Manual de Riego Parcelario

Ing. Juan Héctor Osorio Clemente

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Introducción El objetivo de esta guía metodológica, es de dar a conocer el procedimiento procedimiento para el diseño de riego por aspersión a nivel parcelario, teniendo en cuenta que actualmente actualmente el amueblamiento de la parcela no está está siendo tomado en cuenta como parte parte de la formulación de un proyecto de riego; la nueva tendencia en estos últimos años del gobierno central y de algunas algunas instituciones financieras como el BID, KFW, GIZ, y otros, es de hacer proyectos a nivel parcelario. La mayoría mayoría de los proyectos de infraestructura infraestructura de riego, han sido planteados y diseñados solo solo hasta cabecera de parcela, dejando la responsabilidad al usuario de agua a diseñar o implementar por su propia cuenta o con alguna ayuda de una casa comercial de equipos de riego. En la la actualidad la tecnología también ha evolucionado con respecto respecto al riego, es por ello que la herramienta computacional SIGOPRAM no se ha quedado atrás, recientemente se ha culminado con la programación de los módulos de diseño de riego en parcela, lo que le hace un herramienta robusta que está en la capacidad de atender la demanda de diseños como redes colectivas y ahora el riego en parcela (Aspersión, goteo). Luego de mi experiencia

como asesor

en el MAGAP- Ecuador,

en donde se ha desarrollado los

proyectos de riego a nivel parcelario, en convenio con el AECID, y los cuales

a la fecha se viene

ejecutando exitosamente, creo oportuno de hacer conocer una herramienta computacional en donde se puede diseñar muy ágilmente proyectos de riego a nivel parcelario. Según lo señalado describiremos el procedimiento para realizar un proyecto de riego parcelario en entorno al software SIGOPRAM.

1.

CREA UN PROYECTO EN SIGOPRAM

Para crear un proyecto nuevo en Sigopram deberá situar el mouse mouse en el menú “Proyectos” ; de la barra de herramientas del Sigopram y ejecutarlo, inmediatamente emergerá una ventana de dialogo en la cual deberá ejecutar el botón

denominado “Crear”,

y deberá empezar a describir el nombre del

proyecto, tal como se muestra en la imagen N° 01.


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Figura N° 02

Figura N° 01. Creación del proyecto

Una vez terminado la descripción del nombre del proyecto que para nuestro caso se

llamará

“RIEGO PARCELARIO POR ASPERSION ”,

deberá

presionar el Botón “Ok”, y luego se generará una tabla de contenidos en la

parte izquierda del ArcMap, en donde se alojarán todo los contenidos de los temas con lo cual se trabajará, antes de que Sigopram genere la tabla de contenido le saldrá un mensaje indicado que el proyecto que se ha creado no tiene asociado un modelo digital de terreno, por lo que solo aceptaremos con presionar el botón ACEPTAR ya que posteriormente se creará y asociara este MDT al proyecto. Figura N° 02

2.

CREACION DEL MODELO DIGITAL DE TERRENO.

Para trabajar con el software Sigopram, este requiere de un modelo Digital de terreno,

de tal manera que cuando se esté trazando las redes colectivas,

laterales de riego, y creación de emisores, estos queden asociadas con la elevación respectiva; Para ello hay varias alternativas de poder obtener este MDT, por ejemplo descargando un DEM del internet, o generando a partir de un conjunto de curvas de nivel, los cuales pueden provenir de un levantamiento topográfico a precisiónPara este

caso en concreto obtendremos el MDT, a

partir de unas curvas de nivel proveniente de un levantamiento topográfico. Para ello seguiremos los siguientes pasos:


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a) Cargar curvas de nivel

Este proceso se deberá hacer con la herramientas del ArcMap, para ello se debera ir al Arccatalogo y conectar la carpeta en donde se encuentra el archivo de las curva de nivel, tal como se muestra en la Figura N° 03

