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RIEGO LOCALIZADO
Ing. Agr. Raquel Hayashi
BIBLIOGRAFÍA
� PIZARRO, F. Riegos Localizados de alta frecuencia: goteo,
microaspersión, exudación.2ª Edición. Ed.Mundi-Prensa. 1990.
� RODRIGO LÓPEZ, J. et al. Riego localizado. IRYDA. ed. Mundi-prensa.
1992.
� GARCÍA PETILLO, M., HAYASHI, R., PUPPO, L., MORALES, P. Desarrollo
del bulbo húmedo bajo riego localizado en suelos estratificados del
Uruguay. Congreso internacional de Riego y Drenaje. Cuba-Riego, la
Habana, Cuba. 2005.
15:32
INTRODUCCIÓNCaracterísticas generales:
� No se moja todo el volumen de suelo que el sistema
radicular de la planta podría explorar.
� Para satisfacer las necesidades de los cultivos se utilizan
pequeñas dosis de riego, que se aplican con alta frecuencia.
� El régimen de humedad del suelo se ve modificado: el suelo � El régimen de humedad del suelo se ve modificado: el suelo
constantemente se mantiene con una humedad cercana a
la capacidad de campo.
� Es un riego orientado a satisfacer las necesidades de la
planta y no a la recarga del suelo.
15:32
Tipos de riego localizado: Goteo
15:32
Tipos de riego localizado: Microaspersión
15:32
Riego Subterráneo
15:32
Características del riego por goteo:� Emisión de agua por fuentes puntuales
que mantienen baja la tensión del agua en la zona mojada.
� Utilizan pequeños caudales.
� El agua es emitida bajo forma de gotas o pequeños chorros.
� El principal medio de propagación del � El principal medio de propagación del agua es el suelo.
15:32
Características de la microaspersión
� El agua es aplicada en forma de lluvia,
cubriendo una parte de la superficie
ocupada por la planta.
� Utiliza caudales entre 16 y 200 lt/hora.
� El aire es el principal medio de
propagación del agua.
15:32
RIEGO POR GOTEOVentajas
� Menores pérdidas de agua
� No entorpece las labores culturales (poda, cosecha, curas, etc.)
� Cultivo en condiciones óptimas de absorción.
� Requiere poca mano de obra.
� Utilización óptima y económica de los fertilizantes.
� Adaptable a todo tipo de suelos y topografía.
� Permite el uso de agua salina
� Menor incidencia de enfermedades.
� Posibilidad de automatización.
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RIEGO POR GOTEODesventajas
• Obstrucción de los emisores
(requieren de un buen equipo de
filtración en el cabezal).
• Mayores costos de instalación.
• Salinización del suelo¿?• Salinización del suelo¿?
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Aplicabilidad del método en zonas húmedas (Uruguay)
� No interesa tanto el ahorro de agua.� No aprovecha las precipitaciones� En general no hay problemas de salinidad.� En suelos fértiles no tiene sentido restringir el desarrollo radicular a un
pequeño volumen de suelo.
Condiciones que favorecen la aplicación del método en el Uruguay
� Presencia de grandes plantaciones de frutales muy mecanizadas
� Invernáculos (problemas de salinización, en el caso de cubiertas de larga duración)
� Cultivos hortícolas de gran valor que justifican mayor inversión (tomate, frutilla, morrón, papa, etc)
� En todos los casos se encontrará respuesta si además se ajustan todos los otros factores de manejo del cultivo (fertilización, salinidad, poda, etc.)
15:32
COMPONENTES DEL EQUIPO
SI LA FUENTE DE AGUA ES UN DEPÓSITO ABIERTO (Tajamar o curso de agua)
15:32
SI LA FUENTE DE AGUA ES UN POZO
15:32
Cabezal
Válvulas volumétricas
Tubería de conducción
Filtro de malla
Toma manométrica
Motobomba
Toma manométricaTanque de fertilizantes
Llave reguladora de abonado
Válvula de no retorno
Filtro de arena
COMPONENTES DEL EQUIPO
Válvulas volumétricas
Regulador de presión
Porta-emisores
Emisores
Tubería de distribución
Tubería secundaria Red de
distribución
15:32
TUBERÍA PRINCIPAL, TUBERÍA MADRE
15:32
TUBERÍA TERCIARIA O DISTRIBUIDORA
15:32
TUBERÍA TERCIARIA O DISTRIBUIDORA
15:32
15:32
TUBERÍA TERCIARIA O DISTRIBUIDORA
15:32
EMISORES:
FUNCIÓN: Permite la salida del agua con un caudal controlado. Es un disipador de presión, construido especialmente para generar una perdida localizada
Requerimientos básicos:
15:32
EMISORES:
GOTEROS� Sellados� Desmontables� Goteros en los que su carcasa es la propia tubería (goteros
interlínea )� Goteros integradosPueden ser con una salida o multisalida.
Clasificación
Según la configuración del paso de agua tenemos:
� De largo conducto: (microtubos) diámetros inferiores a 0.6 mm, flujo laminar
� De laberinto � De orificio � Tipo vortex� Autocompensantes
15:32
EMISORES:
15:32
15:32
15:32
TUBERÍAS EMISORAS:Menor costo, para cultivos densos (hortícola)
� Mangueras porosas.
� Mangueras tipo “T-tape” o “Bi-wall”
15:32
15:32
DIFUSORES Y MICROASPERSORES:El agua se desplaza a través del aire antes de llegar al suelo
�Difusores: sin piezas móviles, el agua sale por un orificio y choca con un deflector fijo que distribuye el agua�Microaspersores: con piezas móviles. Son aspersores de baja presión y caudal.
