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GENERALIDADES
FACTORES DEL BALANCE HIDRICO
LAMINA DE RIEGO
AGUA DE RIEGO
SUELO
INFILTRACION
CULTIVO
APORTE FREATICO
PRECIPITACION
APORTE DE
AGUA
•SUBTERRANEA (POZOS)
•SUPERFICIAL (MITA JUs)
GENERALIDADES
FACTORES DEL BALANCE HIDRICO
EVAPORACION
LAMINA DE
RIEGO
TRANSPIRACION
SUELO INFILTRACION
PERCOLACION
EFICIENCIA DE RIEGO
ESCORRENTIA
SUPERFICIAL
CULTIVO Y SU ESTADO
FENOLOGICO (Kc)
ABSORCION
CONSUMO DE
AGUA
EVAPOTRANSPIRACION
EVAPORACION + TRANSPIRACION
GENERALIDADES
EL COEFICIENTE DEL CULTIVO
COEFICIENTE DEL CULTIVO - Kc.
ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
Ini. Des. Max. Mad. Fin
Cosecha
ESTADOS FENOLOGICOS
Kc
Meses
I
II
III
IV
20d 35d 40d 30d
Kc = ETc (mm/día) / ETo (mm/día)
1.SECTORIZACION
1.Dirección de surcos
2.Forma de terreno
2.NECESIDADES DE RIEGO
1.Tomar el pico de diseño
3.CAPACIDAD DE RIEGO,
PRECIPITACION HORARIA O
INTENSIDAD DE APLICACIÓN
1.Caudal de goteros (L/h)
2.Distancia entre goteros (m)
3.Distancia entre laterales (m)
4.TIEMPO DE RIEGO
5.TURNOS DE RIEGO
6.CAUDAL DE DISEÑO
DISEÑO AGRONOMICO
Introducción
 El diseño agronómico es un componente
fundamental de los cálculos justificatorios de
cualquier expediente técnico de un proyecto de riego
(presas de riego, reservorios de riego, canales de
riego, riego por aspersión, riego por goteo etc.).
 La importancia de un buen diseño agronómico en
los proyectos de riego por goteo repercutirá
directamente en :
- La producción y operaciones de riego
- Capacidad de las redes y estructuras de riego
 El diseño agronómico es parte del proyecto y
decide una serie de elementos de la instalación
tales como número de emisores, disposición de
los mismos, etc. Además proporciona datos
básicos para el posterior diseño hidráulico,
como caudal por emisor y planta, duración de
riego, etc.
 Se desarrolla en dos fases:
- Cálculos de las necesidades de agua,
- Determinación de las dosis, frecuencia y
tiempo de riego, número de emisores por planta
y caudal del emisor.
Lo que nos
interesa saber, es
su valor crítico,
para su posterior
dimensionamiento
de las
instalaciones de
riego.
Cálculo de
ETo Necesidades
netas
Condiciones
locales
Efecto de
localización
Necesidades
totales de agua
Cálculo de Kc
Cálculo de ETo Elección de Kc
ETc = Kc*ETo
Kl
(Coeficiente de localización)
ETc *Kl
Correcciones por
condiciones locales
ETrl
Gw (aporte capilar)
Nn Ea, CU, R
Nt
Se pretende conocer las necesidades máximas de
agua para dimensionar posteriormente las
instalaciones de riego.
 ETo Evapotranspiración de referencia,
 Kc Coeficiente de cultivo,
 Kl Coeficiente de localización,
 Kcl Coeficiente de variación climática,
 Kad Coeficiente por advección,
 Pe, Ac, Aa Precipitación, agua capilar, agua almacenada,
 K Coeficiente por eficiencia aplicación o lavado,
 CU Coeficiente de uniformidad
Necesidades
totales o = { (ETo*Kc*Kl*Kcl*Kad) -Pe-Ac-Aa } / {(1-K)*CU }
Lamina de riego
Existen diferentes métodos para hallar ETo tenemos:
• Método Tanque evaporimetro, Clase “A”,
• Método Blaney Chiddle,
• Método Penman modificado,
• Método de Hargreves,
• Penman Monteith (CROPWAT 8.0).
Una vez hallado el ETo de todos los meses, para
fines de diseño, se seleccionará aquel que
multiplicado por el Kc, nos de, el máximo valor .
Dato Climático
METODO
Blaney
Criddle
Radiación Penman Tanque A
Temperatura X X X
Humedad Relativa X X X X
Viento X X X X
Insolación X X X
Radiación X X
Evaporación X
Condiciones Locales X X X X
METODOS DE CALCULO :
Fórmula de Penman – Monteith
16
Calculando ETo (mm/día)
Usando datos del tanque Clase “A”
METODO DEL TANQUE EVAPORIMETRO CLASE “A”
ETo (mm/día) = ETan (mm/día) x KTan
ETo : Evapotranspiración del Cultivo de Referencia (mm/día)
ETan: Evaporación media diaria del Tanque A (mm/día)
KTan: Coeficiente del Tanque Evaporímetro Clase A
DESCRIPCION DEL TANQUE
DIAMETRO : 120.5 cm.