Luego de haber conectado la carpeta, deberemos buscar la carpeta que se encuentra conectada en el ArlcCatalog, y alli seleccionaremos el nombre y el tipo de archivo el cual queremos trabajar para generar e MDT, para nuestro caso sera el archivo Curvas de Nivel de tipo Polyline, ver figura N°3 Probablemente al realizar este proceso las curvas de nivel no vayan a aparecer en la pantalla principal del ArcMap, por lo que tendrá que convertir este archivo de autocad a un feature layer, para ello debe ir a la tabla contenidos y buscar el archivo de curvas de nivel de extension cad que se ha cargado, una vez ubicado este archivo, debera hacer un Click derecho y selecciónar la opcion

, ta como se muestra en la

figura N° 04


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Luego de haber seleccionado la opcion de convertir el archivo cad y feature, saldrá una ventana de dialogo en donde Ud deberá describir un nombre al archivo a convertir, o simplemente aceptar por defecto la configuracion para que pueda aparecer las curvas de nivel en la pantalla del Arcmap. Vease Figura N° 05

Figura N° 05. Conversión de Cad feature

3.

GENERARACION DEL TIN


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Una vez que se hayan cargado las curvas de nivel, se debe verificar si estas curvas tienen información de elevación, para lo cual deberá ir a la tabla de atributos y verificarlos; seguido a ello, “ArcToolbox”

desde la caja de herramientas del ArcMap

debemos seleccionar la herramienta de 3D Analiyst, y seleccionar

la opción de crear TIM, siguiendo los pasos que se muestran en la Figura N° 06

Figura N° 06. Creación de TIN

Una vez situado el cursor en Create TIM,

se deberá ejecutar esta

herramienta con la finalidad de generar el TIM en base a las curvas de nivel, para ello se mostrará una ventana de dialogo en la cual debemos seleccionar en datos de entrada (Input Feature), nuestro archivo de curvas de nivel, este proceso se ve en la figura N° 7


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Figura N° 07. Ventana de ceración de TIN

Luego de seleccionar las curvas de nivel como datos de entrada, se deberá aceptar esta ventana de dialogo tan solo con presionar el botón “Ok”, y deberá esperar unos segundos para que el TIN se puede visualizar en la pantalla principal del ArcMap.

Proceso de creación del TIM


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Figura N° 8. Creación del TIN

4. CONVERTIR TIN A RASTER

Para poder trabajar en el entorno del SIGOPRAM, necesitamos que este TIN generado sea un MDT (Modelo Digital Raster), por lo que debemos de convertirlo a un

Raster, para

lo cual

lo cual utilizaremos

la caja de

herramientas del ArcMap, “ArcToolbox”, y haremos lo siguiente:. Con el cursor deberá ubicar la herramienta de conversión y buscar la opción de Convertir Tin to Raster, tal como se muestra en la figura N° 9


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Figura N° 9 Creación del TIN

Luego de ejecutar esta herramienta saldrá una ventana de dialogo, en la cual se deberá indicar en base a que “Tin” se va a realizar el proceso de conversión,

para ello seleccionaremos el Tin creado en el anterior proceso, luego deberemos guardar en la carpeta de nuestro proyecto con el Nombre de “MDT” tal como se observa en la figura N° 10

Figura N° 10. Proceso de guardar el MDT


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Una vez designado el nombre del archivo convertido, seleccionaremos la opción de la distancia de los pixeles, para lo cual seleccionaremos CELLSIZE y colocaremos el valor de 1 m, Tal como se ve en la figura N° 11.

Figura N° 11

Finalmente para la obtención de nuestro MDT, bastará con presionar el botón “Ok”, y aparecerá en la pantalla principal el modelo Raster con el cual el

SIGOPRAM podrá interactuar durante el proceso de trazado de red y trazado de emisores Véase figura N° 12


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Figura N° 12. Creación del modelo Raster

4.1.

