EDITOR Isaac Maldonado I Consultores Técnicos Paz Campo, abogado (CNR) Rodolfo Bauer, Ing.Civil (CNR) Miguel Andrade, Ing. Agrónomo (CNR)
Maldonado I., Isaac (Ed) 2001. Riego y Drenaje Guía del l Extensionista. Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Chillán, Chile Boletín de Bolsillo N°1, 328 p. Diseño y Diagramación
Edición
Luisa Villablanca Fuentes. Hugo Rodríguez A. Impresión
Boletín de Bolsillo N°1 Este boletín fue editado por el Centro Regional Quilamapu, Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Ministerio de Agricultura. Permitida su reproducción total o parcial citando la fuente y Editor. Cita Bibliográfica correcta.
Imprenta La Discusión. Cantidad de Ejemplares 1.000 Chillán, Chile, 2001. Esta publicación contó con el apoyo y financiamiento de la Comisión Nacional de Riego (CNR).
Capítulo 1. Puesta en riego
ÍNDICE GENERAL
INDICE GENERAL
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ÍNDICE GENERAL
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Capítulo 2. Requerimientos de riego de los cultivos Capítulo 3. Programación de riego
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Capítulo 4. Infraestructura de riego Capítulo 5. Nivelación de suelos Capítulo 6. Ley 18.450
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Índice de tablas Índice de figuras Índice de fotos
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Capítulo 8. Drenaje de suelos agrícolas Capítulo 9. Definiciones
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Capítulo 7. Métodos de riego
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PUESTA en RIEGO
11 Isaac Maldonado I. Ingeniero Agrónomo MSc. Investigador Riego y Drenaje CRI Quilamapu Instituto de Investigaciones Agropecuarias
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PUESTA en RIEGO
AUTOR
PUESTA en RIEGO
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PUESTA en RIEGO
Í NDICE DE MA TERIAS MATERIAS
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PUES T A EN RIEGO PUEST
1.1
DERECHOS DE AGUA
1.1.1
Definiciones sobre los derechos de agua que dispone un predio
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miento?
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ÍNDICE
1.1.13
Amparo judicial
1.2
DISPONIBILIDADES REALES EN EL PREDIO
1.3
MÉTODOS DE AFORO
1.3.1
Método del flotador
1.3.2
Método volumétrico
1.3.3
Vertederos
1.3.3.1
Vertedero triangular
1.3.3.2
Vertedero rectangular
1.3.3.3
Vertedero trapezoidal o Cipolletti
1.3.4
Aforo de tuberías por el método de la trayectoria
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ÍNDICE
De las aguas subterráneas
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De los cauces artificiales
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¿Dónde se registran los derechos de agua?
1.1.11
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1.1.7
¿Qué debe contener una solicitud de derecho de ○
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¿Qué se entiende por aguas de derrames?
1.1.10
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1.1.6
Procedimiento administrativo de la constitución
aprovechamiento?
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¿Cómo se adquiere un derecho de aprovecha
De las hipotecas del derecho de aprovechamiento
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1.1.5
miento?
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¿Qué es una servidumbre?
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1.1.4
1.1.8
de un derecho de aprovechamiento
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¿Cómo se expresan los derechos de aprovecha miento?
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¿Qué se entiende por un derecho de aprovecha
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1.1.2
1.1
DERECHOS DE AGUA
1.1.1
Definiciones sobre los Derechos de Agua de que dispone un predio.
Es un derecho real que recae sobre las aguas y consiste en el uso y goce de ellas, con los requisitos y en conformidad a las reglas que prescribe el Código de Aguas. El derecho de aguas es de dominio de su titular, quien podrá usar, gozar y disponer de él en conformidad a la ley (Art. 6).
La legalidad vigente en Chile desde 1963 referente a derechos de aprovechamiento de agua para fines de riego, se encuentra expresada en el Código de Aguas Aguas, texto que se puede adquirir en librerías. "Atendida su naturaleza, las aguas son muebles, pero destinadas al uso , cultivo o beneficio de un inmueble se reputan inmuebles" (Art. 4). Además se estipula que: "Las aguas son bienes nacionales de uso público y se otorga a los particulares el derecho de aprovechamiento de ellas en conformidad a las disposiciones que establece el Código de Aguas" (Art. 5).
eventual; continuo, discontinuo o alternado entre varias personas (Art. 12). El derecho de aprovechamiento consuntivo, es aquel que faculta a su titular para consumir totalmente las aguas en cualquier actividad (Art. 13). El derecho de aprovechamiento no consuntivo, es aquel que permite emplear el agua sin consumirla y obliga a restituirla en la forma que lo determine el acto de adquisición o de constitución de derecho (Art. 14). El derecho de aprovechamiento no consuntivo no implica, salvo convención expresa entre las partes, restricción a la libre disposición de los derechos consuntivos (Art.15). Los derechos de ejercicio permanente son los que se otorgan con dicha calidad en fuentes de abastecimiento no agotadas, en conformidad a las disposiciones del presente Código, así como los que tengan esta calidad con anterioridad a su promulgación. Los demás son de ejercicio eventual (Art. 16). Los derechos de aprovechamiento de ejercicio permanente facultan para usar el agua en la dotación que corresponda, salvo que la fuente de abastecimiento no contenga la cantidad suficiente para satisfacerlos en su
1.1.3
¿Qué se entiende por un Derecho de Aprovechamiento?
¿Cómo se expresan los Derechos de Aprovechamiento?
El Código de Aguas (Art. 7) establece que los derechos de agua deben ser definidos en términos de caudal, esto es volumen de agua por unidad de tiempo (L/s; m3/s; L/min; etc.) ¿C ó mo se clasifican los Derechos de Aguas según su origen y uso? Los derechos de aprovechamiento pueden ser consuntivos o no consuntivos; de ejercicio permanente o
integridad, en cuyo caso el caudal se distribuirá en partes alícuotas (Art.17). Los derechos de ejercicio eventual sólo facultan para usar el agua en las épocas en que el caudal matriz tenga un sobrante después de abastecidos los derechos de ejercicio permanente (Art. 18). Los derechos de ejercicio continuo son los que permiten usar el agua en forma ininterrumpida durante las veinticuatro horas del día; los de ejercicio discontinuo sólo permiten usar el agua durante determinados períodos, y los derechos de ejercicio alternado son aquellos en que el uso del agua se distribuye entre dos o más personas que se turnan sucesivamente.
1.1.4
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1.
¿Qué es una Servidumbre?
En el artículo 8 del Código de Aguas está indicado que quien disponga de un derecho, lo tiene igualmente, a los medios necesarios para ejercitarlo. Así, el que tiene derecho a sacar agua de una fuente situada en la heredad vecina, tiene el derecho a tránsito para ir a ella, aunque no se haya establecido en el título.
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Además, se estipula que quien posee un derecho de aprovechamiento puede hacer a su costa las obras y trabajos indispensables para ejercitarlo (Art. 9).
ción de las servidumbres a que se refiere el Código son: Por nulidad o resolución del derecho del que las ha constituido.
Si al constituirse una servidumbre hubiese desacuerdo en cuanto al monto de la indemnización, resolverá el Juez, con informe de peritos, pudiendo autorizar la constitución sólo una vez pagada la indemnización que se determine en definitiva (Art. 71).
Por la renuncia del dueño del predio dominante. Por el no uso durante 5 años.
¿Cu á les son las principales características de una servidumbre?
¿Qué tipos de servidumbre existen? La servidumbre consiste en la facultad que tiene quien hace uso de ella, para transitar por las propiedades en que ésta rige con el fin de revisar y mantener el normal flujo del agua al interior del cauce. Para ello se establece que se dispone de un área de tránsito equivalente.
1
¿Cuándo se extingue el derecho de servidumbre? Las principales causas que dan origen a la extin-
3. A su vez se indica que se aceptan aquellas obras que:
a) Natural de escurrimiento 1.Todo predio está sujeto a recibir las aguas que descienden naturalmente del predio superior, sin que la mano del hombre contribuya a ello,por tanto si se desea dirigir una acequia sobre un predio vecino deberá constituirse una servidum bre especial (Art. 73), 2.El predio que recibe no puede realizar obra
de un pueblo, una industria, mina u otra propiedad que necesite conducir agua para cualquier fin (Art. 77).
En el predio superior no hagan más gravosa la servidumbre que deba soportar el predio inferior (Art. 75).
3. La conducción de las aguas no debe generar filtraciones, derrames ni desbordes que perjudiquen al predio sirviente. La obligación de construir las obras que se requieren para hacer uso de una servidumbre, se refiere a la época de constitución de ésta. En caso de dificultades por desacuerdos entre las partes, será el Juez quien en lo posible buscará la conciliación de las partes (Art. 78 y 79).
b) De acueducto 1. Autoriza a conducir aguas por un predio ajeno a expensas del interesado y da derecho a construir obras de arte en el cauce y de desagües para que las aguas descarguen en cauces naturales (Art. 76).
4. El dueño del predio sirviente tiene derecho a que se le indemnice por la superficie que será ocupada equivalente al espacio utilizado por el acueducto, además de una franja a ambos lados que no será inferior al 50% del ancho del acueducto con un mínimo de un metro de anchura en toda su extensión.
2. Además, se establece que toda propiedad está sujeta a la servidumbre de acueductos a favor
Se agrega a lo anterior la indemnización por todo
En el predio que recibe, no impidan el normal descenso de las aguas o sirvan para su regularización o aprovechamiento (Art. 74).
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alguna que estorbe la servidumbre natural ni el predio dominante que la agrave (Art. 74).
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Por el cambio de destino de las aguas o del rumbo del acueducto si corresponde a una servidumbre de abrevadero.
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perjuicio ocasionado por la construcción del acueducto, sus filtraciones, derrames y desbordes que puedan imputarse a defectos de construcción o mal manejo del mismo (Art. 82). 5.De acuerdo a lo indicado en el artículo 83, el dueño de un acueducto puede: Impedir toda plantación u obra en el área que define la servidumbre. Reforzar los bordes del canal sin que ello perjudique al predio sirviente. 6.Al dividirse una propiedad, las hijuelas superiores quedan gravadas con servidumbre de acueducto en beneficio de las inferiores sin indemnización alguna, salvo indicación en contrario y sin perjuicio a lo estipulado en el artículo 881 del Código Civil (Art. 88). 7. El dueño del predio sirviente está obligado a permitir la entrada de trabajadores y el transporte de materiales
c)
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De derrame y de drenaje Los artículos 94 y 95 establecen que en el caso de dar salida o dirección a aguas sobrantes o para desecar sectores de vega,filtraciones naturales o pantanos, se aplican las mismas normas definidas para la servidumbre de acueductos. d)
Otras servidumbres necesarias para ejercer el derecho de aprovechamiento. El artículo 96 indica que el dueño de un derecho de aprovechamiento que no sea dueño de las riberas, terrenos o cauces que deba utilizar para ejercer el uso de su derecho, podrá construir en el predio sirviente las obras necesarias, pagando al dueño el valor del terreno que ocupare por las obras, más las indemnizaciones que procedan de acuerdo a lo establecido en los artículos 71 y 82.
8. Si los dueños de un acueducto no hacen las limpias o reparaciones pertinentes serán responsables por el pago de las indemnizaciones que correspondan y sin perjuicio del pago de las multas que fije el tribunal competente (Art. 91). 9. El código establece la prohibición de botar basura, desperdicios u otros objetos similares a los canales que alteren la calidad de las aguas. Serán las Municipalidades respectivas quienes establecerán las sanciones a la infracción de este artículo. Además, dentro del territorio urbano, las Municipalidades han de concurrir a la limpieza de los canales obstruidos por basuras, desperdicios u otros objetos botados en ellos (Art. 92). 10. Al haber abandono de un acueducto, vuelve el terreno al goce y uso exclusivo del dueño de la heredad sirviente que no deberá restitución
e)
De abrevadero El código en su artículo 99 establece que todo pueblo, caserío o predio que no disponga de agua necesaria para la bebida de sus animales, cuenta con el derecho de imponer una servidumbre de abrevadero, que consiste en el derecho de conducir el ganado a beber dentro del predio sirviente en días, horas y puntos previamente determinados, por los caminos y sendas usuales, sin desmedro de que el dueño del predio sirviente pueda enajenar los derechos de aprovechamiento o variar el rumbo del acueducto (Art. 99). El artículo 100 establece que no podrá imponerse esta servidumbre sobre pozos ordinarios o artesianos, ni en aljibes que se encuentren en terrenos cercados. Para investigar El artículo 107 establece que los interesados en desarrollar las mediciones e investigaciones tanto de los recursos hidráulicos como de los terrenos donde se ha de construir, modificar, cambiar y unificar bocatomas, podrán ingresar al terreno de propiedad particular previa constitución de la servidumbre correspondiente.
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alguna. Se presume abandono cuando por un período de 5 años no haya habido uso ni mantención,existiendo agua disponible para su conducción (Art. 93).
para la limpieza y reparación del acueducto con tal de avisar al encargado de dicho predio (Art. 90).
f)
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¿Qué tipos de fuentes de abastecimiento existen? El código indica que existen aguas terrestres y marítimas, sin embargo este documento solo considera las aguas terrestres, aguas que a su vez pueden ser superficiales o subterráneas. Se define como agua superficial aquella que naturalmente se encuentran a la vista de los hombres y pueden ser corrientes o detenidas. Se entenderá por agua subterránea aquella que está oculta en el seno de la tierra y no han sido alumbradas (Art. 2°)
1.1.5
1 16
El derecho de aprovechamiento se constituye originalmente por acto de autoridad. La posesión de los derechos así constituidos se adquieren por la competente inscripción, exceptuándose exceptuándose, de acuerdo a lo indicado en artículo 20, los derechos de aprovechamiento sobre las
¿Qué se entiende por Aguas de Derrames?
Constituyen derrames las aguas que quedan abandonadas, después de su uso, a la salida del predio. Se presume el abandono de esta agua desde que el dueño del derecho de aprovechamiento hace dejación de ellas, en los linderos de la propiedad, sin volver a aprovecharla (Art. 43). Los derechos, gravámenes o servidumbre sobre derrames y drenajes sólo pueden constituirse a favor de terceros por medio de un título. Para que produzca efecto respecto de terceros, el título deberá constar en instrumento público e inscribirse en el Registro de Hipotecas y Gravámenes de aguas del Conservador de Bienes Raíces respectivo (Art. 55).
1.1.7
¿Dónde se registran los Derechos de Agua?
Los conservadores de Bienes Raíces llevarán un Registro de Aguas, en el cual deberán inscribir los títulos que dicen relación con: derechos de aprovechamiento,
¿Cómo se adquiere un derecho de aprovechamiento subterráneo? El derecho de aprovechamiento de las aguas subterráneas para cualquier otro uso se regirá por las del derecho de aprovechamiento superficial.
acuerdos que determinen derechos de cada comunero, documentos que acrediten alteración en la distribución de derechos, escrituras públicas que formalmente otorguen un derecho definitivo de aprovechamiento, actos y contratos que constituyan títulos traslaticios de dominio de los derechos, actos o resoluciones atinentes a transmisión de derechos por herencia, y las resoluciones ejecutoriadas que reconozcan la existencia de un derecho de aprovechamiento (Art. 112 y 114).
1.1.8
De las hipotecas del Derecho de Aprovechamiento.
Los derechos de aprovechamiento inscritos pueden ser hipotecados independientemente del inmueble al cual su propietario los tuviese destinados. Los no inscritos sólo podrán hipotecarse conjuntamente con dicho inmueble (Art. 110). La hipoteca de los derechos de aprovechamiento inscritos deberá otorgarse por escritura pública e inscribirse en el Registro de Hipotecas y Gravámenes de Agua del Conservador de Bienes Raíces respectivo (Art. 111).
PUESTA en RIEGO
1.1.6
¿Cómo se adquiere un Derecho de Aprovechamiento?
aguas que corresponden a vertientes que nacen, corren y mueren dentro de una misma propiedad, como así mismo las aguas de lagos, lagunas y pantanos situados dentro de una sola propiedad y en las que no existen derechos de aprovechamiento constituidos a favor de terceros, a la fecha de vigencia del código de aguas. La propiedad de estos derechos de aprovechamiento pertenece, por el solo ministerio de la ley, al propietario de la ribera. Si el acto de constitución del derecho de aprovechamiento no expresa otra cosa, se entenderá que su ejercicio es continuo. Si se constituye el derecho como de ejercicio discontinuo o alternado el uso sólo podrá efectuarse en la forma y tiempo fijado en dicho acto (Art.24).
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Procedimiento administrativo de la constitución de un Derecho de Aprovechamiento.
Las solicitudes de constitución de derechos de aprovechamiento de agua deben ser presentadas ante la oficina de la Dirección General de Aguas (DGA) del lugar, entendiéndose por tal el de la provincia en que se proyecta ubicar la bocatoma superficial o captación subterránea. Si no existe oficina de la DGA en la provincia, el trámite de presentación de la solicitud se efectuará en la gobernación correspondiente, en original y 3 copias, y si se presenta un extracto de la solicitud, también de éste se presentará un original y tres copias. Finalmente, se entregan tres planos o croquis de ubicación de las aguas solicitadas. Al recibirse la presentación se anotará su fecha de ingreso, autorizando, en las copias respectivas, su publicación. Si se trata de aguas subterráneas se anotará, además, la hora de ingreso. Si el solicitante es persona jurídica, debe adjuntar a la petición los antecedentes legales pertinentes.
El Gobernador o el Director Regional de Aguas cuando proceda, deberá certificar si se han presentado o no oposiciones. Si se produce oposición por haber solicitado las mismas aguas, un tercero como opositor, o por petición simultánea, la DGA, deberá verificar si todos los requerimientos pueden ser satisfechos, en cuyo caso contribuirá los derechos solicitados. En caso que se compruebe que no existen recursos suficientes para satisfacer todos los requerimientos, la DGA citará a un remate entre los solicitantes, dividiendo el caudal disponible en unidades no superiores a lo pedido en la solicitud que menos cantidad requiera. Si se trata de solicitudes de derecho de aprovechamiento de aguas subterráneas no tendrán aplicación las normas legales relativas al remate de derechos de aprovechamiento precedentemente reseñadas, y el derecho se constituirá previa comprobación de los requisitos legales y cumplimiento de las normas establecidas por la DGA calculado sobre la base de gasto de viático y movilización de los funcionarios encargados de la diligencia. Concluidos los trámites precedentes, la DGA, debe establecer si existen recursos disponibles para sa-
Las solicitudes deben publicarse una vez en el Diario Oficial de los días 1 y 15 de cada mes o el siguiente día hábil si fuera domingo o festivo, una vez en un diario de la capital de la provincia, y si no hubiere en ella diario o periódico, en uno de la capital de la Región y, finalmente, una vez en un diario de Santiago. Deben efectuarse dentro del plazo fatal de 30 días contados desde la fecha de ingreso de la solicitud, siendo días corridos y, por lo tanto, sin interrumpirse los días domingos y festivos. Los terceros que estimen perjuicios por la petición publicada, pueden oponerse a la solicitud dentro del plazo fatal de 30 días corridos, contados desde la fecha de la última publicación, en la misma oficina donde se presentó la solicitud. Dentro del quinto día de recibida la oposición se dará traslado al solicitante, para que éste responda en el plazo de 15 días. Igualmente pueden ser considerados como terceros opositores, quienes dentro de los treinta días de plazo para oponerse hayan presentado otras solicitudes sobre las mismas aguas con las formalidades legales, y no haya recursos suficientes para satisfacer todas las demandas.
tisfacer la solicitud y en tal caso proceder a constituir el derecho solicitado; la Resolución de constitución del derecho se anotará en el catastro y se reducirá a escritura pública que suscribirán el interesado y el funcionario designado al efecto. Copia de esta escritura se inscribirá en el Registro de Aguas del Conservador de Bienes Raíces competente. Las resoluciones del Director General o de sus delegados pueden ser objeto de un recurso de reconsideración que se elevará al Director General dentro del plazo de 30 días contados desde su notificación. En el caso del Director General, la Corte de Apelaciones competente, será la de Santiago, y en el caso de un delegado Jefe Regional, la Corte de Apelaciones que tenga competencia en el lugar en que esté la oficina correspondiente. Estos recursos no suspenden el cumplimiento de la resolución, salvo orden expresa. Para el cumplimiento de sus resoluciones, el Director General de Aguas, por sí o por delegado, podrá requerir del Intendente o Gobernador respectivo el auxilio de la fuerza pública con facultades de allanamiento o
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descerrajamiento si fuere necesario, o sea, posee imperio para hacer cumplir sus determinaciones.
d)
Si el derecho es consuntivo o no consuntivo; de ejercicio permanente o eventual; continuo o discontinuo o alternado con otras personas.
1.1.10 ¿Qué debe contener una solicitud de derecho de agua?
e)
El desnivel y punto de restitución de las aguas, si se trata de usos no consuntivos.
a)
El nombre del álveo de las aguas que se desea aprovechar, su naturaleza, esto es, si son superficiales subterráneas, corrientes o detenidas y la provincia en que están ubicadas o que recorren. En caso de aguas subterráneas, se individualizará la comuna en que se ubicará la captación y el área de protección que se solicita.
f)
La designación del funcionario que deberá suscribir la escritura pública a que se reducirá la resolución respectiva.
g)
Deberá constar la identificación del peticionario, con nombre, profesión y domicilio y, en cuanto ello sea posible, su número del Rol Unico Tributario.
La cantidad de agua que se desea extraer, expresada en medidas métricas y de tiempo (L/s, m3/año, etc.).
1.1.11 De los C auces A rtificiales
b)
1
El o los puntos precisos donde se captará el agua y el modo de extraerla.
so al cauce de origen, además de los dispositivos que permitan controlar y aforar el agua que se extrae (Art. 38) y, dependiendo de la calidad de las aguas, proveer un desarenador o derripiador.
cho, podrá recurrir al juez competente a fin de que se le ampare en su derecho (Art. 181).
1.1.12 De las Aguas Subterráneas
1.
Individualización del recurrente.
Cualquier persona puede explorar con el objeto de alumbrar aguas subterráneas, sujetándose a las normas que establezca la Dirección General de Aguas (Art. 58). Comprobada la existencia de aguas subterráneas, el interesado podrá solicitar el otorgamiento del derecho de aprovechamiento respectivo (Art. 60) debiendo, además, verificar si no hay restricciones de explotación en la zona.
2.
Explicar en qué consiste el hecho que lo afecta.
3.
El daño que este hecho le ocasiona o podría ocasionarle.
4.
El o los presuntos responsables del hecho denunciado.
5.
Las medidas que se solicitan para eliminar este conflicto.
1.1.13
6.
La organización de usuarios a que pertenece quien hace la demanda y la individualización de sus representantes legales.
Amparo Judicial
Quien sea titular de un derecho de agua y considere que está siendo vulnerado en el ejercicio de su dere-
Según lo estipulado en el artículo 182, la solicitud de amparo debe contener:
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c)
Las organizaciones de usuarios o el propietario exclusivo de un acueducto que extraiga aguas de una corriente natural, estarán obligados a construir a sus costas, a lo menos una bocatoma con compuerta de cierre y descarga y un canal que permita devolver las aguas o su exce
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Debe acompañar a la solicitud los antecedentes que justifiquen el derecho de aprovechamiento o la presunción de éste.
1.2
DISPONIBILIDADES REALES EN EL PREDIO
La solicitud deberá ser resuelta dentro de las 24 horas de recibida, notificándose a el o los presuntos responsables y a los representantes legales de las organizaciones señaladas para que, dentro de un plazo de 5 días, hagan sus descargos o formulen las observaciones que procedan según sea el caso (Art. 183). El juez dispondrá de una observación ocular, de costo del solicitante, pudiendo requerir a la Dirección General de Aguas que le informe al respecto sin exceder el plazo de 5 días. Cumplido el plazo de 5 días, el juez dictará una resolución acogiendo o denegando el amparo. En el caso de acogerlo se indicarán las medidas que deben adoptarse para dar por superado el conflicto (Art. 184).
21
Foto 1. Obra de entrega o derivación del agua desde un cauce (pirca de piedra).
el entorno. En tal sentido, se habla de caudal ecológico Establecer la disponibilidad real de agua de un refiriéndose al volumen de agua que es transportado por predio no es una tarea fácil. En Chile el mayor porcentaje un río, el cual permite un desarrollo normal de la flora y la de la superficie regada proviene de ríos no regulados que, fauna que lo rodea. además de tener un caudal variable en los meses de riego, presentan fuertes variaciones entre un año y otro. Por lo Tabla 1. Caudales por acción para diferentes ríos durante tanto, el hecho de que un agricultor conozca los derechos de el período estival. agua que se mencionan en la documentación legal de su propiedad no constituye informaRío ción suficiente para establecer la Ñuble Chillán Diguillín Maule superficie que potencialmente MES m³/s L/s/acc m³/s L/s/acc m³/s L/s/acc m³/s L/s/acc puede regar (tabla 1). La cuantificación de la Sep. 138 6.5 33 10.6 20 20.1 60 0.422 disponibilidad de aguas superficiaOct. 163 7.6 22 9.8 17 16.4 140 0.984 les o subsuperficiales, se debe rea- Nov. 185 8.7 17 7.9 13 12.4 180 1.265 Dic. 134 6.3 13 5.9 11 10.4 200 1.405 lizar mediante el análisis 71 3.3 7 3.0 8 7.7 200 1.405 hidrológico de la cuenca en la que Ene. Feb. 46 2.2 4 1.9 7 6.5 180 1.265 se encuentra el cauce o acuífero Mar. 30 1.4 4 1.7 6 5.7 120 0.483 que se explota o desea explotar. Abr. 41 1.9 7 3.0 7 6.9 80 0.562 Es decir, se debe calcular el caudal Nota: La información de esta tabla es sólo referencial. con un 85% de ocurrencia, considerando, además, las pérPara fines de diseño resulta más adecuado medir el caudidas de agua que ocurren en el trayecto al predio. dal real que ingresa al predio durante todo el período de Al utilizar las aguas de un cauce se debe tener riego. presente que el uso que se haga de este recurso no dañe
PUESTA en RIEGO
22
7.
1
PUESTA en RIEGO
1.3
Método:
M É TODOS DE AFORO
Se presentan a continuación algunos métodos prácticos y fáciles de usar en terreno, cada vez que sea necesario cuantificar el agua que conduce un cauce en especial. 1.3.1
Método del Flotador
Corresponde al más fácil y de menor costo que se puede usar. Sin embargo, la calidad de la medición es muy baja. Sólo sirve para tener una idea muy general acerca del caudal que se mide. Materiales:
Cronometrar el tiempo que tarda el flotador en recorrer la distancia demarcada entre el punto 1 y el 2.
Q = A * V * Fc ( 1 )
Ejemplo:
V = L / t
Datos de terreno: A = 0.42 m2 L = 10 m T = 24 s
(2)
= Caudal (m3/s) = Área del canal (m2) = Velocidad (m/s) = Factor de corrección (0.8) = Longitud de recorrido del flotador (m) = Tiempo empleado en recorrer los 10 m (s)
Cálculo de la velocidad: V = 10m / 24 s = 0.417 (m/s) Cálculo del caudal: Q = 0.42 (m2) * 0.417 (m/s) * 0.8 Q = 0.140 (m3/s)
PUESTA en RIEGO
24
Calcular el área del canal como se indica en la Figura 2.
Calcular el caudal de acuerdo a las siguientes relaciones:
Donde: Q A V Fc L t
Demarcar al centro del tramo un sector de 10 metros de largo.
Lanzar el flotador 3 metros antes de la primera marca.
Flotador. Huincha. Reloj o cronómetro. Estaquillas y cuerda para demarcado. Block de apuntes y lápiz.
1
Seleccionar un tramo recto y de sección uniforme, en lo posible desprovisto de cualquier elemento que interfiera con el paso del agua de una longitud mínima de 30 metros (Figura 1).
Q = 140 (l/s)
Figura 1: Medición de la velocidad del agua por el método del flotador.
Figura 2. Determinación de la sección de un canal de riego con forma irregular.
1
23
PUESTA en RIEGO
1.3.2
Método
Volumétrico
la marca preestablecida en el recipiente elegido.
Calcular el caudal de acuerdo a la siguiente relación:
Materiales: Q = V / t
(3)
Balde o recipiente de volumen conocido.
25
Donde: Reloj o cronómetro. Herramienta que permita cavar o adecuar el suelo donde se instalará el balde.
1
Q = Caudal (L/s) v = Volumen (L) t = Tiempo (s) Ejemplo:
Método: Adecuar el punto para asegurar una rápida y expedita manipulación del balde de medición.
Datos de terreno. v = 18 (L) t = 6 (s)
Medir el tiempo que tarda en llenarse o alcanzar
Cálculo del caudal. Q = 18 (L) / 6 (s) Q = 3 (L/s)
madera, los bordes deben ser biselados. Figura 3.
1.3.3
La distancia entre la cresta y el fondo del canal, debe ser superior a dos veces la carga de agua (H) que se desea leer. La distancia desde las paredes del canal a la abertura del flujo del vertedero debe ser también superior a dos veces la carga.
Vertederos
Corresponden a estructuras que se instalan en el interior del canal en perpendicular al flujo del agua. Estas estructuras requieren de una caída libre de agua, condición que ocasiona una elevación del nivel de agua, aguas arriba de la estructura. Por este motivo, se debe observar que no se produzca el desborde del canal. Instalación Seleccionar y despejar un tramo recto de canal, de por lo menos 10 veces el ancho de la cresta del vertedero. La cresta y las paredes por las que se derrame el agua deben ser agudas y de un espesor inferior a 1/8 de pulgada (3.2 mm). Si está hecho en
La velocidad del agua que se aproxima al vertedero debe ser lenta, en lo posible inferior a 0.15 m/s.
Instalar una estaca a 1.5 m aguas arriba del vertedero, dejando su extremo superior al nivel de la cresta del vertedero.
PUESTA en RIEGO
26
Repetir la medición para obtener resultados similares y, posteriormente, promediar dichos valores.
Método simple y exacto basado en medir el volumen de agua que sale de un conducto cerrado como, por ejemplo, salidas de sifones, tubos rectos, campanas de sistema californiano y algunas cajas de distribución, en un tiempo determinado.
Medición de caudal con vertedero Medir la altura "H", colocando una regla graduada en la parte superior de la estaca instalada para este efecto. Con el valor de la altura "H", entrar en la tabla que
1
PUESTA en RIEGO
se adjunta y obtener el caudal que cruza por el vertedero.
2H
En caso de no existir el valor de caudal para esa altura, es posible de obtenerlo por medio de la ecuación que acompaña a cada vertedero.
2H
H
2H
Los tres tipos de vertederos comúnmente usados se conocen como: Triangular, Rectangular y Trapezoidal o Cipolletti.
FRENTE
27 1 .3.3. 1 .3.3.1
V er t eder o TTriangular riangular edero
H
Es el más preciso para medir caudales pequeños. La sección del vertedero es en forma triangular, pudiéndose formar ángulos de 90º ó 60º entre sus paredes. El vertedero triangular de 90º (Figura 3) es el más recomendable porque sólo basta realizar un corte en 90° y el vertedero queda construido. Además, con sólo medir la altura de agua en éste y aplicando la tabla adjunta se puede conocer el caudal.
1
Q = 1.40 * H
5/2
*1000
(4)
Para vertederos de 60°: Q = 0.775 * H 2.47 *1000
28
Donde Q H
= =
(5)
Caudal (L/s) Altura (m)
Ejemplo: Usando el vertedero triangular de 90°, se determinó una altura H (m) = 0.05 m Q (L/s) =
1.40 * (0.05)5/2 * 1000
Q (L/s) =
0.78 L/s
Entonces: Q (L/s) = 1.40 * (0.05)5/2 * 1000 Q (L/s) =
0.78 L/s
Figura 3: Vertedero triangular de 90º.
En la Tabla 2 se muestran valores calculados de caudal en un vertedero triangular de 60º y 90º, según la altura de agua H. Tabla 2 2.. Caudales (L/s) para un vertedero triangular de 60º y otro de 90º. Q (L/s) H (m) 0,01 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75
90º 0,01 0,78 4,43 12,20 25,04 43,75 69,01 101,46 141,67 190,18 247,49 314,08 390,40 476,88 573,95 682,00
60º 0,01 0,47 2,63 7,15 14,55 25,25 39,61 57,96 80,61 107,83 139,88 177,01 219,45 267,42 321,14 380,81
PUESTA en RIEGO
Para el cálculo del caudal se utilizan las siguientes ecuaciones: Para vertederos de 90°:
PERFIL
1
PUESTA en RIEGO
1.3.3.2
Vertedero R ectangular
La Figura 4 describe la forma del vertedero rectangular.
Es fácil de construir razón por la cual es muy utilizado. La ecuación que describe su comportamiento es la siguiente:
2
2
H Q = 1,84 * (L - 0,2 * H) * H
3/2
* 1000
(6)
2H
Donde: Q L H
= = =
Caudal, L/s largo de la cresta, m Altura de la carga de agua, m
29
FRENTE
H
1
PERFIL Figura 4: Vertedero rectangular.
Tabla 3 3.. Caudales para vertedero rectangular, expresados por m de ancho de cresta. (Deberá multiplicarse por (L-0.2H) cuando ésta tenga dos contracciones laterales).
30
H (cm) 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00
Q (L/s) 0.78 1.80 3.30 5.20 7.40 9.60 12.00 14.70 17.50 20.60 23.70 27.00 30.50 34.00
H (cm) 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00
Q (L/s) 37.70 41.60 45.60 49.70 53.90 58.10 67.20 76.50 86.30 96.40 106.90 117.80 129.00
H (cm) 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00
Q (L/s) 140.60 152.40 164.50 177.00 189.90 203.00 216.40 230.00 244.00 258.20 272.70 287.40 302.30
PUESTA en RIEGO
En la Tabla 3 se muestran los valores de caudal para un vertedero rectangular.
1
PUESTA en RIEGO
1 . 3 . 3 . 3 V er t eder o TTrapezoidal rapezoidal o Cipolle tti edero Cipolletti
2H
2H La forma se muestra en la Figura 5.
H
El caudal se calcula por la ecuación:
Q = 1.859 * L * H
3/2
(7)
2H
FRENTE
Donde: Q L H
= = =
Caudal, L/s Largo de la cresta, m Altura de carga de agua, m
1 32
Tabla 4 4.. Caudales para vertederos Cipolletti.
H
PERFIL Figura 5 5.. Vertedero Trapezoidal o Cipolletti.
H(cm) 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
0.30 0.5 1.5 2.9 4.4 6.2 8.2 10.3 15.0 17.6 20.3 23.2 26.1 29.2 32.4 35.7 39.1 42.6 46.2 49.8 53.6 57.5 61.5 65.6 69.7
Q (L/s) Longitud Cresta (m) 0.45 0.60 0.75 0.8 1.1 1.4 2.3 3.1 3.9 4.3 5.8 7.2 6.7 8.9 11.1 9.3 12.5 15.6 12.3 16.4 20.5 15.5 20.6 25.8 22.6 30.1 37.6 26.4 35.2 44.0 30.5 40.7 50.9 34.8 46.4 58.0 39.2 52.3 65.4 43.8 58.4 73.0 48.6 64.8 81.0 53.5 71.4 89.2 58.6 78.2 97.7 63.9 85.2 106.5 69.2 92.3 115.4 74.8 99.7 124.6 80.5 107.3 134.1 86.3 115.1 143.9 92.2 123.0 153.8 98.4 131.2 163.9 104.5 139.4 174.3
1.00 1.8 5.2 9.6 14.9 20.8 27.3 34.4 50.2 58.7 67.8 77.3 87.2 97.4 108.0 119.0 130.3 142.0 153.9 166.2 178.8 191.8 205.0 218.6 232.4
PUESTA en RIEGO
En la Tabla 4 se muestran valores de caudal para un vertedero Cipolletti.
31
Es importante señalar que cuando el agua proviene de un canal de cierta importancia, es posible obtener información sobre caudales y alícuotas en la asociación de canalistas respectiva.
1
PUESTA en RIEGO
1.3.4
Aforo de tuberías por el Método de la Tr a y e c t o r i a
Éste es especialmente recomendado para conocer el caudal de tuberías o de caudales proporcionados por motobombas de riego. La energía del agua que fluye por el extremo de una tubería se manifiesta en la trayectoria que describe el agua una vez que sale de la boca de la tubería. Esta trayectoria tiene dos componentes, X e Y.
Calcular el caudal de acuerdo a las siguientes ecuaciones: Q = A * V
(8)
A = 3. 1 416 * D 2 / 4 3.1
(9)
Donde: Q = Caudal (m 3/s) V = Velocidad (m/s)
33
Materiales: V = X * (g / (2 * Y)) (1/2) Regla graduada. Una plomada de carpintero. Gráfico de ajuste para tuberías no llenas.
A D X Y g
Método:
1
(10)
= Área de la sección de salida de la tubería (m²) = Diámetro de la tubería (m) = Trayectoria horizontal (m) = Trayectoria vertical (m) = Aceleración de gravedad (9.8 m/s2)
Colocar la regla y la plomada como se muestra en la Figura 6. Medir la longitud de X e Y.
Datos de terreno. X = 0.25 (m) Y = 0.18 (m) D = 0.20 (m)
X Y 1
Cálculo de la velocidad. V = 0.25 * (9.8 / (2 * 0.18))(1/2) V = 6.81 (m/s)
34
5
9
Y
Cálculo del área. A = 3.1416 * 0.202 / 4 A = 0.0314 m2 Cálculo del caudal. Q = 0.0314 m2 * 6.81 (m/s) Q = 0.214 (m3/s)
PUESTA en RIEGO
Ejemplo:
Y
Figura 6 6.. Determinación de X e Y para el cálculo de caudal en una tubería horizontal e inclinada.
1
PUESTA en RIEGO
En tuberías parcialmente llenas, como la que se muestra en la Figura 7, es necesario hacer un ajuste por medio del factor F, el que se obtiene al tomar la distancia entre la superficie del agua y la pared superior de la tubería (h).
Para obtener el valor de F se debe determinar el porcentaje de la sección de la tubería que tiene agua(P). P = (1 -(h / D)) * 100 ( 1 1 )
Donde:
h
P = Porcentaje de la tubería con agua. h = Distancia entre el agua y la pared superior de la tubería (m). D = Diámetro de la tubería (m).
Con el valor de P se entra en el gráfico de la Figura 8 y se obtiene F. El cálculo del caudal se hace como sigue: Q = A * V * F
1
Figura 7 7.. Determinación del valor de h en tuberías parcialmente llenas.
Fa cto r d e Cor recc ió n (F)
0.9 0.8 0.7 0.6
P = (1 - (0.06/0.20)) * 100 P = 70 % Valor de F obtenido del gráfico de la Figura 8 = 0.75
0.5 0.4 0.3
Caudal para la tubería parcialmente llena (Q p): Qp = Q * F Qp = 0.214 * 0.75 Qp = 0.160 (m3/s)
0.2 0.1 0 0
20
40
60
80
% d e S ecc ió n d e T u b ería L len a (P)
Figura 8 8.. Gráfico para obtener el valor de F en tuberías parcialmente llenas.
PUESTA en RIEGO
Ejemplo: Caudal obtenido con la tubería totalmente llena = 0.214 (m3/s) Diámetro de la tubería = 0.20 m Valor de h = 0.06 m Cálculo de P
1.0
36
(12)
10 0
Existen además los aforadores tipo Parshall en material de plástico de fácil transporte (para caudales pequeños y medianos) e instalación en canales de tierra. La principal ventaja de estos aforadores es su precisión y la poca alteración del escurrimiento en el canal.
1
35
DEFINICIONES
99
DEFINICIONES
296
DEFINICIONES
9
INDICE de FOTOS
ÍNDICE DE FO T OS FOT
Í NDICE DE FOTOS
15 Hidrociclones 16 Filtros 17
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Canal
4
Mangas plásticas
5
Uso de sifones
6
Esquema tipo de una unidad de bombeo
7
Nivelación de suelos
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212 118 119 224 302 310
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21
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Croquis descriptivo del riego tendido o tradicional
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Riego por surcos
13 Carrete
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9
12 Pivote central
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8
11 Aspersores
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3
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Bocatoma
10 Esquema riego por bordes
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Régimen de entrega de las fuentes de agua de regadío
2
FOT ÍNDICE DE FO TOS
19 Tubo portaaspersor
○
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○
Emisores de riego localizado
18 Aspersores
328
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1
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65 71 85 89 94 1 17 152 154 164 181 185 185
INDICE de FOTOS
14 Riego localizado de alta frecuencia
Pág.
