente desde un mismo punto, donde se controla la dosis del agua por aplicar en cada riego (ver figura 3.1).

- Unidad operacional de riego. Es la superficie conjunta de las unidades de riego que funciona simultáneamente desde un mismo cabezal o centro de control (figura 3.1).

- Cabezal o centro de control. Es el conjunto de aparatos que dominan toda la superficie puesta bajo riego localizado y que sirven para medir el agua, filtrarla, tratarla, incorporar fertilizantes, proporcionar y controlar la presión, medir dosis de riego, entre otras (ver figura 3.1).

- Tuberías y emisores. El sistema de distribución y aplicación del agua, está constituido por tuberías y emisores, los cuales se clasifican y definen de la siguiente manera:

- PRINCIPALES. Son las que transportan el agua desde el cabezal hasta las unidades

de riego (ver figura 3.1). - SECUNDARIAS. Son las que, dentro de una unidad de riego abastecen a las

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distintas subunidades (ver figura 3.1). - TERCIARIAS. Dentro de la subunidad de riego son las que alimentan a las

tuberías laterales (ver figura 3.1). - LATERALES. Son las tuberías que llevan conectados los emisores (ver figura 3.1). - EMISORES. Son los dispositivos que controlan la salida del agua, desde las

tuberías laterales, en puntos discretos o continuos. Dentro de estos se encuentran los goteros, mangueras de riego, difusores y miniaspersores.

Regulador de presión

Válvulas volumétricas

Tubería principal 1, 2, 3 y 4 Unidades de riegoTubería secundaria A y B Subunidades de riegoTubería terciaria I = 1 + 3 Unidades operacionalesTuberías laterales II = 2 + 4 de riego

CABEZAL

Figura 3.1. Esquema de un sistema de riego localizado (Fuente: INIA 1983) 3.2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL RIEGO LOCALIZADO Con la finalidad de definir la potencialidad del riego localizado es necesario compararlo con los otros métodos de riego, principalmente con el riego por gravedad.

- Ventajas

- Ahorro de mano de obra. Esto ocurre debido a que el sistema generalmente es automatizado o semiautomatizado.

- Posibilidad de regar en cualquier tipo de topografía y espesores pequeños de suelo.

- Control adecuado de la aplicación y la distribución del agua en el suelo. - Posibilidad de usar aguas con alto contenido de sales. - No existe interferencia a causa de los vientos, como en el sistema de riego por

aspersión. - Se eliminan completamente los canales y acequias de distribución usadas en

riego por gravedad y se aumenta la superficie útil.

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Del riego localizado se obtienen algunos beneficios agronómicos, tales como: - Se facilita el control de las malas yerbas en el terreno, debido a que hay partes

del mismo que no se mojan. - Aumento en la producción y calidad de los frutos, ya que se mantiene un bajo

esfuerzo de humedad del suelo durante todo el ciclo del cultivo. - Riego continúo del cultivo durante un tiempo prolongado sin que esto traiga

problemas de asfixia radicular. - Fertilización a través del agua de riego, aumentando la eficiencia, la

localización y dosis de los abonos. De esta misma manera se pueden aplicar otros agroquímicos.

- Permite realizar, simultáneamente al riego, otras labores culturales, ya que al haber zonas secas, no se presenta obstáculo para desplazarse sobre el terreno.

- Evita la lixiviación de los nutrientes del suelo y el control sanitario se reduce notablemente.

- Desventajas

- El costo inicial de adquisición es elevado, dependiendo del cultivo, topografía y el grado de automatización que se quiera del equipo.

- El taponamiento de los emisores (goteros principalmente) debido a que su área de salida es bastante reducida. Esto está relacionado directamente con la filtración y la calidad química del agua.

- En caso de utilizar aguas con alto contenido de sales periódicamente sin realizar lavados al final de cada ciclo, el suelo corre el peligro de ensalitrarse a corto o mediano plazo.

- Requiere que los usuarios tengan conocimientos en el manejo adecuado del equipo instalado.

3.3. COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Los componentes principales de un sistema de riego localizado son: Cabezal, Tuberías de Distribución (Principal, Secundaria, Terciaria y Laterales), Emisores y Accesorios. Algunos de estos elementos fueron definidos anteriormente, por lo que sólo se complementará su descripción y clasificación de los mismos. Ver figura 3.1.

3.3.1. Emisores

En el riego localizado se distinguen principalmente cuatro tipos de emisores: goteros, mangueras de goteo, miniaspersores (microaspersores) y difusores. Los goteros son emisores con caudales inferiores a 16 lph, en los cuales se produce una disipación de la energía cinética del agua, de tal manera que al salir prácticamente lo hace con velocidad cero (ver figuras 3.2 y 3.3).

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Figura 3.2. Diferentes tipos de emisores de riego localizado

Figura 3.3. Conexiones de emisores a la línea lateral Las mangueras o cinta de goteo son conducciones provistas de perforaciones poco espaciadas (generalmente a menos de 0.5 m) o con pared porosa. El caudal que descargan es menor a 16 lph por metro lineal de tubería, empleándose por su bajo costo en cultivos de marco de plantación muy estrecho que requeriría una gran densidad de goteros. En general, son bastante sensibles al taponamiento, ya que tienen orificios de salida de diámetro inferior a 1 mm. Algunas de las mangueras de goteo que se pueden mencionar son: la porosa, las tipo "Twin-wall" y "By-wall" (2 tubos concéntricos), la corrugada (dos tuberías concéntricas, la exterior lisa y la interior corrugada) y las perforadas (ver figura 3.4).

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Figura 3.4. Mangueras o cintas de goteo Los miniaspersores y difusores pueden verse en la figura 3.5.

Figura 3.5. Miniaspersores o microaspersores y difusores

3.3.2. Red de distribución Las diferentes tuberías que intervienen en el riego localizado ya fueron definidas en el punto 3.1. En la figura 3.6 se pueden ver los diferentes componentes del sistema, donde se distingue la red de distribución.

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Figura 3.6. Red de distribución de un sistema de riego localizado El principal material utilizado en las tuberías es el policloruro de vinilo (PVC), el cual es un plástico rígido fabricado a partir de una materia prima compuesta esencialmente de resina sintética de PVC, mezclada con la proporción mínima indispensable de aditivos colorantes, estabilizantes y lubricantes.

El otro material utilizado es el polietileno (PE), que consiste en un plástico derivado del etileno, el cual se somete a un proceso de calor y presión que provoca la polimeración. Sus propiedades dependen de su peso molecular, de su densidad y de la distribución estadística de los diferentes pesos moleculares de las macromoléculas. Son productos a base de resina de polietileno y un aditivo de negro de humo que los protege contra la acción de los rayos ultravioleta, aumentando su estabilidad. El polietileno se puede encontrar en las siguientes modalidades: Polietileno de Baja Densidad (BD). Son tubos relativamente blandos y flexibles (no rígidos). Polietileno de Mediana Densidad (MD). Tubos relativamente menos flexibles, más duros y más resistentes a la temperatura que los de BD. Polietileno de Alta Densidad (AD). Tubos relativamente rígidos y duros. 3.3.3. Cabezal de control El cabezal de control incluye la estación de bombeo, los dispositivos para medir el agua, equipos de fertilización y aplicación de químicos, equipo de filtrado, diferentes válvulas de control y manómetros. En la figura 3.7 y 3.8, se muestra la disposición de los diferentes elementos del cabezal de control. En virtud de la importancia de estos dispositivos, algunos de ellos se tratarán con mayor detalle en capítulos posteriores.

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Válvula deno retroceso

Válvula decampo

Hidrociclón

Filtro de arena

Filtrode

mallas

TanqueFertilizador

Manómetro

Bomba

Cárcamode

Bombeo

Figura 3.7. Disposición de los diferentes elementos del cabezal de control

Figura 3.8. Componentes de un cabezal de control

3.3.4. Equipo de filtrado En un sistema de riego localizado, el principal problema que se tiene es el taponamiento de los emisores con partículas orgánicas e inorgánicas, provocan una mala distribución del agua en el lateral, por lo que se hace necesario que ésta sea filtrada adecuadamente. Los agentes que ocasionan obstrucción en los emisores pueden ser clasificados en dos grupos: físicos y químicos.

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Los agentes físicos consisten en sólidos suspendidos con partículas orgánicas (algas, diatomeas, peces, moluscos, crustáceos, insectos, gusanos, semillas y restos de vegetales) e inorgánicos (partículas de suelo). Para eliminar estos contaminantes es necesario utilizar prefiltros, separadores de arena y diferentes tipos filtros, dependiendo del origen y calidad del agua de riego. Los agentes químicos son componentes que pasan cualquier tipo de filtro debido a que van disueltos en el agua y que en algunas ocasiones precipitan en las tuberías o en los emisores, donde disminuye la velocidad de flujo. Para remover los químicos indeseables, existen procedimientos bastante costosos que los hacen no factibles desde el punto de vista económico. Sin embargo, un procedimiento aceptable que se sigue en estos casos, es la inyección en la red de distribución a través del agua de riego, de algunos ácidos fuertes que neutralizan los efectos adversos. Esta acción se complementa con un lavado a presión de las tuberías.

