“AÑO DE LA PROMOCIÓN DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y DEL COMPROMISO CLIMÁTICO”
UNI)ERSIDAD NACIONAL DE ESCUELA DE INGENIERIA AGRICOLA +ACULTAD DE Curso
:
INGENIERIA DE RIEGOS II
Profesor
:
Dr. MARIO MONTERO TORRES
Te!
:
DISEÑO AGRONÓMICO DE UN SISTEMA DE RIEGO RIEG O POR ASPERSIÓN ASPERS IÓN PARA TOMATE. TOMATE.
A"u#o
:
IPANA$U% AMAYA &ORGE 'ERNÁN AYALA PURI(ACA MANUEL NAIRA 'UAMAN &OS% ALDA( ARMI&OS )EI*ER
+e,-!
:
/ &UNIO DE 0/12
DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO PRESURI(ADO PARA CULTI)O DE TOMATE 3 REGIÓN PIURA. I.
I#4ro5u,,67# I8or4!#,6! 5e "! 6rr69!,67#
La necesidad de riego surge a partir del incremento de la insuficiencia alimentaria dado por el crecimiento de la población y la dificultad del cultivo en áreas semi-áridas o secas. A nivel mundial las zonas secas y semisecas con precipitaciones menores de 500 mm ocupan cerca del 60% de la superficie de la tierra firme. ntre las zonas más secas se encuentran Australia !"#% de la superficie$ &frica !50%$ Asia !'5%$ y Am(rica del )orte y del *ur !#"% y #+%$. ,e la superficie total mundial normalmente se cultiva cerca del ++%. erca de un '0% de las tierras cultivable se encuentra en zonas /medas alrededor de un '0% en zonas secas donde el riego complementario puede triplicar la producción agrcola1 el +5% se encuentra en zonas semisecas donde el riego puede duplicar el volumen de la producción agrcola tanto por el aumento de las áreas de siembra como por el aumento del rendimiento de la coseca y el 5% restante de todas las tierras cultivables se encuentra en zonas intermedias donde la agricultura sin riego es prácticamente imposible. Además de 2ue el riego permite la accesibilidad del cultivo donde no es viable por las caractersticas climáticas tambi(n permite intensificar la producción en las áreas de cultivo. 3or e4emplo el +% de las tierras cultivables del mundo se obtiene más del 50% de toda la producción agrcola. n los pases del ercano riente las tierras irrigadas ocupan un 76% de los campos agrcolas y suministran un 0% de la producción agrcola. 8isten distintas formas de riego mediante el uso de bombas el(ctricas bombas de di(sel uso de canales o la combinación de cual2uiera de los tres. *in embargo independientemente de la forma de riego 2ue se utilice se observa 2ue el ingreso promedio de los campesinos es casi tres veces mayor a su contraparte sin irrigación y la proporción de sus costos con respecto a sus ingresos disminuye sustancialmente para cual2uier e8tensión de tierra. sto se debe principalmente a 2ue incrementa los retornos por unidad de tierra cultivada y la variedad de granos utilizados !particularmente los intensivos en agua$ manteniendo todo lo demás constante y ayudando a reducir el riesgo asociado con las variaciones de las lluvias. omo podemos ver el acceso al riego permite practicar la agricultura donde no es viable intensifica !incrementos en la productividad$ y diversifica las cosecas as como tambi(n contribuye al incremento del ingreso de los campesinos. *on por estas razones 2ue el riego no solo contribuye a la tecnificación del campo sino tambi(n al crecimiento sostenido del sector agropecuario.
E" ,u"46o 5e" 4o!4e l tomate es una planta originaria de 3er/ cuador y 9(8ico pases en donde se encuentran varias formas silvestres. :ue introducida en uropa en el siglo ;<=. Al principio el tomate se cultivaba como planta de adorno. A partir de +>00 se e8tiende el cultivo como alimento umano. La producción mundial de tomates es apro8imadamente de 76 000 000 toneladas por a?o cultivadas en + "00 000 a. l área cultivada de tomates comprende más o menos un 70% del total de ortalizas. l cultivo del tomate ocupa un lugar importe entre las ortalizas en el mundo. l tomate conocido tambi(n como 4itomate es un producto muy apetecido. Además es una importante materia prima para la industria de trasformación. l tomate tiene importancia mundial por las siguientes razones@ •
•
*u variedad de uso para el consumo fresco. *u variedad de uso como integrante principal en 4ugos pastas bebidas y otros concentrados.