Asociacion de MDT al programa SIGOPRAM

Este MDT generado se deberá vincular con el proyecto creado, para lo cual debe ir a la opción de preferencias/redes del Menú de la barra de herramientas del SIGOPRAM, y con el cursor presionar en el botón del MDT para poder buscar el archivo y asociarlo, luego de haber asociado deberá presiona el botón

guardar como predeterminado, tal como se

observa en la figura N° 16 y figura N° 13


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Figura N° 13. Asociar el MDT al proyecto

Figura N° 15. Generación de MDT

5. Creacion de la Capa Parcelario

Para realizar el trazado de las redes colectivas de riego y la distribución de emisores en cada parcela, es fundamental tener el plano parcelario, ya que gracias a ello podemos decidir preliminarmente por donde deberá pasar las tuberías, o en su defecto tener un levantamiento del trazado de las redes realizado en campo en base a las parcelas existentes, al margen de cómo se haga el trazado de las redes colectivas, tener el plano parcelario es muy importante para Sigopram, o en otras palabras Sigopram tiene que saber cómo va regarse cada parcela o todas las parcelas, esto implica saber el tiempo de riego, la frecuencia de riego, el modelo de emisor y otras variables importantes; por lo tanto, hay que realizar algunos procedimientos para crear


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la capa parcelas, dependiendo como sea el archivo parcelario, para nuestro caso, el plano parcelario es proveniente de un fichero CAD, y debemos seguir los siguientes pasos: 

Cargar el plano parcelacio al ArcMap.

Como el caso de las curvas de nivel, el archivo del plano parcelario deberá estar en la carpeta del proyecto que se viene trabajando, verifique o refresca la conectividad de esta carpeta en Catalog del ArcMap. Una vez ubicado este archivo busque el archivo donde se encuentra las parcelas, despliegue y busque el tipo polígono, tal como se muestra en el figura N° 14

Figura N° 14. Búsqueda del archivo parcelas

Una vez ubicado el archivo, arrastre a la tabla de contenidos del ArcMap que se encuentra en la parte Izquierda de su pantalla, estando en esta tabla ubique este archivo que hemos arrastrado y con ayuda del mouse haga un click derecho sobre este archivo y seleccione la opción de convert CAD a Feature layer, y automáticamente saldrá una ventana de dialogo de conversión, en la

cual podrá aceptar por defectos todos los campos, tal como se observa en la figura N° 15


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Figura N° 15. Conversión del archivo parcelas

Luego de este proceso todas las parcelas aparecerán sobre la imagen Raster, creándose otro archivo en la tabla de contenido, si gusta podrá eliminar el archivo que se arrastró del Catálogo. Véase la figura N° 16.


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Figura N° 16, vista de la parcelas cargadas desde el AutoCAD

6. Crear capa Parcelas

Aparentemente se puede visualizar todas las parcelas en la pantalla del ArcMap y nos puede hacer pensar

que ya se puede

trabajar con el

SIGOPRAM, pero tenga presente que solo hemos cargado del Catalog, por lo que aún no se encuentra dentro del layer parcelas del Sigopram, para ello tendremos que Inicializar la edición del ArcMap, el cual se encuentra en la barra de herramientas y ejecutar Start Editing , tal como se muestra en la figura N° 17, y seleccionar el layer Parcelas.


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Figura N° 17 Inicializar de la Edición

Luego de hacer este proceso deberá seleccionar todas las parcelas, para ello situé el cursor en la capa

parcelas exportadas y haga un click derecho y

seleccione la opción selection/ select all (todas las parcelas), tal como se ve en la figura N° 18.

Teniendo todas las parcelas iremos al menú Edit del ArcMap, y Figuraseleccionado N° 18 selecciones de parcelas para la edición haremos una copia

y luego el pegado

respectivo de estas

parcelas

seleccionado tal como se observa en las dos imágenes siguientes


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Figura N° 19. Proceso de copiado y pegado

Figura N° 20. Parcelas seleccionadas

Luego de haber ejecutado el menú pegar, saldrá una ventana de dialogo en la cual tendremos que elegir en que capa se pegara las parcelas seleccionadas, para nuestro caso elegiremos la capa Parcela, tal como se muestra en la figura N° 21