PROFUNDIDAD : 25.4 cm.
MATERIAL : Hierro Galvanizado
RECUBRIMIENTO : Pintura de Aluminio
CONDICIONES DE INSTALACION
•Instalación sobre una plataforma de madera con intersticios para su ventilación.
•La base debe estar a 5 cm. del suelo.
•Se llena el tanque con agua hasta 5 cm. del borde. El nivel no debe bajar mas de 2.5 cm.
•Se toma las lecturas diariamente y a una hora fija.
METODO DEL TANQUE EVAPORIMETRO CLASE “A”
EL COEFICIENTE DEL TANQUE Ktan (Caso 1)
50m ó más Variable
D
Cubierta Verde
Tanque
Barbecho de secano
Dirección del viento
Distancia a
Barlovento
D (m)
Velocidad del viento Humedad Relativa Media
( Km/día ) ( m/s ) <40 40 – 70 > 70
0
a
9
< 175
175 – 425
425 – 700
>700
< 2
2 – 5
5 – 8
>8
0.55
0.50
0.45
0.40
0.65
0.60
0.50
0.45
0.75
0.65
0.60
0.50
10
a
99
< 175
175 – 425
425 – 700
>700
< 2
2 – 5
5 – 8
>8
0.65
0.60
0.55
0.45
0.75
0.70
0.60
0.55
0.85
0.75
0.65
0.60
METODO DEL TANQUE EVAPORIMETRO CLASE “A”
EL COEFICIENTE DEL TANQUE Ktan (Caso 2)
50m ó más Variable
D
Cubierta Verde
Tanque
Barbecho de secano
Dirección del viento
Distancia
a
Barlovent
o
D (m)
Velocidad del viento Humedad Relativa Media
( Km/día ) ( m/s ) <40 40 – 70 > 70
0
a
9
< 175
175 – 425
425 – 700
>700
< 2
2 – 5
5 – 8
>8
0.70
0.65
0.60
0.50
0.80
0.75
0.65
0.60
0.85
0.80
0.70
0.65
10
a
99
< 175
175 – 425
425 – 700
>700
< 2
2 – 5
5 – 8
>8
0.60
0.55
0.50
0.45
0.70
0.65
0.55
0.50
0.80
0.70
0.65
0.55
El Kc es el coeficiente de cultivo y es aquel que
expresa la relación entre ETc y ETo, sus
valores varían en función de la fase del cultivo.
Una vez hallado el Kc de todos los meses, para
fines de diseño se seleccionará aquel que
multiplicado por ETo nos de el máximo valor.
Kc PARA PAPRIKA
FASE DEL CULTIVO Dias Kc
FASE INICIAL ( Emergencia ) 14 0.50
( Crecimiento Inicial ) 56 0.70
( Cresimiento Final ) 28 1.00
FASE DESARROLLO 28 0.95
FASE MEDIA ESTACION 56 0.70
FASE ESTACION FINAL 28 0.60
Kc PARA PAPRIKA
TIEMPO Kc
MES 1 0.60
MES 2 0.70
MES 3 0.90
MES 4 1.00
MES 5 0.75
MES 6 0.70
MES 7 0.60
EL COEFICIENTE DEL CULTIVO
COEFICIENTE DEL CULTIVO - Kc.
ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
Ini. Des. Max. Mad. Fin
Cosecha
ESTADOS FENOLOGICOS
Kc
Meses
I
II
III
IV
20d 35d 40d 30d
Kc = ETc (mm/día) / ETo (mm/día)
Cultivados limpios :
Kc = 0.55
Sin programa de lucha contra malas hierbas:
Kc = 0.85
Por motivos de efecto de localización, la cubierta
arbórea es de aproximadamente 50%, entonces las
FAO, distingue dos posibilidades:
Se puede elegir un valor intermedio estimado:
Kc = 0.70
COEFICIENTE DEL CULTIVO PONDERADO – Kc ponderado
A1 Kc1
A2 Kc2
A3 Kc3
A4 Kc4
A5 Kc5
A6 Kc6
A7 Kc7
A7 Kc7
Kc ponderado =
(A1 x Kc1+ A2 x Kc2+ A3 x Kc3+ …….+A7 x Kc7)
(A1 + A2 + A3 + A4 + A5 + A6 + A7)
Área del
Proyecto
EL COEFICIENTE DEL CULTIVO
Ejemplo selección ETo y Kc
CUADRO :Cálculosdedemandadeagua
E F M A M J J A S O N D
Eo (mmdia) 7.2 6.8 6.3 5.6 5.4 5.5 5.5 6 6.6 7.7 7.7 6.9
K-tanque 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75
ETo (mm/dia) 5.40 5.10 4.73 4.20 4.05 4.13 4.13 4.50 4.95 5.78 5.78 5.18
P A P R I K A
Kc (cultivo) 0.60 0.70 0.90 1.00 0.75 0.70 0.60
ETc (mm/dia) 2.48 2.89 4.05 4.95 4.33 4.04 3.11
maximo
El valor de ETc seleccionado para efectos de diseño
es el máximo de los obtenidos mensualmente.