A. Prefiltros. Estos pueden estar localizados antes o después de la bomba y su finalidad es tratar el agua contaminada con sólidos. Cuando la fuente de abastecimiento es un río o un canal, que tiene en suspensión partículas gruesas, es necesario retirarlas antes de la bomba, utilizándose para estos casos una rejilla metálica o varias consecutivas, dependiendo de la situación particular. En el caso que el agua contenga cantidades grandes de arenas y limos, es recomendable eliminarlas mediante sedimentación, antes de llegar a la bomba, empleando depósitos largos y estrechos para evitar turbulencias que disminuyan su eficacia. Si el agua proviene de pozo profundo, en algunos casos trae arena en suspensión, la cual se debe retirar mediante separadores de arena, en la salida de la bomba. El dispositivo más utilizado para estos fines es el llamado Hidrociclón, de forma cónica, en el que se produce un flujo vorticial que consigue separar hasta el 98% de las partículas mayores de 100 micras, ver figuras 3.9 y 3.10.

.

Do

Figura 3.9. Hidrociclón

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El hidrociclón, para su funcionamiento, debe estar situado en posición vertical. El agua entra por la conducción Di, con flujo tangencial a la sección cilíndrica, Dc. El flujo rotacional elimina los sólidos más pesados hacia el colector de impurezas, localizado en la parte más baja de la unidad. El agua asciende por la parte central y sale hacia Do.

Figura 3.10. Diferentes modelos de hidrociclón de la serie 700

La pérdida de carga en un hidrociclón, se mantiene constante a lo largo del tiempo y depende del caudal a tratar. La figura 3.11, presenta un ábaco para obtener esas pérdidas y en el cuadro 3.1, se tienen las dimensiones del hidrociclón, en relación a la figura 3.10.

Figura 3.11. Curvas Caudal-Pérdidas de carga de hidrociclón serie 700

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Cuadro 3.1. Funcionamiento y dimensiones del hidrociclón serie 700

B. Filtros de arena. Consisten en tanques cilíndricos, generalmente metálicos o de plástico reforzado, llenos de arena y grava tamizada de un determinado tamaño. La filtración se produce cuando el agua pasa a través del espesor de arena, deteniendo arenas finas y material orgánico en grandes cantidades antes de requerir un lavado. Ver figuras 3.12 y 3.13. Las impurezas se retiran del filtro mediante un retrolavado, para lo cual debe permitirse una expansión del lecho filtrante del 15 al 25%. Por otra parte, en el tubo de salida del filtro debe colocarse una malla suficientemente cerrada que garantice que no pasará por ella la arena más fina.

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Figura 3.12. Filtro de arena

Figura 3.13. Curva Carga-Caudal de un filtro de arena serie 600 Diseño y Operación de un Filtro de Arena. El tamaño de partícula mínima que queda retenida en el filtro, es función del caudal y del tamaño de la arena, en ocasiones un solo filtro es suficiente y en otras será necesario poner dos o más, los cuales se ubican en batería (paralelo). Con fines de diseño, se dice en términos generales, que estos filtros trabajando en promedio, con 60 m3/h de caudal por m2 de lecho filtrante, son capaces de retener partículas 1/7 veces más pequeñas que el diámetro efectivo de sus arena. Al aumentar el caudal disminuye la eficiencia, por lo que no se recomienda sobrepasar los 70 m3/h por m2. Otra alternativa es

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utilizar la figura 3.13 y el cuadro 3.2 para diseño de filtros de la serie 600. C. Filtro de mallas. Este tipo de filtro generalmente se coloca después del sitio de aplicación de fertilizante, con el fin de detener los residuos sólidos de los fertilizantes que lleve el agua, como arenas o cualquier otro tipo de material inorgánico. El filtro lo constituye un cilindro metálico, que contiene en su interior el elemento filtrante, formado por un soporte cilíndrico (con agujeros grandes), alrededor del cual se cubre con una malla de acero inoxidable o de nylon, ver figura 3.14. Cuadro 3.2. Datos de funcionamiento de filtros de arena serie 600

C. Filtro de mallas. Este tipo de filtro generalmente se coloca después del sitio de aplicación de fertilizante, con el fin de detener los residuos sólidos de los fertilizantes que lleve el agua, como arenas o cualquier otro tipo de material inorgánico. El filtro lo constituye un cilindro metálico, que contiene en su interior el elemento filtrante, formado por un soporte cilíndrico (con agujeros grandes), alrededor del cual se cubre con una malla de acero inoxidable o de nylon, ver figura 3.14. La malla es el componente fundamental del filtro, puesto que las dimensiones de sus orificios, determinan el tamaño máximo de partículas que pueden atravesarlo y por tanto, la calidad del mismo. Las dimensiones de las mallas metálicas están normalizadas en diferentes países, unos emplean las medidas en mm o micras. En Estados Unidos de América (USA) y Canadá se designa con números y el fabricante TYLER (USA) introduce el término MESH que ha sido muy difundido y es la designación más comúnmente utilizada.

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MESH se define como el número de orificios por pulgada lineal, contadas a partir del centro de un hilo. En el cuadro 3.3 se pueden ver las características de los filtros serie 600.

Figura 3.14. Filtro de mallas

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Cuadro 3.3. Datos de funcionamiento y dimensiones del filtro de mallas serie 300

D. Filtro de discos o anillos. Este es un filtro que se instala entre la línea, cuya estructura permite su limpieza sin desconectarlo de la tubería de suministro de agua. Los elementos de filtrado están hechos a base de anillos ranurados, los cuales una vez que se aprietan crean un cuerpo cilíndrico de filtrado, ver figura 3.15. El grado de filtración depende del número de ranuras. Se han obtenido seis grados de filtrado, los cuales se distinguen por el color de los anillos. El cuadro 3.4 presenta estos datos para un filtro marca ARKAL de 2". Dentro de las características del filtro mostrado en el cuadro 3.4, se pueden señalar las siguientes: funciona con un caudal promedio de 20 m3/h (5.5 lps), fluctuando entre 12.6 m3/h (3.5 lps) y 27 m3/h (7.5 lps); la pérdida de carga varía de 0.5 a 3 m; el filtro está fabricado en plástico y diseñado para trabajar hasta 10 kg/cm de presión; el filtrado se lleva a cabo a través de todo el volumen del cilindro creado por los anillos y el filtro se debe montar horizontalmente, elevándolo como mínimo hasta medio metro del nivel del suelo.

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Figura 3.15. Filtro de discos Cuadro 3.4. Comparación de los diferentes tipos de anillos con los filtros de malla de manera

general (ARKAL 4900 de 2")

COLOR DEL ANILLO

AZUL

AMARILLO

ROJO

NEGRO

VERDE

GRIS

Número de anillos por filtro

101

180

186

257

241

316

Comparación con la malla (Mesh)

40

80

120

140

200

350

Abertura de paso (mm)

0.40

0.177

.125

0.105

0.075

0.05

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3.4. DISEÑO AGRÓNOMICO

Antes de realizar el diseño de un sistema de riego localizado, es necesario determinar y, especificar alguna información del cultivo, del efecto del clima, del suelo y del riego propiamente dicho. Algunos factores que se analizarán serán los siguientes: Porcentaje de Suelo Mojado, Lámina de Riego, Evapotranspiración del Cultivo, Coeficiente de Uniformidad, Intervalo y Tiempo d Riego, así como las unidades operacionales. 3.4.1. Porcentaje de Suelo Mojado Una ventaja del riego localizado, es que no se hace necesario mojar la totalidad del volumen radicular. Lo anterior se debe a la alta frecuencia de aplicación y a los nutrientes que se incorporan a través del agua de riego. Se ha comprobado que regando menos del 50% del total del área de influencia de una planta, se obtienen producciones importantes; sin embargo, no ha sido posible definir de manera contundente el porcentaje mínimo que debe regarse.

El porcentaje del suelo mojado (P), se define como el área mojada en relación con el área total de cultivo. Estos porcentajes son recomendados de acuerdo a la precipitación del lugar, tentativamente se aconseja para cultivos ampliamente espaciados, porcentajes superiores al 20% en zonas de alta precipitación y suelos de textura media o arcillosa, donde los riegos se aplican durante los periodos de sequía, que generalmente son cortos. Para zonas de baja precipitación se recomienda un P mayor del 33%.

Un aspecto que debe tenerse presente con fines de diseño, es que cuanto mayor sea el volumen de suelo mojado, menor será la posibilidad de que se produzca un imprevisto stress hídrico, cuando se amplía el intervalo entre riegos por una avería en la instalación, ya que se aumenta la posibilidad de utilizar la reserva de agua del suelo.

Es necesario contar con una buena estimación de forma y dimensiones del bulbo húmedo formado a partir de un emisor, ya que esto dependerá el número de emisores y su localización en el campo.