327
INDICE de FIGURAS
ÍNDICE DE FIGURAS
ÍNDICE DE FIGURAS 1
Medición de la velocidad del agua por el método del
2
Determinación de la sección de un canal de riego con
3
Vertedero triangular de 90º
4
Vertedero rectangular
5
Vertedero trapezoidal o Cipolletti
6
Determinación de X e Y para el cálculo de caudal en una
7
Determinación del valor de H en tuberías parcialmente
8
Gráfico para obtener el valor de F en tuberías parcialmente
9
Bandeja de evaporación clase A.
flotador
○
○
○
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forma irregular
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llenas llenas
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71 76 78
12 Características de una zanja para tubería de conducción.
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320
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15 Cámara reguladora de presión
16 Esquema de sistema de aducción californiano móvil 17
Esquemas en relación con las compuertas
18 Uso de manga plástica
○
○
○
○
19 Esquema de captación de agua
○
○
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○
20 Esquema de cámara reguladora de presión 22 Marco partidor de barrera triangular 23 Marco partidor de boquera lateral 24 Esquema de bomba centrífuga
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21 Marco partidor de barrera rectangular
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79 80 81 82 83 86 87 88 90 91 92 95
ÍNDICE DE FIGURAS
13 Esquema de disposición de válvula y campana de distribución.
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tubería horizontal e inclinada
11 Esquema de sistema de aducción californiano fijo.
14 Cámara de carga
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24 24 27 29 31 34 35 36 43
INDICE de FIGURAS
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○
○
10 Representación de la sección de un canal rectangular, trapezoidal y semicircular.
Pág.
319
INDICE de FIGURAS
25 Curva característica de una bomba tipo de riego
ÍNDICE DE FIGURAS ○
○
○
○
○
○
45 Nivel de ingeniero 46 Aspersores
○
○
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97
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○
50 Alas sobre carro
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○
○
○
53 Disposición de aspersores
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
54 Patrón de mojamiento de aspersores 55 Área de mojadura de un aspersor 56 Velocidad de infiltración básica
○
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○
Partes del sistema de riego por aspersión
52 Ángulo del aspersor
○
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○
○
Sistema de aspersión semi fijo
49 Sistema de aspersión fijo
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
99 114 115 115 1 17 118
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○
○
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○
○
○
157 161 162 162 164
○
○
169 171
40 Diferencia de altura entre fondos de regueras según
○
○
○
○
○
○
39 Esquema de distribución de regueras en contorno
○
○
○
○
38 Detalle de la cámara de entrega
○
○
○
○
○
○
37 Esquema de la nivelación en sentido transversal a los bordes
○
○
○
○
○
○
36 Esquema del mojamiento óptimo en riego por surcos
○
○
○
○
○
○
35 Determinación del largo máximo para surcos
○
○
○
○
○
34 Esquema de mojamiento en riego por surcos
○
○
○
○
33 Formas de surcos
○
○
○
○
○
○
32 Comparación de la infiltración para dos texturas de suelo 155
○
○
○
31 Motoniveladora
○
○
○
30 Traílla en operación
○
○
○
29 Perfil topográfico después de la nivelación
○
48 Sistema de aspersión móvil
51
○
○
○
○
173 174 175 176 178 178 182 183 184 184 186 186 187 188 188 189 190
ÍNDICE DE FIGURAS
44 Nivel de manguera
47
○
28 Perfil topográfico antes de la nivelación
○
42 Retenciones tipo vertedero y tipo orificio
322
○
INDICE de FIGURAS
Cajas de distribución
43 Caballete
○
27 Plano topográfico típico para estudios de nivelación
pendiente del terreno 41
○
26 Detalle de presiones o alturas requeridas para un sistema
321
INDICE de FIGURAS
57 Pérdidas de agua en riego por aspersión por aspersión
○
○
ÍNDICE DE FIGURAS
autocompensados
○
○
○
○
○
○
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○
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○
○
y el viento
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○
○
○
○
○
○
○
○
○
conexión del emisor
○
65 Cabezal de riego localizado 66 Esquema hidrociclón 67 Filtros de grava 68 Filtro de malla
○
○
○
○
○
○
○
○
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○
○
○
222 225 226 227 228
○
○
○
○
○
○
○
○
○
2 41 245
77 Bulbo húmedo según caudal del emisor y tiempo de riego para dos suelos
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
78 Fases existentes en un suelo no saturado y saturado.
○
○
○
○
2 47 263
79 Diferencia de crecimiento radicular y vigor de la planta bajo condiciones de buen o mal drenaje.
○
○
○
○
○
○
○
264
80 Diagrama de efectos del mal drenaje en el interior del ○
○
○
○
○
○
○
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192 193 194 198
○
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○
○
○
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○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
266
81 Efectos de la acumulación superficial de agua en el suelo 266
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
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○
○
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○
○
○
○
○
○
○
199 200
○
69 Inyección de fertilizantes por succión de la bomba
○
○
○
64 Esquema de sistema de riego localizado
○
○
○
63 Tubería con salidas múltiples
○
Esquema de instalación de tuberías
○
62 Efecto de la presión de trabajo sobre la distribución del agua
○
○
○
por tipo de suelo en una aplicación de 13 mm/h
○
○
○
○
neta (mm), tiempo diario (h) y número de posturas.
ÍNDICE DE FIGURAS
Cinta de riego
suelo
○
61 Reducción de tasa de infiltración debido a riego por aspersión
75 Longitud equivalente del lateral por pérdida de carga de 76
○
○
206 214 215 216 2 17 220 221
INDICE de FIGURAS
Goteros en línea y de botón
73 Microaspersor y microjet
324
○
60 Tasas de aplicación máximas (mm/h) en relación a la lámina
72 Curva caudal - presión goteros autocompensados y no
74
○
59 Diseño geométrico aspersión en función de la topografía
70 Inyector de fertilizante tipo Venturi 71
○
58 Diagrama de flujo para el diseño de un equipo de riego
323
INDICE de FIGURAS
82 Parámetros de dimensiones de zanjas 83 Corte transversal de un dren topo
ÍNDICE DE FIGURAS
85 Sección transversal de un dren en V
○
○
○
○
100 Percolación profunda ○
○
○
○
○
○
○
○
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○
○
○
○
○
88 Cámara de inspección
○
○
○
○
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○
○
○
89 Sección longitudinal de salida de tubería
○
○
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○
○
86 Sección transversal de un dren de tubería 87 Cámaras de filtración
○
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○
○
○
○
2 71 281 282 285 286 288 289 290
90 Disminución del nivel freático debido a la acción de un dren de intercepción 91 Acuífero (a) 92 Acuífero (b)
○
○
○
○
○
○
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○
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○
○
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○
○
○
93 Coeficiente de cultivo KC 94 Uniformidad de riego 95 Escorrentía
○
96 Evaporación 97
○
○
○
○
○
○
Evapotranspiración
○
○
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○
○
○
○
○
○
30 7 307 308 308 310
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○
○
○
○
○
○
○
○
○
291 301 301 303 303 305 305 306
ÍNDICE DE FIGURAS
INDICE de FIGURAS
○
99 Marco de los aspersores
326
○
○
84 Esquema de arado topo de tracción animal
98 Humedad aprovechable
101 Transpiración
○
325
INDICE de TABLAS
○
○
○
1
Caudales por acción y para diferentes ríos durante el
2
Caudales (L/s) para un vertedero triangular de 60º y otro
3
Caudales para vertedero rectangular
4
Caudales para vertederos Cipolletti
5
Propiedades físico-hídricas y humedad aprovechable para
6
Lámina neta (mm), según tipo de suelo y profundidad efectiva
7
Coeficiente de bandeja de evaporación en función de la
8
Evapotranspiración de referencia en función de la
período estival.
ÍNDICE DE TABLAS
Coeficientes de cultivo referencial (KC)
de 90º.
○
○
○
○
○
de raíces (cm)
○
○
○
○
○
○
○
○
○
48 50
312
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
57
13 Valores de la tensión del agua recomendados antes del riego para distintos tipos de cultivos
○
○
○
○
○
○
○
○
58
14 Pérdidas de agua por kilómetro de recorrido de un canal de acuerdo al material sobre el que está construido
○
○
66
15 Eficiencia de conducción para los canales de la ribera norte y sur del río Ñuble
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
67
16 Información requerida para dimensionar un acumulador nocturno 17
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
Costos para la construcción de un acumulador nocturno
18 Taludes recomendables para canales según la naturaleza del
○
69 70
ÍNDICE DE TABLAS
56
neta (mm) y la evapotranspiración real o de cultivo (mm)
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
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○
○
○
○
○
○
○
32
○
○
○
○
28 30
○
○
22
○
○
○
41 42 45
evaporación de bandeja (mm) y coeficiente de bandeja (KP) 4 6
12 Coeficientes de infiltración de los suelos para riego por ○
○
○
humedad relativa y velocidad del viento
11 Frecuencia de riego (días), en función de la lámina
surco
○
○
○
○
○
diferentes texturas de suelos
10 Estimación de la evapotranspiración real (etr) o de cultivo (mm) en función de etr y KC
Pág.
INDICE de TABLAS
9
ÍNDICE DE TTABLAS ABLAS
311
INDICE de TABLAS
material en que se construye
○
○
○
○
○
(P) en canales trapezoidales y rectangulares
○
○
○
○
72
○
○
○
○
○
○
73
○
74
ÍNDICE DE TABLAS
que se construye y el material que transporta el agua 21 Valor de diseño de la base y tirante de canales trapezoidales, para diferentes caudales calculados por el sistema
○
○
○
○
○
○
○
de suelos.
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
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○
○
○
○
○
○
de tuberías
○
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○
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○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
101 ○
110
○
○
○
○
○
○
○
○
119 128
○
○
○
○
156
○
○
○
○
159
○
○
○
○
160
33 Longitud para surcos según pendiente, textura de suelo y profundidad a mojar
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
163
34 Caudales para platabanda según textura y pendiente del ○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
165
35 Largos máximos de platabanda según textura y pendiente de suelo
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
diferentes materiales
32 Caudales máximos no erosivos y reducidos para diferentes pendientes
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
75
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
77
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
84
○
86 ○
○
○
○
pendiente del terreno
31 Tiempo de riego necesario según textura de suelo y profundidad de riego
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
25 Valores del coeficiente “C” de Hazzen y Williams para
30 Recomendación de la distancia entre surcos para diferentes profundidades radicales y texturas de suelo
○
de plástico de diferentes diámetros con relación a la
○
○
○
24 Capacidad aproximada (L/s) de conducción en mangas
○
○
○
○
la pendiente del terreno.
○
○
○
○
167
ÍNDICE DE TABLAS
○
○
23 Efecto de la pendiente y caudal sobre la longitud máxima
28 Tipos y condiciones de uso de maquinarias para nivelación 29 Direcciones.
○
22 Características de conducción de tuberías en función de
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
101
INDICE de TABLAS
27 Clasificación del movimiento de tierra.
suelo
○
20 Velocidades permitidas en canales según el material en
26 Valores de los coeficientes K para diferentes singularidades
314
○
19 Fórmulas para determinar el área (A) y el perímetro mojado
313
INDICE de TABLAS
38 Comparación de métodos de riego superficiales 39 Características de algunos aspersores
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
180 182
ÍNDICE DE TABLAS
utilizados 41
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
de producción
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
y perfil del suelo
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
202 204
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
56 Tipos de emisores en distintas especies agrícolas
20 7 207
○
○
○
○
○
○
○
209 211 216 225 232
○
○
○
○
233 234
57 Pérdida de carga (m.c.a./100 m) para tubería de diámetro inferior a 125 mm
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
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○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
según radio mojado y descarga por aspersor
54 Porcentaje de suelo mojado (PSM) por grupo de cultivos 55 Diámetro mojado por un emisor de 4 L/h
○
presión de trabajo
○
○
○
187 195
○
○
○
○
196 1 97
○
○
○
○
1 97
○
○
○
○
○
200
46 Tasa de aplicación de sistemas de aspersión (mm/h)
52 Selección del filtro según el elemento contaminante 53 Tipos de gotero
○
45 Recomendación de tamaño de boquilla en relación a la
○
○
○
44 Tasas de aplicación máximas (mm/h) según textura, pendiente
50 Coeficientes de uniformidad aceptables según sistema Ventajas y desventajas del riego por aspersión
○
tiempo diario de trabajo y número de posturas
○
○
○
43 VIB promedio según tipo de suelo
○
○
○
58 Pérdida de carga (m.c.a./100 m) para tubería de diámetro
○
236
ÍNDICE DE TABLAS
○
○
según disposición de aspersores y velocidad del viento
su tasa de aplicación y área del marco de posicionamiento
○
○
42 Tiempos de riego para equipos móviles y semi-fijos según
49 Coeficiente de Christiansen para salidas múltiples en ○
○
Recomendación de espaciamiento (% del diámetro efectivo)
○
○
○
○
○
201
INDICE de TABLAS
aspersor y tipo de suelo
51
○
○
40 Caracterización de los equipos de riego por aspersión más
48 Superficie regada (ha) por un aspersor considerando
316
179
37 Rangos de eficiencia en métodos de riego superficiales
47 Tiempos de riego (h) dada la tasa de aplicación del
tuberías
172
36 Espaciamiento entre regueras según pendiente del terreno
315
INDICE de TABLAS
superior a 125 mm
ÍNDICE DE TABLAS
62 Sistema de filtraje
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
equipo
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
239 240 242 243
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
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○
○
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○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
244 244 248 249 25 1 251
68 Secuencias de labores de mantención y limpieza de equipos de riego localizado 69 Costo de bombas
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
70 Costos del sistema de riego 71
○
○
Consecuencias del mal drenaje.
○
○
○
○
○
○
72 Valores de coeficiente de rugosidad n.
○
○
○
○
○
○
○
2 74 275
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
67 Descripción de problemas en el equipo de riego
○
○
○
○
66 Ficha de riego
277 279 280
78 Recomendaciones técnicas para construcción de drenes 79 Valores de diámetros de tuberías de drenaje.
○
○
65 Profundidad de arraigamiento efectivo
○
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○
○
○
80 Estándares de limpieza y excavación de cauce natural.
○
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○
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○
○
284 287 293
ÍNDICE DE TABLAS
○
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64 Recomendaciones para construcción de zanjas
○
Estándares de excavación mecanizada de zanjas.
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237
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252 256 257 267 273
INDICE de TABLAS
○
77 Estándares de retiro del material excavado.
318
○
○
63 Presiones necesarias para distintos componentes del
Velocidad (m/s) máxima no erosiva en drenes abiertos.
topo.
○
61 Largo máximo de lateral (m)
75 Estándares de roce, limpieza y despeje de faja. 76
○
60 Coeficiente F de Christiansen para riego localizado
73 Talud 1 : Z (V : H) en drenes abiertos. 74
○
59 Tolerancia de presiones
317
DEFINICIONES
Pág.
ÍNDI C E DE MA TERIAS MATERIAS
9
Acuífero
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Aforador Aforo
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Aspersor
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Drenar
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Elementos singulares
298
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Erosión
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Escorrentía
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Evaporación
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Evapotranspiración
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Gotero
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Gotero autocompensado Humedad aprovechable Infiltración
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301 301 301 302 302 302 302 302 302 303 303
305 305 306 306 306 306 306 30 7 307 30 7 307
ÍNDICE
Fertirrigación
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Evapotranspiración de referencia (ETR)
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Coeficiente de uniformidad
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Coeficiente de Cultivo
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Elementos de control Emisor
Caudal nominal
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Capacidad de campo
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Cabezal de riego
ÍNDICE ○
Densidad aparente
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DEFINICIONES
Curva de nivel
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Bulbo húmedo
9
301
DEFINICIONES
9
297
DEFINICIONES
Infiltración básica Inyectores
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Manómetro
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Número de mesh
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Pérdidas de carga Precipitados Presión
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ÍNDICE
Tensiómetro
9 ○
Tubo portaaspersor
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Transpiración
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Tuberías secundarias
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Tuberías laterales
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30 7 307 30 7 307 30 7 307 30 7 307 308 308 308 309 309 309 309 309 309 309 310 310 310
DEFINICIONES
Tuberías terciarias
Textura
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Punto de marchitez permanente Sistema de bombeo
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Percolación profunda
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Marco de los aspersores Microaspersor
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310 310
300
ÍNDICE
9
299
DEFINICIONES
9
9
DEFINICIONES
Acuífero Capa del subsuelo que tiene capacidad suficiente para almacenar agua en su interior, y permitir su movimiento hacia otras zonas o cederla cuando se efectúa un sondeo
Aforador Dispositivo para la medida de caudal. Aforo Cálculo o medida de caudal
301
Figura 9 1 ( a) : Acuífero 91
Aspersor Cualquiera de los emisores de riego utilizado en un sistema de riego por aspersión.
Bulbo húmedo Zona del suelo que se humedece con el agua que suministra un emisor de riego localizado Cabezal de riego Conjunto de dispositivos instalados al inicio de la instalación de riego localizado, destinado a filtrar, tratar, fertilizar y medir el agua de riego. Capacidad de campo El contenido de humedad del suelo que se consigue dejando drenar libremente un suelo que se ha saturado, es decir, el máximo contenido de agua que el suelo puede retener.
302
Caudal nominal Es el caudal que suministra el emisor de riego localizado a la presión para la que se ha diseñado. Normalmente está comprendido entre 2 y 16 L/h para goteros y puede llegar hasta 200 L/h en el caso de microaspersores o difusores.
Foto 1 8: Aspersores 18
DEFINICIONES
Alcance Es la distancia a la cual el aspersor es capaz de desplazar el agua cuando ésta sale de su boquilla. Es muy variable dependiendo del tipo de aspersor y de condiciones técnicas de trabajo
Figura 9 2 (b) 92 (b): Acuífero
9
DEFINICIONES
9
Coeficiente de Cultivo Coeficiente que describe las variaciones en la cantidad de agua que las plantas extraen del suelo a medida que éstas se van desarrollando, desde la siembra hasta la cosecha. Se utiliza en el cálculo de la evapotranspiración del cultivo.
303
Figura 9 3: Coeficiente de cultivo KC 93
Densidad aparente Es la relación entre el peso de una muestra de suelo y el volumen que ocupa. Normalmente se mide en gramos por centímetro cúbico (g/cm³). Drenar Referido al agua del suelo, dejar que se elimine libremente por gravedad, sin realizar ninguna presión o succión.
Figura 9 4: Uniformidad de riego 94
Elementos singulares Piezas para adaptar la red de tuberías a la forma o configuración de la parcela a regar, como codos, tees, juntas, etc. Emisor Elemento destinado a aplicar el agua al suelo en un sistema de riego localizado Erosión Arranque, transporte y depósito de partículas del suelo, provocada por factores externos como el agua y el viento. En el caso que nos ocupa, es provocada por el agua de riego.
DEFINICIONES
Curva de nivel Línea imaginaria sobre la superficie del terreno que no tiene pendiente
304
Coeficiente de uniformidad Índice que permite estimar el agua que se aplica al suelo. Cuanto más parecida sea la cantidad de agua que se ha infiltrado en todos los puntos de la parcela, mayor será la uniformidad del agua infiltrada.
Eficiencia Referido al riego., es la relación entre la cantidad de agua que queda en la zona ocupada por las raíces y la cantidad de agua que se aplica con el riego. Elementos de control Aquellos que permiten regular el caudal o la presión en la instalación de forma que se pueda establecer un cierto control del sistema.
9
DEFINICIONES
Escorrentía Es el agua aplicada con un determinado sistema de riego, que no se infiltra en el suelo, escurriendo sobre su superficie y por lo tanto, se pierde.
Evaporación Proceso por el cual el agua que existe en las capas más superficiales del suelo, y principalmente la que está en contacto directo con el aire exterior, pasa a la atmósfera en forma de vapor.
305 Escorrentía
9
Figura 9 5: Escorrentía 95
Evapotranspiración de referencia (ETR) Es la evapotranspiración que produce una superficie extensa de hierba que cubre totalmente el suelo, con una altura de unos 10 a 15 cm, sin falta de agua y en pleno crecimiento. Con ella se evalúan las condiciones climáticas de la zona a la hora de calcular la evapotranspiración de un cultivo. Fertirrigación Procedimiento mediante el cual se aportan los fertilizantes a las plantas a través del agua de riego.
306
DEFINICIONES
Evapotranspiración Es el término con el que se cuantifican de forma conjunta los procesos de evaporación directa del agua de la superficie del suelo y la transpiración del vapor de agua desde la superficie de las hojas.
Figura 96 96: Evaporación
Gotero Emisor de riego localizado que suministra un caudal no superior a 16 L/h. En ellos se produce una disipación de la presión del agua, por lo que el agua sale gota a gota.
Figura 97: Evapotranspiración
Gotero autocompensado Gotero que lleva incluido un elemento flexible, normalmente una membrana elástica, que se deforma según la presión del agua a la entrada del gotero. Dentro de un determinado rango de presiones mantiene un caudal aproximadamente constante.
9
DEFINICIONES
Humedad aprovechable Cantidad de agua que teóricamente pueden extraer las plantas, correspondiente a la diferencia de humedades entre el límite superior y el límite inferior, conocidos como capacidad de campo y punto de marchitez permanente
Infiltración Proceso por el cual el agua aplicada sobre la superficie del suelo penetra en él, pasando a través de los poros. Infiltración básica Es la velocidad de infiltración de un suelo cuando ha transcurrido un tiempo prolongado. Inyectores Dispositivos encargados de la dosificación de los diferentes productos químicos en la conducción general de riego. Suelen estar accionados por una bomba eléctrica o hidráulica. Manómetro Medidor de presión. Es esencial colocarlos en distintos puntos de la instalación de riego.
9
Figura 98 98: Humedad aprovechable
de orificios de la malla por pulgada lineal o el número de ranuras de las anillas por pulgada. Percolación profunda Cantidad de agua de riego que después de haberse infiltrado en el suelo no puede ser retenida por éste y pasa a zonas situadas bajo la zona de raíces.
308
DEFINICIONES
do el primer número la distancia entre aspersores y el segundo la distancia entre ramales
Marco de los aspersores Disposición que adoptan los aspersores y los ramales de riego uno con respecto a los otros. Los tipos empleados son cuadrado, rectangular y triangular, expresándose comúnmente en la forma de 12 X 12, 12 X 18, etc., indican
Figura 99 99: Marco de los aspersores Microaspersor Emisor de riego localizado que distribuye el agua en forma de fina lluvia con gotas o pequeños chorros y que dispone de uno o varios elementos giratorios Número de mesh Parámetro utilizado para medir la capacidad de retención de un filtro de malla y de anillas. Se define como el número
D: Zona de déficit de agua E: Zona exceso de agua ( percolación profunda)
Figura 10 0: Percolación profunda 100
9
307
DEFINICIONES
Pérdidas de carga Pérdidas de presión en el agua que circula en una conducción a presión, debido a rozamientos con las paredes de las tuberías, paso por conexiones, piezas singulares, etc. Precipitados Acumulación en forma de pequeños grumos que ciertos elementos o compuestos químicos forman en el líquido en que se encuentran disueltos Presión Fuerza que ejerce el agua sobre las paredes de una tubería y los distintos elementos que componen el sistema de riego.
9
Punto de marchitez permanente Contenido de humedad en el suelo para el cual las raíces no pueden extraer el agua. Depende fundamentalmente del tipo de suelo.
Te n s i ó m e t r o Dispositivo para medir la humedad del suelo. Consta de un tubo poroso, que se introduce a una determinada profundidad en el suelo, conectado a un manómetro que señala mayor o menor succión según la humedad sea menor o mayor, respectivamente. Te x t u r a Propiedad física del suelo con la que se refleja la proporción de partículas minerales de arena, limo y arcilla que existen en su fracción sólida.
Tuberías secundarias Son las que, dentro de una unidad de riego, llevan el agua a las distintas subunidades. Tuberías tter er ciarias erciarias Dentro de una subunidad de riego, son las que alimentan las tuberías laterales.
TRANSPIRACIÓN VAPOR DE AGUA
CO2
310
CO2
CO2
Tubo por taasper sor Elemento de la red de distribución que se utiliza para unir el aspersor con el ramal de aspersión.
DEFINICIONES
Tr a n s p i r a c i ó n Proceso por el cual gran parte del agua que extrae del suelo pasa a la atmósfera a la forma de vapor, a través de los estomas de las plantas.
Sistema de bombeo Conjunto de elementos de la instalación que aportan la energía necesaria al sistema para suministrar el caudal de agua requerido a la presión necesaria, de tal manera que haga funcionar los emisores correctamente.
CO2 ESTOMA
Figura 1 01: Transpiración 10
Tuberías lat erales laterales Son las tuberías que parten de las tuberías terciarias y que llevan conectados los emisores de riego localizado.
Fo t o 1 9: Tubo portaaspersor 19
9
309
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
88 Leopoldo Ortega C. Ingeniero Agrónomo Investigador Riego y Drenaje CRI Remehue, IX Región Instituto de Investigaciones Agropecuarias
260
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
AUTOR
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
ÍNDI C E DE MA TERIAS MATERIAS
8
8.4
RECONOCIMIENTO Y DIAGNÓSTICO DE PROBLEMAS.
8.5
TÉCNICAS DE DRENAJE DEL SUR DE CHILE
8.5.1
Zanjas colectoras
a)
Trazado de la red
b)
Dimensionamiento de la zanja
c)
Etapas de construcción
*
Roce, despeje y limpieza de faja
ÍNDICE
278 280
a)
Implemento usado para su construcción
b)
Parámetros de construcción de drenes topo
8.5.3
Drenes en V
8.5.4
Drenes de tubería
a)
Diámetros y pendientes
b)
Envolventes
c)
Instalación de drenes de tubería
d)
Estructuras auxiliares
8.5.5
Drenes interceptores
8.6
LIMPIEZA Y AMPLIACIÓN DE CAUCES
8.6.1
Limpieza de cauces naturales
8.6.2
Excavación de cauces naturales
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292
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ÍNDICE
Drenes topo
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263
CONSECUENCIAS DEL MAL DRENAJE
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8.5.2
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8.3
○
Cercado de zanjas
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263
DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
○
*
○
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CAUSAS DEL PROBLEMA
○
Retiro del material
○
8.2
○
Excavación de la zanja
*
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8.1
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DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
262
D R E N A J E D E S U E L O S A G R ÍC O L A S
DE DRENAJE
8
Pág.
8
261
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
8
DRENAJE DE SUELOS AGR AGRÍÍ COLAS
El mal drenaje de los suelos, tanto externo como interno, ha sido un aspecto al cual históricamente no se le ha dado la importancia que merece. Por un lado, la actitud normal de los agricultores ha sido la de evitar utilizar aquellos suelos con problemas de drenaje, o utilizar cultivos de corto período de desarrollo que crezcan durante la temporada en que el problema no es evidente. Los estándares que se presentarán a continuación, corresponden a valores promedio de obras ejecutadas en la X Región. Por lo tanto, deben ser utilizados con la prudencia que el caso requiera y adecuarlos, dependiendo de las características del terreno, del tipo de maquinaria y de las condiciones de trabajo, más aún si se trata de condiciones muy particulares, o de proyectos de otras regiones. 8. 1
DEFINICI Ó N DEL PROBLEMA
En la Figura 78 se presentan esquemáticamente las fases de un suelo saturado y de un suelo no saturado.
263 Figura 78 78.. Fases existentes en un suelo no saturado y saturado.
Se observa que cuando el suelo está saturado, todo el espacio poroso del suelo está ocupado por agua, no existiendo oxígeno, el cual es indispensable para la respiración de las raíces. Entonces, cuando existen problemas de drenaje, el objetivo es evacuar el exceso de agua del suelo y así tener una buena aireación, lo que es necesario para el
Los problemas de drenaje se clasifican en dos tipos: Superficial Subsuperficial.
264
En el drenaje superficial superficial, el problema consiste en la acumulación de agua sobre la superficie del suelo, la cual no es eliminada naturalmente. En el caso del drenaje subsuperficial subsuperficial, el exceso de agua se debe a la presencia de una napa freática ubicada sobre una estrata impermeable, lo que provoca saturación en el interior del suelo, afectando severamente las raíces, tal como se muestra en la Figura 79.
Figura 79 79.. Diferencia de crecimiento radicular y vigor de la planta bajo condiciones de buen o mal drenaje.
8.2
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
crecimiento y desarrollo de las raíces y la actividad biológica del suelo.
CAUSAS DEL PROBLEMA
El exceso de agua sobre el suelo, o en el interior del mismo, puede ser ocasionado principalmente por la conjunción de uno o más de los siguientes factores: precipitaciones, inundaciones, riegos, suelo, topografía y filtraciones.
8
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
La acción de la precipitación se manifiesta fundamentalmente en las zonas húmedas, donde la precipitación excede a la evaporación y, en consecuencia, hay períodos con un exceso de humedad en los suelos. Las inundaciones son una causa frecuente de problemas de drenaje, particularmente en los terrenos adyacentes a los ríos y esteros. El uso de prácticas inapropiadas de riego superficial, como riego tendido, riego nocturno, tiempos excesivos y volúmenes incontrolables, provocan pérdidas excesivas por escurrimiento superficial y por percolación profunda. El primero se acumula en las depresiones del terreno, y el segundo contribuye a una rápida elevación de la napa freática. En el suelo, las características de textura arcillosa, estructura masiva y de estratificación, son determinantes en la formación de los problemas de mal drenaje. La topografía es causante del problema de drenaje en casos de topografías muy planas (< 0,5% de pendiente), presencia de depresiones sin salida natural y cuando existe microrelieve con depresiones pequeñas y medianas.
Otra causa puede ser filtraciones, como es el caso de canales de riego construidos directamente en tierra y sin revestimiento. 8 .3
CONSECUENCIAS DEL MAL DRENAJE
Usualmente, el daño a la productividad agrícola se considera como el principal efecto del mal drenaje. No obstante, existen otras consecuencias, directas o indirectas, que se presentan en las Figuras 80 y 81, en donde se muestran los efectos del mal drenaje por acumulación superficial y en el interior del suelo.
MENOR AIREACIÓN
MENOR TEMPERATURA ACUMULACIÓN DE AGUA SOBRE EL NIVEL DEL SUELO
MENOR DESARROLLO DE RAÍCES
MENOR ACTIVIDAD DE ORGANISMOS DEL SUELO MENOR DESCOMPOSICIÓN DE MATERIA ORGÁNICA
266
PÉRDIDA DE TRABAJABILIDAD Y CAPACIDAD DE SOPORTE
PROBLEMAS DE MECANIZACIÓN
PROBLEMAS SANITARIOS
DAÑOS A INFRAESTRUCTURA
DISMINUCIÓN DE RENDIMIENTOS
MENOR ABASTECIMIENTO DE NUTRIENTES
DISMINUCIÓN DE RENDIMIENTOS
PÉRDIDAS ECONÓMICAS
Figura 80 80.. Efectos del mal drenaje en el interior del suelo.
PÉRDIDAS ECONÓMICAS
Figura 81 81.. Efectos de la acumulación superficial de agua en el suelo.
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
EXCESO DE AGUA EN EL INTERIOR DEL SUELO
8
265
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
Tabla 71: Consecuencias del mal drenaje.
Factor
Suelo bien drenado
Suelo mal drenado
Aireación del suelo
15-20% Oxígeno
Menos de 5% de Oxígeno
Temperatura del Suelo
Normal
1 a 5 °C más baja
Disponibilidad de nutrientes
Normal
Escasa a nula
Trabajabilidad y capacidad de soporte del suelo
Soporta peso sin destrucción ni compactación
Suelo se destruye y compacta más facilmente
Mecanización
Preparación de suelos óptima en calidad y oportunidad
Deficiente preparación de suelo y con retraso
Problemas sanitarios
Normales
Se acentúan problemas en plantas, animales y humanos
Daños a infraestructura
Mejor mantención
Mayor daño y menor vida útil (Ejemplo: Caminos)
RECONOCIMIENTO Y DIAGN Ó STICO DE PROBLEMAS DE DRENAJE
En el Reconocimiento existen dos etapas: Recopilación de Antecedentes
La experiencia indica que cada problema de drenaje posee características propias que lo hacen único. Es decir, ningún proyecto es idéntico a otro, razón por la cual es imprescindible un reconocimiento y un diagnóstico de cada situación.
268
Reconocimiento El reconocimiento de problemas de drenaje tiene como objetivo evaluar las condiciones generales del área y determinar sus problemas existentes o potenciales. Consiste en una inspección del área desde puntos fácilmente accesibles, en la época en que se manifiestan marcadamente los problemas de drenaje y se debe completar esta visita con las opiniones e impresiones de las personas que habitan el lugar.
Reconocimiento de Campo Recopilación de Antecedentes Se debe reunir toda la información existente sobre el sitio en cuestión como, por ejemplo, fotografías aéreas, mapas, estudios, informes, publicaciones y opiniones de personas conocedoras del tema y del área. Reconocimiento de Campo En este recorrido se recomienda obtener la siguiente información: Observación de síntomas de mal drenaje, ya sea en plantas, suelo y animales. Análisis de las descargas de las aguas, pudiendo ser cauces naturales o zonas más bajas (quebradas).
267
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8.4
En la Tabla 71 se presenta una comparación entre suelo bien drenado y mal drenado para diversos factores.
8
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
Proposición de posibles soluciones del problema, con sus costos y beneficios estimados.
Delimitación de áreas de aporte de escorrentías, que pueden ser laderas adyacentes o predios ubicados aguas arriba.
Recomendación de estudios más detallados para un proyecto posterior más detallado, ya sea de factibilidad o de diseño (topografía, agrología, hidrología, etc.).
Delimitación de áreas de saturación e inundación. Identificación de limitaciones de suelo. Identificación de limitaciones de topografía.
Diagnóstico Posterior al reconocimiento, se debe realizar un diagnóstico del problema, el cual debe entregar la siguiente información:
8
Identificación de las causas del problema. Identificación de las fuentes de exceso de agua.
8. 5
T É CNICAS DE DRENAJE DEL SUR DE CHILE.
En la zona sur de Chile el problema de drenaje se debe, fundamentalmente, a limitaciones de suelo, topografía y a la existencia de un período invernal de lluvias frecuentes y de gran magnitud. Los problemas de drenaje detectados más importantes corresponden a los suelos ñadis, problemas de acumulación de agua en depresiones localizadas, inundación de terrazas fluviales o "vegas" y problemas de napa freática. Por lo tanto, en el siguiente párrafo nos referiremos a aquellas obras definidas para cada tipo de problema de drenaje:
Sistema zanja colectora con drenes topo. Limpieza y ampliación de cauces.
Para el diseño y construcción de esta red de zanjas es importante considerar lo siguiente:
Sectores
Zanjas, drenes en V, o drenes de tubería enterrada, en combinación con algunas estructuras.
Trazado de la red de zanjas colectoras.
"Hualves":
Dimensionamiento de la zanja. Etapas de construcción de zanjas.
270
Sectores "Vegas":
Napa
Freática:
8. 5 . 1
Zanjas
Dren interceptor. Sistema zanja - dren topo. Diques de contención o canal interceptor de desbordes. Zanjas. Tuberías de drenaje.
colectoras
Las zanjas corresponden a colectores que se trazan en el terreno, conformando una Red de Drenaje.
a)
Trazado de la red de zanjas colect oras colectoras
Consiste en ubicar en el terreno la red de colectores y definir la dirección del flujo, para lo cual es recomendable contar con material cartográfico (mapas, planos, croquis, etc.), siendo lo óptimo un levantamiento topográfico del terreno a drenar. Para realizar este trazado, deben considerarse los siguientes aspectos: Topografía opografía: las zanjas deben ubicarse en sentido
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
Suelos Ñadis :
8
269
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
de la pendiente del terreno, en la medida que el apotreramiento, la forma de los potreros y el trazado seleccionado lo permita.
b)
Dimensionamiento de la zanja
Los parámetros de dimensionamiento de una zanja de sección trapezoidal se indican en la Figura 82.
Apotreramiento y deslindes: las zanjas deben quedar ubicadas contiguas a los cercos principales.
B
Secciones de facilidad constructiva: las dimensiones resultantes deben ser de un tamaño tal, que no sean demasiado pequeñas ni tan grandes, de suerte de optimizar el rendimiento de la construcción, ya sea manual o mecanizada. Resguardar erosión: evitar conducir caudales muy altos o en pendientes muy excesivas, que produzcan velocidades que sobrepasen la velocidad máxima no erosiva. Punto de descarga: deben ser de fácil acceso y, en lo posible, distribuir el caudal en varios puntos de descarga.
1 d
H
271
z
b Figura 82 82.. Parámetros de dimensiones de zanjas. Para calcular estas dimensiones se utilizan las siguientes ecuaciones: Q =
AxV
V =
(1/n) x (A/P)2/3 x So1/2 Fórmula de Manning (74)
(73)
=
b x d + Z x d2
(75)
P
=
b + 2 x d x (1 + Z 2) 1/2
(76)
H
=
d+r
(77)
B
=
b+2xZxH
(78)
Q
=
AxV
Q
=
A x (1/n) x (A/P) 2/3 x So 1/2
(Q x n)/So 1/2
=
A5/3/ P2/3
((Q x n)/ So 1/2 ) 3 =
A5/P2
Donde:
272 Q A V b d Z n
= = = = = = =
P = So =
Caudal de drenaje (m3/s) Área transversal de conducción (m2) Velocidad del flujo (m/s) Base (m) Tirante hidráulico (m) Talud de la pared (adimensional). Coeficiente de rugosidad de Manning (adimensional) Perímetro mojado (m) Pendiente de la rasante (m/m)
Para calcular las dimensiones de la zanja, la fórmula de Manning la expresamos de la siguiente forma:
((Q x n)/So 1/2) 3 = (b x d + Z x d 2) 5/(b + 2 x d x (1 + Z 2)1/2)2
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
Combinando las expresiones anteriores: A
(79)
8
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
Al realizar el cálculo, son conocidos los siguientes valores:
Q:
Calculado de acuerdo a un estudio hidrológico y de precipitaciones
n:
Se obtiene de tablas
So:
Se obtiene en el plano topográfico, o se asume
Z:
Se obtiene de tablas
Para calcular d y b, debe asumirse un valor para alguno de estos parámetros, y calcular el otro iterando en la ecuación. También existen tablas para obtener estos valores, para valores de Q, n, So y Z dados, o es posible calcularlos computacionalmente.
2. Valores de coeficiente de rugosidad n. Tabla 7 72. Condición del Drenaje Muy limpio Limpio Con poca vegetación Con moderada vegetación Con exceso de vegetación Fuente :
Grassi, Carlos J. 1991. "Drenaje de Tierras Agrícolas".
En la tabla 72, se entregan valores para el parámetro n.
Tabla 7 3. Talud 1: Z (V : H) en drenes abiertos. 73.
Material de excavación
Z
Roca firme
0,25
Hard-pan duro, Roca sin fisuras Grava cementada. Arcilla y Hard-pan ordinario
0,50 0,75
Arcilla con grava. Suelos francos Limo arcilloso
1,00 1,00
Suelos francos con grava Suelos franco-arenosos
1,50 2,00
Suelos muy arenosos
3,00
Fuente: Ven Te Chow,.1959. "Open Channel Hydraulics".
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
En la tabla 73, se entregan valores para el talud Z.
274
Valor de N 0,022 - 0,030 0,029 - 0,050 0,040 - 0,067 0,050 - 0,100 0,067 - 0,200
8
273
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
Tabla 7 4. Velocidad (m/s) máxima no erosiva en drenes abiertos. 74.
275
Fuente :
Fortier and Scobey. 1926. Trans. ASCE Vol 89 p. 940.
En relación con el valor de la base, existe un valor mínimo de acuerdo a la modalidad de construcción. En caso de construcción manual, el valor mínimo será aquel que se pueda realizar de acuerdo a la facilidad de operación de la mano de obra, valor que generalmente se asume igual a 0,5 m. En caso de construcción mecanizada, este valor mínimo de zanja corresponde al ancho de la cuchara de la excavadora. En el caso de suelos ñadis, el valor de la altura libre r, corresponde a la profundidad de los drenes topo, que en este caso es 0,5 metros.