Ejemplo, fue calculado: ETo = 6,51 mm/día y Kc = 0,70
FACTORES DE CORRECCION
DE LA ETc
ETc = 6,51 mm/día * 0,70
ETc = 4,56 mm/día
ETc = ETo * Kc
E
T
T
RIEGO POR GRAVEDAD
E
T
E
T
RIEGO LOCALIZADO
El coeficiente de localización (Kl) corrige la ET
disminuyéndola, debido a la reducción del área de riego,
producto de la localización del riego con goteros o
microaspersores.
microclima
Efecto de localización
La ET depende de la masa de follaje, superficie de hojas, volumen de
copa, etc. y como estas variables son difíciles de cuantificar se las
representa en función del % área sombreada.
Aljibury Kl = 1.34*A
Decroix Kl = 0.1+A
Hoare Kl = A+0.5*(1-A)
Keller Kl = A+0.15*(1-A)
• A = Fracción de Área Sombreada por el Cultivo (al medio día)
• Kl = Factor de Localización (Se utiliza para corregir la ETc)
Para obtener Kl se
calcula por los 4 métodos
y se trabaja con el
promedio.
Ejemplo:
Palto con marco de 6 * 4
A. sombreada = Pi*D2 / 4 = 3.14*42 / 4
= 12 .56 m2
Área total = 6 x 4 = 24 m2
% A. Sombreada = A. Sombreado/A.total
% A. Sombreada = 12.56 / 24 = 0.52
Resultados Kl con área sombreado para palta 52% y para paprika 70%
PALTA PAPRIKA
Alljiburi Kl = 0.70 Kl = 0.94
Decroix Kl = 0.62 Kl = 0.80
Hoara Kl = 0.76 Kl = 0.85
Keller Kl = 0.59 Kl =0.74
PROMEDIO 0.67 0.83
==> 4.56 mm/día * 0.67 = 3.05 mm/día
Determinación de Variación Climática (Kcl)
El Kcl es el coeficiente variación climática y se utiliza
para corregir los valores de promedios mensuales o de
los promedios de un periodo determinado, utilizados
para los cálculos de la ETo.
Para riego localizado este valor se estila poner
entre 1.15 y 1.2 (Pizarro 1996)
==> 3.05mm/día*1.20 = 3.66 mm/día
El Kad es el coeficiente por advección, el cual castiga a la ETo
debido a que el efecto producido por un área de riego cada vez mas
grande disminuirá la ETo.
Ejemplo:
Supongamos un área
de riego de 11 ha.
=> 3.66mm/día * 0.90 = 3.29mm/día
Determinación de la Variación por Advección (Kad)
Nn = ETrl – Pe – Ac - Aa
Pe, es aporte de agua por la precipitación efectiva,
Ac, es aporte de agua capilar que se debe considerar en el caso de
que el nivel freático este próximo.
Aa, es aporte del agua almacenada que tampoco se considera, por
que con los riegos de alta frecuencia, pretendemos reponer
inmediatamente el agua extraída para no gastar energías en
sustraer agua almacenada mas allá de la lamina diaria.
Ejemplo:
Para nuestro ejemplo no tenemos aportes de agua provenientes de
precipitación, capilaridad ni por almacenamiento.
==> Nn = 3.29 mm/día - 0 - 0 - 0 = 3.29 mm/día
Para dicho cálculo, a partir de las Nn, hay que
tener en cuenta 3 hechos:
- Pérdida de agua por percolación,
- Necesidades de lavado, (LR).
- Falta de uniformidad de riego.
Necesidades totales
Agua a aplicar (A)
K = 1 – Ea (en el caso de pérdidas) Se elige el valor
K = LR (en el caso de lavado) mas alto
- Si las pérdidas son mayores que las necesidades, el lavado se
cumplirá,
- Si las pérdidas provocan un lavado superior al necesario, el
nivel de salinidad se mantendrá bajo.
- Si las pérdidas son menores que las necesidades de lavado,
habrá que provocar una percolación para evitar salinización.
Eficiencia de aplicación (Ea)
Profund.
de raíces
(m)
Textura
Muy
porosa
(grava)
Arenosa Media Fina
<0.75 0.85 0.90 0.95 0.95
0.75 -
1.50
0.90 0.90 0.95 1.00
> 1.50 0.95 0.95 1.00 1.00
Keller 1978
Climas cálidos
Eficiencia de aplicación
Profund.
de raíces
(m)
Textura
Muy
porosa
(grava)
Arenosa Media Fina
<0.75 0.65 0.75 0.85 0.90
0.75 -
1.50
0.75 0.80 0.90 0.95
> 1.50 0.80 0.90 0.95 1.00
Keller 1978
Climas húmedos
Necesidades de lavado:
CE I : conductividad eléctrica del agua
de riego
CE e : conductividad eléctrica del
extracto de saturación del suelo,
valor para conseguir el lavado.