En el caso de los emisores que utilizan el aire como medio de propagación del agua (microaspersores), la cuestión puede resolverse midiendo la superficie mojada o tomándola de un catálogo. Posteriormente habrá en el suelo un movimiento adicional, en general poco importante, que puede utilizarse como factor de seguridad.

Cuando los emisores utilizan el propio suelo como medio de propagación del agua (goteros, mangueras de goteo, etc.) la forma y dimensiones del bulbo húmedo dependen, principalmente, de las propiedades y característica del perfil del suelo, del volumen de agua aplicado, del caudal del emisor y de la topografía del terreno. Ver figura 3.16.

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Figura 3.16. Patrón de mojado de un gotero y un miniaspersor A. Estimación de volumen de suelo mojado. Esta estimación se puede obtener de manera directa, utilizando una prueba de campo con los goteros que se usarán y en las condiciones de suelo y clima del lugar del proyecto. Otra manera es utilizar tablas obtenidas de los resultados de algunos experimentos, los cuales se tratarán de adaptar utilizando datos medios.

A-1. Prueba de campo. Es el método más directo y simple con fines de diseño. El equipo necesario para realizar la prueba es el siguiente:

- Depósito para agua de 100 l de capacidad. - Soporte para elevar el depósito con el fin de dar la carga requerida, o bien

utilizar una motobomba. - Tubería de polietileno de 16 mm de diámetro por 3 ó 5 m de longitud. - Emisores de flujo turbulento. - Un filtro pequeño de mallas.

Con este equipo se aplican, a través de laterales con emisores suficientemente espaciados como para que no haya traslape de bulbos, tres o más volúmenes de agua, un 20% mayor al obtenido en los cálculos estimativos, como necesario a aplicar desde un emisor. Durante el proceso, a intervalos de tiempo previamente fijados, se determina el avance del bulbo formado por emisor (midiendo profundidad y diámetro de mojado) por muestreo o abriendo una zanja, según una línea recta que pase por el punto donde estaba situado el emisor, se toman las medidas necesarias para dibujar con la mayor exactitud posible la forma del suelo mojado. Normalmente no es posible la determinación exacta de los contornos del bulbo, cuando el suelo se ha sometido a varios ciclos de humedecimiento aunque es suficiente con fines de diseño.

Los datos a tomar son: profundidad y radio o diámetro de mojado para los diferentes volúmenes aplicados. Se calcula la relación radio/profundidad, ya que cambios muy bruscos en esta relación deben interpretarse como que el frente de humedad ha alcanzado una discontinuidad en el perfil del suelo. Ver figura 3.17.

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Figura 3.17. Resultados de una prueba de campo con emisores de 4 y 20 lph en diferentes suelos A-2. Uso de tablas. En ocasiones no es posible realizar una prueba de campo, de tal manera que es necesario apoyarse en tablas las cuales tienen datos medios. Karmeli y Keller (1975), presentan una tabla que permite conocer el porcentaje de suelo mojado (P) para un lateral simple, utilizando como datos de entrada, el caudal del gotero, la textura del suelo y la separación entre laterales. Otra información que proporciona esta tabla es la separación entre emisores. Ver cuadro 3.5. Cuadro 3.5. Porcentaje de suelo humedecido en relación a la descarga del gotero, textura del

suelo y separación entre laterales

Separación Efectiva entre Laterales (Sl)

m

pies

Caudal de Goteros

Menos de 1.5 lph (0.4 gph)

2 lph (0.5 ghp) 4 lph (1 gph) 8 lph (2 gph) Mayor de 12 lph (3 gph)

Espaciamiento recomendado entre goteros a lo largo de la lateral para textura de suelo: Gruesa (G), Media (M) y Fina (F)

G

M

F

G

M

F

G

M

F

G

M

F

G

M

F

0.2

0.5

0.9

0.3

0.7

1.0

0.6

1.0

1.3

1.0

1.3

1.7

1.3

1.6

2.0

0.7

1.7

3.0

1.0

2.3

3.3

2.0

3.3

4.3

3.3

4.3

5.6

4.3

5.3

6.6

m pies

Porcentaje de suelo humedecido

0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0

(2.6) (3.3) (3.9) (4.9) (6.6) (8.2) (9.8) (11.5) (13.1) (14.8) (16.4) (19.7)

38 33 25 20 15 12 10 9 8 7 6 5

88 70 58 47 35 28 23 20 18 16 14 12

100 100 92 73 55 44 37 31 28 24 22 18

50 40 33 26 20 16 13 11 10 9 8 7

100 80 67 53 40 32 26 23 20 18 16 14

100 100 100 80 60 48 40 34 30 26 24 20

100 80 67 53 40 32 26 23 20 18 16 14

100 100 100 80 60 48 40 34 30 26 24 20

100 100 100 100 80 64 53 46 40 36 32 27

100 100 100 80 60 48 40 34 30 26 24 20

100 100 100 100 80 64 53 46 40 36 32 27

100 100 100 100 100 80 67 57 50 44 40 34

100 100 100 100 80 64 53 46 40 36 32 27

100 100 100 100 100 80 67 57 50 44 40 34

100 100 100 100 100 100 80 68 60 53 48 40

RME 3-19


A-3. Cálculo del Porcentaje de Area Humedecida (P). Para aumentar el P o bien para aplicar más apropiadamente el agua de acuerdo al marco de plantación, es necesarios utilizar varias disposiciones de los laterales y emisores. En la figura 3.18, se observan diferentes maneras en la colocación de los laterales y emisores. Para calcular el P, en casos que no sea lateral simple, se utilizan fórmulas apoyándose en datos de campo y la el cuadro 3.5.

- Doble lateral. Consiste en colocar dos líneas laterales por cada hilera de plantas. El valor de P se obtiene mediante la siguiente fórmula: P= P1S1+P2S2 Sr (3.1) Donde: P – En % Sr = Separación entre hileras de plantas, en m. Ver figura 3.18

S2 = Separación más pequeña entre pares de laterales, la cual se obtiene del cuadro 3.5, tomando el valor mayor de separación entre laterales (Sl) que proporcione un P1 = 100%

P2 = 100% S1 = Separación mayor entre laterales, calculado así S1=Sr-S2, en m. Ver figura 3.18.

P1 = Al P obtenido del cuadro 3.5, entrando con el dato de S1

( separación de laterales).

- Zig.zag y cola de cochino. Esta disposición se utiliza más en el riego de árboles y consiste en colocar la línea lateral alrededor de la planta (zig-zag) con los goteros necesarios para aplicar la cantidad de agua requerida y el P deseado. La otra forma (“cola de cochino”), es derivar de la línea lateral un pedazo de manguera del mismo diámetro, con los goteros necesarios espaciados, tomando en cuenta la textura y caudal, de acuerdo al cuadro 3.5, procurando que ese espaciamiento sea tan amplio como sea posible sin dejar puntos secos aislados.

- Para calcular el P en estos casos, se aplica la siguiente ecuación:

SrSt

SSnP we

****100

(3.2)

Donde: n = Número de puntos de emisión por árbol. Se = Espaciamiento entre puntos de emisión. (del cuadro 3.5), en m.

Sw = Ancho de faja humedecida. Se obtienen del cuadro 3.5, entrando en la columna con el caudal del emisor y textura dada, obteniendo el máximo valor de separación de laterales para un valor de P = 100% en m.

St = Espaciamiento entre árboles, en m. Sr = Espaciamiento entre hileras de árboles, en m.

RME 3-20


- Emisores de salidas multiples. Cuando se utilizan disposiciones de laterales con emisores de salidas múltiples, los puntos de emisión pueden espaciarse para lograr los mismos resultados obtenidos utilizando doble lateral, como los descritos anteriormente. En otra disposición, los puntos de emisión son agrupados alrededor de cada árbol y los valores de P se deberán estimar como se explicó para la disposición en zigzag y “cola de cochino”.

Figura 3.18. Diferentes disposiciones de emisores y laterales en riego por goteo

RME 3-21


- Emisores de salidas multiples. Cuando se utilizan disposiciones de laterales con emisores de salidas múltiples, los puntos de emisión pueden espaciarse para lograr los mismos resultados obtenidos utilizando doble lateral, como los descritos anteriormente. En otra disposición, los puntos de emisión son agrupados alrededor de cada árbol y los valores de P se deberán estimar como se explicó para la disposición en zigzag y “cola de cochino”.

3.4.2. Lámina de Riego (Lr)

Para conocer la lámina de riego que se va a aplicar a un terreno utilizando riego localizado, se debe considerar el valor de P, con el fin de definir únicamente las áreas que fueron mojadas y por otro lado, la humedad a la cual se desea se aplique el siguiente riego, el cual, en riego por gravedad o aspersión es conocido como punto crítico. Lo anterior equivale a la lámina de aplicación media. Se puede expresar por:

100***)1(*

100)( P

ZDaPCPMPCC

Lr

(3.3)

Donde: Lr = Lámina media aplicada por riego, en cm. CC = Capacidad de campo, en % PMP = Punto de marchitamiento permanente, en %.

PC = Punto crítico al cual se pretende dar los riegos. Es el valor de humedad aprovechable a la cual se establece dar el riego, expresado en decimal.