Solución: Seleccionar n = 0,04 para dren limpio, según tabla. Asumir pendiente del dren, la misma del terreno. Seleccionar Z = 1, por suelo franco, según tabla. Asumir b = 0,5 m, por construcción manual. Aplicar estos valores en la fórmula: ((Q x n)/So 1/2)3
=
(b x d + Z x d2)5 (b + 2 x d x (1 + Z2) 1/2) 2
se obtiene: Ejemplo
((0,25 x 0,04) /(0,002)1/2)3 =
Calcular las dimensiones de un dren, considerando los siguientes antecedentes:
0,01118
Caudal Q = 250 L/s = 0,25 m3/s Pendiente del Suelo = 0,2% Suelo Franco Construcción manual.
=
(0,5 x d + 1 x d 2)5 (0,5 + 2 x d x (1 + 12) 1/2) 2 (0,5 x d + d2) 5 (0,5 + 2 x 2 1/2 x d)2
Iterando, se obtiene d= 0,53, lo cual se comprueba: (0,5 x 0,53 + (0,53)2)5 (0,5 + 2 x 2 1/2 x (0,53))2
=
0,048480319 = 0,01213 3,996266376
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
276
En relación al valor de la pendiente de la zanja, se recomienda un valor mínimo de 0,1%, para evitar sedimentación y secciones demasiado grandes. Por otro lado, deben evitarse pendientes excesivas que generen velocidades muy altas, erosión y socavación del dren. Para ello, existen valores de velocidades máximas no erosivas según el tipo de material del dren, que se presentan en la tabla 74.
8
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
Al calcular la velocidad V, obtenemos V = 0,47 m/s, que es menor a la velocidad máxima no erosiva.
Cercado. La profundidad total H = d + r = 0,53 + 0,5 = 1,03 m. * Roce, despeje y limpieza de faja . El ancho superior B, entonces es igual a B = 0,5 + 2 x 1 x 1,03 = 2,56 m. El caudal de evacuación se calcula considerando la escorrentía superficial con los valores máximos de lluvia, en un determinado número de días. Posteriormente, esta escorrentía se proyecta en una determinada superficie de influencia, generándose el valor de caudal de drenaje.
c)
Etapas de construcción de zanjas
Las etapas que existen en la construcción de zanjas son: Roce, despeje y limpieza de faja.
Consiste en la eliminación de todos los árboles y matorrales sobre el área a ocupar, en el ancho del dren, más las bermas correspondientes. En la tabla 75 se presentan los estándares y características de esta etapa.
Etapa
Medio
Actividad
Rendimiento
Roce y Despeje
Mano de obra no calificada con rozones y horquetas
*Corte de vegetación. *Acumular material en hileras o montones. *Cargar material en camión.
100/m/jornada para faja de 3 m de ancho
Traslado de material a botadero
100 m/hr con distancia a botadero de 1km
Traslado a Camión tolva botadero
Excavación de la zanja.
Esta labor puede realizarse manualmente o con maquinaria. En el caso de construcción manual, los estándares son los siguientes: Rendimiento excavación estrata de suelo= 9 m3/J Rendimiento excavación estrata de ripio = 2 m 3/J Vida útil pala en excavación = 0,1km/pala Vida útil picota en excavación = 0,5 km/picota En el caso de construcción mecanizada, se utilizan excavadoras y mano de obra. La excavadora cumplirá la labor de excavación propiamente tal, en tanto que la mano de obra se utilizará para el repase o terminación del sello y de los taludes de las zanjas. En la tabla 76 se presentan los estándares y características de esta etapa, para excavación mecanizada.
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
* Excavación de la zanja
278
Retiro del material
8
277
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
Etapa
Medio
Rendimiento
Excavación
Excavadora Oruga Modelo 200, 133 HP potencia nominal, Balde 1200 mm ancho y 0,93 m 3 capacidad.
Terreno blando= 50-70 m 3 /hr. Terreno semi-blando= 40-60 m 3/hr. Terreno duro= 30-40 m 3 /hr.
Mano de obra no calificada con palas derechas
Se requiere aproximadamente un movimiento de tierra igual al 2,5% del material excavado. Rendimiento aproximado de 5 m 3 /jornada
Terminación de la sección
279
Nota: estos valores dependen del tipo de excavadora, de las condiciones de trabajo y de la destreza del operador. * Retiro del material
77 Es recomendable que la excavación Tabla 7 7. Estándares retiro del material excavado. de las zanjas, ya sea si es realizada en forma Modalidad Rendimiento mecanizada o manual, considere la separación del suelo y del material que exista bajo Manual, con pala y Rendimiento traslado tierra éste, ya sea ripio o arcilla. carretilla con retiro excavada= 6,75 m 3/jornada a 100 m de distancia El suelo excavado puede ser aproRendimiento traslado ripio vechado para rellenar sectores de pequeñas excavado= 3 m 3 /jornada depresiones al interior de los potreros o, simplemente, ser desparramado en éstos. En Mecanizada, con camión Rendimiento traslado tierra caso de que bajo el suelo exista ripio, éste tolva y descarga a 1 km excavada= 38 m 3 /hora constituye un excelente material para consde distancia trucción de caminos, que pueden ser construiRendimiento traslado ripio dos inmediatamente al lado de la zanja, o ser excavado= 32 m 3 /hora utilizados para el relleno de caminos y callejones existentes en el predio. Para las cubicaciones finales, se debe consideEn lo concerniente a las estratas de arcilla, este rar el esponjamiento del material al ser excavado, que comaterial no constituye ningún beneficio y, por lo tanto, se rresponde a 30% para el ripio y un 50% para el suelo. debe eliminar trasladándose a un lugar de botadero. Lo ideal y recomendable es realizar la faena de excavación y traslado del material en forma simultánea. * Cercado de zanjas En la tabla 77 se indican algunos estándares para esta etapa. En toda la extensión de la red de drenes colectores se instalan cercos a ambos lados de la zanja, a una
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
280
Tabla 7 6. Estándares de excavación mecanizada de zanjas. 76.
8
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
8. 5 . 2
Drenes topo
Como se indica en la Figura 83, los drenes topo son galerías subterráneas construidas en el interior del suelo, de aproximadamente 7,5 cm de diámetro, las cuales están rodeadas de fisuras periféricas, para lograr la recolección de los excedentes hídricos que se acumulan en la zona radicular.
NIVEL DEL SUELO
281
FISURAS
DREN TOPO
Figura 83 83.. Corte transversal de un dren topo.
Las fisuras periféricas que rodean la galería recolectan los excedentes hídricos que se acumulan en la zona radicular y, por lo tanto, estas fisuras son la clave del éxito del funcionamiento de los drenes. Estos drenes descargan en la zanja colectora debido a la gravedad, razón por la que deben tener pendiente positiva en dirección a la zanja. Además, se requiere para la construcción de estos drenes, un contenido mínimo de arcilla de 20% en la zona de la galería.
En la Figura 84, se muestra un esquema de Arado Topo con barra de tiro, de tracción animal.
MANSERA
BARRA DE TIRO
BALIN EXPANDIDOR HOJA SUBSOLADORA
a)
Implemento usado para su construcción
El implemento utilizado para construir los "drenes topo" se conoce con el nombre de "arado topo".
CILINDRO DE PENETRACIÓN O “TORPEDO”
Figura 84 84.. Esquema de arado topo de tracción animal.
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
282
distancia de 3,5 m desde el borde del dren, para facilitar las labores de mantención posteriores. El cerco se construye utilizando estacones de pellín de 2,2 a 2,5 m de longitud, y de 4 a 5 pulgadas de diámetro. Los estacones se instalan espaciados cada 3,5 m, con 4 corridas de alambre de púa clavado con grampas de 1 ½". Los estacones se pintan totalmente con 1 mano de aceite de motor quemado, y en su extremo superior se pintan 25 cm con 2 manos de óleo blanco. Para todo el proceso de construcción de los cercos, desde el pintado de los estacones, su hincado en el terreno, colocación y tensión de los alambres, etc., se utiliza mano de obra semicalificada, estimándose un requerimiento de 100 jornadas para la construcción de 1 km de cerco doble de estas características (5 jornadas/100 m cerco simple).
8
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
Consta básicamente de una barra de tiro, una hoja subsoladora, un cilindro de penetración o "torpedo", y un balín expandidor. Puede ser accionado mediante tracción mecánica o animal. En el caso de tracción mecánica, el acoplamiento al tractor es mediante el sistema de 3 puntos; mientras que para la tracción animal, el implemento es de tiro mediante una cadena, y se agrega en el modelo, una mansera doble para su operación. La principal ventaja de este modelo es que mediante la barra de tiro se anula, en un grado importante, la replicación del microrelieve en el eje longitudinal del dren topo.
b)
Parámetros de construcción de drenes topo
Los parámetros de diseño y construcción más importantes para los drenes topo son:
Época de construcción. Velocidad de la labor.
283
Espaciamiento entre pasadas. Profundidad de la galería.
En la tabla 78 se presenta un resumen de las recomendaciones técnicas para la construcción de drenes topo.
8 Explicación
Recomendación
Época de construcción
En la zona de galería debe existir suelo fríable para garantizar estabilidad de la galería. En la zona de grietas, debe haber humedad cercana a suelo seco, para que las grietas no se cierren. Posterior a la labor, debe haber período de «fraguado» de grietas.
Salidas de Primavera a comienzos de verano, aproximadamente en el mes de Diciembre.
Velocidad de la labor
La rapidez de la rotura en el suelo debe anular la elasticidad que tiende a cerrar las grietas. El roce del implemento debe producir calor para fraguar las paredes internas de la galería.
3 km/h
Espaciamiento entre pasadas
Lograr traslape horizontal de grietas entre dos pasadas consecutivas.
2metros
Profundidad de la galería
Galería debe quedar en una zona con mínimo 20% de arcilla. Las grietas deben alcanzar la zona radicular. Evitar daño por pisoteo animal.
40 a 60 cm
Tabla 7 8. Recomendaciones técnicas para construcción de drenes topo. 78
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
284
Parámetro
8
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
Drenes en V
La mayor ventaja de la construcción de drenes en "V" es que, debido a la amplitud de sus taludes, prácticamente quedan integrados a la topografía natural del terreno, permitiendo el libre tránsito de ganado y maquinaria sobre ellos y, por lo tanto, no rompen la continuidad de los potreros. Una vez que los taludes de los drenes en "V" han sido cubierto por vegetación de praderas, se debe mantener esta vegetación en forma permanente, por lo cual, no deben ser posteriormente cultivados.
Los drenes en "V" son zanjas que se caracterizan por poseer taludes amplios que fluctúan entre 8:1 y 10:1, lo cual permite el libre tránsito de maquinaria y ganado. Es una solución adecuada en sectores que presentan topografía ondulada, ya que permiten mantener la continuidad de los potreros y adecuarse a la topografía natural. Además, es importante que la altura de corte sea la menor posible, para disminuir al mínimo el movimiento de tierra.
285 6 - 14 m
3-7m
En la Figura 85 se presenta una sección transversal.
1 10
0.5 - 1.5 m
Para el cálculo de las dimensiones de estos drenes, se aplica la misma metodología que para cualquier zanja, utilizando la Fórmula Manning.
Figura 85 85.. Sección transversal de dren en V.
Drenes de tubería
Como se indica en la Figura 86, estos drenes consisten en una tubería de drenaje enterrada en una zanja y revestida por un material filtrante.
286
Las principales ventajas de los drenes de tubería son que no rompen la continuidad de los potreros y su fácil mantención, razones por las cuales son los más recomendables. Sin embargo, su principal desventaja es su alto costo de construcción. Las tuberías de drenaje se encuentran disponibles en materiales como plástico, (corrugado o liso), arcilla y hormigón. A veces, en vez de la combinación tuberíaenvolvente, se utiliza solamente un tipo de material filtrante como piedra (bolones o grava), ladrillos (liso o perforado) o materiales de origen vegetal (troncos, coligües, etc). Esta alternativa no tiene un comportamiento tan eficiente como los tubos, pero permite reducir considerablemente los costos.
a)
Figura 86. Sección transversal de dren de tubería.
Diámetros y pendientes
Es necesario tener presente que, desde el punto de vista hidráulico, existe una íntima e indisoluble relación entre caudal, diámetro y pendiente, como se muestra en los valores de la Tabla 79. Las pendientes más usadas fluctúan entre el 1 y
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
6.5.4
8. 5 . 3
8
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
el 5 por mil. La FAO (1985) sugiere una pendiente mínima del 0.5 por mil. El Bureau of Reclamation de Estados Unidos recomienda un mínimo de 1 por mil para evitar sedimentación. Otra recomendación es la que se incluye en la tabla siguiente:
Con el objeto de mejorar el comportamiento del dren, es necesario colocar un material que cubra completamente el tubo. Los objetivos de este material son:
Tabla 7 9. Valores de diámetros de tuberías de drenaje. 79. Fuente: Salgado, 1996. Diámetro de tubería (mm)
Pendiente (%)
Velocidad de agua (m/s)
Reducir la resistencia de entrada al mismo. Filtrar el agua antes de su ingreso al tubo.
Los materiales más comunes son:
75
0.20
0.29
100
0.10
0.25
Arena o gravilla fina. Materiales orgánicos (fibra, paja, turba).
125
0.17
0.24
150
0.02
0.23
Instalación de drenes de tubería
Este es uno de los aspectos más críticos. Si no existe una depurada técnica de instalación de los drenes en terreno, todo el esfuerzo que se pudiera haber puesto en la determinación de los parámetros y criterios de diseño puede verse malogrado en la fase final. La falta de maquinaria especializada para instalar drenes y el uso masivo de retroexcavadoras para construir las zanjas, puede acarrear problemas de alineamiento, gradientes negativas y eventual ruptura de las tuberías por inadecuada manipulación. Dada la complejidad de este problema, es necesario que esta etapa sea realizada por empresas especializadas y con personal entrenado.
d)
Materiales sintéticos (fibra de vidrio, género).
Estructuras
auxiliares
En drenes de tubería es recomendable la construcción de algunas pequeñas estructuras para asegurar su óptimo funcionamiento, y evitar problemas de obturación. Principalmente, estas estructuras son las cámaras de filtración, las cámaras de inspección, y las salidas de tubería, las cuales se presentan en las Figuras 87,88, 89, respectivamente.
Figura 8 7. Cámaras de filtración. 87
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
288
Envolventes
Aumentar el diámetro efectivo del dren.
El material filtrante más recomendable es el de tipo pétreo (bolones y gravas), ya que los materiales orgánicos como rastrojos, pajas, maderas y virutas, tienen una corta duración por su descomposición, y provocan serios problemas de taponamiento.
c)
b)
8
287
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
TAPA DE MADERA LADRILLO
289
TUBO DE DRENAJE
Figura 88 88.. Cámara de inspección.
290
T U B O D E D R E N A JE
P E D R A P LEN
Figura 89 89.. Sección longitudinal de tubería de salida.
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
R E J IL L A D E F IE R R O
8
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
8. 5 . 5
Drenes
Los drenes interceptores tienen como misión detener el flujo superficial y subsuperficial de agua que se mueve en una determinada dirección y desviarlo de la misma. En la Figura 90 se presenta un esquema que muestra el efecto del dren interceptor en la disminución del nivel freático.
En todo proyecto de drenaje se debe analizar el cauce evacuador de las aguas, de manera de decidir su intervención en caso que el tamaño de su sección o condiciones de limpieza, no aseguren la conducción de los caudales adicionales que surgen de una red de drenaje. En algunos casos, la importancia de la intervención de los cauces naturales es de primer orden ya que,
Figura 90 90.. Disminución del nivel freático debido a la acción de un dren de intercepción.
Limpieza de cauces naturales
La labor de limpia consiste en la extracción de sedimentos y en el despeje y retiro de toda la vegetación existente sobre el ancho de corte de los cauces, ya sean malezas, matorrales o árboles de diverso tamaño. Esta labor se realiza sobre el lecho de los cauces, utilizando una excavadora oruga. La labor de limpieza de árboles no se realiza mediante la tala, sino que se efectúa mediante el volteo de los árboles utilizando el brazo de la excavadora, lo cual se consigue fácilmente, debido a que el arraigamiento de
estos árboles en el lecho de los cauces es de tipo superficial. Posterior al volteo de los árboles, se arrastran y levantan los matorrales y árboles derribados, utilizando el brazo y el balde de la excavadora, conjuntamente.
8. 6 . 2
Excavación de cauces naturales
Para el cálculo de la excavación de cauces naturales, se debe considerar que existe una sección actual, la cual será ampliada. Por lo tanto, la sección de excavación corresponde a la diferencia entre la sección futura y la sección actual del cauce. El cálculo de las secciones y dimensiones de los cauces naturales ampliados, se rige por la misma metodología que se utiliza en el caso de zanjas de drenaje, es decir, con la Fórmula de Manning. El valor del talud corresponde a 0:1, ya que los cauces tienen su sello en el sustrato fluvio-glacial cementado, lo cual permite este talud vertical. Al igual que la labor de limpieza, esta labor se realiza sobre el lecho de los cauces, utilizando una excavadora.
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8. 6 . 1
LIMPIEZA Y AMPLIACI Ó N DE CAUCES AMPLIACIÓ
291
debido a la baja densidad geográfica, su reducida pendiente y sección transversal, y su estado de embancamiento y obstrucción por vegetación, éstos no cumplen con la función de evacuar los excesos de lluvia del área. Al contrario, constituyen un importante impedimento a esta necesidad. Por lo tanto, dependiendo de la gravedad del problema, a veces es necesaria la limpieza y el aumento de la sección de conducción de los cauces naturales existentes en la zona del proyecto.
292
8. 6
Interceptores
8
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
8
Tabla 8 0. Estándares de limpieza y excavación de cauces naturales. 80.
Etapa
Medio
Rendimiento
Limpieza de Cauce Natural
Excavadora Oruga Modelo 200, 133 HP potencia nominal, Balde 1200 mm de ancho y 0,93 m 3 capacidad.
Condición de obstrucción: - Severa = 315 m2/hora - Normal = 450 m2 /hora - Favorable = 585 m2 /hora
Excavación de Cauce Natural
Excavadora Oruga Modelo 200, 133 HP potencia nominal, Balde 1200 mm de ancho y 0,93 m 3 capacidad.
30 - 40 m 3/hora
DRENAJE de SUELOS AGRÍCOLAS
294
En la tabla 80 se presentan las características y los estándares para intervención de cauces naturales.
8
293
MÉTODOS de RIEGO
77
MÉTODOS de RIEGO
Raúl Ferreyra E. Ingeniero Agrónomo MSc. Investigador Riego y Drenaje CRI La Platina, Región Metropolitana Instituto de Investigaciones Agropecuarias
Gabriel Sellez V S. Ingeniero Agrónomo Dr. Investigador Riego y Drenaje CRI La Platina, Región Metropolitana Instituto de Investigaciones Agropecuarias
Hamil Uribe C. Ingeniero Civil Agrícola Investigador Riego y Drenaje 146 CRI Quilamapu, VIII Región Instituto de Investigaciones Agropecuarias
Alejandro Antúnez B. Ingeniero Agrónomo Investigador Riego y Drenaje CRI La Platina, VI Región Instituto de Investigaciones Agropecuarias
Isaac Maldonado I. Ingeniero Agrónomo MSc. Investigador Riego y Drenaje CRI Quilamapu Instituto de Investigaciones Agropecuarias
MÉTODOS de RIEGO
AUTORES
7
MÉTODOS de RIEGO
Í NDICE DE MA TERIAS MATERIAS
7
MÉTODOS DE RIEGO
7.1
RIEGO SUPERFICIAL
7.1.1
Tendido
7.1.1.1
Principales limitaciones
7.1.1.2
Criterios de mejoramiento
○
○
○
○
○
○
○
○
ÍNDICE Ancho de la platabanda
7.1.3.3
Longitud de la platabanda
7.1.3.4
Diseño de los bordes
7.1.3.5
Operación y Mantención
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
Largo de surcos
7.1.3
Bordes o platabanda
7.1.3.1
Caudales a aplicar
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19
○
20
RIEGO PRESURIZADO
7.2.1
Aspersión
7.2.1.1
Tipos de riego por aspersión
7.2.1.2
Parámetros de diseño y manejo
7.2.1.3
Diseño de sistemas estacionarios
7.2.1.4
Evaluación de equipos de riego por aspersión
7.2.1.5
Elementos básicos a considerar al optar por un
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equipo de aspersión
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Ventajas y desventajas del riego por aspersión
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26 27 29
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31 33
ÍNDICE
7.2
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17
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Comparación de los métodos de riego superficiales
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16
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7.1.5
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Caudales a aplicar
Diseño del Método
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7.1.2.5
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7.1.2.4
7.1.4.2
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Tiempo de riego
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Forma de surcos
Regueras en contorno
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7.1.2.3
Esquema de distribución del agua
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7.1.2.2
7.1.4.1
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Surcos
7.1.4
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Espaciamiento entre surcos
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7.1.2.1
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7.1.2
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9 9 9 9 9 10 15 16 16
MÉTODOS de RIEGO
7.1.3.2
7.2.1.6
○
9
7 148
Pág.
7
147
Descripción del sistema
7.2.2.2
Criterios de diseño
7.2.2.3
Instalación del sistema
7.2.2.4
Manejo y control del riego
7.2.2.5
Mantención del equipo de riego
7.2.2.6
Control de algas
7.2.2.7
Lavado de precipitados
7.2.2.8
Costos del sistema de riego
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9 9 9 9 9 9 10
MÉTODOS de RIEGO
150
Riego localizado de alta frecuencia
7.2.2.1
ÍNDICE
MÉTODOS de RIEGO
7
7.2.2
7
149
MÉTODOS de RIEGO
7
E l objetivo principal del riego es suministrar agua al cultivo, en forma adicional a la precipitación, para asegurar un crecimiento óptimo. La aplicación del agua de riego se realiza utilizando diferentes métodos, los que pueden ser superficiales o presurizados.
7. 1
RIEGO SUPERFICIAL
Se entiende por método de riego superficial, gravitacional,a aquel en que el agua se aplica en la superficie del suelo y se distribuye en el campo por gravedad a través de la diferencia de cotas o altura existentes en el terreno a regar. En estas condiciones, el caudal de agua de riego se distribuye a lo largo del campo. Así se produce algún grado de escurrimiento al final del paño de riego, la magnitud de este escurrimiento dependerá, entre otros factores, del caudal que se aplique y de las características de infiltración del suelo. El objetivo de un adecuado diseño de riego superficial está enfocado a dos aspectos. En primer lugar, uno que busca disminuir las pérdidas de agua que se producen
152
Foto 8. Croquis descriptivo del riego tendido o tradicional.
151 7. 1 . 1
Te n d i d o
El "riego a paño tendido" es el método de riego más sencillo y antiguo, pero a la vez el más ineficiente. Es una de las formas de riego más ampliamente utilizadas por los agricultores chilenos. El método consiste en derramar agua desde una reguera construida a lo largo del extremo superior de un campo en pendiente. Se deja que el agua escurra sobre la superficie del terreno por libre acción de la fuerza gravitacional, y se colocan regueras interceptoras en
7. 1 . 1 . 1 Principales
limitaciones
Por ser un método de riego no tecnificado, se presentan varias desventajas: La eficiencia de aplicación del agua es muy baja, en promedio, en Chile, inferior al 30% debido a las exageradas pérdidas por escurrimiento superficial y percolación profunda. La distribución del agua sobre la superficie regada es desuniforme, quedando algunos sectores con exceso de humedad y otros con déficit. No es recomendable para terrenos con pendiente muy pronunciada, debido al alto riesgo de erosión. Se produce una excesiva subdivisión del terreno, debido al gran número de regueras y desagües que deben trazarse, lo que dificulta el uso de maquinaria agrícola, además de deteriorarla. Se requiere mucha mano de obra y gran habilidad del obrero agrícola para manejar el riego en la parcela.
MÉTODOS de RIEGO
sentido perpendicular a la pendiente para recoger el agua que tenderá a acumularse en las depresiones y redistribuirla más uniformemente. Se puede utilizar en terrenos con pendientes menores a 2 % y hasta 6 % si se trata de praderas.
por escurrimiento al final del paño de riego, como aquellas que se producen por percolación del agua más allá de la profundidad en que se ubican las raíces de las plantas. Por otra parte, un diseño adecuado del riego superficial permite una mejor distribución del agua en el suelo, favoreciendo un desarrollo parejo del cultivo, lo que redunda en mayores y mejores rendimientos. Es necesario tener presente, que el paso previo a realizar un adecuado diseño del riego superficial, es la nivelación de los suelos a regar.
7
MÉTODOS de RIEGO
7. 1 . 1 .2
A diferencia de los métodos gravitacionales tecnificados, en el riego por tendido no hay criterios de diseño definidos. Por lo tanto, se sugiere tener presente algunos aspectos que permitan mejorar la eficiencia al usar este método:
7
Conceptos básicos básicos: aplicar conceptos de riego como tiempo, frecuencia de riego, lámina de agua a reponer y caudal máximo no erosivo. Trazado de canales: se debe trazar los canales de acuerdo al caudal a conducir y la pendiente del suelo. En suelos con pendientes fuertes o con problemas de microrrelieve, conviene trazar los regueros en curvas de nivel. Uso de cajas de distribución: se utilizan para derivar el agua entre canales. Uso de manta: para detener el agua en los canales, en vez de "taquear" con tierra. Así, se produce menor erosión del suelo, menor contaminación del agua y se ahorra tiempo.
Surcos
Foto 9. Riego por Surcos
154
Uso de sifones: una vez que se ha detenido el flujo del agua y elevado su nivel en el canal, usar sifones para aplicar el agua al terreno, en lugar de estar abriendo "bocas" o salidas en las paredes de los canales. Es aconsejable el emparejamiento de suelos para eliminar el microrelieve en para disminuir los costos por hectárea.
El riego por surcos rectos consiste en la entrega de agua desde una acequia madre a pequeños canales o surcos ubicados en las hileras de siembra o plantación. Se adapta a cultivos sembrados en hileras como hortalizas, chacras y frutales en general. En el riego por surcos, a diferencia del riego por tendido por ejemplo, se moja sólo una fracción de la superficie del suelo (normalmente entre un quinto y un medio). Sin embargo, se debe mojar todo el suelo explorado por las raíces de las plantas. Esto se logra colocando los surcos a una distancia adecuada unos de otros, regulando su largo y aplicando tiempos de riego apropiados. En cuanto a las prácticas de laboreo, éstas pueden incidir en la forma del surco. El diseño de un riego por surcos debe contemplar los siguientes aspectos: Espaciamiento entre surcos Forma de surcos Largo de surcos Caudal a aplicar Tiempo de riego
153
MÉTODOS de RIEGO
7. 1 . 2
Crit erios de mejoramient o mejoramiento
7
MÉTODOS de RIEGO
7
Espaciamient o entre s ur cos Espaciamiento urcos
Como ya se ha indicado, en el riego por surcos sólo se moja una parte superficial del suelo. Por ello, la distancia a la cual se coloque un surco de otro es determinante para lograr un completo mojamiento del suelo en profundidad. La distancia entre los surcos depende, entre otros factores, del tipo de suelo, aunque también hay que considerar el cultivo y la maquinaria agrícola a utilizar. El efecto del tipo de suelo sobre el distanciamiento entre surcos se ejemplifica en la Figura 32, donde se presentan dos tipos de suelo con diferentes texturas. En suelos arenosos predomina el mojamiento en profundidad por sobre el mojamiento lateral. En cambio, en suelos arcillosos el
movimiento lateral es mayor. Lo anterior quiere decir que en suelos con características arcillosas los surcos podrán estar más distanciados unos de otros que en suelos de características arenosas.
Figura 32. Comparación de la infiltración para dos texturas de suelo.
155 P R O F U N D I D A D
0,0
0,5
15 min
4 hr
40 min
1,0
24 hr 1 hr
1,5
(m)
48 hr
24 hr 2,0
ARENOSO
ARCILLOSO
Tabla 30. Recomendación de la distancia entre surcos para diferentes profundidades de raices y texturas de suelo.
Donde:
Además del tipo de suelo, para determinar la distancia entre surcos se debe considerar el suelo, las recomendaciones de distancia de siembra del cultivo, y la posibilidad de ajustar la máquina sembradora a la distancia que se necesita. Así, por ejemplo, en cultivos de chacarería posiblemente sea la distancia de siembra lo que predomine en la definición de la distancia entre surcos; en cambio, en frutales predominan las características texturales del suelo.
Una forma práctica de verificar si el espaciamiento estimado es el adecuado, consiste en trazar surcos a la distancia calculada y regar por un tiempo prolongado, 4 a 8 horas, en función de la textura del suelo. A las 24 horas se observa si se logró humedecer el suelo completamente entre los surcos, excavando con una pala o muestreando con un barreno. Si no se humedece el suelo completamente entre ambos surcos, será necesario acercarlos más entre sí.
El espaciamiento se puede estimar mediante la siguiente expresión:
7. 1 . 2 . 2 Forma de s urcos
E = Pr * Cs
(32)
E = espaciamento de los surcos, m Pr = profundidad radicular del cultivo, m Cs = factor que depende del tipo de suelo: Cs = 2.5 para suelos arcillosos Cs = 1.5 para suelos francos Cs = 0.52 para suelos arenosos
Otro aspecto a considerar es la forma o sección
MÉTODOS de RIEGO
156
7. 1 .2. 1 .2.1
7
MÉTODOS de RIEGO
7
del surco. Su forma en sí está determinada por el tipo de implemento con que se construyan (triangular, trapezoidal o emicircular).
A objeto de mojar el suelo hasta la profundidad de raíces a lo largo de todo el surco, no se puede cortar el agua hasta que ésta llegue al final del surTRIANGULAR TRAPEZOIDAL SEMICIRCULAR co. Es necesario completar el "tiempo de riego", es decir el tiempo suficiente para que el agua infiltre a través del perfil. El PERÍMETRO MOJADO 5-20 cm 25-40 cm 20-30 cm tiempo de riego depende de las condiciones del suelo, en particular de las condiciones de infiltración y de la profundidad de raíces. Figura 3 3. Formas de surcos Al regar se debe procurar que el tiempo de apli33. cación del agua corresponda al tiempo de riego más el tiempo que se demora el agua en llegar al final del surco. Después de los primeros riegos los surcos tienEsto, escrito en forma matemática, es: den a adquirir una forma semicircular por efecto del paso del agua. La forma del surco es importante, debiendo ser Ta = TR + Tf (33) más anchos en suelos que presentan una baja velocidad de infiltración, de modo de incrementar el perímetro mojaTa = tiempo de aplicación do y aumentar la superficie de contacto agua-suelo, faciliTR = tiempo de riego tando la penetración de agua al suelo. Tf = tiempo en llegar al final del surco
P = porcentaje de percolación permisible, 0
Donde: TR = tiempo de riego, min Hr = altura de agua a reponer, cm n = pendiente de la curva de infiltración K = constante de la ecuación de velocidad de infiltración Tf = TR / R
(35)
Donde:
En la tabla 31 se presenta el tiempo de riego (hr) necesario para la infiltración de la lámina de agua a reponer, según textura y profundidad de riego. Las horas de riego se aplican una vez que el agua ha llegado al final del surco.
MÉTODOS de RIEGO
Donde:
1
Hr * (n + 1) ( n +1) TR = (34) K
158
7. 1 . 2 . 3 Tiempo de riego
R = factor de relación de tiempo El factor R está dado por la siguiente expresión:
n + 1 R = 0.5 −1 P
(36)
7
157
MÉTODOS de RIEGO
7
Tabla 31. Tiempo de riego necesario según textura del suelo y profundidad de riego.
La aplicación de caudales inferiores al máximo no erosivo, implica que el mojamiento será desuniforme y el largo de los surcos obligadamente deberá ser menor.
Nota: Las condiciones de infiltración son muy variables de un lugar a otro. Los valores anteriores pueden ser modificados sobre la base de experiencias locales.
7. 1 . 2 . 4 Caudales a aplicar A objeto de lograr un rápido avance del agua en los surcos y facilitar un mojamiento más parejo de éstos, al iniciar el riego se debe aplicar la máxima cantidad de agua
Q = 0,63 / P
En la tabla 32 se presentan los caudales posibles de aplicar (máximos no erosivos y reducidos), según la pendiente del terreno, obtenidos de la relación anterior.
(37) Tabla 32. Caudales máximos no erosivos y reducidos para diferentes pendientes.
Donde: Q = caudal máximo no erosivo, (L/s) P = pendiente del terreno, (%)
Pendiente
Para suelos planos, con pendientes menores al 0.3%, es recomendable utilizar la ecuación de Manning para calcular el caudal, conociendo o asumiendo la forma del surco, debido a que la capacidad del surco puede ser la condición restrictiva. El caudal reducido a aplicar en la fase de almacenamiento, se ha determinado en forma práctica desde: Qred = 0.5 * Q Donde: Q = caudal máximo no erosivo
Cuando el agua llega al final del surco, se debe reducir el caudal a la mitad o a un tercio del caudal original. Con esto se disminuyen las pérdidas por escurrimiento al final del surco. Este caudal reducido se mantiene hasta completar el tiempo necesario para que el agua infiltre hasta la profundidad de la zona de raíces del cultivo. Esta reducción del caudal se explica por el hecho de que la velocidad de infiltración del suelo disminuye a medida que el agua permanece en el surco, lo que implica un aumento del escurrimiento superficial si se mantiene el caudal máximo no erosivo.
((38) 38)
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
CAUDALES (L/s/m) Reducidos Máximos 3,2 1,6 1,1 0,8 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,3
1,6 0,8 0,5 0,4 0,3 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2
Nota: Los valores de gasto máximo pueden ser modificados de acuerdo a la experiencia que se obtenga en cada caso particular.
MÉTODOS de RIEGO
El caudal máximo no erosivo se puede estimar mediante la siguiente ecuación:
160
que pueda llevar el surco, sin causar erosión o arrastre de terrones o partículas en el fondo. Este caudal se conoce con el nombre de "caudal máximo no erosivo" erosivo", y depende de las características texturales del suelo y de la pendiente del terreno.
7
159
MÉTODOS de RIEGO
7
7. 1 . 2 . 5 Largo de s urcos Por su naturaleza, todo riego superficial es desuniforme, debido a que el agua ingresa al surco o paño de riego por el extremo superior, obteniéndose, entonces, siempre una mayor profundidad de mojamiento en la cabecera que al final, como se muestra en la siguiente figura: Figura 3 4. Esquema de mojamiento en riego por surcos. 34.
desde la cabecera hasta el final del surco. Los factores principales que determinan el largo máximo de los surcos son: el tipo de suelo, la pendiente del terreno, la profundidad del sistema de raíces del cultivo, además del caudal que se utilice y el tiempo de aplicación del agua o tiempo de riego. El largo máximo del surco se determina con el tiempo de riego para el período y las pérdidas por percolación permisible. El valor del tiempo final se lleva a la ordenada de la curva de avance determinada en el campo, o estimada con modelos de simulación. Corresponde a la proyección del punto de intercepción del tiempo final con la curva de avance sobre las abcisas, como se muestra en la siguiente figura:
Así, se debe tratar de obtener largos de surco en que el mojamiento del suelo sea lo más uniforme posible
Tiempo Final
Avance Lmáx
162
Figura 3 5. Determinación del largo máximo para surcos. 35. En la figura 36 se presenta un esquema del mojamiento óptimo de un surco.
Los surcos son más cortos en la medida que au menta la pendiente del terreno. El largo de los surcos en suelos arcillosos es mayor que en suelos arenosos. Los surcos pueden adquirir mayor longitud en cultivos de arraigamiento profundo que en culti vos de arraigamiento superficial. Dentro de ciertos límites, a mayor caudal aplica do, mayor largo del surco, siempre y cuando el caudal aplicado no produzca erosión.
La tabla 33 muestra una referencia para definir largo de surcos, según pendiente, textura de suelo y profundidad de suelo a mojar.
Figura 3 6. Esquema del mojamiento óptimo en riego por 36. surcos.
MÉTODOS de RIEGO
En términos generales se puede indicar que:
7
161
MÉTODOS de RIEGO
Tabla 33. Longitud para surcos según pendiente, textura de suelo y profundidad a mojar.
163 Fuente: Cartilla Divulgativa; Proyecto PROMM; Convenio INIA - ODEPA; Métodos de Riego. Nota: Estos valores son referenciales y deben ser ajustados de acuerdo a las experiencias locales.
7 Bordes
El método de riego por bordes consiste en aplicar el agua por una platabanda ancha, delimitada por camellones o pretiles. Se adapta bien para el riego de cultivos tupidos como en el caso de las praderas. En algunas situaciones también se puede emplear en frutales y viñas, ubicando las plantas sobre los camellones.
De este modo el agua se distribuye uniformemente a todo el ancho de la platabanda. La nivelación en sentido transversal a los bordes debe ser cuidadosa, de modo que entre un lado y otro de ella quede, como máximo, una diferencia de nivel de 4 cm. Por otra parte, entre una platabanda y otra no debe existir un desnivel mayor de 10 cm.
164 Figura 3 7. Esquema de nivelación en sentido transversal 37 a los bordes.
MÉTODOS de RIEGO
7. 1 . 3
7. 1 . 3 ..1 1 Caudales a aplicar
Foto 10. Esquema riego por bordes. El riego por bordes requiere de una buena nivelación de suelos, tanto en el sentido del riego para que el agua escurra sin problemas, como en sentido transversal.
La cantidad de agua que se aplique debe permitir que sobre la platabanda se forme una lámina de agua de 5 a 8 cm, lo que se logra con caudales relativamente grandes. El caudal a aplicar dependerá de la textura del suelo, del ancho de la platabanda, de la pendiente del terreno y de la cubierta vegetal.
7
MÉTODOS de RIEGO
7
La estimación de los caudales requeridos para este método se puede hacer con las siguientes expresiones: Para cultivos poco densos: 175 -0.1 1765 * S -0. 0.1 Qmax = 0.
((39) 39) Tabla 3 4. Caudales para platabanda según textura y pen34. diente del suelo.
Para cultivos densos: Qmax = 0.353 * S 0.75 (40) Donde: Qmax = caudal máximo, L/s por metro de ancho de platabanda S = pendiente del terreno, (m/m)
165
El caudal anterior debe mantenerse hasta que el frente de agua llegue al pie de la platabanda, para luego reducirlo a objeto de evitar pérdidas por escurrimiento. Como criterio práctico general, se puede determinar el caudal reducido de la siguiente expresión:
Fuente: Cartilla Divulgativa; Proyecto PROMM; Convenio INIA - ODEPA; Métodos de Riego.
Qred = Qmáx / 3 (41) (4 1) Donde: Qred = caudal reducido, L/s/m
En el caso de empastadas, el ancho puede variar entre 5 a 20 metros. Sin embargo, para definirlo es necesario considerar: El caudal disponible para el riego: este, se requiere la formación de una lámina de agua sobre el pretil,para lo que se necesita un deter minado caudal por metro de ancho de plataban da. Ejemplo: si se cuenta con un caudal para rie go de 20 L/s, y se necesitan entre 2 a 4 L/s por metron de ancho de platabanda, el ancho máxi mo de éstas será de entre 8 a 15 metros. Pendiente transversal del terreno: dado que la diferencia de nivel que debe existir entre un lado y otro de las platabandas no debe superar los 4 cm, la pendiente transversal del terreno limita el ancho de éstas. Ejemplo: si la pendiente transversal del terreno es de 0,5%, el ancho máximo debe ser de 8 metros. Ancho de la maquinaria: lo ideal es que el ancho de la platabanda sea múltiplo del ancho
de trabajo de la maquinaria que se utilice. En el caso que se desee utilizar este método en frutales o viñas, el ancho de la platabanda queda definido por la distancia de plantación. En este caso, las plantas se ubican sobre los camellones.
7. 1 . 3 . 3 Longitud de las Platabandas La longitud de las platabandas se determina de acuerdo a la curva de avance, empleando la metodología usada para surcos. La longitud de las platabandas depende de varios factores. Dentro de los más importantes se encuentran los siguientes: Textura del suelo Velocidad de infiltración Profundidad radicular del cultivo Pendiente del terreno en el sentido del riego Caudal disponible
MÉTODOS de RIEGO
7. 1 . 3 . 2 Ancho de la platabanda
166
En la tabla 34 se presentan los caudales por metro de ancho de platabanda que se requieren para la formación de la lámina de agua en distintas condiciones de suelo.