•
*u alto valor nutritivo por2ue contiene relativamente muca vitamina A y .
•
*u sabor universalmente apreciado ya 2ue e8isten más de +#0 recetas culinarias.
•
*u alto valor comercial por unidad de superficie cultivada.
II.
O;
III.
alcular la evapotranspiración potencial del cultivo de tomate para la egión 3iura.
•
alcular la demanda de agua para el proyecto de +> Bas.
•
ealizar el dise?o agronómico para un riego por aspersión.
•
*ectorizar el terreno ba4o ciertos criterios ingenieriles.
+u#5!e#4o Te7r6,o
RIEGO POR ASPERSIÓN l proceso de aplicación de agua por un aspersor consiste en un corro de agua 2ue sale a gran velocidad por la bo2uilla del aspersor debido a la presión y 2ue se dispersa por efecto del rozamiento del corro de agua con el aire generando un con4unto de gotas 2ue se distribuyen sobre la superficie del suelo. l proceso tiene como finalidad aplicar el agua en el suelo 2uedando a disposición del cultivo bien mediante un /nico aspersor o bien mediante varios aspersores de modo 2ue el reparto del agua sea lo más uniforme posible en el área deseada. n relación con la aplicación del agua al suelo ay 2ue tener en cuenta los siguientes efectos@ •
•
•
•
La uniformidad de distribución en superficie y su gran dependencia de la acción del viento en intensidad y dirección. La redistribución dentro del suelo 2ue me4ora sensiblemente la uniformidad real del agua aplicada. La relación entre la velocidad de aplicación !pluviometra del sistema$ y la capacidad de infiltración del agua en el suelo produci(ndose escorrenta si la primera supera a la segunda. l posible deterioro de la superficie del terreno por el impacto de las gotas si (stas son muy grandes1 y su repercusión en la infiltración encarcamiento formación de costra erosión etc.
La aplicación uniforme del agua depende principalmente del modelo de reparto del aspersor y de la disposición de los aspersores en el campo !marco de riego$. l modelo de reparto de agua del aspersor viene definido por el propio dise?o del aspersor el tipo y n/mero de bo2uillas y la presión de traba4o. l viento principal distorsionador de la uniformidad de reparto 4uega un papel fundamental en las p(rdidas por evaporación y arrastre producidas durante el proceso de aplicación donde el tama?o de gota y la longitud de su trayectoria de cada son factores fundamentales. A estos factores pueden a?adirse otros de menor trascendencia como la altura del aspersor sobre el terreno la introducción de vaina prolongadora de corro !<3$ en la bo2uilla originando un corro más compacto o la duración del riego cuyo incremento favorece la uniformidad de distribución por compensarse en parte las distorsiones producidas por el viento al variar (ste con el tiempo.
A"9u#os I#,o#e#6e#4es 5e" R6e9o Cna vez analizado las venta4as del buen uso del riego es necesario estudiar las consecuencias 2ue traen las malas t(cnicas de irrigación por e4emplo las p(rdidas de agua tema 2ue se estudia con mayor amplitud en el siguiente captulo la contaminación de la misma y salinidad.
Las p(rdidas de agua se dan por no llegar a la zona de races y es causada por percolación profunda es decir cuando se escurre el agua por sobrepasar la velocidad de infiltración del agua al suelo escurrimientos y evaporación. stas mermas se presentan siempre a pesar de 2ue se calcula el re2uerimiento de agua del cultivo y varan de acuerdo con el sistema de riego. La contaminación del agua ocurre principalmente cuando se a sobreestimado el re2uerimiento de riego de un cultivo ya 2ue una buena fracción de los agro2umicos disueltos en agua se mueven con el agua se mueve como es el caso de la mayora de los fertilizantes nitrogenados 2ue son una amenaza ambiental cuando (stos llegan a los mantos acuferos. l problema de salinidad de tierras puede ser originado por distintas causas. 3uede ser 2ue el agua ya se encuentra salinizada o por2ue el cultivo solamente evapotranspira agua pura aun cuando el agua sea de buena calidad. Bay tambi(n causas geográficas 2ue se producen por2ue las zonas con clima caluroso y seco son más propensas a tener tierras salinizadas. :inalmente la falta de un drena4e adecuado puede aumentar la salinidad ya 2ue sin la evacuación adecuada el riego siempre irá acompa?ado con el aumento de la recarga del manto freático o capas profundas del suelo las cuales ascienden acia la superficie y provocan la salinización y alcalinización de los suelos. Las sales son ben(ficas para las plantas pero cuando se acumulan en concentraciones mayores de 5 gDl aumentan la presión osmótica del agua1 es decir las plantas realizan un mayor esfuerzo para absorber tanto el agua el@ calcio !a$ azufre !*$ ierro !:e$ y manganeso !9n$ y en su lugar se asimilan grandes cantidades de sodio !)a$ cloro !l$ y magnesio !9g$ disminuyendo la evapotranspiración y debilitando el proceso de fotosntesis. Eodo esto provoca un retraso en el crecimiento de las plantas y el descenso del rendimiento de las cosecas. *eg/n la información de la rganización de las )aciones Cnidas para la Agricultura y la Alimentación :A no menos de un 50% del área de las tierras irrigadas del mundo están salinizadas y producen muy poco o an sido eliminadas totalmente de la agricultura.