Da = Densidad aparente relativa, adimensional. Z = Profundidad del suelo que se desea mojar, en cm. P = Porcentaje de área humedecida (%). 3.4.3. Evapotranspiración del Cultivo (Et)

Cuando no se dispone de datos de investigación, es necesario utilizar fórmulas empíricas para conocer la Et del cultivo, algunas de estas fórmulas incluyen coeficientes correctores lo más cercano a la realidad, cuando se utiliza riego localizado.

Hay múltiples fórmula empíricas, basadas en diferentes datos climáticos. Para diseño y manejo, ha dado buenos resultados utilizar los datos del tanque evaporímetro tipo "A" (figura 3.19), ya que integra diferentes variables climáticas, tales como radiación, temperatura y viento, principalmente. Para diseño es muy aceptable la siguiente fórmula: Etd = 0.7 (Ev) (3.4)

Donde: Etd= Evapotranspiración diaria, en mm. Ev = Evaporación diaria del tanque "A", en mm.

RME 3-22


Figura 3.19. Tanque evaporímetro tipo “A”

Debido a que en riego localizado no se moja la totalidad del área de influencia, en ocasiones se calcula la cantidad de agua evapotranspirada en función del área cubierta por la planta (área sombreada), esto aplicado más directamente cuando se riegan árboles frutales. Para California se propuso la siguiente fórmula:

EvFEtd **6.0 (3.5) Donde: Etd y Ev = Mismo significado que en la ecuación (3.4). F = Coeficiente en función de la cobertura del cultivo. F = 1, para un 75% de cobertura. F = 1.33, para un 100% de cobertura. Para determinar la Etd, se pueden utilizar otras fórmulas empíricas, de acuerdo a los datos

climáticos disponibles, tratando de adaptarla mediante coeficientes, a las condiciones específicas del riego localizado.

RME 3-23


3.4.4. Coeficiente de Uniformidad

La mala distribución del agua en el terreno, es la principal responsable de pérdidas de agua en un riego localizado, ya que los demás factores (conducción, escorrentía, evaporación, percolación profunda) se reducen considerablemente.

Al principio, se utilizó la fórmula propuesta por Christiansen para calcular el coeficiente de uniformidad. Sin embargo, se observó que presentaba algunos inconvenientes en el riego localizado, ya que esta fórmula mide las desviaciones con respecto a la lámina media aplicada. Lo anterior significa que se le da idéntica importancia a las variaciones por encima de la media que las que están por debajo.

Esto es grave en el caso de goteo, pues mientras las variaciones por encima indican un desperdicio de agua que en general no afectan al cultivo, pero sí a la eficiencia del riego, la variación por debajo indica que la planta recibe menos agua, por lo que su producción disminuirá e incluso puede perderse totalmente.

Karmeli y Keller (1975), propusieron la siguiente fórmula para calcular el coeficiente de uniformidad (CU), en base a la parte del terreno más desfavorablemente regado:

q

q

e

CV 1.27- 1 100 = CU min*

**

(3.6)

Donde:

CU - En % CV = Coeficiente de variación del emisor en su proceso de fabricación, en

decimal. e = Número de emisores por planta. qmin = Caudal que da el emisor que funciona más desfavorablemente, en lph.

q = Caudal medio de los emisores, en lph.

Otra manera de calcular el coeficiente de uniformidad, consiste en ordenar los datos obtenidos de la prueba de campo, de mayor a menor, luego se dividen en cuatro partes y se le saca el promedio de los caudales a la cuarta parte de datos más bajos y lo que se obtenga se divide entre la media de todos los datos medidos y se multiplica por 100.

100*%25

q

qCU

(3.7)

Donde: q25% = Caudal medio de la cuarta parte inferior, en lph. q audal medio, en lph.

Este coeficiente sirve para evaluar un sistema y para ponderar las láminas de riego que requiere el cultivo.

RME 3-24


3.4.5. Intervalo de Riego

Para un diseño de riego localizado, se obtiene el intervalo para los días de mayores necesidades del cultivo.

max

max

Etd

LI (3.8)

Donde: I = Intervalo ente riegos, en días.

Lmax = Lámina máxima aplicada (o disponible sin bajar del Punto Crítico), en mm.

Etdmax = Evapotranspiración del mes de máxima demanda, en mm/día.

El intervalo, en este método de riego, fluctúa de 1 a 3 días, de tal manera que el agua esté fácilmente disponible en el suelo, tendiendo a obtener la máxima producción del cultivo, ya que la disponibilidad del agua no se tiene como limitante.

Si el intervalo de riego se deja fijo durante todo el ciclo del cultivo, es necesario considerar como variable el tiempo de riego, ya que las necesidades del cultivo son diferentes en cada época del ciclo vegetativo.

3.4.6. Tiempo de Riego

El tiempo de riego (T), depende de la lámina de riego que se requiere aplicar (Lr), la cual se cambia por la ETd max, por considerarse más real, y del caudal medio del

emisor ( q ). Al expresar la ETd max, en mm y el porcentaje de área humedecida, se

determina el volumen de agua que se aplica en dicha área y se divide entre q resultando la siguiente ecuación:

****I*ETdmax

CUq

PSlSgT (3.9)

Donde: T - En horas. ETdmax – En mm Sg = Separación entre goteros, en m (en frutales = Separación entre árboles)

SL = Separación entre laterales, en m (en frutales = Separación entre líneas de árboles)

q = En lph P = Porcentaje de suelo mojado (%)

CU = Coeficiente de uniformidad, en %

RME 3-25


3.4.7. Unidades Operacionales

Con el fin de disminuir los costos del sistema se recomienda, siempre que sea posible, dividir la aplicación de todo el sistema en varios turnos de riego (unidades operacionales), los cuales se calculan con la siguiente fórmula:

díariotr

h

Idíariotr

IhN

maxmax **

(3.10)

donde: N = Número de unidades operacionales, número entero: h = Número de horas por días que se pretende regar, en h/día: I = Intervalo de riegos, en días. Trmax = Tiempo de riego calculado para el mes de máxima demanda, en h/día.

3.4.8. Ejemplo de Diseño Agronómico de Riego DATOS: Evaporación de tanque A (Ev) = 8 mm Punto crítico de riego = 70 % = 0.7 Profundidad de mojado = 40 cm =400 mm Marco de plantación hortalizas : 0.3 x 1.20 m Coeficiente de uniformidad (CU) = 90 % Longitud de lateral (tirada de riego) = 100 m Capacidad de campo (CC) = 28 % Porciento marchitamiento permanente (PMP) = 14 % Densidad aparente (Da) = 1.2 g/cm3 HORTALIZAS: Goteros de 2.0 lph colocados cada 30 cm HORTALIZAS:

1. Disposición del sistema. Se utilizará una línea lateral, del diámetro que se seleccione posteriormente en el diseño hidráulico, con goteros cada 0.7 m, de acuerdo al cuadro 3.5, donde se entra con un q = 2 lph y textura media.

2. Se obtiene el porcentaje de área humedecida (P), entrando al cuadro 3.5, con un q =2 lph, separación de laterales = 1.2 m y textura media, obteniéndose un valor de P = 67 %.

3. Se calcula la lámina media de riego requerida en el suelo, utilizando la ecuación (3.3) :

mmLr 5.1310067

*400*2.1*)70.01(*100

)1428(

4. Se calcula la ETdmax, utilizando la ecuación (3.4):

díammEtd /6.58*7.0

RME 3-26


5. Utilizando la ecuación (3.8) Se obtiene el intervalo de riego

díasI 24.26.55.13

6. Tiempo de riego. Se calcula utilizando la ecuación (3.9)

horashorasT 45.39067

* 2

2.1*0.7*2*5.6

7. Unidades operacionales (N), apoyándonos en la ecuación (3.10)

díatercercregandolesOperacionaUnidadesN /44

16

O bien 8 unidades operacionales regando diario (4 un día y 4 el otro)

diarioregandolesOperacionaUnidadesN 82*22*16

3.5. DISEÑO HIDRÁULICO. En este diseño se determina la longitud y/o el diámetro de las tuberías para que funcione dentro de los límites establecidos por el diseño. En la mayoría de los casos se realiza una distribución previa de las subunidades y unidades de riego, de tal manera que queden definidas las longitudes de las tuberías, faltando sólo la selección de los diámetros apropiados. En ocasiones, las menos, se tienen seleccionados o propuestos los diámetros de tuberías laterales o terciarias (Distribuidores), quedando para diseño el cálculo de la longitud máxima que se puede tener en estas tuberías, de acuerdo a las condiciones topográficas e hidráulicas existentes en la instalación. 3.5.1. Cálculo de pérdida de carga continua. El flujo en las tuberías de riego localizado, está considerado como régimen turbulento liso, motivo por el cual en las fórmulas empíricas exponenciales monomias que son de la forma: J = C*.D- α *Qβ , el exponente β es igual a 1.75. Otra manera de calcular las pérdidas de carga continua en una tubería de riego localizado, es a partir de la fórmula de Darcy-Weisbach, la cual se expresa.