Figura N° 2.1 hecho Selección de capa Parcela Un vez este proceso,

deshabilitaremos la capa polígonos de

parcelas el cual ha sido cargado inicialmente, esto con la finalidad de ver el resultado final, una manera de ver que este proceso se haya hecho correctamente es que todas las parcelas polígonos estén de color rojo, tal como se puede observar en la figura N° 22


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Figura N° 22. Proceso de pegado correctamente

Finalmente para crear la capa parcelas debemos ir al panel de control que se encuentra en la barra de herramientas del sigopram y ejecutarla, estando alli, debemos hacer un check en la opcion

inic ilizar Capas Parcelas,

y finalmente

presionar el boton Ejecutar y esperar que la barra de ejecucion termine para Ver el resultado completo.


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1

2

Al Igual que en el anterior proceso una manera de ver el resultado es que todas los poligonos parcelas esten de un color rosa tan como se observa en la fiugura N° 23


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7. Asigancion de

parametros de riego para distribucion de

emsiores en parcela

Como se explicó anteriormente, el tener el plano parcelario como parte del proceso del diseño parcelario, es fundamental, ya que en ellas se ha de crear y distribuir los emisores, los cuales cumplirán los requisitos de los parámetros de riego que exige el proyecto. Para ello se necesitan saber cuánto de caudal deberá ingresar a una determinada parcela con la finalidad de satisfacer las pérdida de agua que se genera como parte de su proceso fisiológico, por lo tanto debemos conocer y establecer cómo se van a regar las parcelas; el cual implica haber calculado los parámetros de riego como : 1. Joranda efectiva de riego (horas) 2. Modulo de riego (l/s/ha) 3. Caudal ficticio continuo (l/s/ha) 4. Intervalo de riego (dias) 5. Tiempo de riego (horas) 6. Numero de sectores de Riego (Ns) 7. Duracion del riego (dias) 8. Dotacion nominal (l/s/ha)

Todos estos parámetros han debido ser calculado con anterioridad como parte de cálculo del diseño agronómico y la demanda de agua por cada mes, según lo señalado se muestra algunos cálculos del proyecto que venimos siguiendo como parte de esta guía didáctica. 1. Calculo del modulo de riego pare el mes de maxima pérdida de agua

……………………………………….1

Dónde:


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Evapotranspiración Potencial:

: ETo (mm/día) =3.066

Coeficiente de Cultivo:

: Kc p = 1.04

Precipitación Efectiva al 75%:

: PPe (mm/día) =0

Eficiencia de riego: Mr

2.

: Er (%) = 83.79 %

: 0.318 l/s/ha

La Jornada Efectiva de Riego.

Teniendo en consideración que la distribución y operación de este proyecto será directo del sistema de regulación (PRESA), por lo que la jornada efectiva de riego será de acuerdo al tipo de tecnificación de riego que se ha planteado (móvil o fijo). Por lo tanto estableceremos una jornada efectiva de riego de 16 horas, ya que tratándose de un proyecto que se encuentra sobre los 3 000 msnm, es difícil que se pueda regar 24 horas, y aún más practicando un riego móvil, de las experiencias se tiene que

los mejores sistemas automatizados y con un

riego fijo se tienes jornadas entre 18 y 20 horas, ya que hay tiempos para la apertura de válvulas, cambios de posición, etc Cuadro N° 01 ítem

Tiempo de riego

Sub Unidades

Jorad

efectiva

de riego

1

4 horas

4

16

2

8 horas

2

16

3

2 horas

8

16

Del cuadro podríamos resumir que hay la posibilidad de obtener el tiempo de riego de 4 horas, con el cual tendríamos 4 sub unidades por jornada de riego, o un tiempo de riego de 8 horas con el cual tendríamos 2 sub unidades en la parcela o sectores de riego


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3.

Calculo de la Frecuencia de riego (dias)

Como dato de partida se establecerá un intervalo de riego de 6 días, dejando el día domingo para la limpieza u otra actividad 4. Calculpo de las dosis de riego (mm).

