Modulo_IIe.pdf

9.3 MODELO C Es un sistema sistema diseñado para

trabajar en cultivos de frutales y plantaciones

forestales, se caracteriza por tener un mayor distanciamiento entre laterales; utilizando para esto tubos de PVC 5/8” y mangueras de polietileno de 16 mm y 20

mm.

Diseño del Modelo C Para el diseño del Modelo C se considera dos casos:

CASO I: Laterales alimentados por un extremo. 90º Hidrante

Tubería Principal

80 m

Línea Portalaterales

2.5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 2.5

50 m

Tapón Final (Limpieza) 45º

Para el diseño es necesario tener en cuenta las siguientes consideraciones.

Cultivo de Palto Caudal necesario por planta

= 30 l/h

Número de emisores por planta

= 8 emisores

Caudal por lateral

= 600 l/h = 0.166 l/s

Número de plantas por lateral = 600 l/h

= 20 plantas/lateral plantas/ lateral

30 l/h Número de plantación

= 1.6 l/s

= 9.63 laterales

0.166 l/s Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

249

Marco de plantación

=5x4

Longitud del lateral

= 20 x 4 = 80 m

Área por unidad unidad de riego

= 80 m x 50 m = 4,000 m2

Caudal por unidad de riego

= 10 x 0.166 l/s = 1.66 l/s

CASO II Laterales alimentados por la parte central para este caso se tiene planteado lo siguiente: 80 m

80 m 2.5

5 5

50 m

5 5 2.5

Para el cultivo de palto: Marco de plantación

=5mx4m


= 20 x 4 = 80 m

Caudal por planta

= 30 l/h

Caudal máximo de un lateral = 600 l/h = 0.166 Número de plantas por lateral = 600 l/h = 20 plantas 30 l/h Caudal por lateral

= 0.166 l/s

Caudal por los 2 laterales

= 2 (0.1666 l/s) = 0.3332 0. 3332 l/s

Número de laterales por unidad = 1.5 l/s

= 4.5 laterales

0.333 l/s Área de la unidad unidad de riego

= 25 m x 160 m2 = 4000 m2

Caudal por unidad de riego

= 0.333 l/s x 5 laterales = 1.5 l/s

Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

250

UNIDADES DE EMISIÓN En el modelo C del sistema de riego INIA cuenta con orificios de salida que son en forma de gotas y cada caudal mayor conserva parte de la energía saliendo el agua en forma de pequeños choros. GOTEROS DE LARGO CONDUCTO Estos han sido evolucionando con el tiempo según la secuencia: Microtubos helicoidales de laberinto en la actualidad existen los 3 en el mercado. MICROTUBO Tuvo de P.E. de diámetro entre 1.5 mm a 2.5 mm y de longitud variable. Emisores de régimen laminar con alta sensibilidad a temperatura y presión. Su costo es menor y se pueden uniformizar los caudales cortando los microtubos según las presiones en el terreno. GOTEROS HELICOIDALES Es una modificación de los microtubos, enrollados alrededor de un cilindro y haciendo que la trayectoria del agua sea helicoidal y el régimen hidráulico se deja a la condición laminar.

RESUMEN FINAL PARA EL DISEÑO CASO I Marco de plantación

=

5X4

Caudal del gotero

=

4 l/h

Número de goteros por planta

=

8 goteros

Caudal por lateral

=

640 l/h

Número de plantas por lateral

=

640 l/h = 20 plantas 32 l/h


=

20 plantas x 4 m = 80 m

Caudal mínimo del sistema

=

1.77 l/s

Número de laterales por unidad de riego=

1.77 l/s = 10 0.177 l/s


251

Lo referente al dimensionamiento de las redes en f unción al diseño se observa en el Figura Nº 81. Con la cual se elabora el presente metrado y presupuesto.

Descripción

Unidad

Cantidad

Tubería PVC de 4” C-5

Unidad

23

Codo de 90 PVC 4” C-10

Unidad

4


Unidad

3

Unidad

1

Unidad

1

Unidad

1

Tee reducción de 4” a 2” PVC C-10

Unidad

2


Unidad

2

Tee de PVC de 2” C-10

Unidad

2


Unidad

8


Unidad

8

Terminales de línea de 1 1/2”

Unidad

6


Unidad

85

Moldes de 16 mm con sólidos simples

Unidad

110

Uniones dentadas de 16 mm

Mt.

120

Manguera de P.E. De 16 mm

Unidad

200

Compensadores circulares con 4 emisores

Unidad

1020

Terminales de línea de 16 mm

Unidad

110


Mt.