32

10*2

**g

f

V

D

Lfh

(3.11)

RME 3-27


Donde: hf = Pérdida de carga continua, en m.

f = Factor de rozamiento, el cual depende del régimen de flujo en la tubería. Tablas o ábacos.

L = Longitud de la tubería, en m. D = Diámetro interior, en mm. V = Velocidad del fluido en la tubería, en m/s. g = Aceleración de la gravedad, en m/s2 Blasius, mencionado por INIA (1983), ha propuesto el cálculo de f para un número de Reynolds (Re), comprendido entre 3000 y 105, donde fluctúa el régimen en los cuales trabajan las tuberías de riego localizado. Esta expresión es la siguiente:

f = 0.31*(Re)-0.25 (3.12) En todos los casos

D

Q*10*26.1Re 6 (3.13)

Esto para agua con temperatura de 20ºC. Combinando las ecuaciones (3.11), (3.12) y (3.13) y realizando las conversiones de unidades necesarias, se puede obtener la siguiente ecuación, para calcular la pérdida de carga unitaria, para tuberías de polietileno y PVC, utilizadas en riego localizado:

75.4

75.17 *10*89.7

100*D

Q

L

hfJ

(3.14)

Donde: J = Pérdida de carga unitaria (m/100 m). Q = Caudal de la tubería, en ℓps D = Diámetro en mm. hf = Pérdida por fricción total, en m. L = Longitud de la tubería, en m. La ecuación (3.14) es recomendable para diámetros iguales o menores de 125 mm y cuando 105 < Re < 107. En caso de requerir el cálculo de la pérdida de carga para tuberías con diámetros mayores de 125 mm, se recomienda la siguiente ecuación:

828.4

828.17 *10*59.9

D

QJ

(3.15)

RME 3-28


3.5.2. Cálculo de pérdida de carga en tubería con salidas múltiples (lateral y terciaria). Se considera una tubería con salidas múltiples cuando ésta tiene salidas igualmente espaciadas y además en cada una de ellas se requiere extraer el mismo caudal. Cuando este es el caso, se hace necesario multiplicar la pérdida de carga continua por el factor de Christiansen (F), que depende del exponente al que esté elevado el Q o la V, en el cálculo de pérdida de carga, del número de salidas (emisores o laterales) y si la separación del primer emisor al punto de alimentación es la separación entre emisores (Se) o la mitad (

21 Se), Ver cuadro 3.7.

En los laterales, la conexión de cada emisor produce una pérdida de carga, la cual se puede expresar como longitud equivalente del lateral (fe), de tal manera que la pérdida unitaria por este concepto quedaría:

Se

feSeJJ

*, (3.16)

donde:

,J = Pérdida de carga unitaria corregida por las pérdidas de conexión del emisor, en m/100 m.

fe – En m. Se = Separación entre emisores, en m. Esta fórmula también se utiliza para tuberías terciarias, considerando como salidas la conexión de los laterales. Por lo tanto, para calcular la pérdida de carga (hf) de una tubería lateral o terciaria, se utiliza la siguiente expresión:

100**, l

FJh f (3.17)

Donde: hf – en m. J, – Definida en la ecuación (3.16) F = Factor de Christiansen. Ver cuadro 3.7 l = Longitud del lateral o terciaria, en m.

RME 3-29


Cuadro 3.6. Coeficiente F de Christiansen para salidas multiples

3.5.3. Diseño de una subunidad de riego. La subunidad de riego la forman las tuberías laterales (que tienen los emisores) y las tuberías terciarias o distribuidoras (de las cuales salen las líneas laterales). Ambos tienen salidas múltiples, por lo que la pérdida de carga se calcula de la misma manera y respecto a la pérdida de carga permisible se considera una tolerancia para toda la subunidad y ésta se distribuye luego entre las laterales y terciarias.

A. Pérdida de carga permisible de una subunidad (método 1). Se calcula el Caudal mínimo de la subunidad (qmin), el cual depende del coeficiente de uniformidad (CU) que se desee obtener en la distribución del agua de la subunidad. En la figura 3.20, se observa la distribución de las presiones en una subunidad de riego de topografía plana. En la entrada de la tubería terciaria se tiene la mayor presión y la presión mínima (hn)s

en la parte final. La presión media ( h ), requerida para el emisor tenga el gasto

nominal (medio), q , se localiza aproximadamente al 40% de la subunidad de riego.

RME 3-30


Figura 3.20. Distribución de presiones en una subunidad de riego en terreno horizontal

Para conocer el qmin, se propone el CU que se desee tener en la subunidad y conocido el q se despeja de la ecuación (3.6), quedando:

)*27.1

1(*100

)(*min

e

CVqCU

q

(3.18)

Donde: El significado de literales igual que en la ecuación (3.6).

Con el dato de qmin, se calcula la hmin, a partir de la ecuación del emisor. Pérdida de carga permisible. La pérdida de carga máxima que se permite en la subunidad de riego (Hs), se calcula así:

Hs = M *

shh min (3.19)

Donde:

M = Es la relación entre la diferencia de presiones máxima y mínima de la subunidad de riego y la diferencia entre la media y la mínima de la misma subunidad. Fluctúa entre 2 y 4.5. Recomendándose el valor de 2.5

h = Presión media (nominal) del emisor, en m. Se requiere conocer la ecuación del

emisor xKhq el caudal medio del emisor ( q ), de tal manera que h se obtiene

RME 3-31


despejando.

(hmin)s = Presión mínima del sistema, en m. Con la ecuación de emisor y el dato obtenido en ecuación (3.18) se despeja.

B. Pérdida de carga permisible de una subunidad (método 2). Consiste en definir la pérdida de carga permisible de la subunidad como el 20 % de la carga de operación del emisor (Ho).

Hs = 0.2 Ho (3.19-A)

Para diseñar una tubería lateral o la terciaria en un terreno plano, se considera como carga permisible para ambas tuberías, la mitad de la pérdida aceptada para toda la subunidad.

hℓ = hr = 21 Hs (3.20)

Donde:

hℓ = Pérdida de carga permisible en el lateral, en m.

hr = Pérdida de carga permisible en la terciaria, en m.

Esta proporción puede cambiar dependiendo de la topografía del terreno y la longitud de las tuberías.

C. Determinación del diámetro de un lateral o terciaria cuando está determinada la longitud (ℓ). El procedimiento para seleccionar el diámetro de una tubería lateral o terciaria (distribuidor) es semejante, realizando las adaptaciones correspondientes. Se explicarán los pasos seguidos en el caso de un lateral y entre paréntesis los pasos equivalentes para la selección del diámetro de una terciaria.

En términos generales el método consiste en proponer un diámetro. Con éste y otra información que ya se conoce, del diseño agronómico, se determina la pérdida de carga ocurrida en el lateral (terciaria), la cual se compara con la pérdida de carga permisible para un lateral (terciaria), obtenida en ecuación (3.20). Se aceptará el diámetro cuya pérdida de carga es menor o igual que la permisible.

C-1. Información requerida. se = Separación entre emisores, en m. Se define en el diseño agronómico (SL =

Separación entre los laterales que salen de la terciaria, en m. Se define en el diseño agronómico).

RME 3-32


q = Caudal medio del emisor, en ℓph. Información obtenida del diseño agronómico (qL = caudal del lateral en ℓph. Se obtiene de la suma de los caudales de los emisores de un lateral.

h = Carga media de operación del emisor, en m. Se obtiene de tablas o conociendo el modelo que representa al emisor, q = Khx (hL = carga media en la entrada del lateral, en m. Se calculará posteriormente en esta secuencia).

ℓ = Longitud adoptada del lateral, en m. (L = longitud de la terciaria, en m.)

fe = Longitud equivalente provocada por la pérdida de carga de la conexión de un emisor en el lateral, en m. Se obtiene en tablas o se propone de acuerdo a la experiencia (Fe = Longitud equivalente provocada por la pérdida de carga de los laterales en la terciaria, en m.)

s = Pendiente del terreno en el sentido del lateral, en % (S = Pendiente del terreno en el sentido de la terciaria, en %). En ambos casos es positiva (+), para pendiente ascendente y negativa (-), para pendientes descendente.

C-2. Parámetros de selección. Se propone un diámetro interno (Di) de la tubería lateral o terciaria, para saber si es aceptado o no.

Se acepta el diámetro propuesto si cumple con la siguiente desigualdad:

Para tubería lateral:

h < hℓ (3.21)

Donde:

h = Diferencia de presiones en el lateral, desde su origen hasta el punto de presión mínima, en m.

hℓ Pérdida de carga permisible en el lateral, en m. Para tubería terciaria H ≤ HT (3.22) Donde: H = Diferencia de presiones en la terciaria desde su origen hasta el punto de presión

mínima, en m. HT= Pérdida de carga permisible en la tubería terciaria, en m.