I).
Des!rro""o 5e" 8ro=e,4o
C>",u"o 5e "! 5e!#5! 5e !9u! 5e" ,u"46o 5e" 4o!4e e# "! Re967# P6ur! 3ara desarrollar la demanda de agua del cultivo del tomate se utilizó el 9(todo de Bargreaves en la base a la temperatura para calcular la evapotranspiración potencial.
M?4o5o 5e '!r9re!es +. n base a la temperatura E3 F 9: 8 E9: 8 B 8 E3 F 9: 8 E9: 8 B 8 B F 0.+66 !+00 G B$ +D# B F 0.+66 !+00 G B$ +D# sta fórmula se emplea - 3ara valores de B H 6'% - 3ara valores de B I 6' B F + •
F +.0 0.0' J F J+.0
x
E
0.0'
2000
Eerminologa@
E3@ evapotranspiración potencial !mmDmes$ E9:@ temperatura media mensual !K:$ 9:@ factor mensual de la latitud !cuadro )K7 dado en clase$ B@ factor de corrección con la umedad relativa. @ factor de corrección para la altura o elevación del lugar. @ altitud o elevación del lugar!m.s.n.m.$
3ara la evapotranspiración potencia se contó con los datos de la estación meteorológica 9iraflores ubicado en el distrito de astilla. La data 2ue se tomó para el presente estudio fue de 77 a?os recomendable para este tipo de proyectos descartando el fenómeno del )i?o tanto de +>"7 y +>>".
C>",u"o 5e" ,oef6,6e#4e 5e" ,u"46o @*,
on la informacion recogida de la estacion 9etereologia y bibliografia el cultivo de tomate se desarrollo la curva de coeficiente del cultivo c. l priodo vegetativo del tomate es de ' meses y es recomendable sembralo a inicios de febrero.
*, 6#6,6!" I#for!,6o# 5e" "! es4!,6o# M6r!f"ores E9: F #.'K F "+.7#K: Latitud F 05K +0M 7+.7MM Altitud !$ F 70 m.s.n.m. TEMPERATURA MEDIA MENSUAL HORARIA: °C ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
° C
26.3
27.4
27.1
25.9
23.9
22.2
° F
79.34
81.32
80.78
78.62
75.02
71.96
HUMEDAD RELATIVA MEDIA MENSUAL (HORARIA) : % ENE
FEB 66
MAR 66
ABR 67
MAY 68
JUN 70
C>",u"o 5e "! e!8o4r!#s6r!,67# 8o4e#,6!"
E3 F 9: 8 E9: 8 B 8 B F 0.+66 !+00 G B$ +D# F +.0 J 0.0' !D#000$ E3 F 6 mmDdiaNNN. 3ara el mes de febrero !inicio de siembra$
73
on E3 F 6mmDda y con la frecuencia de +5 das obtenemos el c para el estado inicial 0.7> F /.2/. 3ara allar los valores de los de demás c para la fase 7 y ' utilizamos este cuadro@
)!"ores 5e *, se9# e" ,"6! = "! f!se 5e 5es!rro""o B minH B Bumedad 0% minI0% ultivo
0.6
0.6
0.65
0.65
)ELOCIDAD DE )IENTO @MS.: ANEMOGRA+O ne :eb 9ar Abr 9ay Oun 7."
7.6
7.'
7.
7.