4100

Pegamentos Oatey ¼ galón

Unidad

4

Válvulas de globo de 2”

Unidad

5

Adaptadores de agua a desagüe 2”

Unidad

10

Arco de sierra

Unidad

1

Lija Nº 80

Unidad

4

Tubería PVC 3” C-5

Unidad

24


Unidad

12

Reducción de 4” a 3” PVC C-10

Unidad

2


Unidad

2

Unidad

1

Válvula de compuerta de metal de 4” Collarín de 4” a 3/4” Válvula de aire de 3/4”

Válvula de compuerta de metal 4”


252

2.50 m

m m 6 1 . E . A = 0.4 Ha P e d a Q = 6.37 m3/ha r e u g n a M Tubo PVC 2” C - 3

80 m o g e A = 0.4 Ha i R e d Q = 6.37 m3/ha s e l a r e t a L Tubo PVC 2” C - 3 Tubo PVC 4” C -

5

6 1 . E . r

Tubo PVC 3” C –5

50 m

A = 0.4 Ha

. .

A = 0.4 Ha

A = 0.4 Ha

Q = 6.37 m3/ha

Q = 6.37 m3/ha

Q = 6.37 m3/ha

Tubo PVC 2 ” C - 3

Tubo PVC 2” C - 3

Tubo PVC 2” C - 3

Tubo PVC 3” C - 5

Tubo PVC 2” C -

50 m

50 m

50 m

5

50 m

Figura Nº 81. Modelo C – Caso I Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

253

Resumen final del diseño Caso II Marco de plantación

=

5X4

Caudal de gotero

=

4 l/h


=

8 goteros

Caudal del lateral

=

640 l/h

Número de plantas x lateral

=


Longitud máxima del lateral

=

20 x 4 m

=

80 m

Caudal mínimo del lateral

=

0.177 l/seg

Caudal de la sub unidad de riego =

1.777 l/seg

Caudal de los dos laterales

=

0.177 l/seg x 2

=

0.354 l/seg

Número de laterales

=

1.77 l/seg

=

5 laterales

0.354 l/seg Plano de la Figura Nº 82, caso II se elaborara el presente metrado y presupuesto. Descripción

Unidad

Cantidad

o g e i R e d s e l a r e t a L

Resumen final del diseño Caso II Marco de plantación

=

5X4

Caudal de gotero

=

4 l/h


=

8 goteros

Caudal del lateral

=

640 l/h

Número de plantas x lateral

=


Longitud máxima del lateral

=

20 x 4 m

=

80 m

Caudal mínimo del lateral

=

0.177 l/seg

Caudal de la sub unidad de riego =

1.777 l/seg

Caudal de los dos laterales

=

0.177 l/seg x 2

=

0.354 l/seg

Número de laterales

=

1.77 l/seg

=

5 laterales

0.354 l/seg Plano de la Figura Nº 82, caso II se elaborara el presente metrado y presupuesto. Descripción

Unidad

Cantidad


Unidad

14


Unidad

4


Unidad

3


Unidad

2


Unidad

12


Unidad

12

Reducción de PVC 3” a 2” C-10

Unidad

2

Tee reducción de 4” a 2” C-10 PVC

Unidad

2


Unidad

5

Válvulas de globo de 2”

Unidad

5


Unidad

45

Terminales de línea de 1 1/2”

Unidad

6

Moldes con salida doble de 16 mm

Unidad

60


Unidad

60

Tee de PVC 2” C-10

Unidad

2


Unidad

6


Mt

120

Uniones dentadas de 16 mm

Unidad

150

Compensadores circulares con emisores

Unidad

1020

Terminales de línea de 16 mm

Unidad

6


254

Descripción

Unidad

Cantidad

Mt

4100

Unidad.

6

Adaptadores de agua a desagüe de 2”

Unidad

6

Arco de sierra

Unidad

1

Unidad

6

Unidad

1

Manguera de P.E. De 16 mm Pegamento Oatey ¼ galón

Lija Nº 80 Válvula de compuerta de 4” metal


255

80 m

80 m

5 6 C V P B U T 5 -

Laterales de Riego

A=0.4 Ha Q=6.37 m3/Ha

A=0.4 Ha 25 m

Q=6.37 m3/Ha Manguera de P.E. 16 mm

6 ” 4 C V P B U T

25 m

5 -

6 ” 3 C V P B U T

125 m

Laterales de Riego

25 m

5 -

6 ” 2 C V P B U T

A=0.4 Ha

25 m

Q=6.37 m3/Ha Manguera de P.E. 16 mm

5 -

A=0.4 Ha

6 ” 2 C V P B U T

25 m

Q=6.37 m3/Ha

Manguera de P.E. 16 mm

Figura Nº 82 Modelo C – Caso II Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

256

GOTEROS Un gotero es un aparato fijo en el ramal de riego, cuya misión es dejar salir el agua de una manera controlada, gota a gota o mediante un pequeño chorro. El caudal depende de la presión de trabajo H, del exponente x que depende del régimen de flujo dentro del emisor y de un coeficiente de descarga característico K, que representa el caudal correspondiente a una presión de 1 m.c.a.

Q (caudal) = K . H x Los caudales suministrados suelen variar entre 1 y 12 litros por hora, para una presión de trabajo entre 10 y 15 m.c.a. (1 y 1.5 bar). En general los caudales más empleados son los de 2 y 4 litros por hora. Las secciones de paso, menores de 2 mm, hacen necesaria una gran precisión en su fabricación, debiendo utilizar material garantizado para un correcto funcionamiento del riego. Conviene tener en cuenta que el inevitable coeficiente de variación de fabricación modificará, aunque sólo sea mínimamente el caudal real de cada gotero.