- Asunto complicado, y puede ser conveniente no cargar
al riego todas las necesidades de lavado, sino a la lluvia.
Ejemplo:
Nn = 3,29 mm/día
CEi = Conductividad eléctrica del agua de riego 0,8 mmhos/cm
CEe = Conductividad eléctrica del extracto de saturación 1,7 mmhos/cm
CU = 90%
Ea = Eficiencia de aplicación 95%
K = 1 – Ea = 1- 0.95 = 0.05
K = LR = CEi / 2CEe = 0.8 / (2*1.7) = 0.24
Podemos ver que el agua de lavado es superior a las aguas de
perdidas, lo que evita la salinización, o sea se regará con un exceso
del 24%:
0.24 > 0.05
Por lo tanto se considera el porcentaje del agua de lavado:
==> 3.29mm/día / (1- 0.24) = 4.33 mm/día
==> 3.29mm/día / (1- 0.05) = 3.46 mm/día
Necesidades Totales
 CU
K
Nn
Nt
.
1

CU
A
Nt 
LR
K
Ea
K
d
uniformida
de
e
Coeficient
CU






1 Se elige el valor más alto
Necesidades Totales (Aplicando)
 
día
mm
Nt /
81
,
4
9
,
0
.
24
,
0
1
29
,
3



día
mm
CU
A
Nt /
81
,
4
9
,
0
33
,
4



También se puede expresar en:
- Necesidades diarias por árbol (Marco de plantación de 6m x 4m)
4,81 mm/día x 6m x 4m = 115,44 L/árbol-día
- Caudal Ficticio Continua
4,81 mm/día x 10,000/24x3600 = 0,56 L/s.ha
Engloba una serie
de parámetros que
caracterizan al
riego y
condicionan el
posterior diseño
hidráulico.
•Precipitación del sistema,
•# de unidades o turnos de riego,
•Área de las unidades de riego,
•Caudal de diseño.
1.- Número de emisores
El numero de emisores se calcula teniendo en cuenta que
la suma del área mojada de todos los emisores de un
árbol sea superior al mínimo de área mojada impuesto.
#e * Ae > A.total * % A.mojadomin
#e > ( A.total * % A.mojadomin ) / Ae
El tiempo de riego seria = Dosis / ( #e * qe )
#e = numero de emisores
Ae = Área de un emisor
qe = caudal de emisor Litros/hora
Dosis = litros / árbol
ECUACION DEL EMISOR
Según el tipo de curva de gasto:
-No compensantes: son aquellos que proporcionan caudales diferentes al variar la
presión en la entrada del emisor.
- Autocompensantes: son los que, dentro de los límites de presión fijados por el
fabricante, mantienen un caudal prácticamente constante. Al intervalo de presiones
para las cuales el emisor se comporta como autocompensante se le denomina
intervalo de compensación.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
RADIO (cm)
PROFUNDIDAD
(cm)
2 LITROS
4 LITROS
6 LITROS
8 LITROS
10 LITROS
12 LITROS
2.- % Área mojada
Se define como la relación entre el área mojada y el área total
medidos a una profundidad de 30 cm.
% área mojada = Área mojada / Área total
% altos son mas seguros pero incrementan los costos de instalación
por mas cantidad de goteros y mayores diámetros de tuberías.
Keller recomienda
En frutales el área mínima mojada para
clima húmedo es 20%,
clima árido es 33%
En cultivos herbáceos este % es mayor llegando hasta 70%.
Área mojada por emisor
Calculo de área mojado
Microaspersores.- el área o diámetro mojado en la
superficie viene especificado en los catálogos y se
asume este valor como el valor de área mojada
Goteros.- en el caso de goteros es mas complicado
dependiendo mucho de la textura, estratificación,
caudal de gotero y tiempo de riego, su calculo se
puede hacer:
1) Utilizando tablas
2) Pruebas de campo
Diferentes tipos de área mojada
d
D
Tabla de diámetro mojado
Diámetro mojado por un emisor de 4 L/h
Profundidad de raíces y
textura del suelo
Grados de estratificación del suelo
Homogéneo Estratificado En capas
Diámetro mojado (m)
Profundidad 0,80 m
Ligera
Media
Pesada
0.50
1.00
1.10
0.80
1.25
1.70
1.10
1.70
2.00
Profundidad 1,70 m
Ligera
Media
Pesada
0.80
1.25
1.70
1.50
2.25
2.00
2.00
3.00
2.50
Frecuencia
La frecuencia de riego es el intervalo de tiempo necesario
para volver aplicar un riego.
En riegos por goteo y microaspersión no existe un valor
mínimo de intervalo de riego, pero el valor máximo del
intervalo de riego se calcula teniendo en cuenta que la
humedad del área mojada, no descienda de un cierto valor.
En la mayoría de casos se diseña para frecuencias de un día.