Como se ha impuesto un intervalo de riego para el proyecto, ahora debemos saber cuánto será la dosis de riego que se necesitara para ese intervalo de riego establecido.      = 6*2.74= 16.448

mm……… ………. …………………………………..2

5. Calculo de pluviometria del sistema (Pms).

Teniendo la dosis de riego que se necesita para satisfacer las necesidades de riego y volver a regara cada 6 dias,  

5.1

   



 

4.11 mm/hora

…………………………………….3

Calculo de la pluviometria del emisor a utilizar.

Como ya tenemos la pluviometra que necesita el sistema de riego, debemos encontrar un emisor que pueda satisfacer esa pluviometria de 4.11 mm/hora.

Estableciendo un marco de riego de 18 m x 18 m, se tiene una pluviometria de 4.25 mm/hora, el cual es muy parecido al que requiere el sistema el de 4.11 m/hora


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6.

Duración del Riego (dias).

Tomaremos como alternativa diseño la primera propuesta donde el usuario podrá regar cada 6 días en tiempo de riego de 4 horas por

Sub unidad., al

margen de estos cálculos, planteo lo siguiente; que bajo esta escenario se entiende que se deberá dar un volumen de agua en 1 día de riego (jornada efectiva de riego de 16 horas), de tal manera que vuelva a regar después de 6 días. Entonces podríamos plantear que un usuario de agua podría utilizar de dos a tres días de tal manera de reducir el caudal en cada riego, entonces podríamos calcular el Ns (Numero de Sub Unidades Riego ). Y con eso determinar el caudal nominal en l/s que debería ingresar a una parcela de 1 ha. Por lo tanto, calcularemos el número de Sub Unidades para una duración de riego de un día y de dos días, para luego evaluar las condiciones más desfavorables que podrían encarecer el proyecto, y como podría afectar a las condiciones de vida del agricultor, por lo tanto tenemos:  

 

 

 

  ………………………………………………………………..4

       

      

      

Con estos valores calcularemos la dotación nominal (l/s/ha), que deberán tener las tomas (hidrantes), en el SIGOPRAM con la finalidad de calcular los caudales de diseño. 7.

Calculo de la dotación Nominal.

Este parametro será el que coloquemos en el patron de riego del software SIGOPRAM, por lo que estara sujeto a la siguiente expresion: | dot (l/s/ha)= qfc_ jer*

_ 

* A(1ha) ……………………………

…5

Dot 1 = 2.86 l/s/ha para regar en un día con dos turnos


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Dot 2 = 1.43 l/s/ha para regar en dos días con 4 turnos 8.

Volumen requerido en cada riego

Esta variable se ha añadido con la finalidad de ir controlando la dotación con respecto a la superficie, y el número de sub Unidades establecidas, por consiguiente, para determinar este volumen requerido por la parcela se utilizará la siguiente ecuación. V req (m3) Mr * Ir * 86.4 * 

Ar ……………………………………………6 Ns

En donde: Vreq

= Volumen

requerido por la parcela en un riego

Mr.

= Modulo de riego expresados en l/s/ha

Ir

= Intervalo de riego

Ar

= Área de riego de la parcela (has)

Ns

= Número de subunidades de la Parcela según la Jornada de riego

9.

Se determinar el número de emisores de una determinada parcela teniendo en cuenta el área de la parcela, las Sub unidades de la parcela, la frecuencia de riego, el tiempo de riego, la pluviosidad media del sistema, la jornada Efectiva de riego, el Caudal Ficticio continuo; como ustedes verán todos los parámetros de riego influyen en la determinación la cantidad de emisores que deberían estar funcionado

con la finalidad de reponer el agua pérdida

durante un intervalo de riego; entonces, como el volumen requerido están en función de estos parámetros de riego, expresaremos el número de emisores en función de este volumen requerido y el caudal del emisores seleccionado, para ellos utilizaremos la siguiente ecuación   Vreq  Ne ………………………………………………………………………………………7   qe Tr Ns * * 3 . 6 *  

En donde: Ne

= número de Emisores en la parcela.