GOTEROS Un gotero es un aparato fijo en el ramal de riego, cuya misión es dejar salir el agua de una manera controlada, gota a gota o mediante un pequeño chorro. El caudal depende de la presión de trabajo H, del exponente x que depende del régimen de flujo dentro del emisor y de un coeficiente de descarga característico K, que representa el caudal correspondiente a una presión de 1 m.c.a.

Q (caudal) = K . H x Los caudales suministrados suelen variar entre 1 y 12 litros por hora, para una presión de trabajo entre 10 y 15 m.c.a. (1 y 1.5 bar). En general los caudales más empleados son los de 2 y 4 litros por hora. Las secciones de paso, menores de 2 mm, hacen necesaria una gran precisión en su fabricación, debiendo utilizar material garantizado para un correcto funcionamiento del riego. Conviene tener en cuenta que el inevitable coeficiente de variación de fabricación modificará, aunque sólo sea mínimamente el caudal real de cada gotero.

Características de los goteros Los goteros se pueden clasificar según varias características. Las principales son: 1. Régimen de flujo a) El régimen de flujo dentro del gotero es laminar, pero la entrada y salida provocan que el valor de x varíe entre 0.7 y 0.95. Suelen tener un largo y estrecho conducto, muchas veces en forma helicoidal donde se provoca la pérdida de carga. En este caso se encuentran los microtubos. b) El régimen de flujo es transitorio o parcialmente turbulento, con valores de x menores a los anteriores, entre 0.55 y 0.65. Son los goteros de laberinto, en donde un largo conducto tortuoso aumenta la turbulencia del flujo en el interior del gotero. c) El régimen de flujo es completamente turbulento y el exponente de descarga suele ser próximo a 0.5. Son los llamados goteros de orificio y goteros vórtex.


257

Figura Nº 83 Diferentes tipos de goteros

El valor de x tiene una gran importancia, pues va a determinar la sensibilidad del gotero a las inevitables variaciones de presión en la instalación. Se cumple que:

dq/q = dH/H Es decir que cuanto menor sea x, menores serán las variaciones de caudal para una misma variación de presión, o lo que es lo mismo, para una variación del caudal previsto que permita una buena uniformidad, será posible aumentar la diferencia de presiones en la instalación, permitiendo por lo general mayores pérdidas de carga o desniveles. La curva característica del gotero, que generalmente se representan en coordenadas Q y H, nos indica para diferentes presiones de trabajo el caudal aportado, indicándonos la sensibilidad del gotero a las variaciones de presión. A medida que disminuye el valor de x, la variación de presión repercute en menor proporción en la variación de gasto, razón por la que cada vez más, se emplean goteros turbulentos. Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

258

q (l/h)

Laminar x = 1 Turbulento x =0.5 q = kh

x

Autocompensante perfecto x = 0

h (m)

Figura Nº 84 Esquemas de curvas características de goteros.

Para obtener una máxima uniformidad de riego se utilizan los goteros autocompensantes, en los que se intenta obtener un caudal constante independiente de la presión, con un valor de x pequeño, próximo a 0. Para ello, en general incluyen una membrana flexible que se deforma bajo la presión, disminuyendo la sección de paso. Presentan el inconveniente de su mayor precio y de la poca durabilidad de dicha membrana, que suele hacer necesario su cambio con mayor frecuencia que los goteros de otros tipos. Son muy utilizados en ramales de grandes longitudes, ya que la pérdida de carga no es limitante o en caso de desniveles apreciables en parcela, para permitir adecuadas uniformidades de riego. 2. Tipo de fijación a la tubería. Sin contar los microtubos, existen varios tipos de conexión:

a. Sobre línea Los emisores se fijan a la pared de la tubería mediante una perforación. Se pueden colocar directamente sobre la tubería o bien introducir en dicha perforación una alargadera a cuyo final se conecta el gotero.

b. En línea El gotero se introduce en la tubería, uniendo los segmentos de la misma, que Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

259

se corta. Pueden venir ya embutidos de fábrica a distancias prefijadas o instalarse sobre el terreno. Este sistema se suele emplear mucho en fruticultura para instalar mayor número de goteros, a medida que crece el árbol y las necesidades hídricas aumentan. Para ello el ramal de riego, cuyo diámetro se ha previsto para poder transportar todo el caudal necesario para el riego de árboles adultos, se corta en los puntos adecuados, introduciendo el emisor.

c. Integrados El gotero queda introducido dentro de la tubería durante el proceso de fabricación. La separación entre goteros es constante. Presentan la ventaja de una mayor robustez del conjunto, ya que la tubería no presenta cortes ni perforaciones y suelen tener una vida media más larga.

Figura Nº 85 Esquema de instalación sucesiva de goteros en plantación de árboles.