7
MÉTODOS de RIEGO
El largo debe ser el máximo posible, mientras se logre una buena eficiencia de riego y una aplicación uniforme del agua. En la tabla 35 se indican los largos máximos de platabanda para diferentes condiciones de textura de suelo y pendientes en el sentido del riego.
agua a aplicar (do), utilizando la ecuación de Manning:
5. Largos máximos de platabanda según textura 35. Tabla 3 y pendiente de suelo.
Qmáx = caudal durante el avance, m³/s S = pendiente del terreno, m/m n = coeficiente de rugosidad
Donde:
Q máx* n do = 1/ 2 S
3/5
(42)
Valores normales de rugosidad en platabandas con empastadas de trébol de baja altura, n = 0.05 y para cultivos densos y altos (trigo) n = 0.15 Así, la altura del borde se determina desde: 7. 1 . 3 . 4 Diseño de los Bordes
7
B = 1.2* do El cálculo de la altura de los bordes es importante, sobre todo, si la pendiente del terreno es baja y la rugosidad hidráulica es alta. La altura de borde se puede calcular conociendo, primeramente, la altura del nivel del
168
En el caso de los cultivos es necesario una buena preparación de suelos, con el objeto de no destruir el trabajo de nivelación. Además, la siembra se debe realizar en sentido transversal a las platabandas de modo que también se siembre sobre los camellones. De esta forma se evita la pérdida de terreno, como ocurre al acequiar para regar por tendido. En frutales las platabandas se pueden mantener con pasto para evitar la erosión. Las mezclas de pastos que pueden usarse son varias según la especie frutal de que se trate. El riego por bordes requiere aplicaciones de grandes caudales de agua. La aplicación de agua se puede hacer directamente desde una acequia, o bien, al igual que en el riego por surcos, puede utilizarse tuberías de baja presión, en PVC agrícola de 200 ó 250 mm. El sistema de tuberías a baja presión es muy similar al descrito como "Californiano fijo". Sin embargo, los elevadores (tubería 75 mm) son re-
Donde: B = altura del borde.
emplazados por hidrantes o cámaras de entrega de mayor capacidad de evacuación. Estas cámaras de entrega están constituidas por una Tee de PVC, y un elevador de 200 mm hasta la superficie del suelo, sobre el cual se coloca una válvula alfalfa del mismo diámetro. La válvula alfalfa se ancla al terreno con un radier de cemento, sobre el cual se coloca un tubo de cemento comprimido de 0,5 m de alto y 600 mm de diámetro, el cual se perfora para permitir la salida de agua hacia los bordes. Un detalle de la cámara de entrega se presenta en la Figura 38.
MÉTODOS de RIEGO
7. 1 . 3 . 5 Operación y m antención
(43)
7
167
MÉTODOS de RIEGO
7 170
600 mm
TUBO DE CEMENTO COMPRIMIDO
550 mm VÁLVULA 200 mm ALFALFA
200 mm
80 cm
169
RADIER DE 10 cm 200 mm
FIERRO 10
TEE PVC
Figura 3 8. Detalle de cámara de entrega. 38.
Regueras en contorno
Una buena alternativa para manejar el agua de riego en terrenos con fuerte pendiente (2 a 10 %) o fácilmente erosionables, es trazar las regueras siguiendo, de manera aproximada, la curva de nivel (regueras en contorno). En otras palabras, hacer un riego tendido mejorado. En este caso, las regueras se derivan de una acequia principal (acequia de abastecimiento), que generalmente se traza a lo largo de la pendiente del terreno. Sobre las regueras en contorno se instalan retenciones temporales o permanentes que permitan derivar el agua por medio de aberturas en el borde inferior, sifones o tubos. Si el borde inferior está nivelado y estabilizado, se puede forzar el agua a desbordar sobre el mismo.
interceptoras). Éstas permiten una reutilización del agua de riego. Las acequias principales generalmente se trazan a lo largo de la pendiente del terreno, en tanto que las regueras de riego van transversales a la pendiente. Las acequias interceptoras se construyen a intervalos en el sentido del riego. Para asegurar un mejor control del caudal y la uniformidad en la aplicación del agua, conviene construir una canaleta de aplicación, como se indica en Figura 39.
MÉTODOS de RIEGO
7. 1 . 4
DETALLE CAMARA DE ENTREGA
7. 1 . 4 ..1 1 Esquema de distribución del agua El sistema de distribución necesario para el riego en contorno consiste en las acequias de abastecimiento (acequia principal), las regueras en contorno (acequia secundaria) y las acequias de drenaje (acequias
7
MÉTODOS de RIEGO
171
7 Diseño del m ét odo étodo
a) Pendientes mínimas y e spaciamiento entre regueras
172
Las regueras deben trazarse con una pendiente mínima comprendida entre 0.05 y 0.15 %, aunque pueden ser tolerables pendientes de 0.1 y hasta 0.3 %. La pendiente mínima sirve para lograr un flujo uniforme a lo largo del reguero y una velocidad del agua que no produzca erosión del cauce ni arrastre de partículas de suelo. La pendiente en el sentido del riego determina, el espaciamiento de las regeras. Esto se indica en las tablas y se observa en la Figura 40.
El espaciamiento entre regueras se determina con el mismo método utilizado para calcular el largo de las platabandas.
Tabla 3 6. Distancia entre regueras según pendiente del 36. terreno.
Pendiente del suelo porcentaje Cm en 10 metros 2a4% 4a6% 6a8% 8 a 10 %
20 a 40 40 a 60 60 a 80 80 a 100
Distancia entre regueras Metros 20 15 10 6
MÉTODOS de RIEGO
7. 1 .4.2
Figura 3 9. Esquema de distribución de regueras en contorno. 39.
7
MÉTODOS de RIEGO
7
Qmáx = 5.57 S-0.75
PENDIENTE 2%
20 cm
Qmáx = caudal, L/s por metro de ancho S = pendiente del terreno, (m/m)
Figura 40. Diferencia de altura entre fondos de regueras según pendiente del terreno.
b)
Caudal
El caudal que se necesita llevar a las regueras depende de la superficie que se quiere regar y de las necesidades hídricas de los cultivos, pudiéndose utilizar grandes caudales cuando la pendiente del terreno es poco pronunciada (menor a 3 %), y caudales pequeños en pendientes muy pronunciadas (3 a 6 %). El caudal máximo que se puede aplicar se calcula mediante la ecuación:
Q = C * b * h 3/2
c)
Estructuras de derivación
El éxito del riego depende, en gran parte, de la correcta ubicación de las estructuras de derivación en la reguera, sifones o tubos, de modo que fácilmente se pueda derivar el agua que ha de manejar el regador.
d)
Cajas de distribución
Consisten en cajas de madera de sección rectangular (figura 41), que se instalan en el camellón o borde de la reguera. Las cajas de distribución funcionan como vertederos de pared gruesa de salida sumergida.
CAJA REGULADORA
(45)
Donde:
CAJA DE APLICACIÓN O TOMA DE TIPO ABIERTO
C = coeficiente de descarga b = base y h = altura El coeficiente de descarga está entre 1.55 y 1.82, dependiendo del material con el cual se ha construido. e)
R e t enciones o TTacos acos
Para derivar el agua de una reguera es necesario represar la misma, utilizando algún tipo de retención que eleve el nivel del agua y mantenga una carga hidráulica constante. Éstas pueden ser vertederos o retenciones de lona, como se muestra en la Figura 42. Las represas se instalan sobre la acequia cada vez que hay un desnivel comprendido entre 10 y 20 cm. El distanciamiento entre represas está determinado por la distancia del intervalo vertical elegido Z, tal que:
CAJA DE APLICACIÓN O TOMA DE TIPO ABIERTO
CAJA REGULADORA
Figura 41. Cajas de distribución.
MÉTODOS de RIEGO
La ecuación respectiva, en forma simplificada, es la siguiente:
174
Donde:
PENDIENTE 6%
10 cm
(44)
7
173
MÉTODOS de RIEGO
L=Z/S
(46)
RETENCION DE LONA tubo 2,5 m lona 2,10 ancho x 1,20 m largo
Donde: L = Espaciamiento entre regueras (m) Z = Diferencia de altura entre represas, (m) (Generalmente Z está entre 10 y 20 cm) S = Pendiente, (m/m)
CORTE LONGITUDINAL DE LA ACEQUIA borde de la acequia
Ejemplo: Si Z = 15 cm y la pendiente de la reguera es 0.15 %, el espaciamiento entre represas será:
nivel del agua
tierra para apoyo de la lona
L = 0.15 / 0.0015 = 100 m
tubo galvanizado de 0 3/4 ” cabuya manga de lona
Figura 4 2. Retenciones tipo vertedero y tipo orificio. 42. f)
7
Trazado de regueras
Para el trazado de las regeras es necesario disponer de un instrumento que permita trazar líneas con un desnivel uniforme. Hay varios dispositivos sencillos y de bajo
Ejemplo: Si se dispone de un caballete de madera de 5 m de longitud, ¿cuál será la altura a regularse si se quiere trazar una reguera con una pendiente de 0.3 %? H = 0.003 * 5.0 = 0.015 m = 1.5 cm
Caballete
176
Consiste en un marco de madera, como se indica en la Figura 43, que está sostenido por 2 patas siendo una de ellas regulable. En su parte media lleva un nivel de carpintero. El tamaño de la pata regulable se fija de acuerdo a la pendiente que se quiere dar a la reguera, y de conA formidad a la siguiente relación: H=S*L
Por tanto, la pata regulable será 1.5 cm más larga que la pata fija.
2X3 0.8 m
(4 7) (47)
Donde: H = diferencia de altura a regularse, m S = Pendiente de la reguera, m/m L = longitud del caballete, m
B
1X1
MÉTODOS de RIEGO
costo que dan suficiente precisión para el trazado de regueras en contorno: caballete, nivel de manguera y nivel de ingeniero.
1 X 2” 0.8 m 0.2 m
5. m NIVEL DE CARPINTERO Figura 4 3. Caballete. 43.
7
175
MÉTODOS de RIEGO
Para fijar la diferencia de altura entre los listones A y B, se sigue el mismo procedimiento que para el caballete. El manejo lo debe realizar una persona especializada. Nivel de manguera Se requiere de una manguera de plástico transparente de 13 m de largo y 2 listones de 1.6 m de largo, tal como se observa en la Figura 44. En el listón A se coloca una marca a una altura de 1.5 m, y en el listón B se marca la altura correspondiente a la pendiente que se quiere dar a la reguera. Para fijar la diferencia de altura entre los listones A y B, se sigue el mismo procedimiento que para el caballete.
177
7 Figura 4 4. Nivel 44. de manguera.
178 Nivel de i ngeniero
10 m
MÉTODOS de RIEGO
1,5 m
Para este método se requiere contar con un nivel de ingeniero, una mira topográfica y una cinta métrica (Figura 43).
Figura 4 5. Nivel de ingeniero. 45.
7
MÉTODOS de RIEGO
7. 1 . 5 Comparación de los m étodos de riego superficiales Los rangos de eficiencias de algunos de los métodos presentados se muestran en la tabla 37. Tabla 3 7. Rangos de eficiencia de métodos de riego su37 perficiales. MÉTODO DE RIEGO Riego por tendido Riego por surco Riego por platabandas o bordes
% DE EFICIENCIA 20 – 30 40 – 70 50 – 70
179
A continuación se presenta la tabla 38 que resume las aplicaciones, limitaciones y ventajas, de los métodos de riego presentados anteriormente.
7 180
MÉTODOS de RIEGO
Tabla 3 8. Comparación de métodos de riego superficiales. 38.
7
MÉTODOS de RIEGO
7
7.2
RIEGO PRESURIZADO
7. 2 . 1
Aspersión
Foto 11. Aspersores. Durante los últimos años, dada la incorporación de cultivos de alta rentabilidad, en nuestro país se ha producido un vuelco hacia el riego presurizado.
ASPERSOR UNA BOQUILLA MUELLE BRAZO OSCILANTE
182
Tamaño Grande Mediano Pequeño
Tabla 3 9. Características de algunos aspersores. 39. Presión (mca)
Caudal (m³/h)
Espaciamiento (m)
40-70 25-40 10-25
6-40 1-6 <1
24-70 12-24 12
Boquillas N° >7 1, 2 ó 3 4-7 1ó2 <4 1
φ (mm)
BOQUILLA
ASPERSOR DOBLE BOQUILLA MUELLE
MÉTODOS de RIEGO
aspersión es del tipo tecnificado, por lo que requiere de operadores capacitados que sean capaces de utilizar los equipos en buena forma. En condiciones donde la mano de obra es reducida, el riego por aspersión es una alternativa que se debe contemplar.
El riego por aspersión adquiere mayor importancia en situaciones de pendientes fuertes o cuando los suelos son arenosos o muy arcillosos, no resultando recomendable el uso de riego superficial. En cultivos no hilerados que cubren todo el suelo, también el riego por aspersión es la alternativa más adecuada si no es posible el riego gravitacional. Por otra parte, condiciones de vientos fuertes limitan el uso de este método de riego, al igual que cultivos cuya parte aérea es susceptible a enfermedades por condiciones de humedad relativa alta. Dentro de los factores que deben considerarse para seleccionar un método de riego, están: la topografía, tipo de suelo, viento, agua disponible, el cultivo, tamaño de la explotación y aspectos socio-económicos. El tamaño del potrero a regar es importante porque define a qué tipo de equipo de riego se puede optar. En predios pequeños se puede utilizar equipos móviles, semi fijos o fijos. En el caso de superficies mayores pueden usarse los mismos que para superficies pequeñas, pero es más conveniente instalar pivotes o laterales de avance frontal. Encaso intermedio (sobre 20 ha) se puede optar por equipos como los carretes. Finalmente, no se debe olvidar que el riego por
CAÑON DE RIEGO BRAZO OSCILANTE BOQUILLA BRAZO OSCILANTE
BOQUILLA
BOQUILLA CAÑÓN
Figura 4 6. Tipos de aspersores según su tamaño.
7
181
MÉTODOS de RIEGO
7. 2 . 1 . 1 Tipos de riego por aspersión Una forma simple de clasificar los sistemas de aspersión es de acuerdo a la movilidad de los elementos que lo componen, facilitando, así, la comprensión de su funcionamiento. Móviles Tubería móvil Estacionarios
HIDRANTES TUBERÍA PRINCIPAL
Semifijos Tubería fija
183
Permanente Sistemas de Aspersión
Fijos
LATERAL
Temporales
Ramales desplazables
Pivote Lateral avance frontal Ala sobre carro
7
ESTACIÓN DE BOMBEO
Figura 4 7. Sistema de aspersión semi fijo. 47
Desplazamiento continuo Cañones viajeros Aspersor gigante Enrolladores
184
BOMBA ESTACIÓN DE BOMBEO
Figura 4 8. Sistema de aspersión móvil. 48.
LATERAL
Figura 4 9. Sistema de aspersión fijo. 49.
MÉTODOS de RIEGO
LATERAL
7
MÉTODOS de RIEGO
Cañón Tramo Voladizo
Torre
185 Foto 12. Pivote Central.
7
Figura 49 49.. Carrete. Foto 13. Carrete
LATERAL SECUNDARIO
186
Figura 5 1 . Partes del sistema de riego por aspersión. 51
SECUNDARIO
PRINCIPAL
LATERAL
ESTACIÓN DE BOMBEO
MÉTODOS de RIEGO
Figura 5 0. Alas sobre carro. 50.
7
MÉTODOS de RIEGO
Tabla 40. Caracterización de los equipos de riego por aspersión más utilizados. Tipo
Móvil
Máx Presió Pendien n te Psi 20 50-70
Hr Aspersor Ea Hombre/ha/ es % riego 601.25-3.75 B–A
Extensi Inv. Inv./ ón Inicial ha B
B
A
B
B
A
B
B
A
A
A
B
* Diámetro de c obertura: corresponde al diámetro de alcance máximo. Está afectado por la carga o presión de operación del aspersor, que afecta directamente la velocidad de salida del agua por la boquilla.
80
Semi Fijo Fijo
20
50-70
1-2
B–A
20
50-70
0.125-0.25
B–A
Pivote
10-20
20-70
0.125-0.375
B
Lat. Frontal Carret e Alas
5-8
20-50
0.125-0.75
B
5-15
70-100
0.25-0.75
A
6080 6085 7590 7590 6075
B
A
A
B
M
A
B
M
A
B
* Á ngulo del a spersor: ángulo que forÁngulo ma la boquilla con respecto a la horizontal.
187
7.2. 1 . 2 Parámetros de diseño y manejo .2.1 Figura 52 52.. Ángulo del aspersor.
7
* Descarga del a spersor: caudal emitido por el aspersor. Depende de la presión de trabajo, diámetro de la boquilla y coeficiente de descarga del emisor.
Rectángulo
Cuadrado
* Tasa de aplicación del equipo: lámina de agua por unidad de tiempo aplicada por él o los aspersores, considerando el área calculada sobre la base del espaciamento. No debe ser mayor a la Velocidad de Infiltración Básica para evitar escorrentía superficial. Está dada por la ecuación:
eS
TA = Q / A
(48)
Donde:
188 e
eL
Triángulo
TA = Tasa de aplicación Q = Caudal del sistema A = Área regada
MÉTODOS de RIEGO
* Disposición de los a spersores: La ubicación de los aspersores. Puede ser cuadrangular, rectangular o triangular. Tal como se observa en la figura 53.
* Espaciamiento: distancia entre aspersores en el campo. Depende del aspersor y boquilla utilizado, de la presión de trabajo y del viento.
d
e
Figura 53 53.. Disposición de aspersores.
Q
Q
Q
Figura 54 54.. Patrón de mojamiento de aspersores.
7
MÉTODOS de RIEGO
* Tasa de aplicación del a sper sor: lámina de agua spersor: por unidad de tiempo aplicada por el aspersor, considerando el área circular calculada en base al radio mojado. Se calcula con la ecuación (48), con Q del aspersor y A de mojadura del aspersor.
* Tiempo de Riego (TR): tiempo que debe estar el sistema regando en una postura. * Tiempo Diario (TD): tiempo (h) del día durante el cual el equipo está regando.
Características del Predio y del Cultivo
q
* Tamaño de la e xplo tación a regar y c audal explo disponible: ambos factores están muy relacionados puesto que el caudal disponible alcanza para regar una superficie determinada de acuerdo a los requerimientos del cultivo. Por otra parte, el tamaño del potrero a regar determina un caudal mínimo que debe estar disponible en el predio.
ÁREA
Figura 55 55.. Área de mojadura de un aspersor.
7
* Postura: se refiere a una posición de riego de él o los aspersores antes de cambiar al siguiente sector a regar. * Frecuencia de Riego (FR): tiempo transcurrido entre un riego y otro en el mismo punto del potrero.
Características del suelo importantes en riego por aspersión * Velocidad de Infiltración Básica (VIB): velocidad de entrada del agua al suelo cuando se estabiliza. Normalmente ocurre a partir de las 2 horas.
HA = (CC - PMP) * Da * P 100 Donde:
(49)
CC = Capacidad de campo PMP = Punto de marchitez permanente Da = Densidad aparente P = Profundidad
VIB
190
Requerimientos h ídricos del c ultivo 2
hr
.
T
Lámina Neta (LN): lámina de agua requerida por el cultivo.
MÉTODOS de RIEGO
Humedad Aprovechable (HA):
Figura 56 56.. Velocidad de infiltración básica (VIB). LN = DPH * HA Es importante conocer los parámetros físico hídricos: Capacidad de Campo (CC), Punto de Marchitez Permanente (PMP) y Densidad Aparente (Da).
(50)
Donde: DPH = Déficit permisible de humedad, puede ser asumido en 50%.
7
189
MÉTODOS de RIEGO
Lámina Bruta (LB): lámina de agua que se debe aplicar para satisfacer los requerimientos del cultivo, considerando la eficiencia de aplicación del sistema . 1) LB = LN / Ea ( 5 51 Donde: Ea = Eficiencia de aplicación, en riego por asperción es cercana al 75 %. To p o g r a f í a
191
La pendiente es importante ya que afecta la forma del área mojada por el aspersor y, además, influye sobre la presión de salida de los aspersores a lo largo de los laterales. Factores
7
c limáticos
El factor más importante es el viento que arrastra las gotas de agua modificando la forma del área mojada y el espaciamiento recomendado. Además, se debe tener en cuenta el efecto del viento sobre la eficiencia del
NOTA:
EL RIEGO POR ASPERSIÓN ES POCO RECOMENDABLE PARA VELOCIDADES DE 1.0 A 2,49 m/s Y PARA VELOCIDADES MAYORES A 2.5 m/s NO ES RECOMENDABLE
FUENTE:
MANUAL PRÁCTICO PARA INSTALACIÓN DE RIEGO ARTIFICIAL. ALEMANIA, PERROT 1975
10 15 20 25 30 35 40 45
4.5
45
4.0
40
3.5
35
3.0 30
2.5 2.0 1.5
25
1.0
MÉTODOS de RIEGO
TEMPERATURA ° C 5
192
riego, tal como se muestra en la Figura 57. Por otra parte, para determinar los requerimientos del cultivo se utilizan los valores de avaporación que se miden en la vendeja de evaporación.
0.5 5
10
15 20
PERDIDA DE AGUA EN %
Figura 5 7. Pérdidas de agua en riego por aspersión. 57
7
MÉTODOS de RIEGO
7
7.2. 1 . 3 Diseño de s iste.2.1 mas e stacionarios
VIENTO
El diagrama de la Figura 58 indica los pasos a seguir en el diseño de un sistema de riego por aspersión.
Figura 58 58.. Diagrama de flujo para el diseño de un equipo de riego por aspersión. Nota: Los cuadros coloreados son factores condicionantes y los blancos son parámetros que deben ser determinados por el diseñador.
Marco de d istribución de a spersores
TIEMPO DE RIEGO
ASPERSOR
N° ASPERSORES
TASA APLICACIÓN CAUDAL FRECUENCIA
SUELO LÁMINA
DISEÑO RED, TUBERÍAS Y BOMBA
CULTIVO CLIMA
* Disposición: la disposición cuadrada o rectangular es más apropiada para sistemas móviles o semi-fijos, mientras la disposición triangular lo es cuando el sistema es fijo, puesto que se logra una mayor uniformidad. * Espaciamiento: el espaciamiento indicado por el fabricante en los catálogos puede ser usado como criterio para definir el marco de posicionamiento, pero debe ser corregido para condiciones de viento cuando sea necesario. Si no se cuenta con información, es posible asumir un espaciamiento según la disposición utilizada, como se muestra en latabla 41.
El diseño geométrico se basa en la forma, dimensión y topografía del terreno y a la condición viento predominante. VIENTO
Figura 59 59.. Diseño geométrico de la aspersión en función de la topografía y el viento.
SUPERFICIE
MÉTODOS de RIEGO
Parámetros a determinar:
LABORES
MARCO
N° POSTURAS DIARIA
Información conocida: - Climática (viento, EB, etc.) - Labores Culturales - Suelo (CC, PMP, Da, textura, VI) - Cultivo (profundidad radicular, DPH, KC) - Superficie - Agua disponible
194
TIEMPO DIARIO
7
193
MÉTODOS de RIEGO
7
Tabla 41. Recomendación de espaciamiento (% del diámetro efectivo) según disposición de aspersores y velocidad del viento.
considerar riego durante 24 h al día. Sin embargo, para sistemas móviles se debe tener en cuenta un tiempo para el traslado de los aspersores y tuberías es importante considerar la opinión del agricultor quien será, en definitiva, el que hará la inversión y usaVel. del Viento (m/s) Recomendación rá el equipo. A menor tiempo de uso diario Marco <2 2–6 6–9 10 – 11 Cuadrado 50 45 40 35 Móvil ó Semi fijo del equipo, aumenta el costo por hectárea. Rectángulo 40*67 36*60 32*54 28*47 Móvil ó Semi fijo Considerando estos factores y la proTriángulo 62 56 50 44 Fijo blemática de regar de noche, se recomienda diseñar los sistemas de aspersión Fuente: Adaptado de Zazueta, 1992 y Tarjuelo, 1995. semifijos y móviles con tiempos diarios de 12 a 15 horas. En caso de sistemas con tuberías móviles es conveniente que el espaciamiento sea múltiplo de la longitud de la tubería. Por otra parte, la dirección del viento debe ser, en lo posible, perpendicular a la línea lateral de aspersión. Otro factor que influye en el marco de distribución, es la pendiente del terreno.
Tiempo Diario (TD)
Número de Posturas Diarias (NP) y Tiempo de Riego (TR) Para los sistemas móviles o semifijos que deben ser trasladados para regar diferentes sectores, se recomienda una, dos, o máximo tres posturas diarias. De esta forma se evita la pérdida de tiempo de traslado (TT). El número de posturas para equipos fijos no tiene limitaciones importantes, especialmente si el sistema está automatizado.
Cuando los sistemas de riego son fijos se puede
TR = (TD - TT) / NP
(52)
Donde:
Tasa de A plicación Antes de seleccionar el aspersor se debe tener claro cuál es la tasa de aplicación adecuada para reponer la lámina bruta en el tiempo de riego definido. La tasa de aplicación queda definida como: TA = LB / TR
TR = Tiempo de riego, h TT = Tiempo de traslado, h NP = Número de posturas
(53)
Donde: LB = Lámina bruta, (mm) TR = Tiempo de riego, (h)
196 Tabla 4 2. Tiempos de riego para equipos móviles y semi42. fijos según tiempo diario de trabajo y número de posturas, considerando tiempos detraslado de 1 hora.
TD (h) 10 15 20
N° Posturas 1 2 3 9 4 2:20 14 6:30 4 19 9 5:40
La tasa tiene límites máximos y mínimos dados por las características del suelo y las condiciones climáticas, respectivamente. La tasa de aplicación mínima normal es de 3,8 mm/h, pero para condiciones de viento y temperatura altos debe ser aumentada para evitar pérdidas de agua antes que alcance el suelo. La tasa de aplicación tiene como límite superior la velocidad de infiltración básica (VIB) del suelo, que depende del tipo de suelo, como se aprecia en la Tabla 41.
MÉTODOS de RIEGO
El tiempo de riego se puede calcular con la ecuación 52 ó la Tabla 42.
7
195
MÉTODOS de RIEGO
Tabla 4 4. Tasas de aplicación máximas (mm/h) según tex44. tura, pendiente y perfil de suelo.
Tabla 4 3. VIB(velocidad de infiltración básica) promedio 43. según tipo de suelo.
Tipo de Suelo Arenoso Franco Arenoso Franco Franco Arcilloso Arcilloso
VIB (mm/h) 30 20-30 10-20 5-10 5
Textura y Perfil Arenoso grueso Profundo Arenoso grueso Bajo Areno limoso fino Profundo Areno limoso fino Bajo Franco limoso Profundo Franco limoso Bajo Arcillo limoso - Arcilloso
Fuente: Tarjuelo, 1995.
0-5% 50.8
PENDIENTE % 5-8% 8-12% 12-16% 38.1 25.4 12.7
38.1 25.4
25.4 20.3
19.1 15.2
10.2 10.2
19.1 12.7 7.6 3.8
12.7 10.2 6.4 2.5
10.2 7.6 3.8 2.0
7.6 5.1 2.5 1.5
Además se pueden considerar factores de suelo y topográficos como se muestra en la Tabla 44.
7 18 4
20
16
12
8
24
28
32
40
mm/hr
3 Postura
14 48 10 18
4
12
8
20
16
24
mm/ hr
2 Postura
14
28
10 18
4 6
2
10
8
12
mm/hr
14 16 10
20
40
60
80
100
120
Lámina de Riego mm
1 Postura
MÉTODOS de RIEGO
198
Figura 60 60.. Tasas de aplicación del sistema (mm/h) en relación a la lámina neta (mm), tiempo diario (h) y número de posturas. Se considera un Déficit de Humedad Permisible de 50% y una eficiencia de aplicación de 70%. Si la tasa de aplicación calculada resulta ser mayor que la máxima aceptada, se debe aumentar el tiempo de riego. Esto implica aumentar el tiempo diario o bajar el número de posturas.
140
160
180
7
197
MÉTODOS de RIEGO
7
Selección de Aspersores En la selección de el o los aspersores y boquillas es importante tener en cuenta los siguientes factores: - Tasa de Aplicación de Sist Sistema ema:: (o del aspersor si ema es uno sólo), cuidar que TA < VIB ( tasa de aplicación sea menor o igual a la velocidad de infiltración básica ). Esta recomendación es para evitar la escorrentía superficial que podría producir arrastre de suelo y fertilizantes. - Diámetro Diámetro:: (o radio) mojado de acuerdo al espaciamiento antes definido, teniendo en cuenta correcciones por viento. Á ngulo del aspersor aspersor:: En zonas ventosas los aspersores de ángulos bajos (18°- 21°) funcionan mejor. En zonas con poco viento el ángulo puede ser más alto (25°- 28°) y para condiciones variables los fabricantes han desarrollado aspersores de ángulo intermedio (22°- 24°). uillas - Tamaño de las Boq Boquillas uillas:: Adecuados a las condiciones requeridas.
100 FRANCO - ARCILLOSO
80
60
FRANCO-ARENOSO
199
40
20
ARENA
0 1
2
3
Figura 61 61.. Reducción de tasa de infiltración debido a riego por aspersión por tipo de suelo en una aplicación de 13 mm/h.
dada y luego se trabaja a otra presión, el sistema perderá uniformidad por efecto de la presión sobre la distribución del agua, como se muestra en la Figura 62.
Tabla 4 5. Recomendación de tamaño de boquilla con 45. relación a la presión de trabajo.
200
Tamaño boquilla (Pulg.) 5/64 – 3/32 7/64 - 9/64 5/32 - 11/64 3/16 - 7/32
Rango de presión (mca) 14 – 32 18 – 35 21 – 39 25 – 42
Definida la tasa de aplicación y el marco de distribución, se puede seleccionar el aspersor con un tamaño de boquilla cuyo diámetro sea acorde al espaciamiento definido y cuya tasa de aplicación sea adecuada al tipo de suelo y tiempo de riego. El diámetro mojado debe ser obtenido teniendo en cuenta los parámetros climáticos y de suelo antes mencionados. Es muy importante saber cual será la presión de trabajo de los aspersores y boquillas seleccionados, para que se cumpla con los requisitos antes dados. Si se selecciona un aspersor para un espaciamiento a una presión
4
DIÁMETRO DE GOTA (mm)
Figura 62 62.. Efecto de la presión de trabajo sobre la distribución del agua. Nota: Baja presión: 1 - 25 m.c.a; media presión 25 - 40 m.c.a y alta presión: 40 -90 m.c.a.
MÉTODOS de RIEGO
El tamaño recomendado de las boquillas según la presión de trabajo se entrega en la Tabla 45.
- Tamaño de la go gota ta:: no debe ser grande para que no ta produzca sellamiento del suelo y reducción de la tasa de infiltración.
7
MÉTODOS de RIEGO
En la Tabla 46 se muestra la tasa de aplicación de equipos de aspersión en relación al radio mojado y al caudal emitido, para aspersores clasificados en alta, media y baja presión de trabajo. 6. Tasa de aplicación 46. Tabla 4 de sistemas de aspersión (mm/h) según radio mojado y descarga por aspersor.
Caudal Baja Media
Alta
7
(L/s) 0.1 0.2 0.3 0.6 0.9 1.2 1.6 2 4 6 8 10 12
5 14.4
RADIO MOJADO (m) Baja Media Alta 10 15 20 25 30 40 50 60
28.8
7.2
3.2
43.2
10.8
4.8
86.4
21.6
9.6
5.4
3.46
130
32.4
14.4
8.1
5.18
3.6
173
43.2
19.2 10.8
6.91
4.8
230
57.6
25.6 14.4
9.22
6.4
3.6
288
72
32
18
11.5
8
4.5
2.9
576
144
64
36
23
16
9
5.76
4
864
216
96
54
34.6
24
13.5
8.6
6
1152
288
128
72
46.1
32
18
11.5
8
5.8
4.5
1440
360
160
90
57.6
40
22.5
14.4
10
7.3
5.6
4.4
1728
432
192
108
69.1
48
27
17.3
12
8.8
6.7
5.3
2.7
201
TASA DE APLICACIÓN (mm/h) 3 4 6 9 12 15 18 21
2
4
28.6
14.3
9.5
7.1
4.8
7 12
50.0
25.0
16.7 12.5
8.3
85.7
42.9
28.6 21.4 14.3
16 18
114.3
57.1
38.1 28.6 19.0 12.7
128.6
64.3
42.9 32.1 21.4 14.3 10.7
20
142.9
71.4
47.6 35.7 23.8 15.9
Lamina (cm/m)
1
Nota: considera una eficiencia de aplicación de 70%, DPH de 50% y profundidad radicular de 1 metro.
3.2
24
27
1.1
2.4
1.9
1.6
1.4
1.2
5.6
4.2
3.3
2.8
2.4
2.1
9.5
7.1
5.7
4.8
9.5
7.6
MÉTODOS de RIEGO
Arena Gruesa Arena Fina FrancoArenoso Franco FrancoArcilloso Arcilloso
4.4
Nota: Los niveles alto, medio y bajo se refieren a clasificación según presión de trabajo.
Tabla 4 7. Tiempos de Riego (h) dada la tasa de aplicación 47 del aspersor y tipo de suelo.
202
70 80 90
3.6
7
MÉTODOS de RIEGO
7
Frecuencia de Riego (FR)
Donde:
De acuerdo a la lámina neta de riego antes calculada, la frecuencia de riego se determina por
M = Área del marco de los aspersores NP = Número de posturas FR = Frecuencia de riego Por lo tanto, el número de aspersores (NA) es:
FR = LN / ET ETcc
(54)
Donde: NA = ETc = ET cultivo para el período de máxima demanda.
S M * NP * FR
203 Número de Aspersores del Equipo (NA) Corresponde al número de aspersores con que debe contar un equipo para satisfacer las demandas de riego de una superficie determinada de cultivo y está en relación con el área a regar, la frecuencia de riego, el marco de los aspersores y el número de posturas diarias. La superficie posible de regar y está dada por: S = M * NA * NP * FR
Para saber cuántos aspersores se requiere, se puede hacer uso de la Tabla 46, que indica la superficie que es capaz de regar un aspersor, conocida su área de influencia y su tasa de aplicación.
(55)
Marco (m) 6 12 18 24 30 40 50 60 70 80 90
Area (m²) 36 144 324 576 900 1600 2500 3600 4900 6400 8100
1 0.02 0.04 0.07 0.11 0.19 0.30 0.43 0.59 0.77 0.97
3 0.01 0.05 0.12 0.21 0.32 0.58 0.90 1.30 1.76 2.30 2.92
Asume eficiencia de aplicación de 70%, requerimientos hídricos de 7 mm/día y TD de 12 horas.
Tasa de Aplicación (mm/h) 6 9 12 18 0.03 0.04 0.05 0.08 0.10 0.16 0.21 0.31 0.23 0.35 0.47 0.70 0.41 0.62 0.83 1.24 0.65 0.97 1.30 1.94 1.15 1.73 2.30 3.46 1.80 2.70 3.60 5.40 2.59 3.89 5.18 7.78 3.53 5.29 7.06 10.58 4.61 6.91 9.22 13.82 5.83 8.75 11.66 17.50
24 0.10 0.41 0.93 1.66 2.59 4.61 7.20 10.37 14.11 18.43 23.33
30 0.13 0.52 1.17 2.07 3.24 5.76 9.00 12.96 17.64 23.04 29.16
MÉTODOS de RIEGO
Tabla 4 8. Superficie regada (ha) por un aspersor, consi48. derando su tasa de aplicación y área del marco de posicionamiento.
204
(56)
7
MÉTODOS de RIEGO
7
Caudal TTo o tal (QT) El caudal total del sistema corresponde a la sumatoria de los caudales de todos los aspersores que funcionen a la vez. QT = NA * Qa
(57)
Con esta variación admisible de presión y conociendo la longitud del lateral, la topografía del terreno y descarga de los aspersores, se puede calcular el diámetro mínimo de la tubería del lateral.
ubería Principal y Dimensionamient o de la TTubería Secundaria
Donde: El diámetro de las tuberías de conducción se puede obtener utilizando la ecuación 10, basada en el criterio de la velocidad máxima admisible en la tubería (1,5 m/s).
NA = Número de aspersores Qa = Caudal de un aspersor
uberías R ed de TTuberías
D=
Para el cálculo de tuberías se debe tener en consideración que lo que se busca es tener un equipo que riegue lo mismo en todos sus aspersores. Eso es imposible de cumplir en un 100%. En la práctica, se acepta una variación de presiones a lo largo del lateral que se traduce en una variación de caudal. La variación de caudal de 10% equivale a una variación de presión de 23,4%.
Donde:
4*Q Π * Vmax
(58)
D = Diámetro mínimo, (m) Q = Caudal, (m3/s) Vmax = Velocidad máxima permitida, normalmente 1,5 (m/s).
Q
Para dimensionar los terciarios y laterales, se debe considerar que una variación de 10% en el caudal de salida del aspersor ocurre cuando la presión varía 23,4%. Así, se tiene que:
Q0 DH = 0.234 * Hop
Q
Q0-Q
Q
Q
Q0-2Q
Q
Q0-nQ
(59) Figura 63 63.. Tubería con salidas múltiples.
Donde:
206
DH = Variación de presión admisible Hop = Presión de operación Esto significa que la máxima diferencia de presión entre el primero y último aspersor del lateral no debe exceder a DH. La pérdida de carga DH es, entonces, la pérdida de carga por fricción en las tuberías. En este caso se trata de tuberías con salidas múltiples de la forma mostrada en la Figura 63.
El cálculo de la pérdida de carga se hace igual que para una tubería sin salidas múltiples, y luego se aplica el coeficiente de Christiansen que se puede obtener de la Tabla 49.
MÉTODOS de RIEGO
Dimensionamiento de terciario y laterales
7
205
MÉTODOS de RIEGO
7
Tabla 4 9. Coeficiente de Christiansen para salidas múlti49. ples en tuberías.
hf = 7,89 × 105 ×
Q1,75 × L D4,75
(60)
Diámetros superiores a 125 mm:
hf = 9,59 × 10 5 ×
Q1,828 × L D 4,828
(61)
207
Donde: hf Q L D
= = = =
Pérdida de Carga (m.c.a.) Caudal (L/s) Longitud de la Tubería (m) Diámetro Interno de la Tubería (mm)
Selección de Bomba La pérdida de carga de la tubería se puede calcular por las ecuaciones 60 ó 61, según el diámetro.
7.2. 1 . 4 Evaluación de equipos de r iego por as p e r s i ó n Ocurre con mucha frecuencia que el agricultor tenga un equipo o que vaya a comprar uno, pero sin ningún diseño que lo respalde. En estos casos lo primero es conocer el equipo, para lo cual se debe realizar una evaluación, la que también es necesaria para verificar el buen funcionamiento de equipos diseñados correctamente. En la evaluación se consideran los siguientes aspectos:
El aspersor seleccionado tiene una presión de trabajo a la cual se le adicionan las pérdidas de carga de
Pruebas de presión Verificar que la presión de los aspersores está dentro de los límites establecidos. Se debe instalar medidores permanentes de presión en la bomba y a la entrada de las subunidades de riego. Además, debe medirse la presión en el aspersor más cercano y más lejano a la entrada. Utilizando un tubo de Pitot se registra la velocidad del fluido.
Prueba de descarga Se mide usando un recipiente, una manguera y un reloj. El volumen de agua dividido por el tiempo dará una medida de la descarga del aspersor.
Pruebas de aplicación promedio Conociendo la descarga y la separación promedio entre los aspersores, puede calcularse la tasa de aplicación esperada en el sistema. Este valor siempre será
MÉTODOS de RIEGO
las tuberías y las diferencias de altura entre la fuente de agua y el punto de salida más alto, para obtener la presión de trabajo de la bomba. Por otro lado, con el caudal de cada aspersor y el número de aspersores se calcula el caudal total. Para la selección de la bomba se debe considerar ambos parámetros: caudal que debe ser capaz de entregar la bomba, y la presión a que debe hacerlo.
208
Diámetros inferiores a 125 mm:
7
MÉTODOS de RIEGO
7
mayor que el real debido a las pérdidas por evaporación y transporte por viento.