15:32
DIFUSORES Y MICROASPERSORES:
15:32
Según el CV de fabricación
Una norma ISO exige que la media de caudales realmente medidos en una muestra de 25 emisores sometidos a la presión nominal, no se desvíe del caudal nominal mas del 5 % (categoría A) o del 10 % (categoría B).
Los emisores se clasifican en:
� Categoría A: emisores de elevada uniformidad: CV < 0.05
� Categoría B: emisores de baja uniformidad: 0.05 ≤ CV < 0.10
Según la conexión del emisor a la tubería lateralSegún la conexión del emisor a la tubería lateral
Interlínea
Sobrelínea
Integrados15:32
Hidráulica de los emisores
Ecuación del emisor: Q (l/h) = K hx
Donde: Q → caudal del emisor
K → coeficiente de descarga
x → exponente de descarga
h → presión hidráulica a la entrada del emisor (m)
Relación Caudal – Presión
K y x son característicos de cada emisor, los debe proporcionar el fabricante o se pueden obtener a partir de la curva q – h o de la tabla.
De allí se deduce la ecuación del emisor utilizando dos pares de valores:
)/hln(h)/qln(q
x21
21= x1
1
hq
K =
15:32
Ejemplo:h1 = 10 m; q1 = 3,89 l/hh2 =7 m; q2 = 3,31 l/h
La ecuación del emisor es : Q = 1.38 h0.45
0.45ln(10/7)
31)ln(3.89/3.x == 1.38
103.89
K 0.45 ==
La ecuación del emisor es : Q = 1.38 h0.45
El exponente de descarga x, es una medida de la sensibilidad de
los emisores a la variación de presión.
La relación q – h se puede representar gráficamente, que es la
forma usual de presentar esa relación por los fabricantes
(también es frecuente el uso de tablas).
15:32
Q (l/h)
Laminar x = 1
Turbulentox= 0.5
Autocompensante perfecto x = 0
h (m)
15:32
15:32
15:32
15:32
De la ecuación del emisor se deduce:
que permite transformar la tolerancia en la variación de caudales a su equivalente en presiones.
Ej: dos goteros con:x = 0.8x = 0.2
x/
q
q
h
h1
21
21
=
x = 0.2 Para que la tolerancia de caudales sea del 10 %, cuanto es la tolerancia de
presiones? q1/q2= 1.1
x= 0,8 � h1/h2 =(1.1)1/0,8 = 1.13 13 % de variación de la presiónx= 0,2 � h1/h2 = (1.1) 1/0,2 = 1.61 61 % de variación de la presión
Mayor exponente de descarga (x): permite menor variación de presión, por lo cual en el diseño la variación de presión permitida en el sector será menor.
15:32
ASPECTOS AGRONÓMICOS DEL RIEGO LOCALIZADO
Mayor ventaja del riego localizado: ahorro deagua.Menores pérdidas : la localización se consigueconduciendo el agua por medio de tuberías yaplicándola muy cerca de la planta, con esto seaplicándola muy cerca de la planta, con esto seeliminan las pérdidas por infiltración yevaporación en los canales, acequias, surcos,etc., lo cual supone un gran ahorro de agua.
Consumo de la planta: ¿aumenta o disminuye?
15:32
Transpiración
Transpiración
Evaporación
Transpiración
Evaporación
15:32
Localización + alta frecuencia ⇒ disminuir laevaporación directa y aumentar la transpiración
15:32
Menor consumo cuando la planta
es chica
Relación entre la fracción de área sombreada (A) y la Etc con riego convencional (E. Fereres et al, 1981)
15:32
Patrón de humedecimientoFormación de bulbo mojado
Charco,
Forma: tipo de suelo y caudal del emisor
15:32
Factores que afectan la forma del bulbo de mojado
� Tipo de suelo� Estratificación: presencia de estratos de distinta
porosidad� Caudal del emisor y tiempo de riego
15:32
Suelo arcilloso Suelo franco Suelo arenoso
Tipo de suelo
Estratos de diferente porosidad
SUELO
B T
SUELO
Pizarro, 199015:32
Caudal y tiempo de riego
Bresler, 1977Bresler, 1977
15:32
Diámetro de mojado por un emisor de 4 lh-1, para una
profundidad de raíces de 0.80 m
Textura del suelo
Grado de Estratificación del suelo
Homogéneo Estratificado En capas
Diámetro de Mojado (m)
Ligera 0.50 0.80 1.10
Media 1.00 1.25 1.70
Pesada 1.10 1.70 2.00
KellerKeller, 1978, 1978
Pesada 1.10 1.70 2.00
En esta tabla no aparece definido el volumen de agua aplicado,
lo cual esta afectando el diámetro de mojado. Por otra parte,
la naturaleza, características, profundidad e inclinación de los
estratos influyen notablemente y esto no pueden preverse con
carácter general.
15:32
¿ Como se moja el suelo ?