Criterios de elección Ante el gran número de goteros existentes y sus diferentes características, surge la pregunta ¿Cuál es el más adecuado en cada caso concreto?. Evidentemente no es fácil y, desde luego, no pretendemos dar una receta para la elección de cada gotero, sino únicamente plantear los aspectos más importantes que se deben tener Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

260

en cuenta. Queremos recordar que ante todo, la economía tiene un papel preponderante, ya que fija el límite superior de la inversión, por encima del cual ésta no sería rentable, a pesar de su mayor perfección técnica. Este límite viene impuesto, en muchos casos, por la rentabilidad económica del cultivo que se va a regar. La elección de un gotero debe tener en cuenta los siguientes aspectos: 

Los goteros deben tener alta uniformidad de fabricación. Todos los goteros deben haberse probado para conocer las variaciones en el caudal que aportan.

Dichas variaciones son inevitables en todo proceso

industrial. La tolerancia se establece mediante una clasificación cualitativa del coeficiente de variación de fabricación, que es prácticamente independiente de la presión. Las normas ASAE especifican que para una instalación correcta, los goteros deben tener un valor de dicho coeficiente superior a 0.07. A este respecto se debe tener en cuenta que la miniaturización del gotero disminuye dicha uniformidad, los circuitos largos tienen más uniformidad que los cortos. Las piezas móviles producen siempre menor uniformidad que las fijas, lo que se debe tener en cuenta en el caso de goteros autocompensantes. 

Se deben evitar los goteros susceptibles de obturación. Aunque con los avances tecnológicos se han efectuado grandes avances sobre este punto, con filtros muy perfeccionados conviene recordar que, a igualdad de otros parámetros, la obturación será menor cuanto mayor sea la sección de salida. El conocimiento de la calidad del agua y de las partículas que transporta es primordial para evitar estos problemas y diseñar el tipo o tipos de filtro necesarios.



Si el terreno no es llano se deben elegir goteros con exponente x pequeño, que permita mayores variaciones de presión a lo largo de la instalación. Los goteros autocompensantes pueden ser recomendables en estos casos.


261

DISEÑO DEL RIEGO El correcto diseño del riego debe buscar una buena uniformidad de distribución del agua, con un valor elevado del coeficiente de uniformidad (CU) que, por lo general, debe sobrepasar el 90%.

En este método, donde se busca el máximo

aprovechamiento del agua, además del CU de Christiansen, ya citado, se suelen utilizar criterios para determinarlo. El diseño empieza por la elección del emisor o gotero, que se efectuará en función de las características del terreno y determinará las dimensiones del bulbo mojado.

Distribución del agua en el suelo La distribución de agua en el suelo se efectuará con carácter tridimensional, a diferencia de los otros métodos de riego.

Depende principalmente de las

características hidrofísicas del suelo, pero también influyen el caudal del gotero y el tiempo de aplicación del riego. Al aumentar este último aumenta el frente mojado en superficie y en profundidad. Estas 3 variables determinan las dimensiones del bulbo mojado o volumen de suelo humedecido por cada gotero. Se ha tratado, desde hace tiempo, de calcular la forma del bulbo en función de las propiedades hidrofísicas del suelo. No se han obtenido buenos resultados debido a la gran heterogeneidad de suelos que se suelen presentar en las diferentes regiones. Sin embargo, se han obtenido algunas conclusiones prácticas.



El volumen de suelo húmedo es proporcional al volumen de agua aplicado e inversamente proporcional al contenido de agua existente en el suelo al empezar el riego.



La superficie mojada está en función de la succión capilar del suelo y del tiempo de aplicación. La profundidad alcanzada es inversamente proporcional a la anterior. Por lo general se puede decir que la forma del bulbo es más profunda y estrecha en suelos ligeros (mayor influencia de las fuerzas gravitatorias) y más ancha y superficial en suelos pesados.

Hay que tener en cuenta que en general, pero especialmente al existir horizontes diferenciados como es el caso de los enarenados, el área mojada en la superficie Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

262

del suelo puede no ser representativa de la existente en profundidad, lo que puede inducir a errores sobre el volumen real del bulbo mojado. Hay que tener en cuenta que en general, pero especialmente al existir horizontes diferenciados como es el caso de los enarenados, el área mojada en la superficie del suelo puede no ser representativa de la que existen en la profundidad, lo que puede inducir a errores sobre el volumen real del bulbo mojado. Damos a continuación un esquema del tipo de bulbo mojado en dos clases de suelo (ligero y pesado) como orientación de la distribución de agua.

Para una

determinación exacta es recomendable realizar ensayos sobre el terreno.

Suelo seco Gotero

Gotero

Zona saturada

Sales

Líneas de humedad Líneas de flujo Filtración profunda Suelo franco arenoso

Suelo franco arenoso

Figura Nº 86 Esquema de bulbos mojados.