Tabla 50. Coeficientes de uniformidad aceptables según sistema de producción. Tipo de cultivo
Pruebas de aplicación y uniformidad Colocar 12 a 24 receptáculos en el área regada por cuatro aspersores y medir los volúmenes en un lapso definido. Sobre la base de los datos obtenidos, calcular: CU 25 = 100 * Promedio del cuarto más bajo Promedio
(62)
CU = 100 ( 1 - Desviación Promedio ) Promedio
(63)
Los valores aceptables dependen del tipo de sistema de producción y se muestran en la Tabla 50.
Se debe tener en cuenta que el agricultor realiza una inversión con el fin de obtener el máximo beneficio económico. No es posible entregar una receta de cual es la mejor solución en cada caso particular. Por lo tanto, se sugiere definir alternativas y analizar su viabilidad técnica, costos, estimación de aumento de rendimientos, para, finalmente, seleccionar la mejor opción.
210 Viabilidad Técnica Aplicación de agua y distribución de humedad Suministro y calidad de agua Cultivo Operaciones culturales Suministro y calidad de energía Requerimientos de mano de obra (capacitación) Servicios de ingeniería Confiabilidad del sistema
CU (%) 87
70 55
81 72
80
87
Las observaciones que deben hacerse regularmente al equipo son: si hay erosión en las boquillas, golpes en los extremos de las tuberías, fugas en las válvulas, condición del sistema de bombeo. Las pruebas descritas deberán efectuarse periódicamente para verificar el adecuado funcionamiento del sistema o repararlo si es necesario. Otros componentes deben ser agregados en el calendario de mantenimiento, como sistema de bombeo, filtros, medidores de flujo, válvulas de no retorno, sistemas de inyección de químicos, etc.
MÉTODOS de RIEGO
7.2. 1 . 5 Elementos básicos a considerar al .2.1 optar por un equipo de aspersión
Alto valor comercial raíces superficiales Cultivos extensivos Cultivos de raíz profunda sin aplicación de químicos Con inyección de químicos
CU25 (%) 80
7
209
MÉTODOS de RIEGO
7.2. 1 . 6 Ventajas y desventajas del .2.1 riego por aspersión. Tabla 5 1. Ventajas y desventajas del riego 51 por aspersión.
Desventajas Alta inversión inicial y costo de operación ( sobre $200.000 / ha). Puede producir problemas de plagas y enfermedades. Puede lavar productos fitosanitarios aplicados, por lo que se recomienda una buena programación. Mala uniformidad cuando hay vientos fuertes.
Puede conseguirse alto grado de automatización, con el consiguiente ahorro en mano de obra, a costa de una mayor inversión inicial. Permiten realizar riegos de urgencia. Pueden originarse problemas de sanidad en la parte aérea del cultivo cuando se utilicen aguas salinas, ya que al evaporarse aumenta la concentración de sales en la superficie de la planta. Algunos permiten aplicación de fertilizantes, tratamientos fitosanitarios y control de heladas. Alta superficie útil ya que no hay ecequias ni canales. Es muy eficaz en lavado de sales puesto que el agua se mueve en el suelo en un estado de substuración, circulando por los poros más pequeños, en mayor contacto con la solución del suelo. No producen gran daño erosivo.
7 Riego Localizado de Alta Frecuencia
212
Foto 14. Riego localizado de alta frecuencia.
MÉTODOS de RIEGO
7. 2 . 2
Ventajas La cantidad de agua aplicada puede ser muy pequeña o grande, variando el tiempo de aplicación. Se adapta muy bien a suelos muy permeables (más de 30 mm/h) o muy impermeables. No requiere nivelación, permitiendo mantener la fertilidad natural del suelo.
7
211
MÉTODOS de RIEGO
Durante las dos últimas décadas la adopción de tecnologías de riego de alta eficiencia o de riego localizado ha presentado, en Chile, un crecimiento significativo, fundamentalmente por la incorporación de cultivos de gran rentabilidad, asociada, por lo general, a la actividad de exportación. En el caso específico de cultivos hortícolas, el desarrollo de la tecnología de riego no sólo se ha sustentado en aspectos de rentabilidad, sino también en criterios técnicos de manejo de cultivo en relación con el agua de riego. Una situación similar se ve en el caso de los frutales donde, por la necesidad de mejorar la productividad, homogeneidad y calidad de la producción, cobra importancia la incorporación de sistemas de riego localizado que mejoran significativamente la eficiencia en el uso del agua, la uniformidad del riego y las condiciones de humedad del suelo.
7. 2 . 2 ..1 1 Descripción del sistema Los equipos de riego localizado permiten suministrar agua y fertilizantes en forma dirigida a la planta. El agua es conducida a cada planta a través de una red de tuberías y entregada por distintos emisores (goteros, difusores o cintas). En el terreno, el agua se distribuye formando un bulbo mojado cuya forma y tamaño depende del tipo de suelo, caudal del emisor y tiempo de riego. Una instalación típica de riego localizado está constituida por un cabezal de riego, aparatos de control hidráulico y una red de distribución (tuberías primarias o matrices, secundarias y terciarias, y emisores incluidos en los laterales). En la Figura 64 se presenta un esquema de un sistema de riego localizado con todos los componentes señalados.
7 MÉTODOS de RIEGO
C AB E Z AL D E R IE G O R e gu la do r d e pre s ió n
S e c u nd a ria
V á lv u la
P rim a ria
T e rc ia ria
214
S u bs e c t or d e rie g o
L a te ra le s
Figura 64 64.. Esquema de sistema de riego localizado.
S e c t or d e rie g o
7
213
MÉTODOS de RIEGO
7
a) Cabezal de riego o centro de control Se entiende por cabezal de riego o centro de control, al conjunto de equipos y elementos de riego utilizados para darle energía al sistema, filtrar el agua, fertilizar y controlar presiones y caudales. En la Figura 65 se presenta un esquema con todos los componentes del cabezal de riego que se detallan a continuación.
b)
Figura 65. Cabezal de riego localizado.
Bombeo
El bombeo es la adición de energía al agua para que pueda moverse, a través de las tuberías, desde la fuente de agua por todo el sistema hasta los emisores, permitiéndole a éstos un correcto funcionamiento. Para riego localizado, generalmente se utilizan bombas de tipo centrífugo.
Tabla 5 2. Selección del filtro según el elemento contami52. nante.
216
c)
Equipos de filtrado
El problema más grave y frecuente en las instalaciones de riego localizado, particularmente en goteo y cinta, es el de las obturaciones. Por ello es importante estar seguro de que el equipo tenga los filtros adecuados en cuanto al tipo y tamaño. El tipo o tipos de filtros necesarios
Donde a: Entrada de agua b: Recipiente acumulador arena c: Salida de agua C
Filtro de grava o Filtro de malla anilla X X X X X
a
Separadores de arena (hidrociclones y separadores) Elementos utilizados en situaciones de agua con alta carga de arena en suspensión. Su funcionamiento se basa en la decantación de las partículas de densidad mayor al agua (ver figura 66 y foto 15). b
Figura 66 66.. Esquema Hidrociclón.
MÉTODOS de RIEGO
en una instalación de riego localizado, dependerá de la naturaleza y tamaño de las partículas contaminantes, según lo que se presenta en la Tabla 52.
Contaminante Hidrociclón – Separador Arena X Limo y arcilla Orgánicos
215
7
MÉTODOS de RIEGO
7
Es importante que aguas abajo de estos separadores se coloque filtros que eviten el paso de contaminantes a la instalación, antes que el flujo alcance su velocidad de funcionamiento.
Filtro de grava
DESDE LA BOMBA
Consiste en tanques metálicos o de plástico reforzado, capaces de resistir las altas presiones de la red, rellenos de arena o grava (granito o sílice) tamizada de un determinado tamaño. Cuando el agua a presión atraviesa desde arriba del tanque, la grava realiza su filtrado, dejando en la parte superior las impurezas. Los filtros de grava son muy efectivos para retener la materia orgánica. También se usan para retener arcillas y arenas finas. La limpieza de estos filtros se realiza con la misma agua que se utiliza en el sistema (retrolavado). Éste puede ser manual o automático. En la Figura 67 se presenta un esquema de un par de filtros realizando un retrolavado.
AL CAMPO
Figura 67 67.. Filtros de grava. El tamaño de la partícula mínima que queda retenida en el filtro es función del caudal y del tamaño de
En un filtro de malla limpio (Figura 68), las pérdidas de cargas varían de 1 a 3 m.c.a. y se debe limpiar cuando ésta aumenta en 3,5 m.c.a., lo que significaría una pérdida de presión en los filtros de malla entre 4,5 a 6,5 m.c.a.
Filtros de malla
218
Normalmente se sitúan en el cabezal, inmediatamente después del tanque fertilizante. A diferencia de los filtros de grava, que trabajan por superficie y profundidad, los filtros de malla sólo lo hacen por superficie, por lo que pueden retener menos cantidad de partículas sólidas. El caudal a tratar por un filtro de malla dependerá de la calidad de agua, la superficie de filtrado, el porcentaje de orificios y la pérdida de carga permitida. Para un filtro de malla fina se admite, normalmente, un caudal máximo de 250 m3/ha por m2 de superficie filtrante de acero inoxidable, y 100 m 3/h para una malla de nylon para un mismo diámetro de orificio.
Foto 15. Hidrociclones.
MÉTODOS de RIEGO
la arena utilizada en el filtro. En términos generales, todos los filtros de grava, trabajando con 60 m3/h de caudal por m2 de lecho de grava (superficie filtrante), son capaces de retener partículas 10 veces más pequeñas que el diámetro medio de sus gravas. Al aumentar el caudal sobre el nominal esta eficiencia disminuye, por lo que se recomienda no sobrepasar los 70 m 3/h por m 2 de lecho de grava.
FILTRO EN FUNCIÓN DE RETROLAVADO
7
217
MÉTODOS de RIEGO
7
219
Foto 1 6. Filtros. 16.
285 orif. 9 mm 2” 120 mesh
220
2” Figura 68 68.. Filtro de malla.
Corresponde a la nueva generación de filtros caracterizado por su elemento filtrante (unos discos ranurados superpuestos uno sobre otro a presión). Estos discos fabricados de polipropileno son de alta durabilidad y de alta capacidad para soportar altas presiones y vibraciones producidas por el golpe de ariete. Estos filtros tienen una capacidad de filtrado de entre 75 y 150 mesh, con una característica adicional que es la menor pérdida de carga en comparación con un filtro de malla.
d) Unidad de fertilización Tanto los macro como los microelementos que el cultivo necesita, pueden ser incorporados en el agua de riego, siempre que sean solubles en ella. También pueden
MÉTODOS de RIEGO
Filtro de anilla
140 mm
7
MÉTODOS de RIEGO
7
aplicarse ácidos (sulfúrico, clorhídrico, fosfórico, nítrico), fungicidas, hipoclorito de sodio, etc. Para incorporar estos productos al sistema de riego es necesario contar con un tanque de fertilización y una unidad inyectora. Los tanques de fertilización, BOMBA en general, son depósitos de 20 a 400 litros, en donde se colocan los productos disueltos en agua. La unidad inyectora corresponde al mecanismo utilizado para absorber la mezcla disuelta en el tanque e SUCCIÓN incorporarla a la red de riego. Actualmente existen variados tipos de unidades inyectoras. Sin embargo, son 3 los más utilizados: Inyección por la Succión de la Bomba, Inyector tipo Venturi, e Inyector con Bomba Independiente.
VÁLVULA
FILTRO
RED DE RIEGO
221 TANQUE FERTILIZANTE
Figura 69 69.. Inyección de fertilizantes por succión de la bomba.
i) Inyección por la Succión de la Bomba Corresponde al sistema más simple y económico que existe actualmente. Consiste en la conexión de un
Son dispositivos muy sencillos que consisten en una pieza en forma de T . En su interior poseen un mecanismo Venturi que consiste, en que por una disminución del diámetro por donde pasa el flujo, se produce un aumento de la velocidad de éste lo que genera una succión. Este dispositivo generalmente se instala en paralelo (Figura 70), debido a que el caudal que circula por el sistema rebasa la capacidad del propio Venturi. Debido a ello, los dispositivos más usados de este tipo se basan en una combinación del principio Venturi y de diferencia de presión. Al instalarlo en paralelo es necesario que tenga una diferencia de presión, entre la entrada y salida, del orden del 20%. La capacidad de succión de la unidad inyectora tipo Venturi es reducida, recomendándose para instalaciones pequeñas. La mayor ventaja de este sistema fertilizador es su bajo costo y fácil mantención.
LLAVE
VENTURI
TANQUE FERTILIZADOR TIPO VENTURI
MÉTODOS de RIEGO
ii) Tipo Venturi
222
arranque en la succión de la bomba hacia un estanque, donde se diluyen los fertilizantes y productos químicos a incorporar a la red de riego. Un esquema de este sistema de inyección de fertilizantes se presenta en la Figura 69.
Figura 70 70.. Inyector de fertilizante tipo Venturi.
7
MÉTODOS de RIEGO
iii) Inyección con Bomba Independiente
La tubería de conducción
Este sistema es el más utilizado en los equipos grandes, donde es necesario inyectar grandes cantidades de producto. Consiste en el empleo de una bomba utilizada exclusivamente para la incorporación de la mezcla a la red de riego y de un tanque de fertilizante abierto y sin refuerzos. La selección de la bomba a utilizar debe realizarse en función de las características del equipo de bombeo principal, ya que la presión de trabajo de la primera debe ser mayor a la de la red. Algunos de estos inyectores permiten controlar con alta precisión los nutrientes aplicados, la conductividad eléctrica de la solución y la acidez (pH) de ésta.
Se puede dividir en: primaria (o matriz) secundaria terciaria Son de diámetros de hasta 225 mm y generalmente de Polivinilo de Carbono (PVC). La tubería de PVC debe ir bajo tierra para evitar que la luz la destruya. En lugares donde no se puedan realizar zanjas lo suficientemente rectas como para instalar este tipo de tubería, debe reemplazarse por polietileno. Las líneas emisoras o laterales son de polietileno y, generalmente, se colocan sobre el terreno, pudiendo ir enterradas en algunas situaciones.
e) Red de distribución
7
La red de distribución es la encargada de conducir el agua desde el cabezal a las plantas. Está compuesta por tubería de conducción y líneas emisoras.
Emisores Los emisores son dispositivos que controlan la salida del agua desde las tuberías laterales y se caracterizan por reducir la presión del agua hasta prácticamente a cero.
224 Foto 17. Emisores de riego localizado. Para seleccionarlos es necesario que cumplan con las siguientes características: Caudal relativamente bajo, pero uniforme y cons tante, siendo poco sensible a las variaciones de presión. Diámetro y velocidad de paso de agua suficiente para que no se obture fácilmente.
Los emisores se pueden clasificar en tres grandes grupos: Goteros o tuberías de goteo. Microaspersor o microjet. Cinta. Goteros: Dentro de los sistemas de riego por goteo, existen distintos tipos de emisores que se diferencian, principalmente, por la forma en que se incorporan a los laterales de riego tal como se muestra en la tabla 53.
MÉTODOS de RIEGO
Fabricación robusta y poco costosa. Buena uniformidad de fabricación. Resistencia a la agresividad química y ambiental. Estabilidad de la relación caudal presión a lo largo de su vida. Poca sensibilidad a los cambios de temperaturas. Reducida pérdida de carga en el sistema de conexión.
7
223
MÉTODOS de RIEGO
7
Tabla 5 3. Tipos de goteros. 53. TIPO
DESCRIPCIÓN
La pérdida de carga, ocurre en un conducto largo y angosto por donde pasa el agua El tipo de funcionamiento, puede ser del tipo laberinto o bien de Vortex La pérdida de carga se produce por la tortuosidad del laberinto
225
En la Figura 71 se muestran esquemas de los goteros en línea y de botón. Una característica general de estos elementos, es que el caudal de emisión varía al variar la presión de trabajo. Esta variación depende del modelo, del caudal para el que fue diseñado y del diámetro de la tubería en la que van incorporados. Sin embargo, actualmente existen en el mercado otras alternativas de estos goteros que son los goteros autocompensados autocompensados, lo que significa que la variación del caudal es mínima al variar la presión de operación. Se recomienda este tipo de emisores en aquellos
8
Gotero de Botón
Fi g u r a 7 1. 71 Goteros en línea y de botón.
Gotero en Línea
En la figura 72 se puede apreciar cómo aumenta el caudal de los goteros no autocompensados, al aumentar la presión de operación. En tanto, en el caso de los autocompensados, sólo aumentan el caudal hasta que alcanzan una presión mínima de trabajo, manteniéndose, después, el caudal constante hasta el máximo que define el modelo y que generalmente es cercano a los 40 m.c.a.
6
Microaspersor (MA) y Microjet (MJ)
4
Los sistemas de riego basados en el uso de este tipo de emisores, consisten en la aplicación del agua de riego como una lluvia de gotas a baja altura y distribuida en una superficie amplia. En muchos casos presentan ventajas sobre los goteros, especialmente en aquellos cultivos de sistema radicular superficial o en casos de suelos arenosos.
2 0 0
10
20
30
40
Presión (m.c.a.) G. NO AUTOCOMPENSADO
G. AUTOCOMPENSADO
Figura 72 . Curva Caudal - Presión autocompensados y no autocompensados
Goteros
En la Figura 73 se presentan los respectivos dibujos de cada uno de estos emisores.
MÉTODOS de RIEGO
sistemas de riego que son diseñados en sectores con más de 2% de pendiente. En la Figura 72 se presenta la curva caudal - presión para estos dos tipos de emisores, ambos de caudal nominal 4 L/h.
226
FUNCIONAMIENTO
En línea Corresponden a los del tipo de Largo “In – Line” Conducto (microtubo, helicoidal y laberinto) que se insertan en la tubería, cortándola. De botón Corresponden a goteros que se insertan en “On – una perforación que se realiza en una pared Line” de la tubería de polietileno. Integrados Corresponden generalmente a goteros de laberinto (sin cubierta) extruídos en la tubería de polietileno.
7
MÉTODOS de RIEGO
7
BASE DEL MICROASPERSOR MICROASPERSOR
SALIDA DE AGUA TUBERIA DE ENTRADA DE AGUA
SOPORTE
Figura 73 73.. Microaspersor y microjet. La diferencia entre estos emisores es que los MA están compuestos por un dispositivo que hace que el chorro de agua salga rotando, en tanto que en los MJ el chorro es estático. En el sector agrícola, son los primeros los más utilizados, mientras que los segundos son más utilizados en riego de jardines.
Cinta de riego
228
primera pérdida de carga. Del conducto secundario el agua sale al exterior por un segundo orifico. El orificio que comunica los conductos principal y secundario lleva un pequeño filtro, en tanto que el conducto secundario presenta un canal regulador de flujo turbulento que produce la pérdida de carga final para la emisión del caudal especificado. En la Figura 74 se presenta un esquema de este tipo de emisores.
TUBERIA DE TRANSPORTE
Este tipo de emisor es ampliamente utilizado en la producción de hortalizas y flores del país. Las cintas son fabricadas de polietileno y su durabilidad está en SALIDA directa relación con el grosor del material empleado, que fluctúa entre 0,1 mm y 0,6 mm, y con las prácticas de mantenimiento y limpieza que se realicen. Estos emisores se caracterizan por estar compuestos por dos conductos paralelos: uno principal (tubo de transporte) de donde el agua pasa a uno secundario (tubo de reparto) a través de un orificio que provoca una
FILTRO DE ENTRADA
TOPE
TUBO DE REPARTO
Figura 7 4 . Cinta de riego. 74 El espaciamiento entre los orificios de salida varía entre 20 y 60 cm. La presión de trabajo está comprendida entre 5 y 10 mca (0,5 y 1 BAR) y proporcionan caudales
MÉTODOS de RIEGO
En estos casos, el caudal que suministran los emisores está determinado sólo por la boquilla que tiene incorporada, siendo el rango de entre 20 a 95 L/h. En tanto, el diámetro de mojamiento está determinado por el tipo de rotador que incluye, generando diámetros de entre 3,5 y 8,0 m.
El rango de caudales en este tipo de emisores fluctúa entre 25 y 120 L/h, el que está determinado por el diámetro de la boquilla que tenga y por la presión de operación. Este último factor afecta, de igual forma, al diámetro de mojamiento, generándose diámetros mayores a mayores presiones. Este aspecto es de vital importancia al momento de definir un sistema determinado, para evitar que se produzcan daños por enfermedades, en especial en plantas frutales, por mojamiento del tronco. Al igual que en el caso de los goteros, existen alternativas de microaspersores para aquellos proyectos de riego que consideran la instalación en sectores con marcadas diferencias de pendiente, lo que genera diferencias de presión muy altas dentro de un sector de riego, lo que provoca importantes diferencias en el suministro de agua a las distintas plantas, de donde resulta necesario utilizar microaspersores autocompensados.
7
227
MÉTODOS de RIEGO
7.2.2.2
Crit erios de diseño
Para realizar el proyecto de una instalación de riego localizado, se requiere de una serie de datos de campo y otros antecedentes técnicos obtenidos a partir de los anteriores, que permitirán dimensionar, tanto el equipo como la red de tuberías, de forma tal que se satisfagan completamente los requerimientos hídricos del cultivo y que se logre una alta eficiencia del sistema. a) Información básica
7
A partir de estos datos, y con el plano del predio, se efectúa el trazado de las distintas tuberías, pensando en conseguir una distribución de agua adecuada a un mínimo costo. Dos son los aspectos que hay que tomar en consideración para el dimensionamiento adecuado de un sistema de riego localizado: uno netamente agronómico y otro de tipo hidráulico.
Gran parte de los datos se toman directamente en el predio. Proporcionan la información suficiente y las limitaciones a que habrá que ajustarse en el proyecto. Estos datos son:
Orientados a conocer las necesidades de agua del cultivo y específicamente los requerimientos máximos de la temporada de desarrollo. La fórmula más utilizada para determinar las demandas netas diarias del cultivo es: NRD = Eb * Kp * Kc * Au
(64)
frecuencia real de aplicación del riego se ajusta según las características de retención de humedad del suelo y de absorción de agua de las plantas. En términos generales, la frecuencia de cada evento disminuye en suelos de texturas arcillosas, en tanto que en texturas arenosas, la frecuencia aumenta. Un paso posterior dice relación con el cálculo del tiempo de riego necesario para aplicar y suplir las necesidades hídricas de la planta en el período de máxima demanda. El cálculo se efectúa basándose en la Ecuación:
Donde: NRD = Necesidades netas de riego diario por planta o por metro lineal del cultivo(L/día) Eb = Evaporación de bandeja clase A (mm/día) Kp = Coeficiente de bandeja (0,7) Kc = Coeficiente de cultivo en época de máxima demanda hídrica Au = Área unitaria asignada al cultivo o a la planta (m 2/planta o por metro lineal del cultivo) Este cálculo de las necesidades netas de agua corresponde a los requerimientos diarios. Sin embargo, la
TR =
NRD N * Q * E e e a
(65)
MÉTODOS de RIEGO
b) Aspectos agronómicos
230
Superficie del proyecto Tipo de suelo Tipo de cultivo Marco de plantación Caudal total disponible Pendiente del terreno Calidad del agua de riego Disponibilidad de energía eléctrica Horas que se puede regar cada día Evapotranspiración potencial máxima diaria
entre 0,8 y 9,5 L/h/m, según la presión de operación, espaciamiento y tipo de orificios Las cintas más utilizadas actualmente tienen orificios cada 20 cm y descargan un caudal de 5 L/h/m a una presión de trabajo de 7 mca al inicio de la cinta.
Donde: TR NRD Ne Qe Ea
= = = = =
Tiempo de riego (h/día) Necesidades netas de riego diario (L/planta/día) Número de emisores por planta Caudal del emisor (L/h) Eficiencia de aplicación (90%)
7
229
MÉTODOS de RIEGO
Calculado el tiempo de riego máximo en el período de mayor consumo de agua, éste se relaciona con el número adecuado de horas para el funcionamiento continuo de un sistema de riego, para así determinar el número máximo de sectores de riego. El número máximo de sectores a establecer, considerando que se aconseja mantener el equipo funcionando continuamente por un tiempo menor a 22 horas, es: S = 22 / TR
(66)
de riego. La relación a utilizar para determinar este caudal de diseño es: CD = NRD * P 1440
(67)
Donde: CD = Caudal de diseño (L/min) NRD = Necesidades netas de riego diario (l/día) por planta o por metro lineal del cultivo P = Número de plantas o superficie del sector de riego (m2)
Donde: S = Nº máximo de sectores a establecer TR = Tiempo de riego (h)
c) Selección de emisores
7
Una vez definido el número de sectores, es necesario definir el Caudal Total de Diseño, que corresponde al caudal instantáneo máximo que se necesitará utilizar para satisfacer los requerimientos hídricos del cultivo. Para esto se debe seleccionar el sector más grande de los diseñados y determinar la cantidad de agua que necesita ese sector
Hábito de crecimiento del sistema radicular (pro fundo o superficial) Tipo de suelo (texturas finas, medias o gruesas) Diseño de plantación (marco de plantación tradicional, alta densidad o cultivo hilerado)
232
El número de los emisores a utilizar en el sistema de riego, determina el Porcentaje de Superficie Mojada del Suelo, por lo tanto, tiene alta importancia agronómica. Este porcentaje está determinado por los requerimientos de los distintos cultivos que se presentan en la Tabla 54.
Para satisfacer estos requerimientos, lo más aconsejable es realizar una prueba de campo y así definir el número de emisores requeridos. Para esto, hay que tener una idea del tipo de emisor que se va a utilizar y su caudal aproximado. Después de realizar varios ciclos de humedecimiento con los emisores de prueba, se excava el terreno y se determina el área y la profundidad que está mojando ese emisor. Es aconsejable probar emisores de distinto caudal para determinar, además, el más adecuado para las condiciones de suelo existentes. En la Tabla 55 se presenta una aproximación general del mojamiento que produce un gotero de 4 L/h a dos profundidades, en distintas condiciones de textura y de estratificación de suelo.
MÉTODOS de RIEGO
importantes que definen los tipos de emisores a utilizar son:
Los tipos de emisores a emplear en un sistema de riego localizado, están definidos por una serie de factores que se deben evaluar conjuntamente para lograr un buen resultado final en lo que se refiere a aprovechamiento del agua aplicada (eficiencia). Los factores más
Tabla 5 4. Porcentaje de suelo mojado (PSM) por grupo 54. de cultivos.
CULTIVO Vides Frutales Hortalizas
PSM (%) 30 50 60
7
231
MÉTODOS de RIEGO
7
Tabla 5 5. Diámetro mojado por un emisor de 4 L/h. 55.
Profundidad de Grados de estratificación del suelo raíces y textura del Homogéneo Estratificado En Capas suelo Diámetro Mojado (m) Profundidad = 0,80 m Gruesa 0,5 0,8 1,1 Media 1,0 1,25 1,7 Fina 1,0 1,7 2,0
Profundidad = 1,70 m Gruesa Media Fina
6. Tipos de emisores según distintas Tabla 5 56. especies agrícolas.
Cultivo Pomáceas
1,5 2,25 2,0
Tipo Emisor Gotero Microaspersor
Carozos
Gotero Microaspersor
F. de Nuez
Microaspersor
Vides
Gotero
Cítricos
Gotero
234
Microaspersor Arándano
Gotero
Frambuesas Frutilla y Hortalizas
Gotero Cinta
2,0 3,0 2,5
Observaciones Dos laterales por hilera de planta con goteros de 4 L/h a 1m sobre la hilera A lo menos 1 microaspersor por planta Dos laterales por hilera de planta con goteros de 4 L/h a 1mt sobre la hilera A lo menos 1 microaspersor por planta Dos laterales por hilera de planta con goteros de 4 L/h a 1mt sobre la hilera A lo menos 1 microaspersor por planta Un lateral por hilera de planta con gotero de 2 o 4 L/h a 1 m sobre la hilera Dos laterales por hilera de planta con goteros de 4 L/h a 1m sobre la hilera A lo menos 1 microaspersor por planta Un lateral por hiera de planta con gotero de 4 L/h a 1 m sobre la hilera Un lateral por hiera de planta con gotero de 4 L/h a 0,5 m sobre la hilera Una o dos cintas por mesa con emisores cada 20 cm
MÉTODOS de RIEGO
En la tabla 56, se presenta la disposición y los tipos de emisores más utilizados en el país, considerando los sistemas productivos y las condiciones de suelos existentes más comunes.
0,8 1,25 1,7
233
7
MÉTODOS de RIEGO
e) Dimensionamiento de matrices y secundarias
d) Aspectos hidráulicos En esta etapa del diseño se contempla el dimensionamiento del equipo de bombeo y toda la red de tuberías (matrices, secundarias, terciarias y laterales) que lo componen. Para tal efecto, utilizando criterios de diseño preestablecidos, se calculan las pérdidas de carga (fricción y singularidades) de las diferentes combinaciones de diámetros y longitudes de tuberías. Finalmente se define una determinada combinación, que genera unos requerimientos de presión determinados para el caudal necesario. Para la selección de la bomba, hay que especificar dos características relacionadas con los requerimientos operacionales del sistema, el caudal y la presión de trabajo. El caudal necesario, corresponde al Caudal Total del sector de riego más grande.
(68)
235
Donde: v = Velocidad (m/s) Q = Caudal (L/s) A = Área interna (m 2)
Diámetro (mm) Clase 10 EXT INT. 32 28,4 40 36,2 50 45,2 63 57,0 75 67,8 90 81,4 110 99,4 125 113,0 Clase 6 EXT INT. 40 36,4 50 46,4 63 59,2 75 70,6 90 84,6
Caudal (L/s) 0,5 2,9 0,9 0,3 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0
1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 3,1 1,1 0,4 0,2 0,1 0,0 0,0
6,3 2,2 0,7 0,3 0,1 0,1 0,0
3,6 1,2 0,5 0,2 0,1 0,0
0,5 0,06 0,02 0,01 0,00 0,00
1,0 3,03 0,96 0,30 0,13 0,06
1,5 6,17 1,95 0,61 0,27 0,11
3,22 1,01 0,44 0,19
1,8 0,8 0,3 0,1 0,1
2,5 1,1 0,5 0,2 0,1
3,2 1,4 0,6 0,2 0,1
1,8 0,8 0,3 0,2
2,2 0,9 0,4 0,2
2,6 1,1 1,3 1,5 0,4 0,5 0,6 0,2 0,3 0,3
2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
4,76 1,50 2,06 2,70 3,41 0,65 0,89 1,17 1,48 1,81 2,18 2,58 0,27 0,38 0,49 0,62 0,77 0,92 1,09 1,2 7 110 103,6 0,00 0,02 0,04 0,07 0,10 0,14 0,19 0,24 0,29 0,35 0,42 0,4 9 125 117,6 0,00 0,01 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,13 0,16 0,19 0,23 0,2 7 Clase 4 EXT INT. 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 75 71,4 0,00 0,12 0,25 0,42 0,61 0,85 1,11 1,40 1,72 2,07 2,44 2,8 4 90 86,4 0,00 0,05 0,10 0,17 0,25 0,34 0,45 0,57 0,69 0,84 0,99 1,1 5 110 105,6 0,00 0,02 0,04 0,06 0,10 0,13 0,17 0,22 0,27 0,32 0,38 0,4 4 125 120,0 0,00 0,01 0,02 0,04 0,05 0,07 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 0,2 4
MÉTODOS de RIEGO
236
Tabla 5 7. Pérdida de carga (m.c.a./100 m) para tubería 57 de diámetro inferior a 125 mm.
v = Q / A * 1000
La pérdida de carga en las tuberías de PVC y de Polietileno está determinada por el caudal, el diámetro interno de ésta y por el tipo de flujo que se produce en ellas. En tuberías de riego agrícola, las pérdidas de carga se determinan con la ecuación de Darcy Weisbach (ecuaciones (60) y (61)).
7 En la Tabla 57 se presentan las pérdidas de carga que se producen en 100 metros de tuberías de diámetros menores de 125 mm, de PVC clase 4, 6 y 10. La clase corresponde al espesor de la tubería y representa, finalmente, la resistencia que tienen a distintas presiones, siendo la máxima permitida 40, 60 y 100 m.c.a., respectivamente. Los caudales considerados corresponden a un amplio rango, los cuales, son los más utilizados en sistemas pequeños y medianos.
El dimensionamiento de estas tuberías, está limitado, principalmente, por la velocidad con la cual circula el agua por ellas. Para las tuberías de PVC se recomienda que esta velocidad sea inferior a 1,5 m/s. Para calcular la velocidad de circulación del agua en tuberías, se debe aplicar la ecuación:
7
MÉTODOS de RIEGO
7
8. Pérdida de carga (m.c.a./100 m) para tubería En la Tabla 58 se presentan las pérdidas que se Tabla 5 58. producen en tuberías de diámetros mayores a 125 mm. de diámetro superior a 125 mm. Para poder apreciar las pérdidas que se producen en esDiámetro Caudal tas tuberías, se utilizó para los cálculos caudales mayores. (mm) (L/s) Clase 10 Aquellos casos en que no se observan valores en EXT INT. 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100 110 120 ambos cuadros, corresponden a situaciones en que se 140 126,6 0,46 160 144,6 0,24 0,85 generan velocidades mayores a los 1,5 m/s, por lo tanto, 200 180,8 0,08 0,29 0,61 hay que considerar tuberías de mayor diámetro. 250 226,2 0,03 0,10 0,21 0,35 0,52 0,73 f) Dimensionamiento de terciarias y
Para el caso del dimensionamiento de las tuberías terciarias y laterales, se debe considerar los requerimientos de presión y caudal de los emisores para mantener un Coeficiente de Uniformidad del sistema lo más cercano al potencial que tienen los sistemas de riego localizado de 90%. En primer lugar se debe determinar la Tolerancia de Caudales permitida, para obtener un Coeficiente de Uniformidad alto en todo el sistema. Esto está referido a que la diferencia de los caudales sea tal, que la uniformidad de riego del sistema alcance el 90%. Por lo tanto, se debe determinar el caudal que debe arrojar el último
1,27 × CV qns CU = 1 − × qa e
(69)
Donde: CU = Coeficiente de Uniformidad (0,9) CV = Coeficiente de Variación del emisor (entregado por el fabricante) e = N° emisores por planta qa = Caudal medio (L/h) qns = Caudal mínimo de la unidad (L/h) Una vez conocido dicho valor se debe determinar la presión necesaria para que se logre obtener ese caudal. Para esto, se debe utilizar la Ecuación de Descarga de los Emisores que tienen la forma genérica que se presenta en la Ecuación 70:
q h = K
1 x
(70)
315 285,0 0,01 0,03 0,07 0,11 0,17 0,24 0,32 0,41 0,50 355 321,2 0,01 0,02 0,04 0,06 0,10 0,13 0,18 0,23 0,28 0,34 400 361,8 0,00 0,01 0,02 0,04 0,05 0,08 0,10 0,13 0,16 0,19 Clase 6 EXT INT. 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100 140 131,8 0,38 1,33 160 150,6 0,20 0,70 200 188,2 0,07 0,24 0,50 0,85 250 235,4 0,02 0,08 0,17 0,29 0,43 0,60 315 296,6 0,01 0,03 0,06 0,09 0,14 0,20 0,26 0,33 0,42 0,50 355 334,2 0,00 0,01 0,03 0,05 0,08 0,11 0,15 0,19 0,23 0,28 400 376,6 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,06 0,08 0,11 0,13 0,16 Clase 4 EXT INT. 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100 140 134,4 0,34 1,21 160 153,6 0,18 0,64 200 192,0 0,06 0,22 0,46 0,77 250 240,0 0,02 0,07 0,16 0,26 0,39 0,55 315 302,6 0,01 0,02 0,05 0,09 0,13 0,18 0,24 0,30 0,38 0,46 355 341,0 0,00 0,01 0,03 0,05 0,07 0,10 0,13 0,17 0,21 0,26 400 384,0 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14
Donde: h = Presión a la entrada de cada emisor (mca) q = Caudal del emisor (L/h) K = Coeficiente de descarga (entregado por el fabrican te) x = Exponente de descarga del emisor (entregado por el fabricante) Conocidos los valores de presión necesarios para lograr los caudales medios (qa) y mínimos (qns), ha y hns respectivamente, se determina la Tolerancia de Presiones, que corresponde a la pérdida de presión permisible en el sistema con la ecuación:
∆H = 4,3 × (ha − hns )
(7 1) (71)
0,41 0,48 0,23 0,27 110 120
0,34 0,40 0,19 0,22 110 120
0,31 0,36 0,17 0,20
MÉTODOS de RIEGO
emisor de cada unidad de riego (caudal mínimo de la unidad). Para esto se debe considerar el Coeficiente de Variación del emisor y su caudal medio, como se presenta en la Ecuación 69.
238
llaterales aterales
Donde: H = Pérdida de carga permisible en el sistema (m.c.a.) Asumiendo que se pretende lograr un sistema de riego con un coeficiente de uniformidad del 90%, con coeficientes de variación, coeficientes y exponentes de des
7
237
MÉTODOS de RIEGO
7
9. Tolerancia de presiones. 59. Tabla 5
una presión mínima a la cual descargan el caudal nominal. Finalmente, para determinar el largo de cada lateral y de cada terciaria, se deben utilizar las Ecuaciones de Darcy Weisbach agregando un factor de salidas múltiples que hace que disminuyan las pérdidas por el hecho de ir descargando agua a lo largo de la tubería. Éste es el coeficiente F de Christiansen, presentado en la Tabla 60, que está determinado por el número de descargas que se tienen en la tubería. Asumiendo que por cada salida de las laterales sale la misma cantidad de agua, se debe considerar la columna de Sf igual a 1,0 ya que este factor corresponde a la relación existente entre el caudal mínimo y el caudal medio de las salidas. Para el caso de las terciarias, se debe considerar el Sf respectivo sobre la base de los caudales del lateral más corto y del lateral medio.
Sf = qn / qa
En términos generales, se asume que la mitad de esta pérdida de carga se produciría en el lateral y la otra mitad en la tubería terciaria. Para el caso de los emisores autocompensados, el rango permisible de operación es más amplio. Sin embargo, de todas formas deben ser analizados, pues tienen
Las pérdidas de carga se ven afectadas también por la obstrucción que se produce por la inserción de cada emisor en el lateral. Esta pérdida depende del tamaño y tipo de conexión, y del diámetro interno del lateral. Para incorporar esta pérdida a las pérdidas totales del lateral, se determina una longitud equivalente del lateral en el cual se insertan los goteros. En la Figura 75 se presenta la gráfica que se utiliza para determinar esta longitud equivalente (fe), para el caso de los emisores de botón o de los microaspersores, según el diámetro del lateral y del tamaño del conector. Para el caso de los goteros insertados, esta pérdida es constante para caudales que se mantengan dentro de los límites normales. Tabla 60. Coeficiente F de Christiansen para riego localizado.
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 24 26 28 30 35 40 50 75 100 200 > 200
0,0 1,000 0,500 0,382 0,335 0,310 0,294 0,283 0,274 0,268 0,263 0,259 0,256 0,253 0,521 0,249 0,247 0,246 0,245 0,243 0,242 0,240 0,239 0,238 0,236 0,235 0,234 0,232 0,230 0,227 0,226 0,224 0,224
0,5 1,000 0,544 0,447 0,403 0,378 0,362 0,350 0,342 0,335 0,330 0,326 0,322 0,320 0,317 0,315 0,313 0,311 0,310 0,309 0,307 0,305 0,304 0,302 0,301 0,300 0,298 0,296 0,294 0,291 0,290 0,288 0,287
Sf 1,0 1,000 0,649 0,546 0,493 0,469 0,451 0,438 0,428 0,421 0,415 0,410 0,406 0,403 0,400 0,398 0,395 0,394 0,392 0,390 0,389 0,387 0,385 0,383 0,382 0,380 0,378 0,376 0,374 0,370 0,369 0,366 0,364
1,5 1,000 0,802 0,675 0,616 0,582 0,560 0,544 0,533 0,524 0,517 0,511 0,506 0,502 0,499 0,496 0,493 0,491 0,489 0,487 0,485 0,483 0,480 0,478 0,477 0,475 0,472 0,470 0,467 0,463 0,461 0,458 0,457
((72) 72)
2,0 1,000 1,000 0,831 0,756 0,714 0,686 0,667 0,653 0,642 0,634 0,627 0,621 0,616 0,612 0,608 0,605 0,602 0,600 0,598 0,596 0,592 0,590 0,587 0,585 0,583 0,580 0,577 0,574 0,569 0,566 0,563 0,561
MÉTODOS de RIEGO
240
carga estándar de distintos emisores, se puede determinar el rango de tolerancia de presiones para distintas calidades. En la tabla 59 se presentan estos rangos, utilizando algunos valores estándar de emisores no autocompensados.