Rodrigo López, J. et al. 1992
15:32
García Petillo, Mario 15:32
-40 -20 0 20 40
-30
-10-40 -20 0 20 40
-30
-10
1.6 lh-1 3 horas 1.6 lh-1 7 horas
0.55m 0.50m
RESULTADOS
Brunosol Eútrico
Melilla
SUELO ARCILLOSO
-40 -20 0 20 40-90
-70
-50
-40 -20 0 20 40-110
-90
-70
-50
15:32
-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160
-40
-20
-40
-20
-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140
-30
-10
2.0 lh-1 7 horas2.0 lh-1 3 horas
0.60m
RESULTADOS
Brunosol Eútrico
Melilla
-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160
-80
-60
-40
-80
-60
-40
-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140-50
15:32
-60 -40 -20 0 20 40
-30
-10
4 lh-1 3 horas
-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40
-40
-20
4 lh-1 7 horas
0.65m 0.90m
RESULTADOS
Brunosol Eútrico
Melilla
-60 -40 -20 0 20 40-90
-70
-50
-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40
-100
-80
-60
15:32
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
-20
-10
-20
-10
Tratamiento 2: 1.6 lh-1 (2horas)-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
-20
-10
-20
-10-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
-20
-10
-20
-10
Tratamiento 2: 1.6 lh-1 (2horas)-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
-10
0
-10
0
Tratamiento 2: 1.6 lh-1 (3hs15’)-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
-10
0
-10
0-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
-10
0
-10
0
Tratamiento 2: 1.6 lh-1 (3hs15’)
Brunosol Eútrico
CRS
RESULTADOS
SUELO ARCILLOSO
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
0.50m
PercolaciPercolacióónn
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
0.50m
PercolaciPercolacióónn
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
15:32
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
-30
-20
-10
-30
-20
-10
210230250
Tratamiento 3: 4.0 lh-1 (2horas)
0.70m
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
-30
-20
-10
-30
-20
-10
210230250
Tratamiento 3: 4.0 lh-1 (2horas)-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
-30
-20
-10
-30
-20
-10
210230250
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
-30
-20
-10
-30
-20
-10
210230250
Tratamiento 3: 4.0 lh-1 (2horas)
0.70m
-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
-20
-10
0
-20
-10
0
Tratamiento 3: 4.0 lh-1 (3hs15’)-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
-20
-10
0
-20
-10
0
Tratamiento 3: 4.0 lh-1 (3hs15’)
Brunosol Eútrico
CRS
RESULTADOS
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-30-101030507090110130150170190210230
0.70m
PercolaciPercolacióónn
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-30-101030507090110130150170190210230
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-30-101030507090110130150170190210230
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-30-101030507090110130150170190210230
0.70m
PercolaciPercolacióónn
-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-300.55m
PercolaciPercolacióónn
15:32
Suelo arenoso
1 lh-1 2 lh-1 4 lh-1 6 lh-1 8 lh-1 -20 -10 0 10 20
-30
-20
-10
-20 -10 0 10 20
-30
-20
-10
-20 -10 0 10 20
-30
-20
-10
-40 -20 0 20 40
-30
-20
-10
-40 -20 0 20 40
-30
-20
-10
1 hora de riego
RESULTADOS
-20 -10 0 10 20-90
-80
-70
-60
-50
-40
-20 -10 0 10 20-70
-60
-50
-40
-30
-20 -10 0 10 20-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
0.45m 0.60m0.25m
15:32
-60 -40 -20 0 20 40 60
-30
-20
-10
Suelo arenoso
1 lh-1 2 lh-1 4 lh-1 6 lh-1 8 lh-1
-40 -20 0 20 40
1 lh 2horas
-30
-20
-10
-40 -20 0 20 40
-30
-20
-10
-60 -40 -20 0 20 40 60
-30
-20
-10
-60 -40 -20 0 20 40 60
-30
-10
2 horas de riego
RESULTADOS
-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60-90
-80
-70
-60
-50
-40
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40-90
-80
-70
-60
-50
-40
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40-90
-80
-70
-60
-50
-40
-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60-90
-80
-70
-60
-50
-40
-60 -40 -20 0 20 40 60-90
-70
-50
15:32
Resultados experimentales
Brunosol Eútrico:Emisores de 1.6 lh-1:
• Los diámetros de mojado no superan los 0.55m (3 horas de riego)
• El incremento de las horas de riego no se traduce en mayor área mojada, en cambio haymenor eficiencia por pérdidas por percolación
Emisores de 2 lh-1:
• Los diámetros de mojado no superan los 0.60m (7horas de riego)
• El incremento de las horas de riego produce mayor área mojada, y al mismo tiempo pérdidasde agua por percolaciónde agua por percolación
• El uso de dos líneas de riego mejora la zona mojada siempre y cuando estén losuficientemente cerca:
• con 1.0m de separación no hay buen contacto entre las zonas mojadas
• con, 0.5m de separación se logra un diámetro de mojado (transversal) de 1.20m
Emisores de 4.0 lh-1:
• Los diámetros de mojado no superan los 0.90m (7horas de riego)
• El incremento de las horas de riego produce mayor diámetro de mojado, y al mismo tiempopérdidas de agua por percolación
15:32
Suelo arenoso
Emisores de 1 y 2 lh-1:
• Los diámetros de mojado fueron menores a 0.60m
• La zona mojada es de escasa profundidad y no hay perdidas de agua por percolación
Emisores de 4 y 6 lh-1:
• 1 hora de riego los diámetros de mojado no superan los 0.45m
• 2 horas de riego, el de 4 lh-1 da un diám. de mojado mayor al logrado con el emisor de 6 lh-1,• 2 horas de riego, el de 4 lh-1 da un diám. de mojado mayor al logrado con el emisor de 6 lh-1,posiblemente debido a que el primero desarrollo una mancha húmeda mayor.