RME 3-33


C-3. Cálculos. Lo colocado dentro del paréntesis corresponde a las tuberías terciarias. a. Se calcula el número de emisores (n):

n = Se

(3.23)

(Se calcula el número de laterales N):

N = LS

L) (3.24)

b. Se calcula el caudal del lateral:

qℓ = n. q (3.25) (Se calcula el caudal de la terciaria: qL = N.qℓ) (3.26)

c. Se calcula la pérdida de carga unitaria para el lateral (j), en m/100 m. Utilizando la

ecuación (3.14), sustituyendo el qℓ, en ℓps, así como el diámetro interior propuesto, en mm (para el caso de la terciaria se utiliza la misma ecuación, sustituyendo qL, en ℓps, así como el diámetro interior propuesto, en mm).

d. Determinación de la pérdida de carga unitaria, corregida por la conexión de los emisores (J’), en m/100 m, utilizando la ecuación 3.16 (para el caso de tuberías terciarias en la ecuación mencionada se sustituye Se por SL y fe por Fe).

e. Obtención del coeficiente de Christiansen (F). Depende del exponente de q, que para estos casos es 1.75, del número de salidas (emisores o laterales), y de la separación del primer emisor (lateral). Ver cuadro 3.7.

f. Calcular la pérdida de carga del lateral, hf, en m, utilizando la ecuación 3.17. (Para tuberías terciarias se utiliza la misma ecuación con sus datos correspondientes).

g. Cálculo de la presión a la entrada del lateral, hℓ, en m (cálculo de la presión a la entrada de la terciaria, hT, en m).

Lateral:

hℓ = h + 2/143

fh (Eℓ) (3.27)

Eℓ = 100S

(3.28)

Donde: Eℓ = Diferencia de cotas entre los extremos de la tubería, en m. s = Pendiente, en % (+ subiendo y – bajando)

RME 3-34


ℓ = Longitud del lateral, en m. Terciaria:

HT = hℓ +43

Hf ± ½ EL (3.29)

h. Cálculo de la diferencia de presiones entre el principio de la tubería y el punto de

mínima presión, h, en m (para el caso de las tuberías terciarias, H en m, es semejante considerando los datos equivalentes).

Para aceptar el diámetro propuesto, este dato debe ser menor que la pérdida de carga permisible para la tubería lateral (terciaria), calculados con las ecuaciones (3.21) y (3.22). hnhlhl (3.30) Donde: hn = Presión mínima del lateral, en m.

hℓ - Obtenida en la ecuación (3.27).

Para calcular hn, se presentan varios casos:

- uando S ≥ 0 hn hℓ - (hf+ Eℓ ) (3.31)

- uando S < 0 y |S| < J’

hn = hℓ – (hf + Eℓ) - hc (3.32) Donde: hc = Diferencia de presiones en el lateral, desde el punto de mínima presión y el

final de la tubería cerrada, en m.

hc = 57.057.1

)'(**)1(*100

JSF

(3.33)

- uando S < 0 y |S| > J’ En este caso el punto de mínima presión está en el origen, quedando: hn = hℓ hc = hℓ - hf - Eℓ (3.34) donde:

RME 3-35


hc = Presión al final de la tubería, en m. De tal manera que se cumple h = 0 y hc = hc – hn (3.35) Quedando para la selección del diámetro del lateral hc ≤ hℓ (3.36) Se proponen diámetros internos comerciales y se va aumentando o disminuyendo, para seleccionar finalmente el que cumpla con los parámetros explicados anteriormente.

3.5.4. Método para seleccionar los diámetros de tuberías secundarias y principales. Existen varios métodos, los cuales se basan en pérdidas de carga permisible, límite de velocidad en las tuberías o bien en aspectos económicos (REVISAR APUNTES DE X CURSO INTERNACIONAL DE SISTEMAS DE RIEGO. VOLUMEN II, CAPITULO 5, PUNTO 5.4, DE PÁGINA II-151 A II-163). En base a lo anterior se presentan los siguientes: A. Método de la pérdida de carga unitaria. Consiste en seleccionar los diámetros de las tuberías, de manera que las pérdidas de toda la tubería (Principal o secundaria) no excedan a 1 PSI/100’ de longitud. Esto en unidades métricas equivale a que las pérdidas no rebasen 1 m/43.45 m de tubería. B. Método de la velocidad permisible. La velocidad del agua en las tuberías tiene un valor límite, el cual fluctúa entre 5 y 10 pies/s. (1.52 a 3.0 m/s), siendo el valor más usual 7 pies/s (2.13 m/s). Generalmente se utiliza una velocidad entre 1.5 y 2 m/s. El diámetro se obtiene de la siguiente manera: Q = A * V (3.37) Despejando queda:

V

QA (3.38)

Pero:

4

* 2DA

(3.39)

Sustituyendo y despejando se tiene:

RME 3-36


V

QD

**4

(3.40)

Donde: D = Diámetro de la tubería, en m. Q = Caudal que circula por la tubería, en m3/s V = Velocidad permisible (propuesta), en m/s. A = Área de la tubería, en m2 C. Método de comparación de costos. Para este método se obtienen los costos fijos anuales, es decir, el costo de las tuberías anualizados, para lo que se requiere conocer la vida útil de estos, Por otro lado se obtiene el costo de la energía en un año. Estos datos se obtienen para varios diámetros y se selecciona aquel que minimice la suma de ambos costos. Revisar apuntes de X Curso Internacional de Sistemas de Riego en páginas mencionadas anteriormente. 3.5.5. Selección de motobomba

Para seleccionar una bomba, es necesario disponer de las curvas características proporcionadas por los fabricantes, requiriéndose la siguiente información:

- El caudal (Q), que deberá utilizar una unidad operacional (o el sistema si se quiere regar todo a la vez). Este caudal se puede obtener sumando los caudales de las subunidades que se operarán simultáneamente, o bien se utiliza el caudal que se usó para diseñar la tubería principal que sale del cabezal. - La carga (HB), que debe vencer la bomba para satisfacer las necesidades del sistema, la cual se obtiene sumando lo siguiente:

ELHHHHH fLocfpfsTB (3.41)

Donde: HT = Carga requerida en la entrada de la tubería terciaria, en m.

fsH = Suma de las pérdidas por fricción de todos los tramos de tubería secundaria, en m.

fpH = Suma de pérdidas por fricción de todos los tramos de la tubería principal, en m.

fLocH = Suma de todas las pérdidas localizadas; tanto en las tuberías secundaria y principal

(cambios de dirección, reducciones, uniones, reguladores, válvulas, como en tanque fertilizador, filtros, codos, uniones, etc.), en m.

EL = 100

SL, la diferencia de cotas entre extremos de la tubería (secundaria y principal), en m.

RME 3-37


Con estos datos se entra a las curvas características que presenta el fabricante de bombas, seleccionando la que presenta mayor eficiencia (Eb). La potencia requerida en la bomba (potencia al freno) se calcula así:

b

BB E

HQP

.76.

(3.42)

Donde: HPB = Potencia requerida por la bomba, en HP. Q = Caudal de la bomba, en ps. HB = Carga que debe vencer la bomba, en m. Eb = Eficiencia de la bomba, en decimal. Para calcular la potencia del motor, es necesario considerar también la eficiencia del motor (Em) incluyendo en ésta todos los factores que influyen en el funcionamiento del motor, así como el tipo de transmisión del motor hacia la bomba.

mb

bm EE

HQP

76 (3.43)

Se recomienda aumentar de un 10 a un 20% en la potencia de la bomba, lo cual repercute en un aumento de potencia del motor, con el fin de compensar la disminución, que en la bomba, motor y goteros, se aprecia con el tiempo de uso frecuente. Además esta potencia extra es utilizada cuando se requiere el lavado de la red de distribución. 3.5.6. Ejemplo de Diseño hidráulico Datos: Se tomará como acomodo del sistema la figura 3.21. con una longitud N-S de 200 m+ 50 m del terreno al cabezal y 400 m en la dirección E-W (8 ha).