Textura Frecuencia
(máxima)
Ligera 2 días
Media 3 días
Pesada 4 días
Área mojada
% área mojada = -----------------
Área Total
Frecuencia (max) = Dosis de riego (max) / Lamina riego
Dosis de riego (max) = Lamina de agua aprovechable X % área mojada
Lamina de agua aprovechable = (CC-PM ) * Da * Pr * %Ag
d
D
Frecuencia de riego en goteo
Dosis de riego
Es la cantidad de agua a aplicarse en un riego, la cual
será infiltrada y retenida por el reservorio suelo, esta
dosis es un múltiplo de la lamina riego diaria y
depende de la frecuencia de riego
La dosis de riego pueden ser:
- Dosis de riego (max) = Lamina aprovechable X % área mojada
- Lámina aprovechable = (CC-PM ) * Da * Pr * %Ag
Frecuencia DOSIS
01 día 1*Lr
02 días 2*Lr
03 días 3*Lr
Tiempo de riego
Para calcular el tiempo de riego, se compara la
dosis de agua (cantidad de agua a infiltrar y
retener en el suelo) para riego con la oferta de
agua del sistema de goteo.
Dosis de agua para riego mm / día m3/Ha-día horas
TR = ------------------------------------- = ----------- = -------------- = --------
Oferta de Agua del Sistema mm / Hora m3/Ha-hora día
Dosis de agua para riego = Función de Lamina neta y la frecuencia de riego
Oferta de Agua del sistema = Función de Q-gotero, dist. goteros y dist. laterales
Precipitación del sistema
Cantidad de agua que entrega un campo en
función de las características del sistema de
goteo instalados (caudal y distanciamiento de
los emisores)
Caudal del Gotero
P = --------------------------------------------------------
Distancia Emisores * Distancia Laterales
Caudal del Gotero = Litros / Hora
Dist. Emisores = Metros
Dist. Laterales = Metros
# DE UNIDADES ó TURNOS
Es la cantidad de unidades de riego o sectores en que se puede
dividir una parcela,
Es el numero de turnos de riego que se pueden atender durante
un periodo de tiempo disponible
Tiempo Disponible
# Unidades de riego = -----------------------
Tiempo de riego
Tiempo disponible = tiempo total disponible para regar
Tiempo de riego = tiempo necesario para aplicar 1 dosis
AREA DE LA UNIDAD
Es el área que puede ser atendida por un turno de riego
Esta área nos servirá para poder dividir la parcela en un
numero de unidades de igual área para que puedan ser
regados en un turno de riego.
Área Total
Área de Unidad = -------------------------------
# de Turnos o Unidades
Area Total = area donde se instalara el sistema de goteo
CAUDAL DEL SISTEMA
Es un caudal constante durante un determinado tiempo,
que es necesario para poder regar una determinada
superficie de terreno . Este caudal es funcion del area de
riego, Lamina de riego y el tiempo total disponible para
riego.
2.78 * A * Lr
Q-sistema = -------------------------------
Tiempo
A = área total a regar
Lr = Lamina de riego diaria
Tiempo = tiempo total disponible para regar
Ejemplo 01
Se desea instalar un sistema de riego por goteo con cintas para 14 Has
de cultivo de paprika, se cuenta con 13 Horas disponibles de agua.
La cinta a utilizar tiene emisores de 1.0 LPH @ 0.20 y 1.50 mt entre
laterales y la Lamina neta de riego es de 6 mm/dia y la frecuencia de
riego es 1. ¿Calcular los parámetros agronómicos del diseño?
Caudal del Gotero 1.0 LPH
Pp = --------------------------------- = ----------------------- = 3.33 mm/Hora
Dist. Emisores X Dist. Laterales 0.20 mt. x 1.50mt
Dosis de agua de riego 6.00 mm / día
TR = ------------------------------------- = ------------------ = 1.80 Horas/dia
Oferta de Agua del Sistema 3.33 mm / Hora
Frecuencia = dosis de riego / lamina de riego
Frecuencia 1 => la dosis de riego es igual a la Lamina neta o demanda diaria cultivo
Ejemplo 01
2.73*A*Ln 2.78*14*6
Q-estimado = --------------------- = ------------------- = 17.96 L/s
Tiempo disponible 13. horas
Tiempo total 13 horas
Unidades = --------------------- = ------------------- = 7.22 = 7 unidades
Tiempo de riego 1.8. horas
Área Total 14 Ha
Área unidad = --------------------- = -------------- = 2.00 Ha
# unidades 7
2.73*A*Ln 2.78*14*6
Q-real = --------------------- = ------------------- = 18.53 L/s
Tiempo disponible 12.6 horas
Diseño Agronómico Final
U-1
2 ha
U-2
2 ha
U-4
2 ha
U-5
2 ha
U-3
2 ha
U-6
2 ha
U-7
2 ha
Pp = 3.33 mm/día
TR = 1.8 horas / und
TR-total = 12.6 horas / día
# Unidades = 7 unid
Área Und = 2 ha
Área Total = 14. ha
Lamina R. = 6 mm/día
Caudal = 18.53 ha
Q
14 ha

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  • 1.