• La zona mojada es de mayor profundidad y en algunos casos hay perdidas por percolación
Emisor de 8 lh-1:
• Los diámetros de mojado fueron menores a 0.60m
• Existió un buen desarrollo del bulbo de mojado en toda la profundidad del suelo
• Pérdidas por percolación importantes, generando ascenso de la napa freática
15:32
DISEÑO DEL SISTEMA
15:32
Coeficiente de uniformidad (CU)
Nº de emisores por planta (e)
Caudal medio del emisor (qa)
Tolerancia de caudales
Tolerancia de presiones
CV de fabricación del emisor
Ecuación del emisor
Diseño hidráulicoDiseño Agronómico Otros datos
Caudal de laterales y terciarias
Distribución de la red de riego
Diámetros y régimen de presiones en laterales y terciarias
Secundarias
Primarias
Cabezal
Dosis y tiempo de riego Plano topográfico
Espaciamiento entre emisores
Fórmulas de tuberías
Conexiónemisor - lateral
15:32
� Componente fundamental de todo proyecto de riego
� Proporciona los datos básicos para el diseño hidráulico
DISEÑO AGRONÓMICO
hidráulico � Parte del proyecto que mas dificultades
presenta,� Errores tienen consecuencias graves que
afectan el diseño hidráulico
15:32
2 etapas:a) Cálculo de las necesidades
b) Determinación de:dosisfrecuencia
DISEÑO AGRONÓMICO
tiempo de riego
número de emisores por plantacaudal del emisordisposición de los emisores.
15:32
a) Cálculo de las necesidades
ETc = ETo x Kc
En riego localizado, cuando el cultivo no llega a sombrear más del 60 % de la superficie total, se debe corregir por el efecto de la localización. En caso contrario no se corrige.
DISEÑO AGRONÓMICO
ET diseño = ETc x KlET diseño = ETc x Kl
2 situaciones:Manejo del riego: en montes jóvenes debemos corregir por el efecto de
localización.
Diseño del equipo: no corregir , excepto en montes con marcos de plantación muy grandes. En el caso de hortalizas o cultivos densos no se realiza esa corrección.
15:32
DISEÑO AGRONÓMICO
Necesidades totales
Nt = ET diseño /(Ea*CU)
donde: Ea= eficiencia de aplicaciónCU= coeficiente de uniformidad
15:32
Valores de eficiencia de aplicación en climas húmed os
Profundidad de raíces
Textura
Muy porosa (grava)
Arenosa Media Fina
<0.75 0.65 0.75 0.85 0.90
0.75 – 1.50 0.75 0.80 0.90 0.95
DISEÑO AGRONÓMICO
> 1.50 0.80 0.90 0.95 1.00
Eficiencia de aplicación: Porcentaje de agua aplicada que es almacenada en la zona radicular y que esta a disposición de las plantas ( escasas pérdidas en la red de distribución)
Siempre es menor del 100%, principalmente debido al control limitado de la forma como se aplica y se distribuye el agua en el suelo.
15:32
Uniformidad :
El coeficiente de uniformidad (CU) es un indicadorde que tan bien (o mal) se distribuye el agua enla superficie regada por los emisores. Es unamedida de la capacidad del sistema de entregarel mismo volumen de agua a través de los
DISEÑO AGRONÓMICO
el mismo volumen de agua a través de losemisores y no una medida de que tan bien sedistribuye el agua dentro de la zona radicular
15:32
La elección del CU es una cuestión económica en la que se debe comparar el costo y la posibilidad del mayor consumo de agua y la mayor inversión inicial.
Valores recomendados de CU (Standards of ASAE, 1978):
Emisores Pendiente
Coeficiente de Uniformidad
Clima árido Clima húmedo
Emisores espaciados mas de
4m en cultivos permanentes
Uniforme (i < 2%) 0.90 – 0.95 0.80 – 0.85
Uniforme (i > 2% ) u
ondulada
0.85 – 0.90 0.75 – 0.80
ondulada
Emisores espaciados menos
de 2.5m en cultivos
permanentes o
semipermanentes
Uniforme (i < 2%) 0.85 – 0.90 0.75 – 0.80
Uniforme (i > 2% ) u
ondulada
0.80 – 0.90 0.70 – 0.80
Mangueras o cintas de
exudación en cultivos anuales
Uniforme (i < 2%) 0.80 – 0.90 0.70 – 0.80
Uniforme (i > 2% ) u
ondulada
0.70 – 0.85 0.65 – 0.75
15:32
2 etapas:a) Cálculo de las necesidades
b) Determinación de:número de emisores por plantacaudal del emisor
DISEÑO AGRONÓMICO
disposición de los emisores.
dosisfrecuenciatiempo de riego
15:32
Número de emisores por planta
Dependerá de la distancia entre plantas, el número de líneas de riego por fila de plantas, del emisor elegido y el tipo de suelo.
DISEÑO AGRONÓMICO
Tener en cuenta que:los bulbos de mojado deben solaparseporcentaje de mojado mínimo
15:32
Los bulbos deben solaparse por lo que la distancia entre goteros debe ser menor al diámetro de mojado del gotero
DISEÑO AGRONÓMICO
En el caso de laterales con goteros incorporados o interlínea, se selecciona undistanciamiento y se comprueba si cumple con el solapamiento adecuadoentre bulbos de mojado.
15:32
Espaciamiento máximo de 95% del diámetro de mojado
Separación entre emisores = φ Mojado x 0,95
Ejemplo:
Goteros de 4l/h en un suelo de textura media
Diámetro de mojado: 0.90m (dato experimental)
DISEÑO AGRONÓMICO
Diámetro de mojado: 0.90m (dato experimental)
Se (95%) = 0.90 *0.95= 0.855 m máxima separación admitida en esta situación
15:32
Ejemplo:
Seleccionar el espaciamiento entre goteros mas adecuado para un suelo de textura media y caudal emitido de 4 l/h
Distanciamientos disponibles: 0.5m, 0.6m, 0.75m, 1.00m, 1.25mDiámetro de mojado: 0.90mCualquiera que sea menor a 0.90*0.95= 0.855m, servirá0.50 ←
DISEÑO AGRONÓMICO
0.50 ←0.60 ←0.75 ←
1.00 ×
¿ Y si el suelo es mas arenoso?Probablemente se deberá seleccionar el de menor
separación entre emisores.
