DISEÑO RIEGO POR GOTEO A. DISEÑO AGRONÓMICO: AGRONÓMICO: 1. NECESIDADES DE AGUA: a. Evapotranspiración potencial, Eto Ev = evaporación potencial (máxima mensual, sin corregir) en mm / día Ff = factor fotoperíodo (corrección) Cálculo Eto = Ev * Ff Eto (mm / día)
Ev 5.00 5.40
Ff 1.08 -
b. Coeficiente del cultivo, Kc Expresa la relación entre Etc y Eto Fase
Inicio Desarrollo Media Final Total Inicio: Desarrollo: Media: Final:
Lechuga Duración (días) 20 30 15 10 75
Kc 0.70 1.00 1.05 0.95 -
siembra en semillero - germinación - formación de 3 a 4 hojas verdaderas - transplante (15 - 20 días) transplante - formación de hojas (25 a 30 ddt) formación de hojas - inicio de formación de cabeza (45 - 50 ddt) inicio de cosecha (55 - 60 ddt) - final cosecha
c. Coeficiente de localización, Kl Corrige la ET, disminuyéndola Método Alljiburi Decroix Hoara Keller Kl =
Fase Inicio Desarrollo Media Final
Fórmula Kl = 1,34 * A Kl = 0,1 + A Kl = A + 0,5 * (1 - A) Kl = A + 0,15 * (1 - A) promedio Cálculo A Lechuga d (m) a.s. (m) 0.10 0.01 0.22 0.04 0.35 0.10 0.35 0.10
A = % área sombreada = área sombreada / área total área sombreada = PI * d^2 / 4 área total = sp x se d = díametro de la copa de la planta en m sp = separación entre plantas se = separación entre hileras
A 6.55% 31.68% 80.18% 80.18%
2
Área total (m ) Lechuga 0.12
Inicio Alljiburi Decroix Hoara Keller Desarrollo Alljiburi Decroix Hoara
Cálculo Kl Lechuga 0.25 Media 0.09 Alljiburi 0.17 Decroix 0.53 Hoara 0.21 Keller Lechuga 0.48 Final 0.42 Alljiburi 0.42 Decroix 0.66 Hoara
Lechuga 0.93 1.07 0.90 0.90 0.83 Lechuga 0.93 1.07 0.90 0.90
Keller
0.42
Keller
0.83
d. Coeficiente de variación climática, Kcl Este valor se encuentra entre 1,15 y 1,20. Tomaremos Kcl =
1.20
e. Coeficiente por advección, Kad 2 Para nuestro caso suponemos un área de riego de 0,01 ha (100 m ) y Kad =
1.30
f. Determinación Pe, Ac, Aa Pe = aporte de agua por precipitación efectiva Ac = aporte de agua capilar (nivel freático próximo) Aa = aporte del agua almacenada (no se considera en riegos de alta frecuencia) Para nuestro caso no tenemos aportes de agua provenientes de precipitación, capilaridad ni por almacenamiento. Por tanto,
Pc = Ac = Aa =
mm / día 0.00 0.00 0.00
g. Determinación K Este coeficiente depende de la eficiencia de la aplicación o de la cantidad de agua de lavado, tomando el mayor valor K = 1 - Ea Ea = eficiencia de aplicación K = LR LR = % de agua de lavado LR = Cei / 2Cee Cei = conductividad eléctrica del agua de riego Cee = conductividad eléctrica del extracto de saturación Cálculo K = 1 - Ea K
Ea (%) 0.90 0.10
En nuestro caso, Ea =
90.00%
h. Determinación CU Es el coeficiente de uniformidad, en nuestro caso, CU =
90.00%
(valor de diseño)
i. Cálculo de las necesidades totales o lámina neta de riego, Lr Lr = ((Eto * Kc * Kl * Kcl * Kad) - Pe - Ac - Aa) / ((1 - K) * CU) Cálculo Lr (mm / día) Fase Lechuga Inicio 1.80 Desarrollo 4.99 Media 10.12 Final 9.16 j. Caudales requeridos Cálculo caudales (lps) Fase Lechuga Inicio 0.05 Desarrollo 0.14 Media 0.29 Final 0.26 2
Para el diseño se obtuvo un módulo, en l / m por día, como se muestra en el cuadro del cálculo de Lr (mm / día), para cada fase Si se tiene el siguiente valor de número de horas de disponibilidad de agua para riego = horas, entonces resulta el cuadro anterior para cada invernadero descrito abajo: 2