'UMEDAD RELATI)A MINIMA MENSUAL: ne :eb 9ar Abr 9ay 7>
7>
'0
'#
'5
7.'
Oun '
C>",u"o 5e "! e!8o4r!#s86r!,67# 8o4e#,6!" 8!r! "os 5e>s eses 5e" 8er6o5o e9e4!46o 5e" To!4e e# "! re967# P6ur!.@D!4os Es4!,67# M6r!f"ores.
'UMEDAD RELATI)A MEDIA MENSUAL @'ORARIA : ne :eb 9ar Abr 9ay Oun 66
66
6
6"
0
TEMPERATURA MEDIA MENSUAL 'ORARIA: FC ne :eb 9ar Abr 9ay P P:
#6.7 >.7'
#.' "+.7#
#.+ "0."
#5.> ".6#
#7.> 5.0#
7
Oun ##.# +.>6
:actor de evapotranspiración potencial 9: en mm. 3or mes Lat. *ur ne :eb. 9ar. Abr. 9ay. Oun. 5 #.'+6 #.+"> #.767 #.+7' #.0# +."5' 5.+576+ #.'#+'76+> #.+>+"05" #.76#'7># #.+7+0+""6 #.0+#>"556 +."'"077 6 #.'' #.#05 #.76 #.++ +.>" +."#
E !K$
E!:$
Br
B
9:
#6.7 #.' #.+ #5.> #7.> ##.#
>.7' "+.7# "0." ".6# 5.0# +.>6
66 66 6 6" 0 7
0.>6> 0.>6>6 0.>566 0.>'5+ 0.>06# 0."6"
+.0006 +.0006 +.0006 +.0006 +.0006 +.0006
#.'#+'76+> #.+>+"05" #.76#'7># #.+7+0+""6 #.0+#>"556 +."'"077
) :Q 9A AQ 9AR OC)
3arámetro
unidad
E3 c tomate EA 3recip. fect. demanda de agua !Lam. neta$ eficiencia de riego nP dias del mes re2uerimiento de agua !Lam. bruta$
mmDdia
Area total volumen demandado
mmDdia mmDdia
E3!mmDmes $ +"6.06"6 +#.>70"7 +"#.66"## +5".''70+5 +76.>#"6"5 ++5.5>0>6
,emanda de agua del proyecto meses :Q 9A AQ 6.+" 5."> 5.#" 0.'0 0.#5 +.+ #.' '.# 5."+
E3!mmDdia$ 6.00##+5' 6.+6+0#6# 5.">#5#7#' 5.#"+'77"7 '.'+05'76 7."5707##7
9AR '.'# 0.>5 '.#0
0.0
0.0
0.0
0.0
mmDdia
#.'
'.#
5."+
'.#
!%$ !dias$
0."5 #"
0."5 7+
0."5 70
0."5 7+
mmDdia
#.>+
5.0#
6."'
'.>'
m7DaDdia m7DaDmes Ba m7Dmes
#>.+ "+'." +>.+ +556#.6"
50.# +556.# +>.+ #>#7.'#
6".' #05# +>.+ 7>+>7.#
'>.' +57+.' +>.+ #>#'>.'
on el análisis de persistencia al 5% se llega a obtener una precipitación efectiva de cero milmetros debido a 2ue en estos meses cada a?o no llueve lo mismo ay a?os 2ue no llueve y por tratarse un proyecto de riego tenemos 2ue contar con plena seguridad 2ue al cultivo no le falte agua.