RME 3-38


Figura 3.21. Distribución de las subunidades y unidades operacionales, para hortalizas y frutales Separación de goteros (hortalizas) = 0.7 Separación laterales (hortalizas) = 1.2 m Caudal medio del gotero (hortal.) = 2 lph Carga media del gotero (hortal.) = 10 m Longitud equivalente goteros (fe) = 0.2 m Pendiente del terreno N-S = - 0.1 % Pendiente del terreno E-W = 0.05 % Coeficiente de variación (CV) gotero = 3% Número de emisores/planta (hort.) =1 Modelo de gotero de 2 lph

5.0*633.0 hq En primer lugar se considera que el terreno, del ejemplo, se regará totalmente con HORTALIZAS.

diarioregandolesOperacionaUnidadesHortalizasN 8)( Tiempo de riego = 4 h cada tercer día: se riegan 4 subunidades un día y 4 en el otro día

CABEZALRegulador de presión

C D E F

A B G H

1 2

3 4

Válvulas volumétricas

Tubería principal

Tubería secundariaTubería terciaria

Tubería laterales

Unidades de riegoSubunidades de riego

Unidades operacionales

1, 2, 3 y 4

A y B

HortalizasA, B, C, D, E, G, H

Unidades operacionalesFrutalesA+B; C+D; E+F; G+H

200.0

200.0

Unidad operacionalhortalizas Unidad operacional

frutales

100.0

100.0

100.0 100.0

X Y

50.0Z

Acotaciones en m

RME 3-39


DISEÑO HIDRÁULICO CON EL CULTIVO DE HORTALIZAS

A. Obtención de carga permisible de la subunidad de hortalizas. Se utiliza la ecuación (3.19), para lo cual se procede a calcular las variables que en la misma intervienen:

- Calculo de carga media ( h ) del gotero (hortalizas). A partir de la ecuación del gotero se despeja h, sustituyendo el valor de gasto o caudal conocido (2 lph):

mh 1098.9633.02

5.0/1

- Calculo de carga mínima (h

min) del gotero (hortalizas). Se calcula primero el

qmin, con la ecuación 3.18 y después se despeja de la ecuación del gotero, sustituyendo este valor y por lo tanto se obtendrá el hmin:

lphq 87.1)

1

03.0*27.11(*100

)2(*90min

Por lo tanto, despejando de la ecuación del gotero, se calcula la hmin:

mh 73.8633.087.1

5.0/1

min

- Carga permisible de subunidad de riego (hortalizas). Con esta información

se calcula la pérdida de carga permisible en la subunidad de riego, a partir de la ecuación (3.19 Y 3.19-A)):

mHs 1.3)73.810(*5.2 (Método 1)

mHs 0.210*2.0 (Método 2)

- Carga permisible en lateral y terciaria (hortalizas). Si se considera que la

mitad de esta pérdida de carga es del lateral y la otra mitad de la terciaria (ecuación 3.20), quedaría así:

mH

terciariaHlateralh s 55.12

RME 3-40


B. Determinación del diámetro de un lateral (hortalizas). Tomando en cuenta que ya se tiene la disposición del sistema, significa que ya se conoce la longitud de la lateral. Por lo que se procede a proponer un diámetro nominal de 16 mm (diámetro interno, Di, = 14 mm).

- Paso 1. Se calcula el número de salidas o goteros, a partir de la ecuación (3.23):

goterososalidasn 1438.1427.0

100

- Paso 2. Se obtiene el caudal o gasto del lateral, con la ecuación (3.24):

sLlphql /0794.02862*143

- Paso 3. Se calcula la pérdida de carga unitaria para el lateral (j), con la ecuación (3.14):

mmJ 100/37.3)14(

)0794.0(*10*89.7 75.4

75.17

- Paso 4. Determinación de la pérdida de carga unitaria, corregida por la conexión de los emisores (J’), con la ecuación (3.16):

mmJ 100/09.47.0

15.07.0*37.3,

- Paso 5. Obtención del coeficiente de Christiansen (F), mediante tablas o calculándolo. Del Cuadro (3.7) se obtiene F(1.75, 143 salidas) =0.368.

- Paso 6. Calcular la pérdida de carga del lateral, hf, en m, utilizando la ecuación

3.17:

mhf 5.1100100

*368.0*09.4

- Paso 7. Cálculo de la presión a la entrada del lateral, hl, con la ecuación (3.27):

mhl 15.11)100

100*05.0(5.05.1*75.010

- Paso 8. Cálculo de h del lateral, con la ecuaciónes (3.31 y 3.30):

hn = 11.15 - (1.5+0.05) = 9.6 m

Por lo tanto: mpermisiblelateralhlateralh 55.155.16.915.11 SE ACEPTA EL DIÁMETRO PROPUESTO DEL LATERAL DE 16 mm (Di= 14 mm)

C. Determinación del diámetro de la tubería terciaria (hortalizas). Con la información obtenida de la selección del diámetro de la tubería lateral y los datos iníciales, se

RME 3-41


procede a seleccionar el diámetro de la terciaria, de manera semejante al lateral, procedimiento explicado en el punto 3.5.3.B-3.

Se propone el diámetro de 75 mm de PVC.

- Paso 1. Se calcula el número de salidas de laterales en la terciaria, a partir de la ecuación (3.24):

lateralesosalidasN 833.832.1

100

- Paso 2. Se obtiene el caudal o gasto de la tubería terciaria, con la ecuación

(3.26):

sLlphqL /6.6738,23286*83

- Paso 3. Se calcula la pérdida de carga unitaria para la terciaria (j), con la ecuación (3.14):

mmJ 100/659.2)75()6.6(

*10*89.7 75.4

75.17

- Paso 4. Determinación de la pérdida de carga unitaria, corregida por la conexión de los emisores (J’), con la ecuación (3.16):

mmJ 100/99.22.1

15.02.1*659.2,

- Paso 5. Obtención del coeficiente de Christiansen (F), mediante tablas o calculándolo. Del Cuadro (3.7) se obtiene F(1.75, 83 salidas) =0.37.

- Paso 6. Calcular la pérdida de carga de la terciaria, hf, en m, utilizando la

ecuación (3.17):

mHf 1.1100100

*37.0*99.2

- Paso 7. Cálculo de la presión a la entrada de terciaria, HT, con la ecuación (3.29):

mHT 025.12)100

100*1.0(5.01.1*75.015.11

- Paso 8. Cálculo de h de terciaria, con la ecuaciones 3.33, 3.32 y 3.30:

mhc 009.0)99.2(*)1.0(*)37.01(*100100 57.057.1

Hn = 12.025-(1.1-0.1) – 0.009 =11.025 m

RME 3-42


Por lo tanto: mpermisibleterciariaHtterciariaHt 55.10.1025.11025.12 SE ACEPTA EL DIÁMETRO PROPUESTO DE TERCIARIA DE 75 mm.

D. Determinación del diámetro de la tubería Secundaria (hortalizas). En éste caso corresponde a la tubería X-Y (figura 3.21). A partir de la ecuación 3.40, se obtiene el diámetro de la tubería secundaria, considerando una velocidad permisible de 1.5 m/s.

mmmD 750748.05.1*

0066.0*4

La pérdida de carga del tramo X-Y= mL

J 659.2100100

*659.2100

*

Caudal o gasto requerido en el punto Y (QY) = 6.6 L/s diarioregandolesOperacionaUnidadesHortalizasN 8)(

E. Determinación del diámetro de la tubería Principal (hortalizas). La tubería principal es la marcada con Y-Z, en la figura 3.21, y conduce el mismo caudal que la secundaria (6.6 L/s). Por lo tanto el diámetro de la tubería principal es = 75 mm y:

La pérdida de carga del tramo Y-Z= mmL

J 4988.3100150

*659.2100

*

F. Selección de motobomba (hortalizas). Lo que calcula en éste punto es la potencia de

la bomba y motor. El caudal o gasto de la bomba es el que requiere una subunidad (unidad operacional), QB, el cual para este caso es de 6.6 L/s.

Para el cálculo de la carga que debe vencer la bomba se utiliza la ecuación 3.41, considerando que: la pérdida de carga de filtro = 3 m; pérdida de carga de fertilizador = 3 m; pérdida de carga de válvulas y otros accesorios = 3 m, queda así:

mHB 58.2715.005.03334659.2025.12 Por lo tanto la potencia de la motobomba se calcula con la ecuación (3.43), considerando una Eficiencia de bomba (Eb)= 80 % y una Eficiencia del motor (Em) = 80 %, resultando lo siguiente:

HPPm 74.3

8.0*8.0*7658.27*6.6

Se recomienda aumentar de un 10 a un 20% en la potencia de la bomba, lo cual repercute en un aumento de potencia del motor, con el fin de compensar la disminución, que en la bomba, motor y goteros, se aprecia con el tiempo de uso frecuente. Además esta potencia extra es

RME 3-43


utilizada cuando se requiere el lavado de la red de distribución, de tal manera que la potencia de la bomba quedaría así: HPHPcorregidaPm 0.530.474.3*15.1)(

3.6. EVALUACION DEL SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO La evaluación de un sistema de riego, permite determinar la manera como se está aplicando el riego. En ocasiones es suficiente el señalamiento cualitativo de una buena, regular o mala aplicación del riego. Sin embargo, en la mayoría de los casos, se hace necesario tener parámetros cuantitativos que proporcionen una escala que permita pronosticar posibles problemas en algún elemento del cabezal, en la tubería o en los emisores.

La evaluación de una instalación de riego localizado debe cumplir lo siguiente:

OBJETIVO: Comprobar el correcto funcionamiento de la instalación de riego. FRECUENCIA: La primera tiene que realizarse al terminar la obra, es decir, cuando el sistema esta nuevo, para detectar problemas de instalación, de diseño o materiales defectuosos o de mala calidad. Además éste dato servirá para comparar con posteriores evaluaciones. Se recomienda realizar pruebas de evaluación del sistema posteriores: dos evaluaciones durante el periodo de riego y siempre que se sospeche que hay un problema de aplicación en el riego.

3.6.1. Principales Puntos a Evaluar

LOS COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Equipo de filtrado, Equipo de fertirriego, Elementos de control, Automatismos, Unidades de riego, Laterales y Emisores. UNIFORMIDAD DE RIEGO: Realizar pruebas de riego frecuentes y obtener el coeficiente de uniformidad. REVISAR EL MANEJO DE RIEGO.