15:32
Rendimiento en naranja “Navel” mojando diferente volumen del suelo
150
200
250kg
/árb
ol
0
50
100
1 2 3 4 5 MED
temporada
kg/á
rbol
20% 35%
Distancia entre emisores
� Número de goteros: distancia entre plantas =separación entre goteros
� Disposición de los emisores:Lateral simple
DISEÑO AGRONÓMICO
Lateral simpleLateral doble
Chequear porcentaje de suelo mojado
%P = Area mojada por los emisores*100 =Área ocupada por la planta
15:32
Valores mínimos para el caso de árboles:Clima húmedo 20 %Clima árido 33 % (Keller)
Para nuestras condiciones se recomienda un 50 % de suelo mojado, respecto a la superficie ocupada por la planta
DISEÑO AGRONÓMICO
En cultivos herbáceos el valor de P debe ser mayor, llegando incluso al 70 %.
Valores altos de P aumentan la seguridad del sistema, pero aumentan su costo (mayor número de emisores, diámetros mas grandes, etc.)
15:32
b) Superficie (área) mojada por un emisorÁrea mojada por un gotero (Ae) = Diam2 * 3.1416 / 4
Diámetro de mojado depende de:textura del sueloestratificacióncaudal del goterotiempo de riego o volumen aplicado
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación del diámetro de mojadoUso de fórmulas (poco práctico y muy limitado por los datos necesarios)Pruebas de campo (es la mejor opción, fácil de realizar y no necesitan un
equipo costoso, pero no es frecuente que se realice a nivel de diseño).Uso de tablas o gráficas
15:32
Nivel constante, 0.8 m
Tanques para reposición del agua
EQUIPO PORTÁTIL
Tubería con microtubos
DISEÑO AGRONÓMICO
Área mojada por los emisores
Marco de plantación
emisores
Ejemplo:
Cultivo: Duraznero
Suelo: Brunosol
Marco plantación: 4 * 2.5m
Emisores de 4 l/h ------- diámetro de mojado 0.90m ----
15:32
Área sombreada= 2,5 x 2,5= 6,25 m 2
P%= 2.25/6.5 = 36 %
Área mojada:0.9 x 2.5m = 2.25m 2
2 etapas:a) Cálculo de las necesidades
b) Determinación de:número de emisores por plantacaudal del emisor
DISEÑO AGRONÓMICO
disposición de los emisores.
dosisfrecuenciatiempo de riego
15:32
Dosis:Necesidades totales * Marco de plantación: litros/planta
Frecuencia de riego: diaria
Duración del turno de riego (Tr)
Tr = Dosis por planta(l/p) = Q got(l/h) x Nº de got/pl
DISEÑO AGRONÓMICO
Para el diseño del equipo se considera el monte adulto (Et diaria máx), sin aplicar coeficiente de localización.
El tiempo de riego permite definir el número de sectores máximo que se podrán regar en el momento de máxima demanda, teniendo en cuenta la jornada de riego.
Cuando se esta manejado el riego considero la ETc de ese periodo en particular, por lo tanto será variable durante todo el ciclo del cultivo.
15:32
Resumen Diseño Agronómico
� Calculo de Necesidades Netas: Etc/Ea*CU� Elección del emisor: Caudal/presión, ecuación del
emisor� Definir Espaciamiento entre goteros
� Tipo de suelo� Caudal del emisor
espaciamiento� Caudal del emisor� Chequear solapamiento� Chequear % de mojado
� Tiempo de Riego� Dosis por planta: Necesidades totales*marco plantación� Caudal del emisor� Número de emisores por planta
� Sectores de riego
15:32
En cultivos densos …
15:32
1.20 m
Ejemplo para cultivos hortícolas
Cultivo: CebollaEtc: 5.8 mm/dCanteros separados 1.20m, 4 filas de plantasSe colocaran 2 laterales por canteros
1.20 m
0.80 mCaracterísticas:• se modifica el marco de plantación, cultivos encanterados• cálculos por metro cuadrado• porcentaje de mojado mayor al 50%
15:32
Ejemplo para cultivos hortícolas
Cultivo: CebollaEtc: 5.8 mm/dEficiencia de aplicación: 85%CU: 90%Necesidades brutas: 7,6 mm/dia
Cintas con goteros incorporados:
Caudal: 4 l/h/mEspaciamiento: 0.30mCaudal/ gotero: 1.2 l/h ∅mojado: 0.35m∅Máxima separación: 0.35*0.95=0.33mSolapamiento: (0.35-0.30)/0.175 = 29%Solapamiento: (0.35-0.30)/0.175 = 29%
15:32
• Superficie a mojar,
cantero de 0.80m de ancho * 1m de longitud = 0.80 m2
• Volumen de agua a aplicar:
7.6mm/d *0.80m2 = 6.08 l/m lineal de cantero por día
• Tiempo de riego:
6.08 l/m = 0.76 horas (45min)
4l/m *2 laterales
15:32
Ej: Tiempo de riego= 5h
Superficie total= 4há
Jornada de riego =20 h (con automatización)
4 sectores 1 há por sector
Esta superficie se puede subdividir en una superficie mas reducida
1 4 3
3
2
2 4
1
15:32
Objetivo: diseño de tuberías y funcionamiento de la
instalación de riego, de tal manera que se puedan
aplicar las necesidades de agua al cultivo en el tiempo
que se haya establecido, teniendo en cuenta el diseño
agronómico previamente realizado.