7
239
MÉTODOS de RIEGO
7
SOBRE LINEA CONEXION
TAMAÑO
mm a
b
5
7.5
STANDARD
5
5
PEQUEÑO
5
3.5
0.45 GRANDE
a
GRANDE
b
STANDARD
0.30
INTERLINEA
0.15
Figura 75 75.. Longitud equivalente del lateral por pérdida de carga de conexión del emisor.
En la Tabla 61 se presenta un ejemplo de largo máximo del lateral, para el caso de goteros y microaspersores en dos diámetros de tuberías, considerando los aspectos planteados anteriormente (calidad del emisor, caudal, distribución del cultivo, etc). Para el caso de los goteros se consideró una plantación de viñas, establecidas a 3 m sobre hilera con goteros "en línea", dispuestos a 1 m en un lateral. Para el caso de los microaspersores, se consideró una plantación de manzanos plantados a 4 m sobre hilera, con un microaspersor por planta. Tabla 61. Largo máximo de lateral (m).
Calidad Bueno Regular Malo
Gotero 2 L/h 12 16 mm mm 131 217 104 172 83 137
PEQUEÑA
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
DIAMETRO INTERIOR DEL LATERAL (mm)
Las pérdidas de carga que se producen cuando el agua pasa por los sistemas de filtraje son tan importantes como las anteriores. Están determinadas por el tipo y tamaño del filtro, además del caudal que está circulando. Como ya se señaló, los tipos de filtro que se utilizan en los sistemas de riego localizado están determinados por el tipo de agua que se desea filtrar, es decir, por el grado de contaminación física que lleva el agua. En tanto, el tamaño de los filtros a utilizar está determinado por la pérdida de carga que se produce al pasar el agua por él. A continuación, se presentan los tamaños de filtros recomendados para distintos caudales para que se produzcan pérdidas de carga aceptables.
Gotero Microaspersor Microaspersor 4 L/h 47 L/h 120 Ll/h 12 16 16 20 16 20 mm mm mm mm mm mm 84 139 95 140 52 76 66 110 76 110 40 60 51 84 50 72 24 40
MÉTODOS de RIEGO
242
0.60
7
241
MÉTODOS de RIEGO
7
Tabla 62. Sistema de filtraje.
El paso de los caudales presentados por los filtros recomendados, generan pérdidas de carga de 1 m.c.a. en los filtros de malla, 5 m.c.a. en los hidrociclones y 10 m.c.a. en el caso de los filtros de arena. En la Tabla 63 se presenta un ejemplo del cálculo de los requerimientos de presión en un huerto de Manzanos regados por goteo con agua de canal, con las siguientes características:
Por el alto contenido de material particulado fino en suspensión en los cursos de agua superficiales, el uso de filtros de arena debe estar acompañado además por un filtro de malla. Por lo tanto, las pérdidas que allí se producen son aún mayores.
COMPONENTE
PRESIÓN (mca)
Altura estática total Presión de trabajo Pérdidas por filtro Pérdidas por fricción en tuberías Pérdidas por fricción en lateral Pérdidas por válvulas y fitting Presión de limpieza
5,0 10,0 11,0 3,75 1,0 3,0 (aprox.) 5,0 (aprox.)
Presión total requerida
7.2.2.3
38,75 = 39
Instalación de Sist ema Sistema
La instalación de un sistema de riego localizado es una labor que no está exenta de detalles. Éstos son fundamentales para lograr una correcta aplicación del agua, junto con asegurar una larga vida útil de los materiales empleados. A continuación se presenta una lista de pasos a seguir en el proceso de instalación.
Basándose en el diseño, estacar y marcar en terreno dónde se ubicará el cabezal de riego y por dónde pasarán las tuberías matrices y submatrices (secundarias y terciarias). Estacar, además, cada subunidad de riego donde se distribuirán los laterales de riego. Excavar zanjas donde se instalarán las tuberías matrices y submatrices. La profundidad de estas zanjas está determinada por el diámetro de la tubería y por el tipo de tránsito a que se ve afectado el lugar. En la Tabla 64 se presenta las dimensiones de las zanjas, según estas características. Tabla 64. Recomendaciones para construcción de zanjas. DIÁMETRO TUBERÍA (mm) 20 25 32 40 50 63 75 90 110
ANCHO ZANJA (cm) 40 40 40 40 40 40 40 40 40
PROFUNDIDADES MÍNIMAS (m) TRÁFICO TRÁFICO LIVIANO PESADO 0,60 0,60 0,60 0,65 0,65 0,70 0,70 0,70 0,70
0,60 0,60 0,60 0,65 0,65 0,80 0,90 1,00 1,30
4x4m 700 4,0 4,0 3,1 5,0 150,0 45,0
MÉTODOS de RIEGO
Tabla 6 3. Presiones necesarias para distintos componen63. tes del equipo.
244
Marco de Plantación Plantas por sector de riego Goteros por planta Caudal por gotero (L/hr) Caudal total por sector de riego (L/s) Diferencia de cota (m) (Nivel de agua - último emisor) Distancia Cabezal - Fin terciaria en tuberías de PVC 63 mm (m) Largo de lateral (m)
7
243
MÉTODOS de RIEGO
7
VÁLVULA HI TERCIARIA
Figura 7 6 . Esquema de instalación 76 de tuberías.
realizarse con una broca que cuenta de dos partes: una sierra copa 5/8" y una toma sierra A - 4. En estos orificios se instala un conector PVC - Polietileno, junto con una goma que lo sella, llamada "Gromit". Los finales de las tuberías matrices, secundarias y terciarias, se sellan con un tapón con hilo que se debe sacar a la superficie mediante codos. Esta alternativa es mejor a la colocación de tapones por pegar, para poder limpiar fácilmente las tuberías durante la temporada. Antes de iniciar la instalación de las tuberías, se debe instalar el cabezal de riego compuesto principalmente por la bomba (debe ir acompañada de un tablero eléctrico que debe incluir, a lo menos, el automático y el amperímetro), sistema inyector de fertilizantes, filtros (de arena y malla según necesidad), manómetros (uno antes y otro después del filtrode arena y otro después del filtro de malla) y válvulas reguladoras de caudal. En el caso de los sistemas automatizados, cuenta además con un programador, que controla
El pegado de las tuberías entre ellas, o bien con los fitting que se pegan a ellas (T, codos, terminales, reducciones, etc.), debe realizarse utilizando un pegamento especial para PVC. Esta operación debe hacerse con los elementos a pegar secos y limpios. Aquellos elementos como filtros, válvulas, tapones, T POR PEGAR etc. que tienen un hilo para que sean atornillados, se unen al sistema mediante terminales denominados HE si tienen MATRIZ el hilo externo, o HI si tienen el hilo interno. Para evitar filtraciones se debe utilizar, además, un material llamado SECUNDARIA "Teflón" que se pone en el terminal envolviendo el sector con hilo. La perforación de la tubería terciaria, que es donde se conectan los laterales de riego o las cintas, debe
los tiempos de riego de cada uno de los sectores. Por lo tanto, en el tablero se necesita, además, un contactor de 220v a 24v.
7.2.2.4 Manejo y control del riego Tradicionalmente, el riego localizado ha sido manejado bajo el concepto del riego diario, lo cual, en general ha dado buenos resultados. Sin embargo, últimamente se ha observado que esta situación no es generalizada para todas las condiciones existentes, especialmente en los suelos de texturas medias a finas (franco a arcilloso). Esta situación ha llevado a que el riego diario sea reemplazado por un manejo que contemple riegos más largos y distanciados, lo que formaría bulbos de mojamiento más amplios y profundos con condiciones de humedad y aireación adecuadas. Este intervalo estaría definido por la demanda evaporativa del cultivo y por las condiciones de retención de humedad del suelo. En relación con el efecto de la demanda evaporativa del cultivo sobre la frecuencia de riego, mientras más avance la temporada hacia los meses de mayor
MÉTODOS de RIEGO
246
Es importante señalar que, en el caso de aquellos sectores donde van las secundarias y terciarias juntas, el ancho de la zanja debe ser mayor (60 - 70 cm), para que quepan ambas tuberías. Un aspecto importante en la instalación de estos sistemas de riego presurizados, es la correcta colocación de las tuberías y de sus respectivos elementos para lograr llegar con el agua a todos los lugares de la superficie a regar. En la Figura 76 se CODO 90° presenta un esquema de los POR PEGAR TERMINAL HE elementos más importantes en la instalación de estos sistemas.
7
245
MÉTODOS de RIEGO
temperatura y mientras más se desarrolle la planta, la frecuencia de riego va a ir disminuyendo, es decir los riegos deben ser más seguidos. En tanto, en relación con las condiciones de retención de humedad del suelo, mientras más arcilloso sea el suelo, la frecuencia de riego debe ir aumentando. En la Figura 77 se presenta cómo va aumentando de tamaño el bulbo húmedo al aumentar el tiempo de riego, en dos suelos distintos con goteros de distinto caudal.
DISTANCIA HORIZONTAL (cm) 0
0
20
40 0
20
40
60
Q = 20
Q=4
4 20
8 4 16
40
8
247
ARENA Caudal Bajo
60 0
Caudal Alto
16 4
8
16
4 20
7
Caudal Alto
Figura 7 7. Bulbo húmedo según caudal del emisor y tiem77 po de riego para dos suelos.
Este método de manejo del riego localizado permite darle a las raíces una mejor condición de humedad y aireación durante todo su período activo. Considerando que cada explotación agropecuaria corresponde a una situación diferente, no se puede dar recetas generales, ya que se puede incurrir en graves errores. Sin embargo, es posible plantear estrategias de manejo que pueden ser utilizadas en diversas situaciones. Como recomendación general, se podría señalar que para definir un programa de manejo del riego habría que utilizar la siguiente metodología:
el dar
FRANCO Caudal Bajo
Definir la profundidad a la que se concentra el mayor porcentaje de raíces del cultivo. En la Tabla 65 se presenta la profundidad de arraigamiento efectivo para distintas especies frutales y hortícolas. Hacer pruebas de campo en el suelo más representativo del sector de riego, para definir tiempo que demora ese suelo en quecercano a saturación a la profundidad de mayor concentración de raíces. Estas pruebas de
Tabla 6 5. Profundidad de arraigamiento efectivo. 65.
ESPECIES Cítricos Frambuesas Frutales de carozo Hortalizas de hoja Kiwis Nogales Pimentones Pomáceas Vides
PROFUNDIDAD (m) 0,15-1,00 0.15-0,30 0,20-1,20 0,15-0,30 0,20-1,00 0,50-1,80 0,15-0,30 0,20-1,50 0,20-1,50
campo deben realizarse en condiciones de suelo húmedo. Por lo tanto, se aconseja que antes de realizarla se dé un riego largo y profundo. Para identificar el momento en que se alcanzó la profundidad deseada, se debe instalar un tensiómetro a esa profundidad, el que debe registrar valores entre 5 y 10 centibares para cortar el riego. Con esta prueba, se ha definido el Tiempo de Riego que se debe aplicar en cada oportunidad.
MÉTODOS de RIEGO
248
40
8 16
7
MÉTODOS de RIEGO
7
La Frecuencia de Riego va a estar definida por la demanda evaporativa del cultivo, la que debe ser estimada periódicamente a partir de un registro diario de la evaporación de bandeja del área.
En la Tabla 66 se presenta un ejemplo de la ficha de riego que se debe llevar para el caso del ejemplo planteado anteriormente del huerto de manzanos. Profundidad de mayor concentración de raíces 150 cm Tiempo de riego necesario (según prueba de campo) 15 hrs* Tabla 6 6. Ficha de riego. 66. * Riego de 15 horas en la mañana. DÍA Eb (mm) TR (hrs) TR acum. (hrs) 1 6 4,7 4,7 2 6 4,7 9,4 3 6 4,7 14,1 4 6 4,7 4,7 * 5 6 4,7 9,4 6 6,5 5,1 14,5 7 6,5 5,1 5,1 * 8 6,5 5,1 10,2 9 6,5 5,1 15,3 10 6,5 5,1 5,1 *
Primero se saca el envoltorio de la cápsula de cerámica y luego se coloca el tensiómetro en un recipiente plástico con agua limpia. Posteriormente, se llena el tubo rígido con agua destilada y se deja destapado, mientras el agua drena a través de la cápsula porosa. Esta operación se repite varias veces antes de trasladar el tensiómetro hasta el terreno. Durante el traslado la cápsula se protege con un plástico. No se debe tocar la cápsula con la mano. El lugar donde se va a poner el tensiómetro debe cumplir los siguientes requisitos: Ser representativo del área que se va a regar. Debe estar en la zona radicular activa. A no menos de 30 y no más de 45 cm de la línea de riego en frutales. Protegido de posibles daños por las labores agrícolas. En el caso de frutales, se instala a un tercio de la distancia desde la proyección de la copa del
árbol al tronco sobre la hilera de plantación. En hortalizas se pone sobre la hilera de plantación. Elegido el lugar, se hace una perforación en el terreno con un barreno o un tubo de 1/2 pulgada hasta la profundidad donde esté la mayor cantidad de raíces. Luego se inserta el tensiómetro en la perforación, observando que el marcador esté entre 5 y 7 cm por sobre el terreno y cuidando que la cápsula porosa quede en íntimo contacto con el suelo, de forma que el agua pueda entrar y salir libremente. A medida que se rellena con tierra, debe ir compactándose cuidadosamente con un palo de diámetro reducido para que no quede aire. Una vez que el tensiómetro ha sido ubicado en el terreno, se llena con agua destilada hasta unos 2 cm bajo la tapa, provocando un vacío con la palma de la mano para eliminar el aire retenido. Luego, para eliminar completamente el aire que haya quedado, con la bomba de vacío se lleva, por algunos segundos, a un valor de entre 80 a 85 centibares que se leen en el vacuómetro. Repetir este procedimiento si es necesario.
MÉTODOS de RIEGO
Instalación del tensiómetro
250
Como herramienta de control de esta metodología, es fundamental el uso de tensiómetros para ir ajustando las frecuencias de riego. Esto debido a que se debe ajustar los coeficientes de bandeja y de cultivo que normalmente se utilizan. Con lecturas entre los 20 y 25 centibares a la profundidad de mayor concentración de raíces, indica que se debe regar.
7
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MÉTODOS de RIEGO
7
Por último, se atornilla la 67 Tabla 6 7. Descripción de problemas en el equipo de riego. tapa hasta que la goma toque fondo, debiéndose esperar algunas AMPERÍMETRO MANÓMETROS MANÓMETRO FILTRO DE ARENA FILTRO DE horas para obtener las primeras MALLA lecturas. El nivel de agua destilaEntrada Salida Salida Descripción del da en el tubo se revisa cada vez Problema que se tomen las lecturas y se Alto Bajo Bajo Bajo Rotura en la red de riego y/o más de un sector rellena cuando sea necesario. abierto. Dentro del manejo del Bajo Bajo Bajo Bajo Succión de la bomba equipo de riego, es importante obstruida; entrada de aire tener indicadores de los probleal sistema; falta de agua. Bajo Alto Bajo Bajo Filtro de arena sucio. mas que pueden estar ocurriendo Bajo Alto Alto Alto Válvula en la red cerrada en alguna parte del sistema. Los (red obstruida). manómetros y el amperímetro son Bajo Alto Alto Bajo Filtro de malla sucio. los indicadores mínimos necesarios, por lo tanto, se debe llevar un control riguroso de ellos. En caso que el motor de la bomba se detenga por En la Tabla 67 se presenta una descripción de problemas una sobrecarga, deben conocerse las causas antes que el en el equipo de riego según lectura en amperímetro y equipo de riego se utilice nuevamente. manómetro. 7.2.2.5 Mant ención del eq uipo de riego equipo
252
Tabla 6 8: Secuencia de labores de mantención y limpie68 za de equipos de riego localizado.
EQUIPOS FILTROS
TÉRMINO
Revisar conexiones eléctricas.
Inspeccionar los filtros internamente por cualquier deterioro.
Revisar controles automáticos.
Desconectar de la fuente de energía.
Revisar limpieza interior.
Revisar cables eléctricos
Revisar el retrolavado
BOMBAS
Sacar la bomba y revisar rodamientos y sellos desgastados Revisar la curva de funcionamiento y consumo de energía en un servicio técnico especializado. VALVULAS Vaciar todas las válvulas Revisar válvulas. Dejar todas las válvulas abiertas. TABLERO Limpiar tablero. ELECTRICO Y Desconectar de la fuente de PROGRAMADOR energía. TUBERIAS
EMISORES
INYECCIONES DE FERTILIZANTES
INICIO
Drenar el agua del equipo de filtración después del lavado.
Revisar conexión eléctrica. Revisar funcionamiento general. Inspeccionar válvulas automáticas. Verificar funcionamiento de las válvulas. Revisar conexiones.
Verificar funcionamiento en general (amperímetro, voltímetro y otros). Cuando el sistema de riego aún Revisar operación del esté funcionando, marcar sistema. roturas en la red de riego. Drenar matrices, submatrices y laterales. Abrir todas las válvulas. Inspeccionar tubería en general. Aprovechar de cambiar Revisar visualmente emisores rotos o con algún obstrucciones, daños u problema (que se dejaron otros signos de deterioro. marcados cuando el sistema estaba funcionando). Lavar bien y verificar el equipo. Revisar válvulas. Revisar visualmente conexiones eléctricas. Prevenir cualquier corrosión.
DURANTE Observar que la filtración sea buena y que los controles automáticos estén funcionando. En los filtros de arena, cuando la diferencia de presión entre los manómetros de entrada y salida del agua sea igual o mayor a 5 m.c.a., se efectuará automáticamente el retrolavado o se deberá efectuar manualmente accionando la válvula de tres vías. En los filtros de malla, se deberá efectuar un lavado de la malla cuando el manómetro indique una caída de presión igual o mayor a 3 m.c.a. Este lavado se efectúa destapando el filtro y sacando la malla para limpiarla. Terminar el riego diario con una limpieza de los filtros de arena y malla, de tal forma que éstos queden limpios. Revisar funcionamiento, ruidos vibraciones y otros.
Revisar cualquier obstrucción. Revisar funcionamiento general. Revisar dosificación.
Verificar operación de las válvulas. Lubricar según recomendación del fabricante. Cada semana, revisar visualmente todos los componentes externos.
Limpiar tuberías, hacer correr el agua por ellas todas las veces que sea necesario. Abrir grupos de cinco laterales hasta que el agua salga limpia. En caso de persistir algún problema, llamar al servicio técnico especializado. Revisar mensualmente la descarga y presión de operación. Revisar obstrucción y daños por lo menos una vez en la temporada. Dejar marcados los emisores rotos para cambiarlos al final de la temporada. Lavar y vaciar el estanque después de cada uso.
MÉTODOS de RIEGO
pensión 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 submatriz y dejando correr el agua por uno o dos minutos mientras se esté regando. Pero para impedirr 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.
La red de riego puede sufrir obstrucciones por la presencia de microorganismos, material sólido en sus
7
251
MÉTODOS de RIEGO
7
7.2.2.6 Control de algas Control preventivo de algas con cloro El cloro es un compuesto económico y ampliamente utilizado en forma de hipoclorito de sodio al 10 ó 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
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.
5.2.2.7
254
Lavado de precipitados
Lavado de precipitados con 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.
Cálculo de la cantidad de cloro: por ejemplo, para obtener una concentración de 10 ppm (10 g/m³) y sabiendo que la concentración del hipoclorito de sodio es de 10%, se requieren 0,1 litro de hipoclorito por m³ de agua. Si se requiere tratar 20 m³ de agua, se necesitan 2 litros de hipoclorito de sodio disuelto en 100 litros de agua y se inyectan al sistema en el tiempo requerido. La dilución en el tanque fertilizante no tiene importancia. Los metros cúbicos a tratar se obtienen multiplicando el caudal de un emisor por el número de emisores del sector de riego, y por el tiempo de aplicación del biocida que debe ser, a lo menos, de 45 minutos. En general, se requiere entre 1 a 1,5 litros de hipoclorito 10% por hectárea en goteo, y 6 a 7 litros en riego por cinta espaciado a 1,5 metros.
Cuando las sales ya se han depositado en la red, se utilizan concentraciones de ácido en el agua de 1 - 2%, para lo cual 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.
MÉTODOS de RIEGO
Control de algas en fuentes de agua
deben ser del orden de 2 a 3 ppm. Los tratamientos pueden ser repetidos cada 6 horas. El cloro puede aplicarse 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.
7
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MÉTODOS de RIEGO
7
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 consiste en la aplicación continúa de oxidantes como hipoclorito de sodio. Si el pH del agua es inferior a 6,5, el cloro puede evitar estos precipitados de hierro cuando la concentración de éste es inferior a 3,5 ppm. Si el pH es superior a 6,5, los precipitados se evitan con concentraciones de hasta 1,5 ppm. La aplicación de ácidos puede ser necesaria para mejorar el pH. La concentración adecuada de hipoclorito de sodio se calcula a razón de 1 ppm de hipoclorito de sodio por 0,7 ppm de hierro. La reacción es muy rápida. 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
POTENCIA (HP) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
256
COSTO (UF) 3,4 4,6 5,8 7,1 8,3 9,5 10,7
POTENCIA (HP) 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0
COSTO (UF) 11,9 14,4 16,8 19,2 21,6 23,9 26,3
Ejemplo: Para determinar el costo del sistema completo, se consideró una superficie de 5,1 ha, utilizando una bomba con motor de potencia 3 HP. En la unidad de bombeo, se incluye la motobomba, válvulas, manifold, tablero eléctrico y la instalación de la unidad. En la tabla siguiente, se presentan los costos unitarios de cada ítem de este supuesto, y el costo total del sistema, considerando distintos tipos y distribuciones de emisores. Los goteros se evaluaron en tuberías de 12
5.2.2.8
Costos del Sistema de Riego
Según un estudio desarrollado a los proyectos presentados a la ley de riego, se estableció una serie de relaciones que permiten estimar, para algunas condiciones estandarizadas, los costos. Los factores que determinan los costos del sistema son la Potencia Requerida de la Bomba, la Superficie regada y los tipos y distribución de los emisores. En la Tabla 69, se presenta el costo en UF de bombas de distintas potencias.
mm y 16 mm; los microaspersores en tubería de 20 mm, distanciados a 3,5 m y 7,0 m y dos espesores de cinta, 4 y 8 milipulgadas (mill).
MÉTODOS de RIEGO
Tabla 69. Costo de Bombas.
filtro de arena. Cuando los emisores están parcialmente obturados, se puede aplicar ácido en la forma descrita para las obturaciones con carbonato de calcio.
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MÉTODOS de RIEGO
7
COMPONENTE
COSTO UNITARIO COSTO TOTAL (UF) (UF) Unidad de bombeo eléctrica 34,9 Filtro de grava + malla 88,7 Matricería y Fitting 148,5 Automatismo 26,5 Excavación y relleno de zanjas 313,9 Instalación del sistema de riego 26,0 Línea de Riego Goteo en 12 mm 118,7 682,5 Goteo en 16 mm 145,0 783,5 Microaspersor en 20 mm a 3,5 m 139,0 777,6 Microaspersor en 20 mm a 7 m 105,9 744,5 Cinta 4 mill 186,4 825,0 Cinta 8 mill 267,3 905,9
257
Nota: para el caso de los goteros, existe un rango de inversión/ha que fluctúa entre 7,5 - 56 UF, dependiendo del tipo de gotero y cultivo.
MÉTODOS de RIEGO
258
Tabla 70. Costos del sistema de riego.
7
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
66
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
Edmundo Varas B. Ingeniero Agrónomo Investigador Riego y Drenaje CRI Raihuen, VII Región Instituto de Investigaciones Agropecuarias
122
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
AUTOR
6
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
6
LEY DE FOMENTO A LA INVERSIÓN PRIVADA EN OBRAS DE RIEGO Y DRENAJE
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ÍNDICE
6.2.1
Sedes
6.2.2
Concursos
*
Diferentes tipos de obras
*
Para diferentes tipos de postulantes
*
Para determinadas áreas geográficas
6.3
PROYECTOS
6.3.1
Antecedentes legales
○
FINANCIAMIENTO DE LAS OBRAS
6.4.1
Propio
6.4.2
Crédito bancario
6.4.3
A través de INDAP
a)
Construcción y/o mejoramiento de obras de riego
*
¿Quiénes pueden postular?
*
¿Qué obras se puede construir?
*
Requerimientos para obtener una obra
b)
Construcción de pequeñas obras con bono de riego
*
¿Quiénes pueden postular?
*
¿Qué obras se puede construir?
*
Requerimientos para obtener una obra
c)
Construcción de pequeñas obras de riego asociativas
*
¿Quiénes pueden postular?
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financiadas a través de la Ley de Riego ○
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138 138 138 140
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123 127 127 129 129 129 130 130 131
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
6.4
○
○
○
ÍNDICE
Anexos
○
○
FUNCIONAMIENTO DE LA COMISIÓN NACIONAL DE
Antecedentes técnicos ○
○
ANTECEDENTES LEGALES
6.3.3
○
○
6.2
6.3.2
○
○
6.1
RIEGO Y LA LEY DE FOMENTO AL RIEGO
6 124
Pág.
ÍNDI C E DE MA TERIAS ÍNDIC MATERIAS
6
Requerimientos para obtener una obra
6.5
PLAZO DE CONSTRUCCIÓN Y RECEPCIÓN DE LAS
6.6
REQUISITOS PARA POSTULAR
6.7
¿QUIÉNES PUEDEN PARTICIPAR EN LOS CONCURSOS?
6.8
CONSULTORES
OBRAS
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140 140 141 141 142
○
143
125
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
126
¿Qué obras se puede construir?
*
ÍNDICE
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
6
*
6
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
6
6
LEY DE FOMENTO A LA INVERSIÓN PRIVADA EN OBRAS DE RIEGO Y DRENAJE
regional delega funciones en la Dirección Regional de Obras Hidráulicas (DOH), y en las regiones X y XII en el Servicio Agrícola y Ganadero (SAG).
6. 1
ANTECEDENTES LEGALES
En la Tabla 29 se entregan las direcciones de las instituciones:
Ley N° 18.450, publicada el 30 de octubre de 1985, crea la Comisión Nacional de Riego (CNR), y fija normas de funcionamiento. Las atribuciones de la CNR fueron modificadas por las leyes 19.316 de 1994 y 19.604 de 1999.
6. 2
FUNCIONAMIENTO DE LA COMISIÓN NACIONAL DE RIEGO Y LA LEY DE FOMENTO AL RIEGO
6. 2 . 1
Sedes
La Comisión Nacional de Riego (CNR) tiene su sede central en Santiago (Teatinos 50, Pisos 4 y 5). A nivel
Región
Ciudad
Dirección
Comisión Nacional de Riego Metrop. Santiago Teatinos 50, Pisos 4 y 5 Dirección de Obras Hidráulicas I Arica Arturo Prtat 305 II Antofagasta Washington 2652 of. 301 III Vallenar Marañon 591 IV La Serena Colón 641 V Valparaiso Melgarejo 669 V Quillota Freire 765 Metrop. Santiago Bombero Salas 1351, piso 7 VI Rancagua Campos 301 VII Talca 2 Norte 767 VIII Concepción San Martín 1062 IX Temuco Avda. Huérfanos 1775 Pueblo Nuevo XI Coyhaique Avda. Ogana, casa 1, Recinto 2 Dir. Vialidad Direcciones Regionales del SAG X Puerto Montt Tucapel 140 XII Punta Arenas Balmaceda 891, piso 2
Teléf ono eléfono
Fax
(2) 6728679
(2) 6716939
(58) 254141 (55) 265218 (51) 611479 (51) 223516
(58) 231232 (55) 268806 (51) 611479 (51) 221150
(33) 310453 (2) 6722309 (72) 234900 (71) 241828 (41) 233213 (45) 221269
(33) 310453 (2) 6722172 (72) 225171 (71) 242863 (41) 233213 (45) 221269
(67) 234703
(67) 234703
(65) 258639 (61) 223618
(65) 252439 (61) 229696
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
Tabla 29. Direcciones de la CNR en el país.
128
127
6
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
6
6. 2 . 2
Concursos
La ley funciona sobre la base de Concursos de Proyectos que financian hasta el 75% del costo de obras de riego o drenaje, con un tope de 12.000 U.F. para proyectos individuales y 24.000 U.F. para proyectos comunitarios. A los proyectos aprobados en un concurso se le otorga un Certificado de Bonificación, el cual se cobra una vez que la obra está construida y recibida conforme por la DOH y el SAG. La CNR llama a diferentes tipos de concursos: que pueden ser para:
Adquisición e instalación de equipos y elementos de riego mecánico. Obras de drenaje . Habilitación de pozos . Reparación de obras de riego riego: antiguas o dañadas por desastres naturales.
* Diferentes tipos de obras * Para diferentes tipos de postulantes Obras de riego Obras intraprediales: como canales de conducción, embalses de acumulación nocturna, puesta en riego (destronque, despedradura, nivelación, emparejamiento de suelos), compuertas, sistemas de conducción (Californiano).
Su ingreso proviene principalmente del trabajo de la tierra. Trabajan directamente la tierra.
Medianos productores productores: el reglament del respectivo concurso señala la limitación de superficie para ser considerado un productor mediano. El límite puede corresponder a 80 ha de riego ponderadas por el factor de incremento de la potencialidad. La certificación de mediano agricultor se hace mediante una declaración jurada, ante notario. Agricultores empresariales : en algunos casos las bases del concurso puede indicar un límite de superficie, lo cual se acredita mediante una declaración jurada notarial.
Pequeños productores : la condición de pequeño productor es certificada por INDAP y corresponde a aquellos agricultores que: Tienen una superficie total inferior a 12 hectáreas de riego básicas (H.R.B.)
* Para determinadas áreas geográficas
Ejemplo: Riego Plan Arauco, Riego Pequeños Productores Zona Sur (VIII a X regiones); también puede haber concursos de carácter nacional. Los llamados a concursos se publican en el Diario Oficial y en diarios de circulación nacional. Información sobre los concursos se puede obtener en las oficinas de las Dirección de Obras Hidráulicas o SAG, de acuerdo a la región donde se desee postular.
6.3
PROYECTOS
Los proyectos deben ser ejecutados por un profesional (consultor) inscrito en el Registro de Consultores del Ministerio de Obras Públicas (MOP). Un proyecto de riego está estructurado en una Carpeta de Antecedentes Legales y otra Carpeta de Antecedentes Técnicos.
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
Su capital total o activos sea inferior a 3.500 U.F.
130
Obras extraprediales extraprediales: bocatomas y obras de captación, canales, embalses acumuladores de temporada.
6
129
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
6
6. 3 . 1
Antecedentes
legales
La carpeta debe contener un índice donde se indica que se incluyen los siguientes documentos:
Certificado de Avalúo del Predio, con capacidades de uso del suelo. Se obtiene en el Servicio de Impuestos Internos de la provincia donde se encuentra ubicado el predio.
Carta de Presentación: el formato viene diseñado junto con las bases del Concurso. Debe ir firma do por el solicitante o Representante Legal.
Inscripción Notarial del Predio donde se hará la inversión, con certificado de vigencia. Se obtiene en el Conservador de Bienes Raíces de la Comuna.
Si opera a través de un representante legal, presentar:
Inscripción notarial de las aguas con certificado de vigencia. Se obtiene en el Conservador de Bienes Raíces de la Comuna.
Fotocopia del RUT del representante legal. Poder notarial otorgado al representante legal, indicando para qué trámites está autorizado. Antecedentes del Solicitante: al igual que el anterior, formato prediseñado. Antecedentes del Predio: formato prediseñado. Fotocopia simple del RUT del solicitante.
Certificado de Inscripción del Consultor en el Registro del Ministerio de Obras Públicas, vigente a la fecha de entrega de los antecedentes legales del concurso a que se postule.
132
Si es pequeño agricultor, presentar certificado otorgado por INDAP en que conste la calidad de pequeño agricultor. Si es agricultor mediano: presentar declaración jurada notarial en que conste que está bajo la su perficie que estipulan las bases del concurso.
certificado de la Dirección de Obras Hidráulicas que es beneficiario directo de la Obra PROMM.
6. 3 . 2
Antecedentes
Técnicos
El estudio técnico debe ser ejecutado por un consultor con inscripción vigente en el Registro de Consultores del Ministerio de Obras Públicas. La carpeta de Antecedentes Técnicos debe contener un índice donde se indique que incluye:
Plano de Ubicación del Predio a escala 1: 50.000. Resumen del Proyecto. Si se dio inicio anticipado a la construcción de las obras, copia de la carta de aviso a la Dirección Regional de Obras Hidráulicas comunicando aviso de inicio anticipado de obras. Fotocopia simple de Factura de Compra de las Bases del llamado a concurso, a nombre del postulante. Si es un predio beneficiado por obra PROMM,
Carta de Aporte: viene prediseñada junto a las bases, debe ser firmada por el postulante. Inscripción del Consultor en el Registro de Consultores del MOP. Bases Técnicas. Descripción del Proyecto.
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
Si se trata de una Sociedad de Agricultores, presentar Escritura de la Sociedad e Inscripción en el Registro de Comercio, vigente a la fecha de entrega de los antecedentes legales del concurso a que se postule.
Si tiene pozo, presentar Solicitud de Inscripción a la Dirección General de Aguas.
6
131
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
Descripción de obras de riego (drenaje) y de inversiones en equipos y elementos de riego mecánico.
Superficie de nuevo riego equivalente.
Obras comprometidas: un detalle de las obras y elementos de riego que deben coincidir con las partidas que se consideran en el presupuesto.
Presupuesto detallado de las obras.
6
Determinación de la demanda de agua.
Cronograma de actividades.
Disponibilidad de aguas superficiales. Identificación de la Fuente de Abastecimiento.
133
Análisis del régimen hidrológico. Disponibilidad de agua a nivel predial. Área de Riego.
Superficie actualmente regada con 85% de seguridad.
Anexos
Eficiencia de aplicación.
Se debe incluir:
Demanda de agua de los cultivos: neta y bruta.
Anexo 1 1.. Anteproyecto Técnico Técnico: es obligatorio incluirlo y debe considerar los siguientes aspectos (ejemplo para un sistema de riego localizado):
Selección del tipo de emisor (gotero, microaspersor, etc.), número de emisores y espaciamiento entre ellos. Tiempo de riego.
134
Antecedentes generales y objetivos del proyecto.
Número de sectores.
Descripción del sistema de riego proyectado.
Ciclo de riego.
Criterios usados en el diseño.
Caudal máximo.
Aspectos agronómicos: evaporación de bandeja, coeficiente de bandeja, evapotranspiración potencial, coeficiente de cultivo.
Aspectos hidráulicos.
Antecedentes de plantación: marco de plantación, porcentaje de cobertura, área unitaria por planta, etc.
Pérdida de carga en laterales.
Pérdidas de carga.
.
Pérdida de carga en terciarias.
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
8.3.3
Anteproyecto definitivo de las obras.
6
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
6
Balance de presiones.
Ane Anexxo N° 7 7.. Obligatoriamente se debe incluir un Presupuesto y Cotizaciones.
Planos de diseño. Listado de materiales del proyecto.
Anexo N° 8 8.. Si se adquieren equipos de riego, se debe incluir catálogos de los Equipos. Anexo N° 2 2.. Planos Planos: es obligatorio y debe incluir el plano de ubicación y los planos de diseño del proyecto. Anexo N° 3 3.. dependiendo de las características del proyecto se debe incluir las Acciones del Canal y del Sistema Hidrográfico. Anexo N° 4 4.. dependiendo de las características del proyecto se puede incluir Estadística de Desmarque de Canales y estimación de pérdidas en el canal.
135 6. 4
FINANCIAMIENTO DE LAS OBRAS
El agricultor debe financiar las obras, ya que el certificado de bonificación se cancela una vez que la obra está construida y recibida conforme por la DOH.
Anexo N° 5 5.. depende de las características del proyecto. Se puede incluir un estudio de Derechos de Agua del Predio.
a)
Construcción y/o mejoramiento de obras de riego, financiadas a través de la ley de riego.
Propio A continuación se presenta un resumen de esta
Financiamiento completo por parte del agricultor, con fondos propios.
línea:
* ¿Quiénes pueden postular? 6. 4 . 2
136
Crédito
bancario
Financiamiento con crédito bancario. En este caso el Certificado de Bonificación es aceptado como garantía por algunas entidades bancarias.
Pequeños productores agrícolas usuarios de INDAP en forma individual o como organización de regantes, con aguas y tierras legalizadas.
6. 4 . 3
* ¿Qué obras se pueden construir?
A través de INDAP
El Instituto de Desarrollo Agropecuario (INDAP) ofrece a sus usuarios, a través del Departamento de Riego Campesino, las siguientes alternativas para implementación de riego a nivel predial:
Construcción de nuevas obras de riego o drenaje Reparación, mejoramiento o ampliación de obras.
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
Las alternativas de financiamiento son:
6. 4 . 1
Anexo N° 6 6. Si es necesario se puede incluir un estudio de Antecedentes Climáticos.
Grupo motobomba seleccionada.
6
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
6
Instalación de riego tecnificado. Obras complejas que requieren estudio especializado. Obras individuales con un costo de hasta 12.000 U.F., y comunitarias, con un costo de hasta 24.000 U. F.
Compromiso Compromiso: El usuario firma compromiso de participación y forma Comité de Contraloría Social. Bonificación a Comité 11 U.F.
Estudio Estudio: Se bonifica hasta en un 100%. Contratación de consultor de estudio. Presentación a Concurso de Ley de Riego.
* Requerimientos para obtener una o b r a
Solicitud: Llenar solicitud en agencia de área más cercana Visita de especialista de INDAP. Hace estudio de prefactibilidad.
Recepción de Bono Ley de Riego por usuarios.
Construcción Construcción: Bonificación o Prefinanciamiento Crédito Largo Plazo para cubrir el aporte propio.
Solicitar prefinanciamiento prefinanciamiento: los usuarios tramitan su crédito.
Especialista informa de prefactibilidad a usuarios Contratación de constructora y construcción de obra.
Aprobación de bonificación para estudio.
Construcción de nuevas obras.
Recepción de obra por D.O.H.
Reparación, mejoramiento o ampliación de obras.
Cobro de bono por INDAP y pago de Prefinanciamiento. Instalación de riego tecnificado. Compra de equipos o ejecución de trabajo.
138
b) Construcción de pequeñas obras con bono de riego
Obras con subsidio de 100 U.F. por obra y usuario.
* Requerimientos para obtener una obra * ¿Quiénes pueden postular? Pueden postular: productores no beneficiados con riego en los últimos dos años.
Solicitud: Llenar solicitud en la agencia de área más cercana.
* ¿Qué obras se pueden construir? Obras simples y de bajo costo.
Aprobación de Jefe de Área. Máximo 60 días. Resolución de Director Regional asignando
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
Inspección técnica de INDAP.
6
137
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
6
INDAP cancela Bono a productor.
Productor llena "Formulario de Costo y Diseño". Con endoso de Bono Bono: Área de INDAP aprueba "Costo y Diseño". Productor endosa bono a empresa constructora Entrega de Bono de Riego Riego: el agricultor retira en la Agencia de Área de INDAP.
Empresa construye bajo supervisión de productor. Recepción de obra por INDAP y prod INDAP cancela bono a empresa constructora.
Construcción Construcción: para la construcción de la obra, el agricultor puede hacerlo con recursos propios o solicitar un Crédito de Largo Plazo. Puede usar las siguientes formas de construir:
Con Orden de Compra Compra: INDAP entrega orden de compra a productor.
Autoconstrucción: Productor construye con financiamiento propio y puede solicitar crédito a largo plazo para aporte propio.
Productor realiza compras y supervisa construcción. INDAP paga facturas de compra a proveedores.
Recepción de la obra por INDAP y productor.
Construcción de pequeñas obras de riego asociativas
Recepción de la obra por INDAP y productor.
Instalación de riego tecnificado. Combinación de las anteriores.