  • 2. GENERALIDADES FACTORES DEL BALANCE HIDRICO LAMINA DE RIEGO AGUA DE RIEGO SUELO INFILTRACION CULTIVO APORTE FREATICO PRECIPITACION APORTE DE AGUA •SUBTERRANEA (POZOS) •SUPERFICIAL (MITA JUs)
  • 3. GENERALIDADES FACTORES DEL BALANCE HIDRICO EVAPORACION LAMINA DE RIEGO TRANSPIRACION SUELO INFILTRACION PERCOLACION EFICIENCIA DE RIEGO ESCORRENTIA SUPERFICIAL CULTIVO Y SU ESTADO FENOLOGICO (Kc) ABSORCION CONSUMO DE AGUA EVAPOTRANSPIRACION EVAPORACION + TRANSPIRACION
  • 4. GENERALIDADES EL COEFICIENTE DEL CULTIVO COEFICIENTE DEL CULTIVO - Kc. ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 Ini. Des. Max. Mad. Fin Cosecha ESTADOS FENOLOGICOS Kc Meses I II III IV 20d 35d 40d 30d Kc = ETc (mm/día) / ETo (mm/día)
  • 5.
  • 6. 1.SECTORIZACION 1.Dirección de surcos 2.Forma de terreno 2.NECESIDADES DE RIEGO 1.Tomar el pico de diseño 3.CAPACIDAD DE RIEGO, PRECIPITACION HORARIA O INTENSIDAD DE APLICACIÓN 1.Caudal de goteros (L/h) 2.Distancia entre goteros (m) 3.Distancia entre laterales (m) 4.TIEMPO DE RIEGO 5.TURNOS DE RIEGO 6.CAUDAL DE DISEÑO DISEÑO AGRONOMICO
  • 7. Introducción  El diseño agronómico es un componente fundamental de los cálculos justificatorios de cualquier expediente técnico de un proyecto de riego (presas de riego, reservorios de riego, canales de riego, riego por aspersión, riego por goteo etc.).  La importancia de un buen diseño agronómico en los proyectos de riego por goteo repercutirá directamente en : - La producción y operaciones de riego - Capacidad de las redes y estructuras de riego
  • 8.  El diseño agronómico es parte del proyecto y decide una serie de elementos de la instalación tales como número de emisores, disposición de los mismos, etc. Además proporciona datos básicos para el posterior diseño hidráulico, como caudal por emisor y planta, duración de riego, etc.  Se desarrolla en dos fases: - Cálculos de las necesidades de agua, - Determinación de las dosis, frecuencia y tiempo de riego, número de emisores por planta y caudal del emisor.
  • 9. Lo que nos interesa saber, es su valor crítico, para su posterior dimensionamiento de las instalaciones de riego.
  • 10. Cálculo de ETo Necesidades netas Condiciones locales Efecto de localización Necesidades totales de agua Cálculo de Kc
  • 11. Cálculo de ETo Elección de Kc ETc = Kc*ETo Kl (Coeficiente de localización) ETc *Kl Correcciones por condiciones locales ETrl Gw (aporte capilar) Nn Ea, CU, R Nt
  • 12. Se pretende conocer las necesidades máximas de agua para dimensionar posteriormente las instalaciones de riego.  ETo Evapotranspiración de referencia,  Kc Coeficiente de cultivo,  Kl Coeficiente de localización,  Kcl Coeficiente de variación climática,  Kad Coeficiente por advección,  Pe, Ac, Aa Precipitación, agua capilar, agua almacenada,  K Coeficiente por eficiencia aplicación o lavado,  CU Coeficiente de uniformidad Necesidades totales o = { (ETo*Kc*Kl*Kcl*Kad) -Pe-Ac-Aa } / {(1-K)*CU } Lamina de riego
  • 13. Existen diferentes métodos para hallar ETo tenemos: • Método Tanque evaporimetro, Clase “A”, • Método Blaney Chiddle, • Método Penman modificado, • Método de Hargreves, • Penman Monteith (CROPWAT 8.0). Una vez hallado el ETo de todos los meses, para fines de diseño, se seleccionará aquel que multiplicado por el Kc, nos de, el máximo valor .
  • 14. Dato Climático METODO Blaney Criddle Radiación Penman Tanque A Temperatura X X X Humedad Relativa X X X X Viento X X X X Insolación X X X Radiación X X Evaporación X Condiciones Locales X X X X METODOS DE CALCULO :
  • 15. Fórmula de Penman – Monteith
  • 16. 16 Calculando ETo (mm/día) Usando datos del tanque Clase “A”
  • 17. METODO DEL TANQUE EVAPORIMETRO CLASE “A” ETo (mm/día) = ETan (mm/día) x KTan ETo : Evapotranspiración del Cultivo de Referencia (mm/día) ETan: Evaporación media diaria del Tanque A (mm/día) KTan: Coeficiente del Tanque Evaporímetro Clase A DESCRIPCION DEL TANQUE DIAMETRO : 120.5 cm. PROFUNDIDAD : 25.4 cm. MATERIAL : Hierro Galvanizado RECUBRIMIENTO : Pintura de Aluminio CONDICIONES DE INSTALACION •Instalación sobre una plataforma de madera con intersticios para su ventilación. •La base debe estar a 5 cm. del suelo. •Se llena el tanque con agua hasta 5 cm. del borde. El nivel no debe bajar mas de 2.5 cm. •Se toma las lecturas diariamente y a una hora fija.