3.6.2. Uniformidad de Riego Después de revisar todos los componentes del sistema y el manejo de riego, se procede a tomar los datos de campo, que permitan calcular el coeficiente de uniformidad, mismo que definirá, de manera numérica como está funcionando el sistema de riego.

A. Datos de campo. Para obtener los datos de campo, se pone a funcionar el sistema y se selecciona una sección, la que este en operación en el momento y se toman datos de volumen mediante una probeta y el tiempo con un cronómetro en la salida de 16 a 32

RME 3-44


goteros o incluso más, seleccionados de manera sistemática o al azar, ver figura 3.22.

Figura 3.22. Toma de datos en campo para el cálculo del coeficiente de uniformidad

B. Cálculos en gabinete. Para obtener el coeficiente de uniformidad, a partir de los datos obtenidos en campo, se utilizar dos procedimientos:

El primero, considera la calidad del material del emisor, mediante el coeficiente de variación (CV); así como la operación de los emisores, a partir del gasto mínimo (qmin) y el gasto medio ( q ). También se considera en el cálculo el número de emisores por planta (e), como se muestra en ecuación (3.44), la cual es la siguiente:

q

q

e

CV 1.27- 1 100 = CU min

(3.44)

Otra manera de calcular el coeficiente de uniformidad, consiste en ordenar los datos obtenidos de la prueba de campo, de mayor a menor, luego se dividen en cuatro partes y se le saca el promedio de los caudales a la cuarta parte de datos más bajos y lo que se obtenga se divide entre la media de todos los datos medidos y se multiplica por 100.

100*%25

q

qCU (3.44a)

Donde:

RME 3-45


q25% = Caudal medio de la cuarta parte inferior, en lph. q audal medio, en lph.

C. Ejemplo de cálculo del coeficiente de uniformidad. A partir de la información presentada en el cuadro 3.8, calcular el coeficiente de uniformidad del funcionamiento del sistema de riego localizado.

Cuadro 3.7. Información de campo, para el cálculo del coeficiente de uniformidad

Ubicación Caudal en lph

Primer emisor Emisor 1/3 Emisor 2/3 Último emisor Primer lateral 4.2 4.1 4.0 4.1

Lateral 1/3 4.0 3.7 4.1 4.0

Lateral 2/3 3.8 3.9 3.9 3.9

Último lateral 4.1 4.0 3.8 4.0 Con los datos del cuadro 3.8 y considerando una e=1, se calcula lo que en la ecuación (6) se piden y se obtiene lo siguiente: 0.0 qmin . lph q . lph Calculando queda: CU = 89.09 % Si se utilizan estos mismos datos (cuadro 3.8) y se calcula el Coeficiente de uniformidad (CU), con la ecuación (3.44) quedaría lo siguiente: Primero se calcula el caudal medio:

4.2 4.1 4.1 4.1 4.1 4 4 4 4 3.9 3.9 3.9 3.8 3.8 3.74.0

16q lph

Seleccionando los caudales más bajos, se calcula el caudal medio de la cuarta parte inferior, quedando de la siguiente forma:

25%

3.9 3.8 3.8 3.73.8

4q lph

Ahora, usando la ecuación (3.44), se obtiene el coeficiente de uniformidad:

Por lo tanto, se puede decir que se tiene una excelente condición en la operación del sistema a partir del coeficiente de uniformidad.

RME 3-46


3.7. MANTENIMIENTO DEL EQUIPO DE RIEGO La red de riego puede sufrir obstrucciones por la presencia de microorganismos, material sólido en suspensión o sales precipitadas, generando serios problemas de funcionamiento. Para evitar este problema se debe realizar periódicamente un lavado mecánico del sistema abriendo las válvulas de lavado ubicadas al final de cada subunidad y dejando correr el agua por uno o dos minutos mientras se esté regando. Pero para evitar las obstrucciones biológicas y químicas es necesario un lavado químico, operación que debe ser realizada por personal responsable y con conocimiento del equipo de riego. 3.7.1. Control Prenventivo de Algas con Cloro El cloro es un compuesto económico y ampliamente utilizado en forma de hipoclorito de sodio al 10 o al 12%. Posee un efectivo control sobre algas y otros microorganismos. Al mezclarse con el agua, el cloro adquiere un fuerte poder oxidante, aunque sólo una fracción permanece en estado libre con acción biocida. Requiere un pH entre 5 y 7.5 para lograr un control adecuado, pero el óptimo funcionamiento se obtiene con pH entre 5.5 a 6. La limpieza del sistema consiste en mantener una concentración de cloro libre entre 0.5 y 1 ppm en el agua que sale desde el emisor más lejano, durante 45 minutos aproximadamente. Si el tiempo es inferior a 45 minutos no hay seguridad del efecto bactericida. Si la concentración de cloro libre es menor, el efecto puede ser incluso contraproducente, ya que bajas concentraciones de cloro pueden estimular el rápido crecimiento de bacterias. Para conseguir esta condición pueden ser necesarias dosis de entre 3 y 10 ppm de cloro total. Cuando el pH es superior a 7.5 las necesidades de cloro libre al final de los emisores debe ser del orden de 2 a 3 ppm. Los tratamientos se pueden repetir cada 6 horas. El cloro se puede aplicar en cualquier momento del riego, pero es conveniente que durante la última hora no salga cloro por los emisores. La inyección debe hacerse antes de los filtros para evitar crecimientos bacterianos en las arenas.

Para el control de algas en pozos y reservas de agua se recomienda utilizar sulfato de cobre en dosis de 0.05 a 2 ppm (0.05 a 2 g/m³). No se debe utilizar material de aluminio para su preparación porque se forman compuestos tóxicos para los peces. 3.7.2. Lavado de Precipitados de Carbonato de Calcio El carbonato de calcio es una sal de muy baja solubilidad (0.031 g/l), aunque a pH cercano a 6 puede aumentar hasta 100 veces. El tratamiento preventivo clásico es la acidificación y los compuestos más utilizados son ácido fosfórico (H3PO4) 45N y ácido sulfúrico (H2SO4) 36N. Esta práctica es fundamental para evitar taponamientos que afecten la uniformidad del riego.

RME 3-47


Se recomienda seguir el siguiente procedimiento:

Colocar en el tanque inyector de fertilizantes, una solución de ácido al 10% (primero el agua en el tanque y luego el ácido concentrado.

Se comienza a aplicar la mezcla a muy baja presión, funcionando los emisores con el gasto mínimo.

La dosis se debe ajustar midiendo con papel pH el nivel de acidez del agua en los goteros más extremos, hasta que llegue a valores entre 2 y 3.

Alcanzado este nivel de acidez, se cierra el sistema por 12 horas. Posteriormente, se aplica agua pura a presión, lavando el sistema (Flushing).

Como referencia el nivel de acidez señalado se logra con aproximadamente 6 L/ha.

3.7.3. Lavado de Otros Precipitados Los precipitados de hierro, manganeso y azufre también pueden obturar los emisores. El tratamiento preventivo consiste en provocar la oxidación y precipitación antes de los filtros de arena, para retener ahí las partículas. Un método eficaz de evitar estos precipitados es la aplicación continúa de oxidantes como hipoclorito de sodio.

En presencia de manganeso hay que tener cuidado con la aplicación de hipoclorito, ya que la oxidación de este elemento es mucho más lenta que la de hierro y los precipitados pueden formarse después de superado el filtro de arena. Cuando los emisores están parcialmente obturados, se puede aplicar ácido en la forma descrita para las obturaciones con carbonato de calcio. 3.7.4. Manejo y Mantenimiento del Equipo de Riego Localizado A. Filtros de arena. El agua a presión es desplazada desde arriba de los filtros a través de la arena, dejando en la parte superior las impurezas.

En la entrada y salida de los filtros existe un manómetro, los cuales indican la presión de operación. Cuando la diferencia de presión es superior a 5 metros de columna de agua (m.c.a.) se produce el retrolavado. Cada filtro tiene un pistón de entrada que invierte el sentido del flujo dentro de él, abriendo la salida hacia el desagüe, para eliminar los sedimentos acumulados en la arena del filtro. Esta operación puede ser manual o automática, dependiendo de la posición en que se encuentre la válvula de tres vías: abierta (open), cerrada (close) o automática (auto). B. Filtro de malla. Si la diferencia de presión entre el manómetro de entrada y salida es de 3 m.c.a. se debe sacar la malla para limpiarla. El cilindro tiene una tapa, la cual se gira y se saca. En el interior se encuentra la malla que se extrae y lava con agua limpia. Para efectuar el lavado del filtro de malla, es necesario cerrar la válvula de compuerta que regula la salida del agua hacia la red de riego.

RME 3-48


C.Tablero eléctrico y bombas. Haciendo uso de los elementos del tablero eléctrico, se hace funcionar el equipo, ya sea en forma manual o automática. En el caso que el motor de la bomba se detenga por una sobrecarga (botón rojo encendido), deben conocerse las causas, antes que el equipo de riego se utilice nuevamente,

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