* ¿Quiénes pueden postular? Pueden postular: pequeños productores agrícolas que, en forma asociativa, deseen construir obras individuales y/o comunitarias.
Obras cuyo subsidio solicitado sea menor a 2.000 U.F. por obra y 150 U.F. por productor.
* Requerimientos para obtener una obra
140 Solicitud: * ¿Qué obras se pueden construir? Llenar solicitud en agencia de área más cercana. Obras simples de regular complejidad, de costo menor que no merecen ser presentadas a la Ley.
Especialista de INDAP visita el predio y hace prefactibilidad.
Construcción de nuevas obras.
Especialista informa de prefactibilidad a usuarios.
Reparación, mejoramiento o ampliación de obras.
Aprobación de bonificación para estudio y bonificación.
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
c)
recursos.
6
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LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
6
Compromiso: Los usuarios firman compromiso de participación y forman Comité de Contraloría Social. Bonificación a Comité 11 U.F. 6. 5
PLAZO DE CONSTRUCCIÓN Y RECEPCIÓN DE LAS OBRAS.
Estudio y Construcción
Contratación de consultor (estudio)-constructor.
Para construir las obras contempladas en el proyecto hay un plazo de 1 año, pudiéndose solicitar ampliación de plazo hasta 2 veces por un plazo máximo de 6 meses cada una. Terminada la construcción se da aviso a la DOH, que procede a hacer la recepción de obras y da orden de pago del bono a la Tesorería General de la República.
Recepción de estudio con conformidad de los productores.
6. 6
Construcción de Obras de Riego.
Para postular se debe:
El estudio es bonificado hasta en un 100%. Unidad de Riego de INDAP solicita Bonificación y usuarios solicitan crédito de Largo Plazo.
Inspección Técnica de construcción de INDAP.
Que el concurso incluya el área geográfica donde se encuentra ubicado el predio. Que el agricultor cumpla con las características del concurso: pequeño, mediano o empresarial. Que el concurso financie las obras que se proyectan construir, adquirir o ejecutar. Confeccionar el proyecto: un Consultor inscrito en el Registro de Consultores del Ministerio de Obras Públicas. Adquirir las bases del concurso a nombre del postulante.
6.7
REQUISITOS PARA POSTULAR
Demostrar la propiedad de la tierra: de acuerdo a la escritura de la propiedad.
¿QUI É NES PUEDEN PARTICIPAR EN LOS CONCURSOS? Agricultores individuales (personas naturales) o sociedades de personas (persona jurídica), propietarias o usufructuarias de predios agrícolas y los poseedores materiales de éstos en proceso de regularización de títulos de un predio agrícola. Las organizaciones de usuarios definidas en el Código de Aguas (Comunidades de Aguas, Asociación de Canalistas y Juntas de Vigilancia) legalmente constituidas. Se debe presentar documentación que acredite su constitución: estatutos y certificado de vigencia. Comunidades de Agua en proceso de constitución por las obras e inversiones que se ejecuten en el sistema de riego sometido a su jurisdicción. Se debe presentar copia de declaración jurada del proceso de formación y Acta de la Asamblea de comuneros en que se designa al representante común para participar en los Concursos de la Ley.
LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
Demostrar la propiedad del agua: derechos de aprovechamiento inscritos, o antecedentes jurídico-administrativos que demuestren el uso o disponibilidades de las aguas.
142
Recepción de obra, por parte de INDAP y productores.
6
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LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
6. 8
C O N S U LLT TO R E S
Los proyectos deben ser elaborados por profesionales inscritos en el Registro de Consultores del Ministerio de Obras Públicas,quienes deben encontrarse con su inscripción vigente. La CNR en las bases de los concursos incluye una lista de consultores indicando la cantidad de proyectos presentados y aprobados. Los certificados no deben tener una antigüedad superior a 6 meses de la fecha de entrega de los Antecedentes Legales, salvo aquellos que por ley tienen una vigencia superior.
143
6 LEY de FOMENTO a la INVERSIÓN PRIVADA en OBRAS de RIEGO y DRENAJE
144
6
NIVELACIÓN de SUELOS
55 Gabriel Sellez V. S. Ingeniero Agrónomo Dr. Investigador Riego y Drenaje CRI La Platina, Región Metropolitana Instituto de Investigaciones Agropecuarias
106
NIVELACIÓN de SUELOS
AUTOR
NIVELACIÓN de SUELOS
5
NIVELACIÓN de SUELOS
Pág.
ÍNDI C E DE MA TERIAS MATERIAS
NIVELACI ÓN DE SUELOS NIVELACIÓ
ÍNDICE
5
5 Bulldozer
5.2.5
Chequeo de la nivelación
5.2.6
Afinamiento del microrelieve
5.2.7
Revisar si la nivelación fue adecuada
○
○
○
○
○
○
○
○
○
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○
5.1
CLASIFICACIÓN
5.1.1
Emparejamiento
5.1.2
Nivelación por perfiles longitudinales en un sentido
109
5.1.3
Nivelación en dos sentidos
110
5.2
ETAPAS DE UNA NIVELACIÓN
5.2.1
Determinar las posibles limitantes del suelo
5.2.2
Preparación del suelo: aradura y rastraje
5.2.3
Estudio topográfico
5.2.4
Movimiento de tierra con maquinaria apropiada
5.2.4.1
Traílla
5.2.4.2
Motoniveladora
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109 109
111 112 112 112 116
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116 118
ÍNDICE
NIVELACIÓN de SUELOS
5.2.4.3
109
5
107
NIVELACIÓN de SUELOS
5
NIVELACIÓN DE SUELOS
La nivelación es una labor de movimiento de tierra que tiene por objetivo eliminar del terreno altos y bajos relativos, dejando la pendiente relativamente uniforme, y permitiendo que el agua pueda escurrir sin dificultades. Esta labor consiste en hacer cortes y rellenos de tierra con maquinaria especializada. En consecuencia, una nivelación de suelos bien realizada mejora la práctica del riego superficial, permitiendo aumentar, tanto la eficiencia de aplicación del agua como su uniformidad de distribución, lo que redundará en el desarrollo más homogéneo de los cultivos, con mejores producciones y calidad del producto obtenido. Por otra parte, facilita la evacuación del agua en períodos lluviosos.
5. 1
C L A S I F I C A C I ÓN
Dentro de la nivelación de suelos, se puede distinguir varias situaciones que reciben diferentes nombres,
Nivelación en dos sentidos
Consiste en realizar un movimiento de tierra dejando una pendiente uniforme tanto en la dirección del riego como transversal al sentido del riego.
en función de la cantidad de movimiento de tierra y las características que se le quieren dejar al terreno. Es así, como se puede hablar de emparejamiento, nivelación en un sentido o en ambos sentidos del potrero; cada uno de los cuales representa un movimiento de tierra creciente.
5. 1 . 1
Emparejamiento
Consiste en eliminar sólo los altos y rellenar los bajos que afectan en la circulación del agua, conservando la pendiente general del terreno. Este método se utiliza en suelos poco profundos y permite que el agua escurra en forma adecuada, sin que exista una pendiente uniforme.
5. 1 . 2
Nivelación por perfiles longitudinales en un sentido
Consiste en nivelar el terreno, eliminando altos y bajos, pero dejando una pendiente pareja sólo en el sentido del riego. En el otro sentido (transversal) se deja el relieve natural del terreno.
En la tabla 27 se presenta una pauta de clasificación del movimiento de tierra, en relación al volumen de tierra a mover y el costo involucrado.
Tabla 27. Clasificación del movimiento de tierra.
110
*El costo incluye estudio topográfico, movimiento de tierra, petróleo, pensión para el operador y flete. Los valores no incluyen IVA, ni la aradura y rastraje previo. Diseño de Proyectos de Riego y Drenaje; Tomo II (Tema IX); Preparación de Suelos para el Riego.
NIVELACIÓN de SUELOS
7. 1 . 3
5
5
109
NIVELACIÓN de SUELOS
5 112
Las principales etapas a seguir en una nivelación de suelos son: Determinar las posibles limitantes del suelo. Preparar el suelo: aradura y rastraje. Hacer un estudio topográfico con estacado y determinar los cortes y rellenos. Mover la tierra con maquinaria apropiada. Revisar la labor realizada con apoyo topográfico.
5. 2
ET AP AS DE UNA NIVELA CIÓN ETAP APAS NIVELACIÓN Afinar el microrelieve.
A continuación se verán algunos aspectos básicos a considerar al realizar una nivelación de suelos, sin entrar en detalles respecto a procesos de cálculo, los que podrán ser consultados en material específico para este
Determinar las posibles limitantes del suelo
Los suelos a nivelar deben tener una profundidad efectiva superior a los 50 a 80 cm. En suelos más delgados se corre el riesgo de sacar la capa superficial alterando su fertilidad, ya que los cortes normalmente fluctúan entre 5 y 15 cm. En estas condiciones de suelo, los cortes que se realicen deben ser reducidos no superando los 10 cm. Las limitantes de suelo se logran detectar realizando calicatas en diferentes partes del potrero. También es necesario tomar en cuenta la presencia de piedras en la superficie del suelo, lo que obligará a labores de despedragadura previo a realizar la nivelación de suelos.
5. 2 . 2
efecto (ver III Curso Interamericano de Diseño de Proyectos de Riego y Drenaje Tomo I; CNR; Universidad de Chile, 1994).
Aradura y rastraje
Previo a realizar cualquier labor de nivelación es recomendable realizar labores que permitan soltar el suelo, para facilitar la labor de las máquinas de movimiento de tierra. Para ello se debe realizar una aradura del potrero a
Revisar, con una topografía final, si la nivelación fue adecuada.
nivelar y proceder a un rastraje para disminuir el tamaño de los terrones. En caso de ser necesario, se puede realizar un subsolado. 5. 2 . 3
Estudio
topográfico
Las características topográficas del terreno afectan directamente el costo de la nivelación. A mayor irregularidad del terreno, mayor será el movimiento de tierra que deberá efectuarse para conseguir una pendiente uniforme en la dirección del riego. Como ya se ha indicado, la nivelación de suelos es una labor de ingeniería agrícola, por lo cual para que quede bien realizada, y no se gaste dinero inadecuadamente, requiere de la realización de un estudio topográfico que permita determinar las características del relieve del terreno y cuantificar las cantidades de corte y relleno necesarias para dejar el potrero con pendientes adecuadas. El fundamento de la nivelación es un plano topográfico con curvas de nivel, basado en un estacado del terreno. Sobre este plano, el profesional especialista realiza un estudio de "movimiento de tierra" determinando
NIVELACIÓN de SUELOS
5. 2 . 1
Mientras mayor sea el movimiento de tierra que se realice, más alto será su costo, pudiendo ser, en algunos casos, antieconómico. Sobre 600 m³/ha, es recomendable analizar la posibilidad de utilizar riego presurizado (por ejemplo aspersión o goteo). La nivelación de suelos se puede mantener por un período de 10 años, siempre y cuando se utilicen adecuadamente los implementos de labranza. Se recomienda evitar el uso de arados de discos y realizar una micronivelación de mantención cada dos años, en el caso de cultivos anuales. Es necesario tener presente que la nivelación de suelos es un proceso de ingeniería agrícola, por lo cual debe ser realizado por profesionales con experiencia, y con la maquinaria adecuada.
5
111
NIVELACIÓN de SUELOS
los cortes y relleno de suelo que permitan dejar el potrero con pendientes uniformes. El hecho de estacar el terreno previo al levantamiento topográfico, cada 20 metros, permite determinar las elevaciones del terreno (cotas) en cada estaca, quedando físicamente identificados sectores que posteriormente deberán ser sujetos de cortes y rellenos. Es necesario indicar que la no realización de levantamientos topográficos y de un estudio de "corte y relleno" puede significar una labor de movimiento de suelos mal hecha y por lo tanto dinero perdido. Las curvas de nivel de los planos topográficos, son una verdadera "radiografía" del relieve del potrero (figura 28). Para interpretar un plano topográfico, basado en las curvas de nivel, se requiere conocer algunas características básicas:
horizontal entre una curva y otra, menor pendiente y viceversa. Cuando las curvas de nivel se vuelven en contra del sentido de la pendiente, está indicando la presencia de un bajo relativo en el terreno. Cuando una curva de nivel se vuelve a favor de la pendiente, está indicando la presencia de un alto relativo en el terreno.
113
La mayor pendiente del terreno es siempre perpendicular a las curvas de nivel.
5
La magnitud de la pendiente del terreno es inversamente proporcional a la distancia horizontal entre curvas de nivel. Es decir, a mayor distancia
DRENAJE NATURAL
2.35 3.59 3.25 2.81 2.69 2.59 2.31 2.14
Figura 27. Plano topográfico típico para estudios de nivelación.
2.84 2.82 2.38 2.31 2.34 3.83 3.92 3.70 3.69 3.64 3.17 2.86 3.02 2.58 2.48 2.73 3.83 4.04 3.89 3.77 3.45 3.17 3.01 2.95 6%
3.26 3.15 2.58 2.54 2.90 3.96 4.19 4.08 3.73 3.48 3.36 3.14 1.8 %
7.6 %
6.9 % 3.45 3.44 3.18 2.71 2.68 3.00 4.23 4.37 4.09 3.64 3.73 3.46
3.60 3.19 2.87 2.93 3.16 4.49 4.31 4.26 3.78 3.88 3.73 3.65 3.42 3.25 3.13 3.30 4.51 4.56 4.29 3.98 4.11 4.02 3.84 3.71 3.51 3.38 4.74 4.71 4.38 4.26 4.26 4.15 4.00 3.82 3.71 3.71 4.00 3.91 4.00 3.86 3.70 4.98 4.95 4.41 4.41 4.41 4.27 4.15 4.18 4.34 4.11 5.08 5.11 4.53 4.54 4.55 4.51 4.29 4.24
3.96
6.7 %
4.45 4.36 4.46 4.28 4.24 5.24 5.13 4.68 4.65 4.67 4.66 4.49 5% 4.3 %
1.19 %
4.58 4.44 4.30 5.17 4.85 5.74 4.83 4.83 4.60 4.58 4.49 4.73 4.71 4.53 4.43 5.32 5.04 4.85 4.93 4.98 4.81 4.76 4.92 4.90 4.68 4.73 4.69 5.46 5.22 5.06 5.13 5.21 4.96 5.04 4.90 5.02 4.94 5.64 5.38 5.19 5.26 5.36 5.11 5.15 30
40
C AR LOS NA VA R RET E MA TUS 2213-046 1.55 ha 1 2.500 C HILLAN Ñ UB LE OCTA VA
50
60
70
80
90
PLAN O D E U BIC AC ION
N
PREDIO RELOCA
5
20
PLANO ALTIMETRICO
RUTA
10
PROPIETAR I O: R OL : SUPERF ICI E : ESCA LA : C OMUN A : PROVINC IA : R EGION :
R EA LIZA DO POR:
CA TO
0
A
114
CHILLAN
RUT
A5
Río C a to
A COIHUEC O
100
Un plano en curvas de nivel permite determinar magnitud y sentido de la pendiente y situación del microrelieve. Esta información es necesaria para definir los sectores del potrero a nivelar. El estudio de "corte y relleno" permite determinar la cantidad de tierra a mover, los lugares de corte, los de relleno, su magnitud y la pendiente con que quedará el terreno despues de la nivelación.
NIVELACIÓN de SUELOS
2.57 2.22 2.25
5
NIVELACIÓN de SUELOS
5
7,0
6
6,0
5
5,0
4
4,0
3
3,0
2
2,0
G
1 D
0 1
2 3
4
5
6
7
G
1,0 E 0,0
A
1
8
Figura 28. Perfil topográfico antes de la nivelación.
Una vez realizado el estudio de cortes y rellenos, será necesario replantearlo en terreno, para lo cual se marcará en cada estaca del potrero las necesidades de corte o de relleno. En los lugares de corte, las estacas se pintan de color rojo y en las de relleno se pintan de azul. Además, se debe indicar la magnitud de cada uno. Aquellas estacas donde no es necesario cortar ni rellenar se dejan sin pintar. De esta forma, se podrá guiar de una forma racional el trabajo de la maquinaria. Un estudio de movimiento de tierra, incluyendo topografía y cálculo de cortes y rellenos, tiene un costo aproximado de $ 25.000/ha.
5. 2 . 4
115
Movimiento de tierra con maquinaria apropiada
Además del estudio de cortes y rellenos, existen dos factores importantes para el éxito de una nivelación de suelos: la selección de la maquinaria y la experiencia de los operadores. Para la nivelación de suelos se pueden usar las siguientes maquinarias:
5 .2.4. 1 .2.4.1
2
C 3
4
5
6
7
A 8
Figura 29. Perfil topográfico después de la nivelación.
Traílla
La máquina óptima para realizar trabajos de corte y relleno es la traílla agrícola, tirada por tractores con ruedas de goma. Existen muchos modelos, pero esencialmente la traílla es una máquina de autocarga y autodescarga, que corta el suelo con una cuchilla de profundidad regulable, acumulando la tierra en una suerte de estanque de capacidad variable, incorporado a la misma máquina (Foto 7). Una vez que el estanque se llena de la tierra cortada desde las áreas de corte, se acarrea hasta el lugar de "relleno", distribuyendo la tierra sobre el terreno hasta completar la magnitud deseada. La traílla es una máquina eficiente que permite trasladar tierra a distancia, sin pérdida de material y a una velocidad razonable. En corte, la velocidad de avance del tractor es del orden de 4 a 5 km/h. Durante el traslado y la operación de relleno ésta es del orden de los 20 a 25 Km/h. En la Figura 30 se presenta un esquema de la traílla en operación con tractor de transporte (A) y descarga o relleno (B).
NIVELACIÓN de SUELOS
116
7
5
NIVELACIÓN de SUELOS
5
117
Figura 30. Traílla en operación.
Fot o 7. Nivelación de suelos.
118
NIVELACIÓN de SUELOS
7. 2 . 4 . 2 M o t o n i v e l a d o r a En algunas circunstancias es posible usar una motoniveladora del tipo utilizado en los caminos. Las motoniveladoras son capaces de realizar una amplia variedad de trabajos, como nivelación de terrenos, mantenimiento de caminos, construcción de terrazas, construcción de camellones, construcción de zanjas, etc. Constan de una unidad motriz, una unidad de nivelación y un tren delantero. Son de autopropulsión, y la tracción se obtiene de un tren trasero, equipado con dos pares de ruedas de tándem. Este tipo de máquina se puede utilizar en condiciones de bajo movimiento de tierra (emparejamiento), donde las distancias de acarreo de tierra son mínimas, ya que el traslado de la tierra desde un punto a otro se realiza empujándola con la pala frontal, perdiéndose material y debiendo realizar la operación varias veces.
Figura 31. Motoniveladora.
5
NIVELACIÓN de SUELOS
5
En la zona central, hace unos 20 años se utilizaban bulldozers para nivelar suelos delgados y pedregosos. La labor consistía en retirar la capa del suelo más fértil y nivelar el subsuelo pedregoso. Esta labor es de un costo muy elevado y de resultado dudoso. Bajo estas circunstancias es necesario pensar seriamente en riegos presurizados, antes de utilizar una solución de la naturaleza indicada. En la Tabla 28 se indican los tipos de máquinas y las condiciones en que podrán ser utilizadas.
Tabla 28. Tipos y condiciones de uso de maquinarias para nivelación de suelos.
5. 2 . 6
119
Nota: los valores indicados en el cuadro, no incluyen petróleo ni pensión de los operadores.
Chequeo de la nivelación
Constantemente, durante la ejecución de la nivelación es necesario chequear si las máquinas están realizando los cortes y rellenos de acuerdo a lo programado, y si el terreno está quedando con una pendiente uniforme. Esta labor se realiza con nivel de ingeniero y se van midiendo las cotas con que van quedando cada una de las estacas en terreno.
120
En términos generales se puede considerar un costo aproximado de entre US$ 0,7 a 1 US$ por m3 de tierra a mover.
Afinamiento del microrelieve
Al término del proceso de nivelación se debe hacer un afinamiento que permita redistribuir la tierra y emparejar algunos puntos del terreno en el cual trabajaron las máquinas. El afinamiento se puede hacer con la misma traílla, con la cuchilla en posición vertical o bien con una microniveladora.
5. 2 . 6
Revisar si la nivelación fue adecuada
Finalmente se debe comprobar, con una topografía final, si la nivelación fue adecuada.
NIVELACIÓN de SUELOS
5. 2 . 5
7. 2 . 4 . 3 B u l l d o z e r
5
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
44
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
Isaac Maldonado I. Ingeniero Agrónomo MSc. Investigador Riego y Drenaje CRI Quilamapu, VIII Región Instituto de Investigaciones Agropecuarias
62
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
AUTOR
4
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
Í NDICE DE MA TERIAS MATERIAS
ÍNDICE
BOCATOMAS
4.2.1
Área de Inundación
4.2.2
Muros
4.2.3
Obras de aducción
4.2.4
Obras de entrega
4.2.5
¿Cuándo se justifica un acumulador nocturno?
4.2.6
¿Cómo se estima el tamaño del acumulador?
4.3
CONDUCCIÓN
4.3.1
Canales
4.3.2
Sistema de aducción californiano
4.3.2.1
Californiano fijo
Californiano móvil
4.3.4
Sifones y tubos rectos
4.4
DISTRIBUCIÓN
4.5
MOTOBOMBAS DE RIEGO PARA FINES DE REGADÍO
4.5.1
Componentes principales de una unidad de bombeo
4.5.2
Cálculo de presiones
4.5.3
Determinación de la potencia de la bomba
○
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○
ACUMULADORES NOCTURNOS
Mangas plásticas
○
○
4.2
4.3.2.2
○
○
4.1
4.3.3
○
○
○
○
○
○
○
82 85 88 90 93 93
○
○
98
○
○
102
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65 65 67 67 67 67 67 68
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○
68 71 71 76 76
ÍNDICE
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
64
INFRAESTRUCTURAS DE RIEGO
4
4
Pág.
4
63
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4
4
INFRAESTRUCTURAS DE RIEGO
4.1
BOCA TOMAS AT
Son estructuras ubicadas en la fuente que proporciona el recurso y tienen como función extraer los derechos que uno o más usuarios tienen en ese cauce. En gran porcentaje son rudimentarias y sólo proporcionan una asignación de derechos aproximada, especialmente aquellas que interceptan un cauce por medio de un muro de piedras que se construyen al inicio de cada temporada. Lo antes mencionado da una idea acerca de lo difícil que puede ser asignar los derechos que le corresponden a cada uno de los usuarios de dichos cauces por lo primitivo de estas obras.
Foto 2 2.. Bocatoma con control total del agua de entrada.
Considera las pérdidas en canales por concepto de evaporación, filtración, percolación y malezas que crecen en sus orillas. A esto se suman los robos de agua y también los desbordes o pérdidas por estructuras mal dimensionadas, en mal estado, etc. La magnitud de estas pérdidas se pueden expresar como el porcentaje de agua que sale o se pierde del tramo de canal que se desea evaluar respecto del caudal que ingresa a éste. La expresión matemática de este concepto está dada por: EC = Qr / Qc
( 17 )
Donde: EC = Eficiencia de conducción Qr = Caudal recibido en el predio Qc = Caudal captado en bocatoma Una condición que también afecta la recepción de un derecho de agua en el predio es que en la mayoría
de los casos la conducción de agua se realiza por cauces sin revestir y donde las pérdidas por infiltración llegan a ser considerables. En la tabla 14 se presenta la información que entregó una evaluación de la eficiencia de conducción en el río Ñuble. Tabla 1 4 . Pérdidas de agua por kilómetro de recorrido de 14 un canal de acuerdo al material sobre el que está construido.
Lecho del Canal Lecho de río Terraza de río Suelos agrícolas
Pérdidas por Kilómetro (%) 12.7 4.3 3.7
El estudio indica eficiencias de conducción distintas dependiendo de la ribera en que éste se encuentra (Tabla 15); la explicación corresponde al porcentaje del recorrido del canal que está excavado sobre lechos más o menos permeables.
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
Eficiencia de Conducción
66
65
4
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4
Sector Ribera Norte Ribera Sur
Eficiencia de conducción (%) 55.8 71.6
Promedio general
4.2
ACUMULADORES NOCTURNOS
Es normal que los derechos de agua de riego sean continuos y permanentes, lo que genera importantes pérdidas de agua para el predio durante las horas en que no se usa o bien cuando se riega en la noche dejando «el agua puesta». Una vía de solución es el uso de estructuras que permitan acumular el agua para, posteriormente, ser utilizada en las horas normales de riego. Para un óptimo aprovechamiento del acumulador, éste debe ser ubicado en un punto del predio que permita dejar bajo su área de influencia un 58% del predio al disponer de 14 horas de acumulación.
4.2.6
4.2.3 Obras de aducción: son aquellas que permiten conectar el acumulador con la fuente del agua y que incluye: Compuerta de derivación desde el canal alimentador. Vertedero de descarga automática para desviar el agua, una vez que el acumulador se ha llenado. Obra de ingreso del agua al acumulador que debe evitar el daño al muro por erosión. 4.2.4 Obras de entrega: se incluye la tubería que cruza el muro y permite entregar el agua a la red de canales del predio, además de la compuerta que regula la entrega.
¿Cómo se estima el tamaño del ac u m u l a d o r ? Estableciendo el caudal del cauce o los cauces que pueden alimentar al acumulador.
Cuando: Se tienen derechos de agua continuos y permanentes.
68
4 . 2 . 1 Área de inundación: sector en el cual se acumulará el agua durante las horas en que el agua no se use en riego. De ésta es de donde se tiende a extraer el material para la construcción de los muros. 4 . 2 . 2 Muros: por razones de costos éstos son construidos de tierra. Tienen forma trapezoidal con taludes interiores de 2 a 2,5 : 1 y exteriores de 1,5 a 2 : 1, dependiendo de la calidad del material disponible.
61.1
¿Cuándo se justifica un a cumulador nocturno?
Partes que conforman un acumulador nocturno:
Se desea evitar el riego nocturno.
Definiendo las horas de no riego en las que las aguas se acumularían.
Hay un alto costo de la mano de obra por pago de hora extras.
Definiendo si interesa que esta obra, a su vez, acumule durante los fines de semana.
El caudal de agua que se desea acumular justifica económicamente la inversión. Se dispone de una conformación topográfica que reduzca los costos de construcción, permitiendo una buena relación entre volumen de suelo movido para su construcción respecto del volumen de agua acumulada.
Ejemplo: En la Tabla 16 se entrega la información recopilada para el cálculo del volumen de acumulación en una obra de esta naturaleza.
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4.2.5
Tabla 1 5. Eficiencia de conducción para los canales de la 15 ribera norte y sur del río Ñuble.
4
67
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4
Tabla 1 6 . Información requerida para dimensionar un 16 acumulador nocturno. Información del predio. 30 acciones En este predio la acción equivale a 1.3 l/s Modalidad de acumulación Horas de riego 10 Tiempo de acumulación día de 14 Acumulación nocturna semana Tiempo de acumulación durante 42 horas De las 14 horas del el fin de semana. Sábado a las 8AM del Lunes Caudal disponible
Volumen de agua a acumular (V) V(m3) = NAc x Qac x 3.6 x NH Donde: NAc = número de acciones Qac = Caudal de la acción (L/s) NH = N° de horas de acumulación
70
Acumulador nocturno y de fin de semana: V(m3) = 50 (acc)x 0.9 (L/s) x 3.6 x 42 horas V = 6.804 m3
El costo de un acumulador nocturno y de fin de semana se incrementa en la medida que se aumenta su capacidad. Para estandarizar un costo tipo, se presenta la información de la Tabla 17, extractada del documento "Manual de Obras Menores de Riego, 1996" publicado por INDAP. Las condiciones de diseño que se asumieron en el cálculo son: La superficie es plana con pendiente longitudinal del 3% y nula en el sentido transversal. La forma es rectangular. La pendiente del muro tiene un talud de 2,5:1 interior y de 2:1 exterior.
Item
Unid.
Cant.
Camino acceso c/Bulldozer Escarpe zona muro Zanja diente fundación Eliminación piedras diente de fundación Relleno diente de fundación Compactación diente de fundación Placa compactadora Retroexcavadora (tapado y compactación) Zanja tubería de salida Relleno compactado terraplén Flete retroexcavadora Flete bulldozer Subtotal tranque Decantador Obra de entrada Obra de salida Subtotal IVA sobre Subtotal Topografía, diseño y supervisión obras Gastos generales e imprevistos
Hr m³ m³ JH JH JH Día m³ m³ m³ Gl Gl
4 53 34 3 3 3 2 50 8 2450 1 1
25.000 1.200 2.000 5.000 5.000 5.000 5.000 1.100 1.950 620 15.000 40.000
U U U
1 1 1
70.000 65.000 115.000
% Gl %
18 1 5
Total
Precio ($)
Total ($)
2.181.200 300.000 2.181.200
10.000 63.600 68.000 15.000 15.000 15.000 10.000 55.000 15.600 1.519.000 15.000 40.000 1.931.200 70.000 65.000 115.000 2.181.200 392.616 300.000 109.060
$ 2.982.876
Fuente: INDAP. Manual de pequeñas obras de riego. Valor de la U.F. al día 30/10/99, $ 149.976,02.
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
Tabla 1 7. Costos para la 17 construcción de un acumulador nocturno de 1000 m³.
(18)
Acumulador nocturno V(m3) = 50 (acc) x 0.9 (L/s) x 3.6 x 14 horas V = 2.268 m3
4
69
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4.3 4.3.1
CONDUCCIÓN
Forma o sección de un canal
Canales
En la Figura 10 se presentan las secciones más comunes empleadas en la construcción de canales de regadío:
Corresponde a un conducto que permite la circulación libre del agua en el entendido que se disponga de una pendiente suficiente para que se produzca dicho movimiento.
4
h
h
b
b
Rectangular
Trapezoidal
r
z
Semicircular
Figura 10 10.. Representación de la sección de un canal rectangular trapezoidal y semicircular.
Rectangular: de paredes verticales, se utiliza cuando el material con el que está construido es suficientemente firme como, para que no se produzca el derrumbe de sus paredes. Es normal en canales de concreto armado o cavado en roca dura.
Foto 3 3.. Canal matriz
Base (b): corresponde al ancho del fondo del canal (m). Tirante ((d d): corresponde a la profundidad o tirante del canal (m).
Semicircular: es la sección más eficiente en cuanto al volumen de agua conducido respecto del área de contacto con el agua (perímetro mojado) y, por lo tanto, el que menor cantidad de material utiliza en su construcción, y a su vez genera las menores pérdidas por infiltración.
72
Sección o área del canal (A): equivale al área total del canal que se define de acuerdo al diseño que éste tenga. Dependerá del material sobre el cual se construya (m 2). A = b * d + z * d2
(19)
Diseño d e c anales t rapezoidales Dado que la sección de canal más utilizada es la trapezoidal, se entrega, a continuación, la siguiente pauta de diseño. Talud (z): equivale a la relación en la que se inclinan las paredes del canal, en función de su profundidad. En la figura 10, el talud z = 0.5 significa que la boca del canal se abre hacia ambos lados en una magnitud igual a 0.5 veces la altura (adimensional).
Tabla 1 8. Taludes recomendables para canales según la 18 naturaleza del material en que se construye. Material Roca firme Hard-pan duro. Roca con fisuras Grava cementada. Arcilla y hard-pan ordinario Arcilla con grava. Suelos francos Limo arcilloso Suelos francos con grava Suelos franco - arenosos Suelos muy arenosos
Talud ¼ :1 ½ :1 ¾ :1 1 :1 1 :1 1½ : 1 2 :1 3 :1
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
tras más arenoso sea el suelo, menor deberá ser la pendiente de la pared del canal.
Trapezoidal: es el más utilizado en canales de tierra. El talud del canal dependerá de la textura del suelo: mien
4
71
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4
Caudal (Q): equivale al volumen de agua por unidad de tiempo que se conduce por el interior de un canal (m3/s, L/s). Q (m 3/s) = V (m/s)
x
A (m²)
La pendiente longitudinal del canal (S). Corresponde al gradiente topográfico con que se ha construido o se desea construir el canal.
V = velocidad de escurrimiento (m/s) A = área de escurrimiento (m²)
Tabla 1 9 . Fórmulas para determinar el área (A) y el Perí19 metro mojado (P) en canales trapezoidales y rectangulares.
La velocidad, de acuerdo a la ecuación de Manning es igual a: V (m/s) = 1/n * R 2/3 * S 1/2 (21) El Radio hidráulico está dado por R = A / P
Parámetro Area Perímetro mojado
Donde R = Radio hidráulico (m) P = Perímetro mojado.
74
Tabla 20 20.. Velocidades permitidas (m/s) en canales, según el material en que se construye y el tipo de material que transporta el agua.
(23) (24)
Una alternativa que permite obtener la mejor relación entre la base y la altura del canal, es hacer el diseño con máxima eficiencia que se obtiene con la siguiente relación:
(22)
= base del canal = tirante del canal = ángulo de inclinación de las paredes del canal
Canal Rectangular Canal Trapezoidal A=b*d A = b * d + z d2 P = b + 2d P = b + 2d * (z2 + 1)
b / d = 2 tg ( α / 2)
MATERIAL DE EXCAVACIÓN DEL CANAL Arena fina (no coloidal) Material Franco arenoso (no coloidal) Material franco limoso (no coloidal) Limos aluviales (no coloidales) Material Franco arenoso firme Cenizas volcánicas Grava fina Arcilla firme (coloidal) Material franco bien proporcionado Limos aluviales (coloidales) Material limoso o cascajoso bien proporcionado Cascajo grueso Piedras redondeadas Arcillas compactas
MATERIAL QUE TRANSPORTA EL AGUA Aguas Aguas que Aguas con limos claras transportan limo coloidales, arenas, coloidal fragmentos de rocas 0.45 0.75 0.45 0.50
0.75
0.60
0.60
0.90
0.69
0.60
1.10
0.60
0.75
1.10
0.70
0.75 0.75 1.15
1.10 1.50 1.50
0.60 1.15 0.90
1.15
1.50
1.50
1.15
1.50
0.90
1.20
1.70
1.50
1.20 1.50
1.80 1.70
1.95 1.95
1.80
1.80
1.50
(25)
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
α
(20)
Donde:
Donde: b d
El valor de P se obtiene de la sección del canal y equivale a la longitud total de las paredes que están en contacto directo con el agua. Para una misma área de canal, un valor menor de perímetro mojado indica un diseño de canal más eficiente.
4
73
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4
Pendiente 0.5 %. Caudal (l/s) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 140 160 180 200 300 400 500
Talud ¼ : 1 y n = 0.045 Base del Tirante del Velocidad canal (m) canal (m) (m/s) 14.3 22.3 0.27 18.5 28.9 0.32 21.6 33.7 0.36 240 37.5 0.38 26.1 40.8 0.40 28.0 43.7 0.42 29.6 46.3 0.44 31.2 48.7 0.45 32.6 50.9 0.47 33.9 52.9 0.48 36.3 56.6 0.50 38.4 60.0 0.52 40.4 63.1 0.54 42.2 65.9 0.56 43.9 68.6 0.57 51.1 79.9 0.63 57.0 89.0 0.68 61.9 96.7 0.72
Sistema de Aducción Californiano
La tendencia actual en sistemas de conducción, es el uso de sistemas de tubería que funcionen a baja presión. En estos sistemas se pueden utilizar mangas de polietileno o tuberías de PVC agrícola clase 2. 4.3.2.1
76
Talud 1 : 1 y n = 0.030 Base del Tirante del Velocidad canal (m) canal (m) (m/s) 12.2 10.1 0.37 15.9 131 0.44 18.5 15.3 0.48 20.6 17.0 0.52 22.4 18.5 0.55 23.9 19.8 0.57 25.4 21.0 0.60 26.7 22.1 0.62 27.9 23.1 0.63 29.0 24.0 0.65 31.1 25.7 0.68 32.9 27.3 0.71 34.6 28.7 0.73 36.2 29.9 0.75 37.6 31.1 0.77 43.8 36.3 0.86 Velocidad erosiva Velocidad erosiva
Talud 2 : 1 y n = 0.0275 Base del Tirante del Velocidad canal (m) canal (m) (m/s) 10.6 6.0 0.36 13.7 6.5 0.43 16 7.5 0.48 17.8 8.4 0.51 19.3 9.1 0.54 20.7 9.8 0.57 21.9 10.4 0.59 23.1 10.9 0.61 24.1 11.4 0.63 25.1 11.8 0.64 26.8 12.7 0.67 28.4 13.4 0.70 29.9 14.1 0.72 31.2 14.8 0.75 32.5 15.4 0.77 37.8 17.9 0.85 Velocidad erosiva Velocidad erosiva
Componentes del s istema En la figura 11 se presenta un esquema del sistema de distribución denominado californiano fijo, mostrando sus componentes principales.
Californiano Fijo
Básicamente el sistema consta de una tubería de conducción enterrada, normalmente de PVC agrícola, que se ubica en la cabecera del paño a regar. El agua es distribuida a los surcos de riego mediante tubos elevadores que permiten sacar el agua a la superficie del suelo.
CÁMARA REGULADORA DE PRESIÓN
PRESIÓN ENTRADA 10-20 cm. ALTURA DE AGUA
VÁLVULA TIPO ALFALFA
ELEVADOR
VÁLVULA ALFALFA (O BIEN BETA) TUBERÍA EN CONDUCCIÓN
CÁMARA TERMINAL ∅ 200-250 mm
Figura 11 11.. Esquema general del sistema de aducción californiano fijo.
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4.3.2
Tabla 2 1. Valor de diseño de la base y tirante de canales trapezoidales, 21 para diferentes caudales calculados por el sistema de máxima eficiencia.
4
75
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4
Pendiente (%) 0.1 0.2 0.4 0.7 1.0 1.3 1.6 1.9 2.2 2.5 2.8
Tabla 22 22.. Características de conducción de tuberías en función de la pendiente del terreno.
Caudal (L/s) ∅ 200 ∅250 12.0 21.5 17.5 31.3 25.4 45.5 34.4 61.6 41.7 74.7 48.0 86.0 53.8 96.2 59.0 105.6 63.9 114.2 68.5 122.4 72.7 130.2
Velocidad (m/s) ∅ 200 ∅250 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.1 1.3 1.4 1.6 1.6 1.8 1.8 2.0 1.9 2.2 2.1 2.4 2.2 2.6 2.4 2.8
Fuente: Boletín Riego Californiano (Vinilit).
Para velocidades superiores a 2 (m/s), se debe tomar precauciones en el diseño hidráulico. La tubería de conducción se ubica en la cabecera del sector a regar y debe enterrarse a unos 80 cm de profundidad. Para ello es necesario construir una zanja con el fondo plano, es decir sin aristas de piedras que puedan ANCHO DE LA ZANJA: DIAMETRO TUBO + 30 CM romper la tubería y que, en general, mantenga una pendiente uniforme. Si el subsuelo es muy pedregoso, será necesario colocar un encamado de RELLENO FINAL arena. Las características de la zanja se presentan en la figura 12. más de 30 cm
RELLENO INICIAL
EJE DE TUBERIA RELLENO LATERAL
Figura 12 12.. Características de una zanja para tubería de conducción.
TUBERIA TUBERIA
ENCAMADO (10 - 15 cm.)
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
78
Tubería de conducción onducción.. Corresponde a una tubería de PVC agrícola, clase 2 de 200 a 250 mm de diámetro. El diámetro de la tubería depende de las pérdidas de carga al interior de los tubos, de la pendiente del terreno y del caudal que se desea movilizar. En la Tabla 22 se presenta la capacidad de conducción de las tuberías en función de la pendiente del terreno.
4
77
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4
Elevadores Elevadores.. Corresponden a tubos de PVC sanitario de 75 mm de diámetro. Estos elevadores se conectan a la tubería de distribución a través de una perforación que se realiza en la tubería de PVC, con una broca del tipo sierra copa de 83 mm. El orificio se protege con una goma especial (goma agrícola) para evitar filtraciones, y se inserta el tubo de 75 mm. La longitud del elevador debe ser tal que llegue hasta la superficie del terreno y permita la colocación de la válvula de huerto y de la campana de distribución distribución, como ELEVADOR Y CAMPANA se muestra en la fiDE DISTRIBUCIÓN gura 13.