m Área invernadero para lechuga = 104.00 Ancho (m) = 6.50 Largo (m) = 16.00 Sep. entre plantas (doble surco en tresbolillo), en m = Sep. entre hileras doble surco, en m = 0.40 Ancho de calle, en m = 0.50
0.30
24
Ancho del cantero, en m = 0.80 Largo del cantero, en m = 14.40 2 Área del cantero, en m = 11.52 Nº de canteros en el invernadero = Nº de plantas de lechuga en el invernadero =
5
canteros 480
plantas
DISEÑO RIEGO POR GOTEO A. DISEÑO AGRONÓMICO: 2. CÁLCULO DE PARÁMETROS AGRONÓMICOS: a. Frecuencia de riego máxima Frecuencia (max) = dosis de riego (max) / lámina de riego Dosis de riego (max) = lámina de agua aprovechable x % área mojada Lámina de agua aprovechable = (CC-PMP ) * Da * Pr*% Ag CC = capacidad de campo (% de peso de suelo seco) = 27.00% PMP = porcentaje de marchitez permanente = 13.00% 3 Da = densidad aparente (g / cm ) = 1.35 Pr = profundidad de humedecimiento (cm) = 10.00 % Ag = porcentaje de agotamiento = 10.00% % área mojada = área mojada por emisor / área total (relación medida a una profundidad de 20 cm). En este caso, tomamos el área equivalente al área de la copa calculada en "necesidades de agua"
Fase
Inicio Desarrollo Media Final
Cálculo de frecuencia de riego máxima Lechuga dosis de lámina agua riego área mojada aprove. máxima (%) (mm) (mm/día) 6.55% 0.63 0.04 31.68% 1.26 0.40 80.18% 1.89 1.52 80.18% 1.89 1.52
frecuencia máxima (horas) 00:32:54 01:55:12 03:35:32 03:58:13
b. Características del emisor Ecuación Q vs. H Q=0,9859H0,5646
Régimen de circulación Turbulento
Nº de emisores por planta =
Emisor: Acuaflo - 4 lph (Agrifim)
1
c. Dosis de riego Ver tabla de cálculo de frecuencia de riego máxima d. Tiempo de riego TR = dosis de agua para riego (mm / día) / oferta de agua del sistema (mm / h) 2 Oferta de agua del sistema = caudal del gotero (lph) / área de la planta (m ). El gotero escogido tiene un caudal de 1.50 lph para una carga de 2.10 m (valor ficha técnica) Cálculo del tiempo de riego Fase Lechuga Oferta de agua del Tiempo de sistema riego (mm/h) (h:m:s) Inicio 190.99 00:00:19 Desarrollo 39.46 00:14:34 Media 15.59 02:19:58 Final 15.59 02:19:58 e. Almacenamiento de agua para riego requerido semanalmente Almacenamiento (litros) = Nº riegos / semana x Nº litros de agua aplicados en cada riego Nº riegos / sem = tiempo diario disponible para riego (h) *7 / frecuencia máxima (h). En este caso, asumimos el tiempo diario disponible para riego = 8 horas Nº litros agua aplicados en cada riego = tiempo riego (h) x caudal gotero (lph) x Nº goteros
Cálculos del almacenamiento de agua para riego semanal (en litros) Fase Lechuga Nº litros Nº litros agua agua a Nº riegos / aplicados / almacenar semana riego semanal Inicio 103.00 0.16 16.01 Desarrollo 30.00 7.28 218.49 Media 16.00 69.98 1,119.68 Final 15.00 69.98 1,049.70 f. Caudal del sistema Q - sistema = Lr (max) * 24 / tiempo de disponibilidad de agua para regar * A, en lph 2 A = área total a regar = m 57.60 Lr = lámina de riego máxima diaria = 1.52 mm / día Tiempo = tiempo total disponible para regar = 8 Q - sistema = 261.85 lph = 4.36 lpm = 0.07
horas lps