DISEÑO HIDRÁULICO
Aporte de agua por los emisores lo más uniforme
posible, es decir, todos los emisores deberán aplicar
aproximadamente la misma cantidad de agua, por lo
que la uniformidad constituye el punto de partida del
diseño hidráulico de cualquier instalación de riego
localizado.
15:32
Para lograr una buena uniformidad será necesario:
Que todos los emisores de la instalación sean de buena calidad, garantizados por el fabricante y que cumplan las
normas de calidad.
DISEÑO HIDRÁULICO
normas de calidad.
Que la presión del agua en todos los emisores sea lo más
parecida posible, para lo que habrá que dimensionar la
red de tuberías correctamente.
15:32
DISEÑO HIDRÁULICO
Coeficiente de uniformidad
CU= q25 / qa
q25 = caudal medio de los emisores que constituyen el 25 % de mas bajo caudal
qa = caudal medio de todos los emisoresa
CU evaluación de instalaciones en funcionamiento
diseño de nuevas instalaciones.
En el diseño, la uniformidad es una condición que se impone. Se elige un CU y se debe mantener durante el
diseño hidráulico.
15:32
DISEÑO HIDRÁULICO
Ejemplo
Nt = 5 mm/día CU de 0.90
Para que el 25 % menos regado reciba en promedio 5 mm/día habrá que regar con
Nt = 5/0.90 =5.56 mm/día; Nt = 5/0.90 =5.56 mm/día;
Y si CU =0.70 , Nt = 5/0.70 =7.14 mm/día
Con este criterio de CU, el 75 % de las plantas recibe un exceso de agua, en el caso de CU= 0.90 el exceso es de 10 % y en el caso de CU = 0.70 el exceso será de 30 %.
Cuanto mayor es el valor de CU mas cara es la instalación.15:32
100% uniformidad, baja eficiencia
Alta uniformidad, alta eficiencia
Baja uniformidad, alta eficiencia
Situación anterior donde se aumenta el tiempo de ri ego para que las plantas sub irrigadas reciban el agua requerida
15:32
Causas de una baja uniformidad:
Hidráulicos: elección equivocada de los diámetros de tubería
Constructivos: (coeficiente de variación de fabricación)
Obstrucciones y alteración de los emisores (envejecimiento)
Diferencias de temperatura
Valores recomendados de CU: la elección del CU es una cuestión económica en la que se debe comparar el costo y la posibilidad del mayor consumo
de agua y la mayor inversión inicial. de agua y la mayor inversión inicial.
Emisores Pendiente Coeficiente de Uniformidad
Clima árido Clima húmedo
Emisores espaciados mas de 4m en
cultivos permanentes
Uniforme (i < 2%) 0.90 – 0.95 0.80 – 0.85
Uniforme (i > 2% ) u ondulada 0.85 – 0.90 0.75 – 0.80
Emisores espaciados menos de 2.5m
en cultivos permanentes o
semipermanentes
Uniforme (i < 2%) 0.85 – 0.90 0.75 – 0.80
Uniforme (i > 2% ) u ondulada 0.80 – 0.90 0.70 – 0.80
Mangueras o cintas de exudación en
cultivos anuales
Uniforme (i < 2%) 0.80 – 0.90 0.70 – 0.80
Uniforme (i > 2% ) u ondulada 0.70 – 0.85 0.65 – 0.75
15:32
DISEÑO HIDRÁULICO
Etapas:
� Tolerancia de caudales ⇒ Tolerancia de presiones
� Diseño de laterales� Diseño de laterales
� Diseño de terciarias
� Diseño de principales
15:32
1) Considerar una determinada variación de presiones
Ej: 20 % variación de presión: Hmáx/Hmin = 1.2 mca
Si x = 0.8 Qmáx/Qmin =1.16
Si x = 0.5 Qmáx/Qmin = 1.1
Tolerancia de caudales
Hay que mantener el CU prefijado (en el diseño agronómico)
3 formas :
Este criterio funciona muy bien en el caso de aspersión, donde los emisores tienen un
exponente de descarga muy constante, igual a 0.5 y el coef. de variación de fabricación
es bajo, no debe usarse en riego localizado ya que para una misma variación de
presiones la variación de caudales puede ser muy distinta según sea el x del emisor y
también su CV.
Tampoco se tiene en cuenta la calidad del emisor ni la uniformidad de riego
15:32
x1
min
max
min
max
=
HH
2) Considerar una determinada variación de caudales.
Tolerancia de caudales
Tampoco en este caso se tiene en cuenta la variación de fabricación del emisor.
15:32
)*27.1
1(100
*min
eCV
qCUq a
−=
3) Considerar x, CV y CU
Fijando el valor del CU y conociendo qa (caudal medio) se puede obtener qn (caudal
mínimo) :
Tolerancia de caudales
)CV*
(*=CUe
.q
q
a
271_1min
qa = Caudal medioqmin = Caudal mínimoPa = presión mediahmin = Pmin = presión mínimaPmax = presión máximaCV = coeficiente de variación de fabricacióne = nº de emisores de los que recibe agua una misma planta (si es menor que 1 se
utiliza e = 1)
e
x1
minmin
x
=⇒=K
qhKhq
15:32
M depende de las características topográficas del terreno y del número de diámetros que se usen en una misma tubería.