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Vreq

= volumen requerido (m3)

Tr

= Tiempo de riego (horas)

Ns

= Sub Unidades de riego (und)

Es necesario

mencionar que estas

fórmulas que eh considerado son

adecuadas para conocer el número de emisores en un riego por aspersión, y las demás variables estarán sujetas siempre a la geometría de las parcelas, grado de tecnificación del riego, y al tipo de instalación del riego si es fijo o móvil. Por lo tanto, eh considerado un margen de error en la obtención del número de emisores que van hasta un 3%, ya que en muchos ensayos que se han realizado he tratado de conseguir que el número de emisores calculado deberían ser igual al número de emisores que deberían ser pintados en la parcela, ya sea manualmente o con

una herramienta computacional esto

debido a la irregularidad de la geometría de la parcela; otro aspecto que se debería considerar es entender,

si

se ha determinado una

tasa de

precipitación del emisor que está de acuerdo con la pluviosidad media del sistema y del marco de riego, entonces esta tasa de precipitación debe ser en toda la parcela; por lo tanto se debe colocar emisores sectoriales en todo el perímetro, el cual probablemente eleve el costo de la instalación; entonces se ha realizado un ajuste a la ecuación N°8, con el objetivo de determinar la cantidad de emisores que debería haber en una parcela, por lo que esta ecuación afectado por una variable adimensional

se aproxima

bastante

cuando se dibuja los emisores dentro de una parcela para un marco de riego triangular. Al realizar los ensayos

con la herramienta computación

SISGOPRA,, para los marco de riego rectangular y cuadrado, se debe corregir aun manualmente ya que algunos emisores quedan demasiados traslados. 

  *1.427 qe Tr Ns * * 3 . 6 *  

.......................................................8


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Ne  

Vreq

8.

Como ya se tiene el emisor elegido, el cual cubrirá las necesidades de riego, ahora tocará pintar los emisores dentro de la parcela, para ello debra seguir lo sisguiente pasos:. a) Se deberá seleccionar la parcela en la cual querremos hacer la distribucion de emisores, para ello utilizaremos las herramientas del ArcMap, como “select Feactures”.

Antes de pintar los emisores dentro de la parcela, sera necesario añadir a la tabla de conteniedo las curvas de nivel, esto con la finalidad de ver orientacion de los portaaspersores, una vez cargada

la

las curvas de nivel

procedermeos a seleccionar la parcela, tal como se muestra en la figura N° 24

Figura N° 24. Proceso de selección de la parcela


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b) Una vez seleccionado la parcela, seleccionaremos el menu malla de la barra de herramientas del SiGOPRAM,

Inmeditamente emergerá una ventana de dialogo, en la cual debemos de establecer las condiciones de creacionn de los emsiores, el cual estara suheto a los calculos realizados ateriormente.

. Proceso de configuración de distribución de emisores

En el bonton de orientacion de lineas, debera pinchar, con la finalidad de seleccionar el angulo de creacipon de las lineas portaaspersores, una vez terminado este proceso, la parcela debera quedar de la siguiente manera ( ver figura N° 26).


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Figura N° 26. Creación de emisores

Si ya quedo conforme con el angulo de la linea de portaaspersores, podrá aceptar presionando el bonto Consolidar, y debera quedar con la siguiente figura N° 30

Figura N° 26. Consolidación de Malla

Probablemente luego de la creacion de la distribucion de emsiores, haya algunas areas que no son cubiertas, estos podrá rellenar con la cracion manual de emsiores, para ello debera hacer un click en el boton crar emisor,


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En esta parcela se tiene 42 emisores, si aplicamos la formula planteada tendremos 40.62 o 41 emisores, el cual difiere de 1 para este caso, el cual indica que la formula planteada es correcta. Para ver la cantidad de nodos emisores se han creado podra ir a la tabla de atributo de nodos y verificar estos valores.

TO BE………………………………………………….


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Manual de Riego Parcelario

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