Superficie y volumen de suelo mojado En este riego no se humedece todo el terreno, como ya se ha dicho. La superficie que se debe mojar, dependiendo del marco de plantación, es una variable sobre la que no se ha podido llegar a un consenso entre los estudiosos del tema. Es evidente que es necesario mojar la zona radicular. Pero las raíces son hidrófilas y tienden a concentrarse en las zonas húmedas, con mayor densidad radicular, que puede llegar a ser hasta 4 veces superior que en un suelo regado en toda su superficie. Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

263

Experimentos realizados para ver el cambio en la distribución radical, muestran un gran crecimiento de raíces en las zonas mojadas, mientras que en las zonas secas las existentes entran en dormancia.

Es decir, que las raíces se adaptan

rápidamente a las nuevas condiciones. Como el riego resulta más barato a medida que se moja menor superficie, disminuyendo el material necesario, parece lógico determinar la superficie mínima que se puede regar sin disminuir la producción. Este punto no es representativo en cultivos con marco de plantación pequeño, generalmente en horticultura, en donde prácticamente se moja casi toda la superficie, pero sí en marcos grandes, como los de fruticultura. Para ello se propuso inicialmente (Karmeli y Keller) determinar P, porcentaje de suelo mojado con respecto al área total de cultivo. Como dicho valor puede variar con el marco de plantación, posteriormente los mismos investigadores creyeron más racional determinar un valor P' referido al área media mojada por planta referida al área sombreada, de tal forma que la relación P tiene el valor:

P = P' (área sombreada/marco de plantación) Experiencias realizadas en diversas circunstancias han demostrado que dicho valor viene condicionado por el tipo de suelo y por la existencia de lluvias que mojan toda la superficie. Se puede decir que en caso de pocas precipitaciones, como en la mayor parte de España, es suficiente con mojar el tercio del suelo. Para esta determinación no se ha tenido en cuenta la función de sustentación de la parte aérea que efectúan las raíces, por lo que en ciertos casos una pequeña superficie radical, en árboles de gran porte, puede causar problemas de caída de los mismos. Como ya se ha dicho, cuando no se moja todo el terreno se produce en general una menor evaporación y una mayor transpiración del cultivo, regando con la misma cantidad de agua. Como la reducción de evaporación se puede considerar mayor que el aumento de transpiración, disminuyen las necesidades de agua. Existen diferentes fórmulas para determinar las necesidades en el riego por goteo, partiendo de datos de los otros riegos tradicionales o de la determinación de la Etc. del cultivo. El manejo del riego y, en especial, la frecuencia del mismo tienen gran importancia y puede modificar dichas necesidades, por lo que hay que ser muy cuidadosos al respecto. Lo más conveniente es hacer ensayos o utilizar datos, ya contrastados, de explotaciones cercanas. Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

264

Se puede decir que cuando el cultivo cubre más de los 2/3 partes del suelo se utiliza la Etc. En cultivos de tipo arbóreo (frutales, olivos, etc.) se cuantifican en general, las necesidades por árbol, variando según su estado de crecimiento y su desarrollo. A título orientativo y recordando que los valores obtenidos deben ser debidamente contrastados, exponemos dos fórmulas, determinadas por investigadores de renombre, Keller (1) y Decroix (2), para obtener las necesidades reales en función del porcentaje de la fracción de área sombreada A. (1) Necesidades = Etc (0.1 + A) (2) Necesidades = Etc [ A + 0.15 (1 – A)] Como parece evidente el valor de los paréntesis no debe sobrepasar la unidad.

Disposición de los goteros Los goteros se dispondrán a lo largo de las hileras de plantas, de tal forma que todas ellas reciban agua. La economía de la explotación tiende a disminuir el número de ramales necesarios. Las disposiciones más usuales, que varían según el marco de plantación y tipos de goteros, se representan en el esquema adjunto, pudiendo existir otras no indicadas.

Figura Nº 87 Disposiciones de goteros más usados Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

265

El número de goteros dependerá del marco de plantación y de la superficie total que se desee mojar, pero no suelen instalarse más de 2 emisores por metro cuadrado. En cultivos de alta densidad, generalmente hortícolas, la distancia entre plantas puede ser diferente de la existente entre goteros, por lo que puede ser recomendable un solape de los bulbos, mojando franjas longitudinales del suelo, para que todas las plantas se encuentren en las mismas condiciones de humedad. En cultivos de baja densidad, árboles o arbustos, se instalan varios goteros por planta, que se pueden ir colocando a medida que crece ésta, disminuyendo de esta forma la inversión inicial. En este caso se puede también utilizar microaspersores, en general uno por árbol. Actualmente este sistema tiende a usarse en cultivos en los que el microclima creado por la evaporación en el pequeño chorro favorece la producción. También los avances en su fabricación ha disminuido mucho su coste, el precio de un microaspersor es menor que el de los goteros necesarios en cada árbol. En ciertos casos, el ahorro así obtenido puede hacer aconsejable su instalación.