La diferencia máxima de presiones permitida en la subunidad de riego (∆Ps), compatible con el CU elegido, será proporcional a la diferencia entre la presión media que produce el caudal medio y la presión mínima del sector:
∆Ps = M[Pa-(Pmin)s]
M
Diámetro constante 4.3
2 diámetros 2.7
3 diámetros 2.0
El valor de ∆Ps deberá repartirse entre los laterales y la tubería terciaria
15:32
Ejemplo:
CU: 0.90 (del diseño agronómico)
Ecuación del emisor Q = 1.38 h0.45
Qa: 4 l/h
CV del emisor: 0.04
e: 4
l/h3.69
40.04*1.27
1
4*0.90qmin =
−=
)CV*
(*=CUe
.q
q
a
271_1min
15:32
Con el caudal mínimo del sector de riego puedo obtener la
presión mínima del sector usando la ecuación del
emisor (q = Khx)
8.90m38.169.3
Kq
P45.0
1x
1
minmin =
=
=
Pa = (qa / K) 1/x = (4/1.38)1/0.45 = 10.64 m
∆P = 4.3(10.64 –8.90) = 7.48 m
15:32
∆P = 4.3(10.64 –8.90) = 7.48 m
7.48 m son lo que se pueden perder en la terciaria y en el lateral,
en principio se puede considerar que la mitad se pierde en el
lateral y la otra mitad en la terciaria.
Por lo tanto, en principio hf lateral = 3,74m = hf terciaria Por lo tanto, en principio hf lateral = 3,74m = hf terciaria
Sin embargo hay que tener en cuenta que son muchos metros de
tubería porta goteros, respecto a los metros de tubería
distribuidora, por lo cual generalmente se destinan mas metros
de hf para el diseño de los laterales.
15:32
Caudal por línea
Diseño de la línea porta goteros
80m (0.8% pendiente)
Ubicamos en un croquis las líneas porta-goteros
Determinamos las longitudes (máximas) de los laterales
Caudal unitario de la línea porta-goteros Qu (lts/hora/m. lineal) = Q got / Dist(got)
Emisores a 0.75m
427 l/h
Emisores a 0.75mCaudal 4.0 l/hPlantas a 2.5m
15:32
LDQ
fhf ***0826.0 5
2
=2
0.9Re5.74
3.71DK
log
0.25f
+
=
Pérdidas de carga en laterales
Calculamos las pérdidas de carga para tuberías de diferente diámetroDarcy – Weisbach
υvD
Re =
L = Lreal + L. equiv. debida a las conexiones de los emisores
Efecto de las conexiones : Es una pérdida de carga que se origina en un punto singular
y por lo tanto podrá hacerse equivalente a la que se produce en una longitud de
lateral recto (fe) (long. equivalente).
Dependerá del tipo de conexión y del diámetro interno de la tubería
L = Lreal + L. equiv. debida a las conexiones de los emisores
15:32
Di mas frecuente
fe
Grande Estándar Pequeño
10.3 0.32 0.24 0.18
13.2 0.20 0.15 0.11
16 0.14 0.11 0.08
91.1804.23
Valores de fe para Diámetros internos mas frecuentemente utilizados
38.1487.1
91.18D
fe =84.1
04.23D
fe =
Del cuadro obtenemos el valor de fe, para un emisor; éste valor multiplicado
por el número de emisores en la línea, nos da la longitud equivalente total que
debo agregar a la longitud real del lateral.
Longitud total = long. real + (fe x nº de emisores)
89.1
38.14D
fe =
Grande Estándar Chica
fe = 0.23m
Interlínea
15:32
Ejemplo:
Longitud del lateral: 80 m Separación entre emisores (Se): 0.75 m
Nº emisores = 80 / 0.75 = 107
fe (conexión pequeña, Di : 13.6 mm) = 0.11
Longitud total = 80 + (0.11 * 107)= 91,7 m
15:32
Ejemplo: Lateral de 80 m 80/0.4 = 107 emisores x 4= 427 l/hSe = 0.75 m CSM (n= 107; Se/2) =0.353qa= 4 l/hPa =10.64 m
Pendiente =0.8 % bajando (0.008 m/m) (hg=0.64m)Se prueban diferentes diámetros de tubería de PEBD con un caudal de 0.000119 m3/s y 91,7m
DN(mm) Di(m) Area Vel Re K(m) K/D f hf CSM hftotal
Tubos.exe
Utilizando la formula de Darcy - Weisbach
DN(mm) Di(m) Area Vel Re K(m) K/D f hf CSM hftotal
16 0,0136 0,000145 0,82 10986 0,000002 0,000147 0,0305 6.97 0,353 2.46
20 0,0176 0,000243 0,49 8489 0,000002 0,000114 0,0326 1.98 0,353 0,70
⇒ Elijo la tubería de DN 16mm
Se selecciona aquel diámetro de tubería cuyas pérdidas de carga no superen las permitidas (del ejemplo: 3.74 m)
En todos los casos debe tenerse en cuenta las difer encias topográficas.
15:32
Lateral horizontal:
P inicial = Pa + ¾ hf =10.64 + 0.75(2.46)= 12.49m
P min = Pa – ¼ hf = P inicial –hf= 12.49-2.46= 10.03m
Calculo de presiones en el lateral (P inicial, P ma x, P min, P final)
P finalP min.
P inicialP max.
15:32
Pa
Lateral descendente
a) cuando el desnivel es menor a las pérdidas por fricción, o sea que el desnivel no compensa las pérdidas de carga por fricción: el punto de menor presión se encuentra en una posición intermedia
P inicial = Pa + ¾ hf - hg/2 = 10.64 + 0.75(2.46) - 0.64/2= 12.17m
P min = P max - t’hf = 12.17 – t’ (2.46) = 12.17 – 0.783(2.46)= 10.24m
P final = Pa – 0.25(hf) + hg/2 = 10.64 – 0.25* 2.46 +0.64/2 = 10.35m
Calculo de presiones en el lateral (P inicial, P ma x, P min, P final)
P final = Pa – 0.25(hf) + hg/2 = 10.64 – 0.25* 2.46 +0.64/2 = 10.35m
57.1
*357.01'
+
−=HfHg
HfHgt
783.046.264.0
*357.046.264.0
1'57.1
=
+
−=t
15:32
hg
hf
∆Plateral= 12.17 - 10.24= 1.93m
P final= 10.35 m
P min.= 10.24m
15:32
hf
Lateral descendente
a) cuando el desnivel es mayor a las pérdidas por fricción
P final= P max.