  • 18. METODO DEL TANQUE EVAPORIMETRO CLASE “A” EL COEFICIENTE DEL TANQUE Ktan (Caso 1) 50m ó más Variable D Cubierta Verde Tanque Barbecho de secano Dirección del viento Distancia a Barlovento D (m) Velocidad del viento Humedad Relativa Media ( Km/día ) ( m/s ) <40 40 – 70 > 70 0 a 9 < 175 175 – 425 425 – 700 >700 < 2 2 – 5 5 – 8 >8 0.55 0.50 0.45 0.40 0.65 0.60 0.50 0.45 0.75 0.65 0.60 0.50 10 a 99 < 175 175 – 425 425 – 700 >700 < 2 2 – 5 5 – 8 >8 0.65 0.60 0.55 0.45 0.75 0.70 0.60 0.55 0.85 0.75 0.65 0.60
  • 19. METODO DEL TANQUE EVAPORIMETRO CLASE “A” EL COEFICIENTE DEL TANQUE Ktan (Caso 2) 50m ó más Variable D Cubierta Verde Tanque Barbecho de secano Dirección del viento Distancia a Barlovent o D (m) Velocidad del viento Humedad Relativa Media ( Km/día ) ( m/s ) <40 40 – 70 > 70 0 a 9 < 175 175 – 425 425 – 700 >700 < 2 2 – 5 5 – 8 >8 0.70 0.65 0.60 0.50 0.80 0.75 0.65 0.60 0.85 0.80 0.70 0.65 10 a 99 < 175 175 – 425 425 – 700 >700 < 2 2 – 5 5 – 8 >8 0.60 0.55 0.50 0.45 0.70 0.65 0.55 0.50 0.80 0.70 0.65 0.55
  • 20. El Kc es el coeficiente de cultivo y es aquel que expresa la relación entre ETc y ETo, sus valores varían en función de la fase del cultivo. Una vez hallado el Kc de todos los meses, para fines de diseño se seleccionará aquel que multiplicado por ETo nos de el máximo valor. Kc PARA PAPRIKA FASE DEL CULTIVO Dias Kc FASE INICIAL ( Emergencia ) 14 0.50 ( Crecimiento Inicial ) 56 0.70 ( Cresimiento Final ) 28 1.00 FASE DESARROLLO 28 0.95 FASE MEDIA ESTACION 56 0.70 FASE ESTACION FINAL 28 0.60 Kc PARA PAPRIKA TIEMPO Kc MES 1 0.60 MES 2 0.70 MES 3 0.90 MES 4 1.00 MES 5 0.75 MES 6 0.70 MES 7 0.60
  • 21. EL COEFICIENTE DEL CULTIVO COEFICIENTE DEL CULTIVO - Kc. ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 Ini. Des. Max. Mad. Fin Cosecha ESTADOS FENOLOGICOS Kc Meses I II III IV 20d 35d 40d 30d Kc = ETc (mm/día) / ETo (mm/día)
  • 22. Cultivados limpios : Kc = 0.55 Sin programa de lucha contra malas hierbas: Kc = 0.85 Por motivos de efecto de localización, la cubierta arbórea es de aproximadamente 50%, entonces las FAO, distingue dos posibilidades: Se puede elegir un valor intermedio estimado: Kc = 0.70
  • 23.
  • 24.
  • 25.
  • 26. COEFICIENTE DEL CULTIVO PONDERADO – Kc ponderado A1 Kc1 A2 Kc2 A3 Kc3 A4 Kc4 A5 Kc5 A6 Kc6 A7 Kc7 A7 Kc7 Kc ponderado = (A1 x Kc1+ A2 x Kc2+ A3 x Kc3+ …….+A7 x Kc7) (A1 + A2 + A3 + A4 + A5 + A6 + A7) Área del Proyecto EL COEFICIENTE DEL CULTIVO
  • 27. Ejemplo selección ETo y Kc CUADRO :Cálculosdedemandadeagua E F M A M J J A S O N D Eo (mmdia) 7.2 6.8 6.3 5.6 5.4 5.5 5.5 6 6.6 7.7 7.7 6.9 K-tanque 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 ETo (mm/dia) 5.40 5.10 4.73 4.20 4.05 4.13 4.13 4.50 4.95 5.78 5.78 5.18 P A P R I K A Kc (cultivo) 0.60 0.70 0.90 1.00 0.75 0.70 0.60 ETc (mm/dia) 2.48 2.89 4.05 4.95 4.33 4.04 3.11 maximo El valor de ETc seleccionado para efectos de diseño es el máximo de los obtenidos mensualmente. Ejemplo, fue calculado: ETo = 6,51 mm/día y Kc = 0,70
  • 28. FACTORES DE CORRECCION DE LA ETc ETc = 6,51 mm/día * 0,70 ETc = 4,56 mm/día ETc = ETo * Kc
  • 29. E T T RIEGO POR GRAVEDAD E T E T RIEGO LOCALIZADO El coeficiente de localización (Kl) corrige la ET disminuyéndola, debido a la reducción del área de riego, producto de la localización del riego con goteros o microaspersores. microclima
  • 31. La ET depende de la masa de follaje, superficie de hojas, volumen de copa, etc. y como estas variables son difíciles de cuantificar se las representa en función del % área sombreada. Aljibury Kl = 1.34*A Decroix Kl = 0.1+A Hoare Kl = A+0.5*(1-A) Keller Kl = A+0.15*(1-A) • A = Fracción de Área Sombreada por el Cultivo (al medio día) • Kl = Factor de Localización (Se utiliza para corregir la ETc) Para obtener Kl se calcula por los 4 métodos y se trabaja con el promedio.