Elementos de control Un adecuado diseño debe disponer de los elementos de control necesarios para asegurar la eficiencia del riego. Independientemente del cabezal de control, ya descrito y pieza fundamental de la instalación, es conveniente que en cabeza de cada unidad se instale, salvo en instalaciones una presión de trabajo estable, sin variaciones imprevistas, También se debe instalar al menor un manómetro, para poder conocer, en todo momento, la presión de trabajo realmente existente y determinar, caso de que se produzcan, variaciones en las condiciones del riego. Por esta razón, la instalación de un contador que permita medir el volumen de agua aplicado es una práctica recomendable, que facilita el control del riego. El costo de inversión es mínimo y se compensa holgadamente con las ventajas que aporta, pues puede evitar grandes pérdidas económicas por deficiencias en el riego.

EMISORES Rodrigo (1992) menciona algunas definiciones a tener en consideración: Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

266

a) Emisores.- Son los dispositivos que controlan la salida del agua, desde las tuberías laterales. b) Puntos de emisión.- Son los orificios de salida del agua procedente de los emisores. Cuando el mismo emisor dispone de varios puntos de emisión, se denomina “multisalida”.

c) Goteros.- Son emisores con caudales no superiores a 16 Lt/hr. En ellos se produce una disipación de energía que para caudales inferiores a 8 lt/hr es casi total, el agua sale “gota a gota” y para caudales mayores conserva parte de la energía saliendo el agua en forma de pequeños “chorros”.

Para la selección de un emisor es importante conocer:



Tipo de Emisor.



Relación Caudal vs. Presión.



Coeficiente de Variación de Fabricación (CV).



Sensibilidad a las Obturaciones.



Sensibilidad a la Temperatura.

Tipo de emisores de bajo caudal Pizarro (1997), señala la siguiente clasificación de los emisores según la forma en que se disipa la presión.

a. Goteros con caudales menores a 16 l/h 

Goteros de largo conducto: Estos han ido evolucionando en el tiempo según la secuencia: microtubo – helicoidales – de laberinto, en la actualidad coexisten los 3 en el mercado.



Microtubos: Tubo de PE de diámetro entre 1-2 mm y de longitud variable. Emisores de régimen laminar con alta sensibilidad a temperatura y presión. Su costo es menor y se pueden uniformizar los caudales cortando los microtubos según las presiones en el terreno.



Goteros helicoidales: Es una modificación de los microtubos, enrollados alrededor de un cilindro y haciendo que la trayectoria del agua sea helicoidal y el régimen hidráulico se aleja de la condición laminar.


267



Goteros de laberinto El agua circula de forma más tortuosa, en régimen turbulento, menos sensibles a temperatura, presión y obturaciones.



Goteros de orificio: Goteros sobre línea en los que el agua sale al exterior a través de un orificio de pequeño diámetro donde se disipa la presión disponible. El principal problema son las obturaciones, pues el orificio de salida es muy pequeño.



Gotero tipo vortex: El agua atraviesa la perforación y llega a una cámara donde entra de forma tangencial originando un flujo vertical, creándose una importante pérdida de carga.



Gotero autocompensante: Dotados de un elemento flexible en su interior, normalmente una membrana de caucho, que se deforma bajo la acción de una diferencia de presión del agua antes y después de la membrana, manteniendo el caudal aproximadamente constante. La autocompensación sólo se da entre un rango de presiones que es necesario conocer.

b. Mangueras perforadas: Son tuberías provistas de puntos de emisión muy próximos, muy adecuadas para cultivos en línea tipo hortalizas.

c. Cintas de exudación: Trabaja generalmente a cargas de 2 a 3.5 m.c.a. A las que corresponde un caudal de 1 a 1.75 l/h, el bajo caudal de estos emisores permite abaratar la red de distribución de riego.

Relación Caudal-Presión de un emisor El agua atraviesa el emisor a través de uno o más conductos cuya configuración determina su comportamiento hidráulico. En cualquier emisor (salvo las cintas de exudación) el caudal de descarga y la presión de servicio se relacionan mediante la ecuación:

Q = k HX .............................................................. (1) Siendo: Q = Caudal del emisor, en litros por hora K = Coeficiente característico de cada emisor, que equivale al caudal que Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

268

proporcionaría a una presión de 1 m.c.a. H = Presión a la entrada del emisor, en m.c.a. X = Exponente de descarga característico de cada emisor El exponente de descarga expresa la sensibilidad de un emisor a las variaciones de presión. Su valor varía de cero a uno: cuando se aproxima a cero significa que el caudal es poco sensible a las variaciones de presión, en cuyo caso el emisor se llama autocompensante; cuando el valor se aproxima a la unidad significa que el caudal es muy sensible con las variaciones de presión.