P inicial =P min.
hg
15:32
Laterales alimentados por un punto intermedio� En el caso de terreno horizontal el punto óptimo es el medio: se divide el
caudal y la longitud en dos permitiendo el uso de tuberías laterales mas finas.
� En el caso de terrenos con pendiente el punto óptimo estará más cerca del extremo más elevado.
Plano Con pendiente
15:32
DISEÑO DE LAS TERCIARIAS O LÍNEAS DE ABASTECIMIENTO
15:32
15:32
15:32
DISEÑO DE LAS TERCIARIAS O LÍNEAS DE ABASTECIMIENTO
Hidráulica de las líneas de abastecimiento
�La hidráulica es similar a la de las líneas porta-goteros, es decir que existe derivación de agua a intervalos equidistantes.
�En nuestras condiciones, se diseñarán tuberías terciarias de un solo diámetro. En el caso de sectores grandes pueden diseñarse con varios diámetros.
�Las tuberías a utilizar son normalmente de PVC (enterradas) o de polietileno (mas caras pero pueden estar expuestas al sol y son flexibles)
Las tuberías a utilizar son normalmente de PVC (enterradas) o de polietileno (mas caras pero pueden estar expuestas al sol y son flexibles)
�En el calculo de la terciaria se iguala P inicial del lateral con P media de la
terciaria y a partir de esa presión se calcula P MAX y P MIN de la terciaria , la
diferencia de esos valores debe ser menor al tolerado para la terciaria. En el
ejemplo: 5.5m, (7.48-1.93)
15:32
P MAX (t) = P inical (l) + ¾ hf (t) - hg(t)/2 (terciaria en bajada)
P final(t) = P max(t) - t’hf(t)
PMIN del SECTOR= Pfinal (t) - t' hf(l)
P MAX, es la presión máxima del sector, es la que debe llegar a la
entrada del sector de riegoMAX
entrada del sector de riego
La diferencia entre la P MAX y la P MIN del sector no debe superar
el valor tolerado (en el ejemplo, 7.48 m)
15:32
Ej. Tubería terciaria de 70m, con derivaciones cada 5 m, horizontal
Perdida de carga admisible: 5.5 m
Qt = 426.7 l/h*14 =5973 l/h(0.00166m3/s)
CSM (14; Se/2)= 0.365
Pruebo diferentes diámetros de tubería de pvcPruebo diferentes diámetros de tubería de pvc
Tubería de PVC DN40 PN4 Hf = 2.03m
Tubería de PVC DN32 PN4: Hf = 6.94 m no sirve, utilizo la anterior
15:32
Ej. Tubería terciaria de 70m, con derivaciones cada 5 m, horizontal
Calculo las presiones en la terciaria
P inicio del lateral medio: 12.17 m
Hg = 0 (terreno horizontal)
P máx: 12.17+ ¾(2.03) = 13.69 m
P final: 13.69 – 2.03 = 11.66 m
Pmín. del sector = P final - ∆P lateral
11.66 – 1.93 = 9.73m11.66 – 1.93 = 9.73m
Calculo el nuevo CU:
Qa= 4 l/h
Qmin = 1.38 hmin0.45 = 1.38*9.730.45= 3.84 l/h
en este caso cumplo con el requerimiento de mantener el CU y se mejora, el 75 % de las plantas que son sobreirrigadas reciben un 6 % mas de agua, con el CU inicial el exceso era del 10 %.
94.0484.3
*)4
04.0*27.11( =−=CU
15:32
80m (0.8% pendiente)
plano
Pmin=9.73m-t’hf
Pfinal(t) =11.66m
= 3.96m = ∆Psector
⇒ Qmin ⇒ CU= 94%
- hf
Pmin=9.73m
Pmin=9.73m
plano
PMAX =13.69m
Lateral medioPa = 10.64m
Pinicial =12.17m
+ ¾ hf (terciaria)
- hf (terciaria)
+¾ hf – hg/2
PMAX =13.69m
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80m (0.8% pendiente)
PMAX
PMIN
Q SECTOR2
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Coeficiente de Uniformidad= 0.94
Corregir Necesidades totales
Corregir Tiempo de Riego
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Tubería Principal
El diseño de la tubería principal, es igual que para el casode aspersión, es una tubería que conduce un caudalconocido y que debe llegar con determinada presión alsector de riego.Criterio económico, criterio de velocidad, la velocidad del
agua en la tubería no debe superar 1,5 a 2,0 m/s
En el ejemplo:Caudal: 2 subsectores = 0.00166 m3/s * 2= 0.00332 m3/sDistancia desde la bomba 200mDesnivel: 5m
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Tubería Principal
Pruebo:DN 40 PN 6: DN 50 PN6: DN 63 PN 6:
Diámetro Hf (m) Velocidad (m/s)
40 44 m 2,9
50 13,5 1,77
63 4,3 1,0963 4,3 1,09
Para determinar la presión que debe dar la bomba habráque sumarle las pérdidas de carga localizadas(reguladores de presión, válvulas, filtros, equipo defertirriego, accesorios, etc.)
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1
2 1
4 3
3 2 4
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AUTOMATIZACIÓN DEL RIEGO
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Algunos aspectos sobre la instalación del equipo
Profundidad de la zanja:
Con tráfico: 0.60m
Sin tráfico: 0.30m
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