La válvula de huerto permite regular la cantidad de agua que sale por cada elevador y la campana permite distribuir agua entre diferentes surcos En el caso de los huertos frutales y de las viñas se coloca un elevador frente a cada hilera de plantas. En caso que se utilice este sistema en cultivos anuales hilerados, los elevadores deben ser colocados a una distancia que permita regar varios surcos desde una misma salida.
VÁLVULA DE HUERTO
Figura 13 13.. Esquema de disposición de válvula y campana de distribución.
TUBO AGRÍCOLA Ø 200-250
Cámara de carga . Para conducir el agua a través de las tuberías, es necesario tener, a la entrada del sistema, una carga de agua de unos 30 a 40 cm por sobre la superficie del terreno. Para lograr esto es necesario contar con una cámara de carga o de entrada que, normalmente, se construye de ladrillos.
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
Figura 14: Cámara de carga
ELEVADOR TUBO PVC Ø 75
ANILLO (GOMA AGRÍCOLA)
Las características que debiera tener esta cámara se presentan en la Figura 14.
80
CAMPANA DE DISTRIBUCION REGULABLE
4
79
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
Cámara reguladora de presión presión.. Según la pendiente del terreno, cada cierta distancia se debe colocar cámaras que regulen la presión y permitan hacer funcionar un sector de riego dentro de una misma tubería de conducción. Estas cámaras se construyen de ladrillos o bien corresponden a tubos de cemento de 600 mm. En su interior llevan una válvula alfalfa que permite cortar total o parcialmente el paso del agua entre diferentes tramos de la tubería de conducción y facilitar la salida de agua por los tubos elevadores. Figura 15
4 82
Figura 15 15.. Cámara reguladora de presión.
Californiano Móvil
En este sistema, la acequia en la cabecera es reemplazada por una tubería de PVC de 200 mm de diámetro. El agua se entrega a los surcos por medio de pequeñas compuertas que se regulan, por apertura o cierre, permitiendo controlar el caudal que se aplica a cada surco. Figura 16 Este sistema se denomina móvil porque, una vez terminado el riego de un sector, la tubería se traslada al sector que se va a regar a continuación.
Componentes del s istema El sistema está compuesto de tuberías de PVC agrícola clase 1.6 de 200 mm de diámetro, unidas entre sí. En la unión de las tuberías va una goma que permite un rápido acoplamiento y desacoplamiento de los tubos. Esta goma sella la unión, producto de la presión del agua en el tubo. Al no existir presión en la tubería, las gomas posibilitan un fácil desacople de los mismos, para así movilizar el sistema a la cabecera del cuartel siguiente.
CÁMARA DE ENTRADA
CONECTOR DE CÁMARA
GOMA FLEXIBLE DE ACOPLE RÁPIDO
COMPUERTAS REGULABLES
TUBERÍA CLASE 1.6 PORTÁTIL
TAPÓN TERMINAL
Figura 16 . Esquema de un sistema de aducción californiano móvil.
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4.3.2.2
81
4
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4
Los tubos utilizados son de PVC, clase 1.6 de 200 mm de diámetro. Anualmente deben ser pintados con óleo blanco para protegerlos de la radiación solar. La tubería lleva una compuerta regulable frente a cada surco o grupo de surcos. Estas compuertas permiten controlar el caudal que se entrega a los surcos. Para no encarecer demasiado el sistema, se recomienda que cada tubo lleve, como máximo, 4 a 5 compuertas regulables, cada una de las cuales alimentará a 2 ó más surcos. Al final de la serie de tubos es necesario colocar un tapón terminal, para generar presión en el interior de la tubería y evitar la fuga en la parte posterior de la misma. Para la colocación de las compuertas regulables es necesario cortar con una sierra ventanas en el tubo de 6,8 x 3,3 cm, e introducir la compuerta (Figura 17).
Tabla 23 23.. Efecto de la pendiente y caudal sobre la longitud máxima de tuberías
84
Longitud máxima de tubería (m) diámetro 200 (mm) 217 434 650 100 200 300 60 120 178
Caudal L/s
20
30
40
Figura 1 7. Esquemas en relación con la instalación de las 17 compuertas.
Captación de Agua Para conducir el agua a través de las tuberías es necesario tomarla desde una acequia. La carga de agua debe ser de 20 a 40 cm por sobre la boca de los tubos. Para tomar el agua es necesario contar con una cámara de entrada como la que se presentó en la figura del sistema californiano fijo, la que normalmente se construye de ladrillo. Se necesitarán tantas cámaras de entrada como cabeceras de riego existan en el predio.
Pendiente cabecera Pérdida por fricción (%) (%) 0.5 1.0 1.5 0.5 1.0 1.5 0.5 1.0 1.5
0.23
0.5
0.84
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
La longitud máxima de tuberías que se puede alcanzar para que el sistema funcione con presiones adecuadas, depende de la pendiente del terreno y del caudal que ingrese a la tubería. La longitud máxima de tubería en función del caudal y la pendiente del terreno se presenta en la tabla 23.
83
4
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4
4.3.3
Mangas Plásticas
El sistema de mangas puede ser utilizado con dos fines. Por una parte para conducir agua desde un punto más alto a otro más bajo del potrero, sin que interfieran las irregularidades del terreno y, por otra, para distribuir el agua a los surcos de riego. Para la conducción de agua se usan mangas de polietileno de 0,25 mm de espesor y de un diámetro variable que depende del caudal que se desea conducir, como se señala en la Tabla 24.
85
Foto 4 4.. Mangas Plásticas.
Pendiente (%) 0,2 0,5 1,0 1,5
86
200 mm 10 17 25 30
300 mm 30 50 70 90
400 mm 60 110 155 190
Captación de a gua Las mangas se alimentan directamente desde el canal o la acequia. Para que funcionen adecuadamente se debe asegurar que exista una carga de agua de unos 20 a 40 cm por sobre la boca de la manga. (Figura 18)
La salida de agua se controla colocando tapas plásticas especiales, que se venden en el comercio.
Figura 18 18.. Uso de manga plástica.
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
Tabla 2 4 . Capacidad aproximada (L/s) de conducción en 24 mangas de plástico de diferentes diámetros con relación a la pendiente del terreno.
4
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
Para sacar el agua de la acequia se atraviesa con un tubo de diámetro similar al de la manga y se detiene el caudal con una manta, poncha o compuerta, tal como se muestra en la figura 19. De esta forma se genera una carga de agua que permite la operación del sistema. También se puede usar una cámara de carga o de entrada, similar a la utilizada en el sistema californiano móvil.
87
4
En caso de que los recorridos sean muy largos y la presión sobrepase los 50 y 60 cm, es necesario colocar cámaras reguladoras de presión. Estas cámaras se construyen utilizando un tambor metálico de 200 litros. En su parte inferior se sueldan tubos de latón a los que se ajustan las mangas como se presenta en la Figura 20.
88
Figura 20 20.. Esquema de cámara reguladora de presión.
Estas cámaras también pueden ser utilizadas como cámaras de distribución, de la cual derivan mangas en diferentes sentidos.
4.3.4
ubos R ect os Sif ones y TTubos Sifones Rect ectos
Otra forma de entregar agua a los surcos de riego, es a través de sifones o tubos rectos, de diámetro variable. Los sifones corresponden a tubos plásticos en forma de "U" invertida que permiten sacar agua desde las acequias sin necesidad de romperlas. En el caso de los tubos rectos, es necesario que éstos atraviesen las acequias. En ambos casos se requieren acequias de gran sección y de pretiles elevados por sobre el nivel del terreno, lo que implica gran pérdida de superficie, por lo que resulta recomendable utilizar alguno de los métodos presentados anteriormente.
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
Cámaras r eguladoras de p resión
Figura 19 19.. Esquema de captación de agua.
4
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
89
Foto 5 5.. Uso de sifones.
4 Marcos
90
DISTRIBUCIÓN
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4.4
P artidores
Son utilizados para dividir el cauce de un canal en forma proporcional a los derechos de sus propietarios. Se trata de una estructura rígida y, por lo tanto, difícil de modificar si se necesita alterar la relación de caudales entre los regantes, a no ser que se defina demoler una parte o la totalidad de ella. Se pueden construir de madera, ladrillo o concreto armado. Las siguientes figuras presentan los marcos partidores más usados en Chile.
Figura 21 21.. Marco partidor de barrera rectangular.
4
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4
91
Figura 22 22.. Marco partidor de barrera triangular.
El diseño de un marco partidor debe ser hecho por un profesional con conocimientos de hidráulica.
92
Figura 23 23.. Marco partidor de boquera lateral. El marco partidor de boquera lateral que se presenta en la figura 23 se recomienda cuando el caudal del pasante es muy pequeño y, por ello, muy susceptible a la presencia de ramas u otros objetos que afectan la repartición.
Asegurar que el caudal, en el ingreso a la estructura, sea uniforme en el sentido transversal y en profundidad, que no existan ramas u obstáculos que lo desvíen hacia un costado u otro, que esté limpio de malezas y basuras en el sector donde se produce la división (aguja) ya que cualquier alteración en este punto afectará con mayor probabilidad al cauce saliente menor. El material utilizado en la construcción debe asegurar que las dimensiones y forma de éste no se alterarán cuando entre en funcionamiento.
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
Consideraciones
4
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4
4.5
MOTOBOMBAS PARA FINES DE REGADÍO
4.5.1
Componentes principales de una Unidad de Bombeo
Succión: está compuesto por la tubería que conecta a la motobomba con la fuente de agua. En éste se encuentran los siguientes elementos: Chupador Chupador:: corresponde al extremo de la tubería dentro del agua. Normalmente lo conforma un canastillo que evita el ingreso de partículas sólidas que pueden dañar la bomba. Válvula de pie: válvula que impide que el agua vuelva hacia atrás cuando la motobomba está detenida.
Bomba: ésta se compone de: Block: que en su interior contiene el rodete. Rodete: elemento que, al girar accionado por el motor, produce un vacío en el centro que genera la succión. Asimismo, con sus álabes le entrega la presión para que el agua sea impulsada hacia el punto de descarga. Motor: responsable de accionar todo el sistema. La energía puede obtenerse de la electricidad o, al ser de combustión, de la bencina o del petróleo. Descarga Descarga: constituida por la tubería de salida y por los elementos de control que sea necesario instalar.
Unión americana: permite separar el sistema de succión para reparación o inspección de su funcionamiento.
94
Foto 6. Esquema tipo de una unidad de bombeo.
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
Para riego localizado, generalmente se utilizan bombas de tipo centrífuga horizontal, con impulsor vertical conectado a un eje horizontal. Este tipo de bombas succiona agua dentro de sus propulsores, a través del giro rápido de éstos accionados por un motor eléctrico. Esta fuerza centrífuga le imparte una velocidad importante hacia afuera al agua, la que se conduce por el tubo de descarga. En la Figura 24 se presenta el esquema de una bomba centrífuga utilizada en riego.
4
93
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4
del motor, tuberías y fundiciones de la bomba.
DETALLE DE UN IMPULSOR TUBERÍA DE DESCARGA
TUBERÍA DE DESCARGA
CARCAZA
IMPULSOR CARCAZA MOTOR EJE
TUBERÍA DE SUCCIÓN
No se producen sobrecargas en el motor al aumentar la altura de elevación, dentro del rango especificado.
ALABE
El caudal elevado y la altura de elevación dependen de la velocidad, diámetro y ancho del impulsor.
IMPULSOR TUBERÍA DE SUCCIÓN
Figura 2 4. Esquema de bomba centrífuga. 24. Este tipo de bombas posee las siguientes características de funcionamiento: El flujo de agua es suave y uniforme, lo cual es conveniente, tanto para su vida útil, como para la
La potencia requerida está en función del caudal, altura de elevación y eficiencia de la bomba. Si la velocidad se mantiene constante, el caudal disminuye a medida que aumenta la altura de elevación y la potencia requerida es menor.
96
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
Si la velocidad se mantiene constante, al disminuir la altura de elevación aumenta el caudal y la potencia consumida. Existen situaciones en las cuales, por problemas de eficiencia de operación o por un diseño determinado, se aconseja el empleo de más de una bomba. Cuando se requiere aumentar la presión del sistema, se puede utilizar bombas instaladas en serie. Asimismo, cuando se requiere aumentar el caudal, se puede utilizar bombas en paralelo. En la Figura 25 se presenta la curva característica de una bomba tipo. Se puede apreciar que mientras menor es el caudal que levanta, mayor es la presión a la cual hace dicho trabajo. Diam. Entrada Salida Imput Output Diam
Velocidad Nominal Nominal Speed
2” X 11/2”
2900 1/min
Oferta:
Item
Modelo Type
N 620 N 0495
PA
4
95
Q (cm3/h)
160
170
40
180
Caudal Capacity
10
0
190
200
200
150
30
150
600
160
170
40
180
50
n%
55
30
500
97
20
300
10 0 0
5
0
10
NPSH
Potencia Imput Power
5
10
0
0
0
10
20
30
40
50
60
0
H (m.c.a.) Altura Head
N (hp)
En el cuadro superior de la Figura 25, se aprecian unos valores representados como η% que corresponden a la eficiencia de la bomba para realizar este trabajo. Este aspecto debe limitar la selección de la bomba a aquella que realice el trabajo con la mayor eficiencia. En el cuadro inferior de la Figura 25 se representa la potencia que requiere la bomba para realizar el trabajo necesario. Es así que para elevar los 3,1 L/s a una altura de 39 metros de columna de agua (m.c.a), se necesita una bomba de rodete de 170 mm de diámetro con motor de 2.900 RPM, tal como se muestra en el cuadro. La potencia necesaria para realizar este trabajo está indicada por la Curva de Potencia, donde se aprecia que se necesitan aproximadamente 4,5 HP para la realización del trabajo. Para hacer partir una bomba, se requiere una mayor potencia que la necesaria cuando ésta entra en régimen. Así, para el caso del ejemplo, el motor debería ser, por lo menos, de 7 HP. El tercer cuadro de la Figura 25, (NPSH) representa la presión que utiliza la bomba para poder succionar el agua a impulsar, lo que indicaría la diferencia máxima entre el espejo de agua y la bomba, considerando, ade-
NPSH (m.c.a.)
20
100
30
10
200
50 40
50
20
56 55
55
100
57
400
57
58
58
150
700
190
200
200
800
50
50
20
30
0
5
Q (l / min)
0
50
100
H (ft) 150
10
Q (m3 / ha)
Q (U. S. gpm)
N (KW)
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
El fabricante se reserva el derecho de modificar dimensiones y características sin previo aviso.
Figura 2 5. Curva característica de una 25. bomba tipo.
más, las pérdidas de carga. Si se considera que las bombas no pueden succionar más que la presión atmosférica (10 m.c.a.), en el ejemplo se debe realizar la siguiente operación, para determinar la altura a la que debe quedar instalada la bomba. Caudal (m³/hr) 11 NPSH (mca) según tabla 1,5 Altura de la bomba 10 - 1,5 = 8,5 Pérdida de carga (mca) 0,2 Margen de seguridad (mca) 2 Altura ideal de la bomba con relación al espejo de agua 6
4.5.2
Cálculo de Presiones
La presión de trabajo de la bomba corresponde a la Altura Dinámica Total o carga manométrica a la que tiene que levantar el caudal requerido. La altura dinámica total está compuesta por varias alturas parciales y pérdidas de carga que se producen en el sistema, las cuales, se representan en la Figura 26.
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
98
NPSH (ft)
4
Las curvas características están basadas para viscosidad cinemática - 1 mm2/3 y densidad 1000kg/m3. Tolerancia según ISO 2548 clase C.
4
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4
99
Figura 2 6. Detalle de presiones o alturas requeridas para un sistema de riego. 26.
100
Presión de trabajo o de descarga: corresponde a la presión necesaria para que el emisor (gotero, microaspersor o cinta) funcione descargando el caudal para el cual fue diseñado (caudal nominal).Para el caso de los goteros autocompensados esta presión es de 10 m.c.a., en tanto que los microaspersores requieren presiones mayores a 15 m.c.a. y al utilizar cintas de riego, la presión no debe sobrepasar los 7m.c.a. Pérdida de carga: corresponde a la presión necesaria para vencer las fuerzas de roce que se generan en las tuberías, filtros y accesorios por la circulación del agua. La altura dinámica total, es el reflejo del dimensionamiento realizado de la red de tuberías del sistema, por lo cual tiene un alto grado de importancia para el éxito de éste.
La presión que debe proporcionar una motobomba de riego (H) para elevar un cierto caudal será la sumatoria de las presiones parciales que requiera el sistema. H = hf + hm + he + hs (26) Donde: hf = Pérdidas de carga por fricción he = Diferencia de cota entre la fuente y el punto de entrega del agua hs = Presión requerida por el sistema de riego hm = Pérdidas de carga menores Para calcular hf se puede recurrir a la fórmula de Hazen y Williams que se expresa como sigue: Hf = J * L Donde: L = Longitud de la tubería (m) J = Pérdida de carga por metro de tubería (m)
(27)
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
Altura estática total: corresponde a la diferencia de cota entre el nivel de abastecimiento de agua y el nivel del agua en el punto de descarga (altura de elevación + altura de succión).
4
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
J = Q 1.85 / ( (0,28 * C) 1.85 * D 4,86))
Q = Caudal (m3/s) D = Diámetro interior de la tubería (m) C = Coeficiente de rugosidad de Hazen y Williams (Tabla 25) Para calcular las pérdidas de carga menores se recurre a la siguiente ecuación: Hm = (K * V 2) / 2g
(29)
Donde: V = velocidad del agua (m/s) g = Aceleración de gravedad (9.8 m/s) K = Coeficiente de resistencia (adimensional) Tabla 26 Tabla 25 . Valores del coeficiente "C" de Hazzen y Williams para diferentes materiales.
4
Material PVC Acero Asbesto cemento Hormigón vibrado Plástico corrugado Polietileno
Determinación de la Potencia de la Bomba
C 150 140 135 130 125 120
Tabla 26 26.. Valores de los coeficientes K para diferentes singularidades.
Accesorio Codo 90° Válvula de pie Llave de compuerta abierta 25% Llave de compuerta abierta 50% Llave de compuerta abierta 75% Llave de compuerta abierta 100% Válvula de globo abierta Válvula de no retorno Contracción brusca Diámetro entrada /diámetro salida 0,25 Diámetro entrada /diámetro salida 0,25 Diámetro entrada /diámetro salida 0,25 Tee Codo 45° Codo cuadrado
Coeficiente K 0.90 2.50 24.00 5.60 1.15 0.19 10.00 2.50 0.42 0.32 0.19 1.80 0.42 1.80
de presión de trabajo y se ubica a 35 m de altura, para lo que se tiene un recorrido de la tubería de conducción de PVC de 140 m y cuyo diámetro es de 63 mm.
Está dada por las ecuaciones siguientes: HP = Q * H / (75 * ef)
(30)
o también como: KW = Q * H / (102 * ef)
102
Cálculo de hf Q = 5 L/s = 0.005 m3/s
(31)
Donde: HP = potencia consumida por la bomba en HP KW = potencia consumida por la bomba en KW Q = Caudal elevado (L/s) H = Presión manométrica total o presión total (m) ef = Eficiencia de la bomba, 0< ef <1
Determinación del diámetro interior de la tubería (D) D = 63 mm - (1.9 * 2 ) = 59.2 mm (con PVC clase 6) Determinación de las pérdidas por fricción (J) J = Q/ (( 0.28 * C)1.85 * D4.86) C = 150 para PVC
Ejemplo: J = 0.0051.85 /( (0.28 * 150)1.85 * 0.05924.86) Calcular una motobomba con 80% de eficiencia que eleve 5 L/s a un cabezal de goteo que requiere 25 m
J = 0.051 (m/m)
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4.5.3
(28)
4
101
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
4
hm = < (k codo * V 2) / (2 * g) + (k codo * V 2) / (2 * g) + (k Válvula pie * V 2) / (2 * g) + (k Valv retención * V2) / (2 * g) + (k llave paso * V 2) / (2 * g)
hf = 0,051m /m * 140 m hf = 7,14 m
hm = (0.9 * 1.822) / (2 * 9.8) + (0.9 * 1.822) / (2 * 9.8) + (2.5 * 1.822) / (2 * 9.8) + (2.5 * 1.822) / (2 * 9.8) + (0.19 * 1.822) / (2 * 9.8)
Cálculo de hm hm = 1,18 m Para este cálculo se debe determinar lo siguiente: Cálculo de H
103
K Singularidad
Aspiración
Elevación
Codo de 90° Válvula de pie Válvula de retención Llave de compuerta (100%)
0.90 2.5 -
0.90 2.5 0.19
H = hf + hm + he + hs H = 7.14m + 1.18 m + 35 m + 25 m H = 68,32 m Cálculo de la potencia de la bomba (HP)
Q=V*A V=Q/A V = 4 * Q/ ( pi * d2) V = 4 * 0.005/ (3.1416 * 0.05922) V = 1.82 m/s
HP = Q (L/s) * H (m) / (75 * ef) HP = 5 * 68.3 / (75 * 0,80) HP = 5,7
INFRAESTRUCTURA de RIEGO
104
hf = J * L L = 140m
4
PROGRAMACIÓN de RIEGO
33 Samuel Ortega P. Ingeniero Agrónomo PhD Profesor Riego y Drenaje Facultad de Agronomía Universidad de Talca
52
PROGRAMACIÓN de RIEGO
AUTOR
PROGRAMACIÓN de RIEGO
3
PROGRAMACIÓN DE RIEGO
○
○
○
○
○
3.1
FRECUENCIA DE RIEGO
3.2
DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE RIEGO
3.3
CONTROL DE LA PROGRAMACIÓN A TRAVÉS DEL USO DE TENSIÓMETRO
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
55 55 57 57
PROGRAMACIÓN de RIEGO
54
3
Pág.
ÍNDICE
PROGRAMACIÓN de RIEGO
3
Í NDICE DE MA TERIAS MATERIAS
3
53
PROGRAMACIÓN de RIEGO
3
3
PROGRAMACIÓN DE RIEGO
Donde:
La programación del riego es una metodología que permite determinar el nivel óptimo de riego a aplicar a los cultivos. Ésta consiste en establecer la frecuencia (¿cuándo regar?) y tiempo de riego (¿cuánto regar?) de acuerdo a las condiciones edafoclimáticas del predio. Una apropiada programación del riego permite optimizar el uso del agua y maximizar la producción y calidad de los productos agrícolas. Para programar el riego es esencial estimar, tanto el agua que consumen los cultivos o su evapotranspiración, como la cantidad de agua que puede almacenar el suelo explorado por las raíces del cultivo.
3.1
FR = frecuencia de riego (días) LN = lámina neta (mm) ET real = evapotranspiración real o de cultivo (mm/día). En los métodos de riego gravitacionales la capacidad de este estanque determina cuántos días pueden transcurrir entre un riego y otro. En riegos de alta frecuencia normalmente esto no se cumple, pues el agua se aplica diariamente.
FRECUENCIA DE RIEGO
La frecuencia de riego permite estimar el número de días transcurridos entre dos riegos consecutivos. Se puede estimar de la siguiente forma: FR =
LN / ET REAL
(15)
Etr
56
(mm) 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00
Lámina Neta (mm) 10 20 25 30 35 40 42 44 5 10 13 15 18 20 21 22 3 7 8 10 12 13 14 15 3 5 6 8 9 10 11 11 2 4 5 6 7 8 8 9 2 3 4 5 6 7 7 7 1 3 4 4 5 6 6 6 1 3 3 4 4 5 5 6 1 2 3 3 4 4 5 5 2 2 3 3 4 4 4 4
46 23 15 12 9 8 7 6 5 5
48 24 16 12 10 8 7 6 5 5
50 25 17 13 10 8 7 6 6 5
52 26 17 13 10 9 7 7 6 5
54 27 18 14 11 9 8 7 6 5
56 28 19 14 11 9 8 7 6 6
58 29 19 15 12 10 8 7 6 6
60 30 20 15 12 10 9 8 7 6
PROGRAMACIÓN de RIEGO
Tabla 1 1. Frecuencia de riego (días), en función de la 11 lámina neta (mm) y la evapotranspiración real o de cultivo (mm).
3
55
PROGRAMACIÓN de RIEGO
3
3.2
DETERMINACI Ó N DEL TIEMPO DE RIEGO
Para el método de riego por surco, el cálculo del tiempo de riego óptimo puede determinarse a través de la siguiente expresión: Tr = [ (LN - c) / a ] 1/b Donde: Tr = tiempo de riego óptimo (minutos) LN = lámina neta (mm) a = tiempo de avance (adimensional) b = es el exponente de la ecuación de infiltración acumulada (adimensional) c = es el intercepto de la ecuación de la infiltración acumulada en función del tiempo (adimensional). Los coeficientes a, b y c pueden ser obtenidos a través de tablas o mediante la metodología del surco infiltrómetro.
Tipo de Suelo Arenoso Franco arenoso Franco Franco arcilloso Arcilloso
a 0,710 0,850 1,321 1,560 2,284
b 0,683 0,711 0,757 0,779 0,799
c 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00
Fuente: ASAE, 1980.
3.3
57
CONTROL DE LA PROGRAMACI ÓN A PROGRAMACIÓ TRAV É S DEL USO DE TENSI Ó METRO
Para comprobar el momento de aplicación se puede utilizar el tensiómetro, instrumento que mide la fuerza con que el agua es retenida por el suelo. Está graduado entre 0 y 100 centibares. Cuando marca 0 centibares, significa que el suelo está recién regado (permanece aún saturado). Valores entre 10 y 20 centibares indican que el
Tabla 1 3 . Valores de la tensión del agua recomendados 13 antes del riego, para distintos tipos de cultivos.
Especie Frutales hoja caduca Frutales hoja persistente Hortalizas de hoja Frutilla Manzano Ajo Palto Arroz Alfalfa Apio Cebolla verde Cebolla seca Cereales secundarios Col Flores y plantas Frutilla Frutas caedizas Arvejas Continúa en página siguiente.
Lectura (Centibares) 50-80 40-50 40-50 20-30 30-40 50-70 50 Saturación 80-150 20-30 45-65 55-65 40-100 60-70 10-50 20-30 50-80 30-80
PROGRAMACIÓN de RIEGO
suelo está a capacidad de campo y aún no se requiere regar. Valores mayores indicarán que el agua está retenida en el suelo más tenazmente y que, dependiendo del tipo de cultivo, sería necesario regar. A continuación se presenta la tabla 13 que muestra lecturas de tensiómetro recomendadas antes del riego para sistemas gravitacionales, en distintas especies:
58
(16)
Tabla 12 12.. Coeficientes de infiltración de los suelos para riego por surco.
3
PROGRAMACIÓN de RIEGO
3
Especie Gramíneas Porotos Lechuga Limón Maíz Melón Naranjos Patatas Pepino Remolacha Soya Sorgo Tabaco temprano Tabaco tardío Trébol Trigo Trigo (maduración) Vid Zanahoria
Lectura (Centibares) 40-100 60-100 40-60 40 50-150 35-40 20-100 30-50 100-300 60-80 50-150 60-130 30-80 80-250 30-60 80-150 300-400 40-100 55-65
En el caso del riego por goteo, donde la aplicación del agua en general es diaria, el tensiómetro sirve para corroborar, en forma cualitativa, si la programación del riego realizada con la bandeja de evaporación es correcta. En el caso de riego por goteo se obtienen valores cercanos a capacidad de campo antes de aplicar el riego, es decir, entre 15 a 30 centibares. La instalación debe ser en la zona del bulbo húmedo, cercano a la tubería portagoteros.
59
Fuente: Taylor (1965); Salter y Goode (1967); Hagan y Stewart (1972).
PROGRAMACIÓN de RIEGO
60
Continuación tabla 13
3
REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS
22
Samuel Ortega P. Ingeniero Agrónomo PhD Profesor Riego y Drenaje Facultad de Agronomía Universidad de Talca
38
REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS
AUTOR
37
2
REQUERIMIENT O DE RIEGO DE LLOS OS CUL TIV OS REQUERIMIENTO CULTIV TIVOS
41
2.1
ESTIMACIÓN DE LA LÁMINA NETA
41
2.2
ESTIMACIÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN DE
○
○
○
○
○
○
○
39
REFERENCIA, USANDO LA BANDEJA DE EVAPORA CIÓN CLASE A 2.3
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
43
ESTIMACIÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN REAL O DE CULTIVO
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
47
REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS
40
2
ÍNDICE
REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS
2
Í NDICE DE MA TERIAS MATERIAS
2
REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS
2
REQUERIMIENTOS DE RIEGO DE LOS TIVOS C U LLT
2.1
CI Ó N DE LA LLÁ Á MINA NET A ES TIMA TIMACI NETA
nente y densidad aparente. Estas propiedades pueden obtenerse a través de análisis de laboratorio o tablas empíricas (Tabla 5). En general, las tablas entregan una información aproximada por lo que se recomienda realizar un análisis de laboratorio.
La lámina neta o capacidad de estanque del suelo corresponde a la altura de agua que es capaz de almacenar un suelo de cierta profundidad (Tabla 5). Puede estimarse conociendo las propiedades físico-hídricas de los suelos: capacidad de campo, punto de marchitez permaTabla 5 5.. Propiedades físico-hídricas y humedad aprovechable (h.a) para diferentes texturas de suelos.
2
42
Profundidad Raíz (cm)
Arenoso
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
4.13 8.25 12.38 16.50 20.63 24.75 28.88 33.00 37.13 41.25 45.38 49.50 53.63 57.75 61.88
Lámina Neta o Capacidad de Estanque (mm) FrancoFranco FrancoArcilloarenoso arcilloso arenoso
6.00 12.00 18.00 24.00 30.00 36.00 42.00 48.00 54.00 60.00 66.00 72.00 78.00 84.00 90.00
5.94 11.88 17.81 23.75 29.69 35.63 41.56 47.50 53.44 59.38 65.31 71.25 77.19 83.13 89.06
8.75 17.50 26.25 35.00 43.75 52.50 61.25 70.00 78.75 87.50 96.25 105.00 113.75 122.50 131.25
10.40 20.80 31.20 41.60 52.00 62.40 72.80 83.20 93.60 104.00 114.40 124.80 135.20 145.60 156.00
Arcilloso
11.70 23.40 35.10 46.80 58.50 70.20 81.90 93.60 105.30 117.00 128.70 140.40 152.10 163.80 175.50
Nota Nota.. Se utilizó un criterio de riego del 50%.
REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS
Tabla 6: Lámina neta (mm), según tipo de suelo y profundidad efectiva de raíces (cm).
2
41
REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS
2
2.2
ESTIMACIÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACI ÓN EVAPOTRANSPIRACIÓ DE REFERENCIA, USANDO LA BANDEJA DE EVAPORACIÓN CLASE A .
BANDEJA
10 x 5 Figura 9 9.. Bandeja de evaporación clase A.
los pájaros. La bandeja se debe mantener limpia. La altura del agua evaporada se mide con una regla y se registra diariamente a una hora determinada (entre 8:00 y 10:00 a.m.). Después de la lectura, se rellena con agua o se saca si por efecto de la lluvia se excede el nivel inicial establecido.
Debe ser instalada en campo abierto, evitando la cercanía de árboles o cualquier tipo de construcción. Debe ser pintada de color blanco con algún tipo de pintura resistente a las condiciones climáticas.
44
Debe ser instalada sobre una estructura de madera de 10 cm de alto, teniendo el cuidado de dejarla bien nivelada al momento de la instalación.
En Chile, el método de la bandeja de evaporación es el más extensamente utilizado para estimar la evapotranspiración de referencia (ETr), ver tabla 8. Así, la estimación de la ETr en función de la evaporación de bandeja se basa en la siguiente relación: ET ETrr = EB * KP
Posteriormente, debe ser llenada con agua. La altura del agua no debe sobrepasar los 5 cm del borde superior de la bandeja. Si existen animales, debe ser protegida con un cerco para que éstos no beban el agua. En el mismo sentido, se debe cubrir la superficie de la bandeja con una rejilla para evitar, la acción de
(13)
Donde: ETr = evapotranspiración de referencia, (mm/día) EB = evaporación de bandeja (mm/día) KP = coeficiente de bandeja (adimensional) En general, para condiciones de campo e invernadero puede considerarse valores de KP entre 0,6 y 0,8.
REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS
Protocolo de Instalación y Medición de Bandeja de Evaporación Clase A
La bandeja de evaporación es un recipiente cilíndrico de lata galvanizada de 0,8 mm, con un diámetro de 120,65 cm y una altura de 25,4 cm. La estructura se coloca sobre apoyos de madera que, a su vez, descansan BASE DE MADERA sobre el terreno. El fondo del tanque debe quedar 10 cm por encima del nivel original del suelo, aunque el espacio que queda por debajo de los apoyos debe rellenarse con tierra, de manera que quede un espacio libre de sólo 5 cm bajo el fondo del tanque. El recipiente 120,6 se llena de agua limpia y 25,4 se rellena cada cierto tiempo, procurando , siempre, que el nivel del agua se mantenga a una 10 x 10 distancia del borde que oscile entre 5 y 7 cm.
2
43
REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS
En climas áridos y ventosos es recomendable usar 0,6. Tabla 7 7.. Coeficiente de bandeja de evaporación en función de la humedad relativa y velocidad del viento.
45
2
D = Distancia desde la bandeja de evaporación hasta el borde de la cubierta vegetal de césped. u = Velocidad del viento.
KP E.B. 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 (mm) 46
1
0.4
0.5
0.5
0.6
0.6
0.7
0.7
0.8
0.8
0.9
0.9
1.0
2
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
3
1.2
1.4
1.5
1.7
1.8
2.0
2.1
2.3
2.4
2.6
2.7
2.9
4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
5
2.0
2.3
2.5
2.8
3.0
3.3
3.5
3.8
4.0
4.3
4.5
4.8
6
2.4
2.7
3.0
3.3
3.6
3.9
4.2
4.5
4.8
5.1
5.4
5.7
7
2.8
3.2
3.5
3.9
4.2
4.6
4.9
5.3
5.6
6.0
6.3
6.7
8
3.2
3.6
4.0
4.4
4.8
5.2
5.6
6.0
6.4
6.8
7.2
7.6
9
3.6
4.1
4.5
5.0
5.4
5.9
6.3
6.8
7.2
7.7
8.1
8.6
10
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
11
4.4
5.0
5.5
6.1
6.6
7.2
7.7
8.3
8.8
9.4
9.9
10.5
12
4.8
5.4
6.0
6.6
7.2
7.8
8.4
9.0
9.6
10.2
10.8
11.4
REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS
Tabla 8: Evapotranspiración de referencia en función de la evaporación de bandeja (mm) y coeficiente de bandeja (KP).
2
REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS
2.3
ESTIMACI ÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACI ÓN ESTIMACIÓ EVAPOTRANSPIRACIÓ TIV O CULTIV TIVO REAL O DE CUL
La evapotranspiración real (ET real ) determina la cantidad de agua consumida por el cultivo entre dos riegos consecutivos, y se define como la suma de la transpiración realizada por la planta y la evaporación de agua producida desde el suelo (Tabla 9). La ET real depende de muchos factores, los cuales se asocian al clima, suelo, características de la planta y manejo agronómico. Se puede expresar como: ET REAL = ET C ETrr * K KC
47
(14)
Donde: ETREAL = Evapotranspiración real (mm/día). ETr = Evapotranspiración de referencia (mm/día). KC = Coeficiente de cultivo (adimensional).
2
ESPECIE
Inicial
Desarrollo
Medios
Finales
Cosecha
Vegetativo
0.3-0.4 0.3-0.4 0.4-0.5 0.35-55 0.4-0.5 0.3-0.5 0.3-0.5 0.4-0.5 0.3-0.4 0.4-0.5 1.1-1.15 0.4-0.5 0.3-0.4 0.3-0.4 0.4-0.5 0.2 0.4-0.5
0.65-0.75 0.7-0.8 0.7-0.8 0.6-0.8 0.7-0.8 0.7-0.9 0.7-0.85 0.7-0.85 0.6-0.75 0.7-0.8 1.1-1.5 0.75-0.85 0.7-0.8 0.7-0.8 0.7-0.8 0.3-0.4 0.7-0.8
0.95-1.05 1.05-1.2 0.95-1.1 0.7-0.9 0.95-1.1 1.05-1.2 1.05-1.2 1.05-1.2 0.95-1.1 1.05-1.2 1.1-1.3 1.05-1.2 1.05-1.2 1.0-1.2 1.05-1.25 0.4-0.45 0.95-1.05
0.9-0.95 0.65-0.7 0.9-1.0 0.6-0.8 0.75-0.8 1.0-1.15 0.8-0.95 1.0-1.15 0.85-1.0 0.85-0.9 0.95-1.1 0.9-1.0 0.7-0.8 0.9-1.0 0.8-0.95 0.45-0.65 0.8-0.9
0.85-0.95 0.25-0.3 0.8-0.95 0.55-0.7 0.55-0.6 0.95-1.1 0.55-0.6 0.95-1.1 0.8-0.9 0.7-0.75 0.95-1.05 0.6-0.7 0.35-0.45 0.75-0.85 0.6-0.65 0.55 0.65-0.75
0.85-0.9 0.7-0.8 0.7-0.8 0.55-0.75 0.75-0.8 0.8-0.95 0.75-0.9 0.8-0.95 0.7-0.8 0.75-0.9 1.05-1.2 0.8-0.9 0.75-0.85 0.85-0.95 0.75-0.9 0.2 0.75-0.85
FREJOL
48
Verde Seco COLIFLOR VID MANÍ MAIZ DULCE MAÍZ GRANO ARVEJA, FRESCA PIMENTON PAPA ARROZ REMOLACHA GIRASOL TABACO TOMATE AJO SANDÍA
REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS
Tabla 9 9.. Coeficientes de Cultivo Referencial (KC).
2
REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS
2
Continuación tabla 9 ESPECIE TRIGO ALFALFA PRADERA * OLIVO ESPÁRRAGOS * FRAMBUESA * ARÁNDANO 1ER AÑO * ARÁNDANO 2DO AÑO * ARÁNDANO 3ER AÑO * MANZANO ** PERAL ** ALMENDRO ** NOGAL ** PALTO ** DURAZNERO ** CIRUELO ** NECTARINO ** KIWI **
Inicial 0.3-0.4 0.3-0.4 0.79
Desarrollo 0.7-0.8
Medios 1.05-1.2
Finales 0.65-0.7
0.82
0.91
0.95
Cosecha 0.2-0.25 1.05-1.2 0.92
0.40 0.45 0.11 0.14 0.21 0.54 0.54 0.53 0.53 0.77 0.53 0.53 0.53 0.63
0.48 0.51 0.23 0.32 0.35 0.65 0.65 0.59 0.58 0.78 0.62 0.62 0.62 0.68
0.5 0.55 0.31 0.42 0.45 1.05 1.05 0.95 0.91 0.76 0.98 0.98 0.98 1.14
0.80 0.69 0.34 0.45 0.50 1.16 1.16 1.02 1.07 0.77 1.07 1.07 1.07 1.24
0.82 0.75 0.33 0.42 0.49 1.13 1.13 1.00 1.06 0.78 1.06 1.06 1.06 1.20
Vegetativo 0.8-0.9 0.85-1.05 0.81 0.4-0.6 0.70 0.61 0.28 0.33 0.36 0.98 0.98 0.94 0.9 0.81 0.95 0.95 0.95 1.10
No ta Nota ta.. Valores extraídos de requerimiento de los cultivos, Dorembos y Pruitt, 1976. * Base de datos programa Riego y Drenaje, convenio INIA-CORFO. ** INIA.
Etr (mm) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0
COEFICIENTES DE CULTIVO (Kc) 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3 3,3 3,6 2 2,4 2,8 3,2 3,6 4 4,4 4,8 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 3 3,6 4,2 4,8 5,4 6 6,6 7,2 3,5 4,2 4,9 5,6 6,3 7 7,7 8,4 4 4,8 5,6 6,4 7,2 8 8,8 9,6 4,5 5,4 6,3 7,2 8,1 9 9,9 10,8 5 6 7 8 9 10 11 12 5,5 6,6 7,7 8,8 9,9 11 12,1 13,2 6 7,2 8,4 9,6 10,8 12 13,2 14,4
REQUERIMIENTOS de RIEGO de los CULTIVOS
Tabla 1 0 . Estimación de la evapotranspiración real o de cultivo (mm) en función 10 de ETr y KC.
50
49
2