EEAL
5>5'.' ++7#>.0'
DISEÑO AGRONÓMICO 3 RIEGO POR ASPERSIÓN. CULTI)O TOMATE
C.C 1 P.M.P 1H D.A 1.9r, ( K/,
,AE*@ DPM H/ P /% AREA 1J.1'!s Tr5 0/ LtD,ia E! H E4 KmmDdia D" 0DIAS $5 01H m7DBr Sue"o !r,6""oso !re#oso
,eterminación de los parámetros de riego a. =ntervalo de umedad disponible
IHD = IHD =
CC − PMP
−15
31
100
∗1.3∗0.60 =124.8 mm
b. ,osis neta
Dn= 124.8∗ 0.50∗0.8 =49.92 mm
c. ,osis bruta 3ara allar la dosis bruta tenemos 2ue tener presente la necesidad de lavado para ello contamos con la conductividad idráulica del agua y del suelo. e agua F #.5 dsDm e suelo F #.5 dsDm Eeniendo estos valores como datos nos dirigimos al nomograma 2ue los relaciona con la fracción de lavado !L$ ,e a2u obtenemos 2ue la fracción de lavado es de 70 % consiguiente utilizamos la fórmula siguiente@
Db=
∗ Dn
0.9
H +0%1 por
Db=
∗49.92 =75.52 mm 0.85 (1 −0.30 ) 0.9
d. =ntervalo de riego
Ir = Ir=
49.92 6
Dn ET
= 8.32 … … . 8 dias
A4ustando datos a un n/mero entero de das Dn = Ir∗ Et Dn=8∗6= 48 mm
Db=
Db=
∗ Dn
0.9
∗ =72.6 mm 0.85 (1 −0.30 ) 0.9 48
e. audal necesario
( ) 3
m Qn Hora
Qn=
=
A∗ Db∗10 Trd ( Ir− Dl )
3
∗72.6∗10 m =115.5 hora 20 ( 8 −2 )
19.1
215 m
3
E#4o#,es 4e#eos ue e" Qd= ho > Qn=
T6e8o 5e r6e9o @Tr
115.5 m
ho
3
…….ok
Tr =
Db ( mm ) mm ) Pms ( ho
3luviosidad media del sistema F " mmDoN.!,e acuerdo al aspersor a utilizar$ Tr =
72.6 8
( mm )
( ) mm ho
=9.1 … … =9.5 horas
A4ustando la pluviosidad tenemos@ Pms=
( mm ) =7.64 mm / ho 9.5 ( ho)
72.6
NP5 @8os4ur!s 56! dia ho /¿
¿
Trd ¿ NPd =¿
dia ho /¿
¿
¿ NPd =¿ 20
E"e,,67# 5e" !s8ersor = 5e" #ero 5e !s8ersores 8or 8os4ur! ,efinidos estos parámetros se podrá elegir el aspersor 2ue tendrá un caudal de@ q = Pms∗marco
l marco de riego en este caso para el tomate será de +# S +# m q = 7.64 mm / ho∗( 12∗12 ) m=1100.5 ¿/ ho
C!",u"!#5o e" #ero 4o4!" 5e !s8ersores e# 4o5! e" >re! ,u"46!;"e 4e#eos:
N total d! as"!rsor!s =
N total d! as"!rsor!s =
).
Resu"4!5os:
ar!a ( m
2
)
marco ( m
2
) 2
(m ) =1327.4 =1328 as"!rsor!s 12∗12 ( m )
191139.575
2
)I.
Co#,"us6o#es:
*e determinó con el 9(todo de Bargreaves la evapotranspiración potencial para el cultivo del tomate en la región 3iura. *e determinó la demanda de agua para el proyecto de +> as1 para el cultivo de tomate. Qa4o criterios t(cnicos se sectorizó el terreno pudiendo determinar las zonas de drena4e tubera principal y de diferentes sistemas de riego por gravedad como@ surcos melgas o pozas.
)II.
B6;"6o9r!f!
Apuntes tomados en clase. T9anuales para educación agropecuariaU TEomatesU Tditorial ErillasU+>"". pág. ''. alendario Bortcola G TBortusU. Tultivo 9oderno del EomateU . odrguez odrguezD O.9. Eobares odrguez D O.A. 9edina *an Ouan. #V dición +>>. 3ág. 66. Tompendio de ficas t(cnicas de 60 cultivos de la egión WrauU Luis Wómez Abromonte. Cniversidad nacional de 3iura +>>>.
D6seo '65r>u"6,o 5e ,!#!"es:
3arámetro :recuencia de riego duración de riego re2uerimiento de agua Lamina de riego eficiencia de riego lamina neta volumen de riego audal de riegoDa
R 01.2
unidad
audal de riego meses :ebrero
9arzo
Abril
9ayo
das
"
"
"
"
r seg
>.5 7'#00
>.5 7'#00
>.5 7'#00
>.5 7'#00
m7DaDda
#>.+
50.#
6".'
'>.'
mmDda mm cm !%$ cm m7DaDriego
#.>+ #7.#" #.7#" 0."5 +.>" #7#."
5.0# '0.+6 '.0+6 0."5 7.'+ '0+.6
6."' 5'.# 5.'# 0."5 '.65 5'.#
'.>' 7>.5# 7.>5# 0."5 7.76 7>5.#
m7Dseg
0.006"+
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0.0+6
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++.
+6
++.56