DISEÑO RIEGO POR GOTEO B. DISEÑO HIDRÁULICO: 1. H permisible para 90% de uniformidad y desnivel del 0% Coeficiente de uniformidad deseado, CU = 90.00% (valor de diseño) Coeficiente de variabilidad, CV = 0.03 (valor dado por el fabricante) Número de emisores por planta (e) = 1 Factor constructivo, CUc = 1 - 1,27 * CV / √e = 0.96 Factor hidráulico, CUh = CU / CUc = 0.94 Caudal promedio del emisor (qa) en lph = 1.50 Caudal promedio del emisor con menor presión (qns) en lph = qa * Cuh = 1.40 H (qa) = 2.10 m H (qns) = 1.87 m 0,5646 Q = 0,9859 * H H permisible = 2,5 * (H (qa) - H (qns)) = 0.58 m 2. Pérdida de carga en el lateral Caudal promedio del emisor (qa) en lph = 1.50 Espaciamiento entre goteros (se) en m = 0.30 Longitud del lateral (L) en m = 14.40 Caudal del lateral (q) en lps = qa * L / se = 0.02 Coeficiente de Christiansen (P.E.), C = 150 Diámetro interno en mm = 12.00 J (m / 100 m) pérdida en tubería = (1,21 * 10 ^12) * ((Q / C) ^1,8552) * D ^ (-4,87) = Longitud equivalente por inserción gotero (fe) en m = 18,91 * D ^ (-1,87) = (se + fe) / se = 1.60 J' (m / 100 m) pérdida en tubería + inserción = J * (se + fe) / se = 0.50 Factor F (n) = 0.365 n (número de salidas) = 48 Hfl pérdida total en el lateral en m = J' * F * L / 100 = 0.026
0.31 0.18
P.E. 6 atm. Baja densidad φ Nominal
V (m/s) 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
J (m/m) 0.132 0.090 0.065 0.045 0.032 0.024 0.018
(mm) 16 (12) 20 (16) 25 (21) 32 (28) 40
(36)
50 (46) 63 (58)
Q (lph) 410 720 1250 2200 3600 6000 9600
3. Pérdida de carga en el portalateral Caudal del lateral (q) en lps = qa * L / se = 0.02 Nº de orificios por portalateral (N) = 10 Longitud del portalateral (Lp) en m = 3.00 Caudal del portalateral (Q) en lps = q * N = 0.20 Coeficiente de Christiansen (P.E.), C = 150 Diámetro interno en mm = 58.00 J (m / 100 m) pérdida en tubería = (1,21 * 10 ^12) * ((Q / C) ^1,8552) * D ^ (-4,87) = Factor F (n) = 0.402 n (número de salidas) = 10 Hfp pérdida total en el portalateral en m = J * F * Lp / 100 = 0.01 ? Hf total = (Hfl + Hfp) en m = 0.038 0.58 4. Pérdida de carga tubería conducción (principal + secundaria) Caudal del portalateral (Q) en lps = q * N = 0.20 Longitud de tubería (Lt) en m = 11.50 Coeficiente de Christiansen, C = 150 Diámetro interno en mm = 58.00 J (m / 100 m) pérdida en tubería = (1,21 * 10 ^12) * ((Q / C) ^1,8552) * D ^ (-4,87) = Hfc pérdida total en el distribuidora en m = J * Lc / 100 = 0.0016
0.01
DH permisible
OK
0.01
5. Determinación de la altura dinámica total (ADT) Presión de operación del emisor (H(qa)) en m = 2.10 Pérdida en el lateral (Hfl) en m = 0.026 Presión de entrada al lateral (Hm) en m = H(qa) + 0,733 * Hfl = Pérdida en el portalateral (Hfp) en m = 0.01 Presión de entrada al portalateral (Hn) en m = Hm + 0,733 * Hfp = 2 Pérdida en singularidades (Hs) en m = ( ∑ K * v / (2 * g)) = Pérdida en la tubería de conducción (Hfc) en m = 0.0016 Pendiente del terreno para tubería de conducción (d) en % = Desnivel tubería de conducción (D) en m = -0.58 Altura dinámica total (ADT) = Hn + Hs + Hfc + D = 2.35
2.122 2.13 0.79 -5.00% m
DISEÑO RIEGO POR GOTEO C. PROGRAMACIÓN DE RIEGO PARA LECHUGA: FASE INICIO
DESARROLLO
MEDIA FINAL Total
PERÍODO VEGETATIVO DÍAS SEMANA 21 1 2 3 28 4 5 6 7 14 8 9 14 10 11 77
FRECUENCIA MÁXIMA HORAS 00:32:54 00:32:54 00:32:54 01:55:12 01:55:12 01:55:12 01:55:12 03:35:32 03:35:32 03:58:13 03:58:13
TIEMPO DE RIEGO H:M:S 00:00:19 00:00:19 00:00:19 00:14:34 00:14:34 00:14:34 00:14:34 02:19:58 02:19:58 02:19:58 02:19:58
LÁMINA RIEGO MM/DÍA 1.80 1.80 1.80 4.99 4.99 4.99 4.99 10.12 10.12 9.16 9.16
AGUA A ALMACENAR SEMANALMENTE (L) 16 16 16 218 218 218 218 1,120 1,120 1,050 1,050