Coeficiente de variación de fabricación Los emisores de una misma marca y modelo no son exactamente iguales entre sí, debido a los sistemas de fabricación y los materiales empleados, incluso para una misma presión de trabajo se dan caudales diferentes, lo que afecta la uniformidad de riego, por ello se ha definido el Coeficiente de Variación de Fabricación (CV). La cual está dada por la siguiente ecuación: C.V. = S

.................................................. (2)

qa Donde: s = Desviación estándar de caudales de una muestra de goteros. qa =Caudal promedio de la muestra de goteros. La clasificación de los emisores en función del C.V. Está dada a través de las normas I.S.O. Citado por Pizarro (1997), donde se agrupan en dos categorías: Categoría A: Emisores de Alta Uniformidad: CV < 0.05 Categoría B: Emisores de Baja Uniformidad: 0.05 < CV < 0.10

Sensibilidad a las Obturaciones El riesgo de obturación de un emisor depende del diámetro mínimo de paso, que es la dimensión del paso más estrecho que encuentra el agua en su recorrido dentro del emisor. Cuanto menor sea el diámetro, mayor será la sensibilidad a las obturaciones, de forma que surge la siguiente clasificación citado por Pizarro Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

269

(1997).

Cuadro Nº 2 Clasificación de la sensibilidad de obturación Diámetro mínimo (mm)

Sensibilidad de la obturación

< 0,7

Alta

0,7 – 1.5

Media

> 1,5

Baja

Fuente: Riego Localizado de Alta Frecuencia (Pizarro 1997)

El diámetro mínimo de paso es importante para el filtrado, el cual no debe dejar pasar partículas cuyo diámetro sea superior a 1/10 del diámetro de la sección, mínima de paso.

Sensibilidad a la temperatura La temperatura afecta en el envejecimiento acelerado de los emisores, en goteros autocompensantes los elastómetros se ven afectados por este fenómeno, además la sensibilidad de un emisor será mayor cuando más próximo sea su régimen al laminar, esto se nota cuando al aumentar la temperatura, disminuye la viscosidad y por tanto aumenta el caudal. La variación del caudal con la temperatura debe considerarse en general como un hecho negativo que disminuye la uniformidad de emisión.

Factores que intervienen en la disposición de emisores Es muy importante determinar la disposición de emisores en el terreno, ya que esta permite una correcta aplicación del agua al cultivo. Fuentes (1998) señala que es conveniente tener algunas consideraciones para la disposición de emisores: Para evitar pérdidas de agua por filtración profunda se instala un mayor número de emisores aumentando así la eficiencia de aplicación del agua. En el caso de los cultivos permanentes se “tiene que vigilar el anclaje y por tanto disponer los emisores de forma que la raíz se desarrolle equilibradamente”.


270

Relación entre los emisores y la longitud del lateral Según Rodrigo (1992) se tiene la siguiente relación entre emisores y longitud de lateral.



El caudal del emisor condiciona la longitud de la tubería lateral de tal forma que cuanto mayor sea el caudal del emisor, menor será la longitud del lateral.



La distancia entre emisores también condiciona la longitud del lateral, de tal manera que cuanto más distanciados estén los emisores, mayor longitud podrá tener la tubería lateral.



La longitud de las tuberías laterales está condicionada entre otros factores por la topografía del terreno. Si la pendiente es muy acusada o irregular se utilizará goteros autocompensantes. Usando este tipo de emisores se podrá ampliar las longitudes máximas de los laterales de riego.

Características principales de los microtubos El microtubo, es el tipo de gotero más antiguo. Consiste en un tubo generalmente de polietileno, de pequeño diámetro, entre 1 – 2 mm y de longitud variable. Se caracteriza por estar dentro del flujo laminar. El flujo laminar se caracteriza por tener el flujo de corriente relativamente lenta, la viscosidad relativamente grande, por lo cual la corriente no es perturbada por las protuberancias del contorno. Pizarro (1997) manifiesta que el régimen laminar es inconveniente por las razones siguientes:



En régimen la pérdida de carga a lo largo de una conducción no depende de la rugosidad de la misma pero si de la viscosidad cinemática y por tanto de la temperatura. En consecuencia para una misma presión los emisores en que el agua este a mayor temperatura arrojarán un caudal mayor, lo que puede dar lugar a diferencias importantes entre el primer y último emisor situados en un lateral expuesto al sol.



Los emisores en régimen laminar son más sensibles a los cambios de presión y por tanto riegan con una menor uniformidad.



El régimen laminar, hace que las velocidades del agua sean menores que en régimen turbulento, lo cual hace que tengan mayor riesgo de sedimentación.


271



En resumen los microtubos presentan los inconvenientes típicos del régimen laminar, alta sensibilidad a la temperatura, presión y mayor riesgo de obturaciones.

Sin embargo en algunas partes del mundo se han hecho muy populares por su bajo costo y una peculiaridad interesante: El agricultor puede uniformizar los caudales una vez hecha la instalación cortando los microtubos a la longitud que la práctica demuestre como adecuada (Pizarro 1997). El valor del exponente se acerca 1, esto demuestra la alta sensibilidad de los microtubos a las variaciones de presión. Medidas experimentales muestran que en la realidad X puede variar entre 0.75 y 1. Según Cabello (2001) manifiesta que la formula (5) mantiene la proporcionalidad lineal mientras el flujo se mantenga en régimen laminar.

EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE RIEGO POR GOTEO PROCEDIMIENTO DE EVALUACIONES DE RIEGO Fase de Gabinete Metodología Se define la Uniformidad de Emisión del Sector (UE), a la relación porcentual entre el caudal medio del 25 % de plantas del sector que menos agua reciben y el caudal medio que reciben las plantas del sector considerado. Su expresión dada por:

Siendo: Q ¼ =el caudal medio del 25 % de las plantas del sector que menos agua reciben. Q = el caudal medio recibido por las plantas del sector. En la práctica, la dificultad que presenta ensayar todos y cada uno de los emisores que suministran agua a cada una de las plantas del sector, hace que se trabaje sobre una sub unidad (sub unidad testigo) que sea representativa del sector considerado. Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

272

Las causas de falta de uniformidad son debido a: 

Distintas características de fabricación de los emisores de riego. Baja calidad de los mismos.



Envejecimiento y obstrucciones de los goteros.



Presiones de servicio distintas a las aconsejadas para el tipo de goteros utilizados.



Diferencia de presión elevada entre emisores.

Merrian y Keller proponen la siguiente clasificación según el valor obtenido para la UE: Tabla Nº 21: Clasificación Merrian y Keller CLASIFICACIÓN MÉRRIAN Y KÉLLER UE %

UNIFORMIDAD

> 90

Excelente

81 - 90

Buena

70 - 80

Aceptable

< 70

Pobre

Fuente “Farm Microirrigation System Evaluation”

Tabla Nº 22 El I.R.Y.D.A., con un criterio más restrictivo, propone para topografías sensiblemente llanas (como es el caso de Ontur) el siguiente criterio:

CLASIFICACIÓN MÉRRIAN Y KÉLLER UE %

UNIFORMIDAD

> 94

Excelente

86 - 94

Buena

80 - 85

Aceptable

70 - 79

Pobre

< 70

Inaceptable

En la práctica, los valores medio de la Uniformidad de Emisión determinados en campo, deben estar por encima del 85 %.


273

Fase de campo



Datos del cultivo, labores y tratamientos.



Sistema de riego y características técnicas.



Morfología de la parcela.



Tiempos de riego según longitudes.



Fecha, hora y duración en que se realizó la evaluación y climatología.



Descripción de la instalación.

El procedimiento de campo se basa en la metodología descrita por Merrian y Keller (1978) y adoptada por la FAO (1986). Los ensayos se llevaron a cabo en las condiciones normales de funcionamiento. 1. Se seleccionó una sub unidad de riego testigo (ST) representativa de la instalación. 2. Se seleccionaron cuatro laterales de la sub unidad testigo.

Los laterales

seleccionados fueron: primero, el más cercano al punto de alimentación de la secundaria; segundo, el situado a 1/3 de la longitud de la secundaria; tercero, el situado a 2/3 y el último, el más alejado. De igual manera se eligieron las plantas de cada lateral: la primera, la más cercana al punto de alimentación del lateral, la segunda, la situada a 1/3: la tercera, la situada a 2/3 y la última, la más alejada. En resumen, fueron cuatro laterales seleccionados con cuatro plantas por lateral, en total 16 plantas. 3. Se midió el caudal de todos los emisores que proporcionaban agua a las plantas seleccionadas durante un número entero de minutos. Los volúmenes se midieron mediante probeta graduada. 4. Inmediatamente después se tomaron presiones en el inicio y al final de los laterales seleccionados. 5. Se calculó el coeficiente de uniformidad de riego de la sub unidad testigo de la forma explicada. Durante las evaluaciones se utilizó el siguiente material:



Cronómetro.



Probeta de 250 ml (unidad mínima 2 ml).



Manómetro digital para lecturas de presión absoluta, relativa y diferencial.


274



Pluviómetros de 1140 ml. de capacidad.



Cinta métrica.

FICHA DE CAMPO Fecha:

Parcela:

Zona Regable: Duración en la cabecera del sector: Volumen de agua que pasa por el contador durante el ensayo: Observaciones:

CROQUIS

Pluviométricos

Ramal 1

Ramal 2 1/3

Ramal 3 2/3

Ramal 4

Presión (bar)

Volúmenes (ml)

Valores Ordenados

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

7

7

8

8

9

9

10

10

11

11

12

12

13

13

14

14

15

15

16

16 Promedio (n)


275

Foto. Nº 16 Compensador lineal con 4 emisores.

Foto. Nº 17 Diámetro de humedecimiento del compensador lineal con 4 emisores.

Foto. Nº 18 Cultivo de tuna instalado con el compensador lineal con 4 emisores.


276

Foto. Nº 19 Cultivo de palto instalado con el compensador circular con 4 emisores.

Foto. Nº 20 Cultivo de palto con dos laterales y goteros regulables.

Foto. Nº 21 Cultivo de palto con un lateral con manguera adicional y goteros regulables. Curso a Distancia Sistema de Riego INIA

277

Modulo_IIe.pdf

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