  • 32. Ejemplo: Palto con marco de 6 * 4 A. sombreada = Pi*D2 / 4 = 3.14*42 / 4 = 12 .56 m2 Área total = 6 x 4 = 24 m2 % A. Sombreada = A. Sombreado/A.total % A. Sombreada = 12.56 / 24 = 0.52 Resultados Kl con área sombreado para palta 52% y para paprika 70% PALTA PAPRIKA Alljiburi Kl = 0.70 Kl = 0.94 Decroix Kl = 0.62 Kl = 0.80 Hoara Kl = 0.76 Kl = 0.85 Keller Kl = 0.59 Kl =0.74 PROMEDIO 0.67 0.83 ==> 4.56 mm/día * 0.67 = 3.05 mm/día
  • 33. Determinación de Variación Climática (Kcl) El Kcl es el coeficiente variación climática y se utiliza para corregir los valores de promedios mensuales o de los promedios de un periodo determinado, utilizados para los cálculos de la ETo. Para riego localizado este valor se estila poner entre 1.15 y 1.2 (Pizarro 1996) ==> 3.05mm/día*1.20 = 3.66 mm/día
  • 34. El Kad es el coeficiente por advección, el cual castiga a la ETo debido a que el efecto producido por un área de riego cada vez mas grande disminuirá la ETo. Ejemplo: Supongamos un área de riego de 11 ha. => 3.66mm/día * 0.90 = 3.29mm/día Determinación de la Variación por Advección (Kad)
  • 35. Nn = ETrl – Pe – Ac - Aa Pe, es aporte de agua por la precipitación efectiva, Ac, es aporte de agua capilar que se debe considerar en el caso de que el nivel freático este próximo. Aa, es aporte del agua almacenada que tampoco se considera, por que con los riegos de alta frecuencia, pretendemos reponer inmediatamente el agua extraída para no gastar energías en sustraer agua almacenada mas allá de la lamina diaria. Ejemplo: Para nuestro ejemplo no tenemos aportes de agua provenientes de precipitación, capilaridad ni por almacenamiento. ==> Nn = 3.29 mm/día - 0 - 0 - 0 = 3.29 mm/día
  • 36. Para dicho cálculo, a partir de las Nn, hay que tener en cuenta 3 hechos: - Pérdida de agua por percolación, - Necesidades de lavado, (LR). - Falta de uniformidad de riego.
  • 37. Necesidades totales Agua a aplicar (A) K = 1 – Ea (en el caso de pérdidas) Se elige el valor K = LR (en el caso de lavado) mas alto - Si las pérdidas son mayores que las necesidades, el lavado se cumplirá, - Si las pérdidas provocan un lavado superior al necesario, el nivel de salinidad se mantendrá bajo. - Si las pérdidas son menores que las necesidades de lavado, habrá que provocar una percolación para evitar salinización.
  • 38. Eficiencia de aplicación (Ea) Profund. de raíces (m) Textura Muy porosa (grava) Arenosa Media Fina <0.75 0.85 0.90 0.95 0.95 0.75 - 1.50 0.90 0.90 0.95 1.00 > 1.50 0.95 0.95 1.00 1.00 Keller 1978 Climas cálidos
  • 39. Eficiencia de aplicación Profund. de raíces (m) Textura Muy porosa (grava) Arenosa Media Fina <0.75 0.65 0.75 0.85 0.90 0.75 - 1.50 0.75 0.80 0.90 0.95 > 1.50 0.80 0.90 0.95 1.00 Keller 1978 Climas húmedos
  • 40. Necesidades de lavado: CE I : conductividad eléctrica del agua de riego CE e : conductividad eléctrica del extracto de saturación del suelo, valor para conseguir el lavado. - Asunto complicado, y puede ser conveniente no cargar al riego todas las necesidades de lavado, sino a la lluvia.
  • 41. Ejemplo: Nn = 3,29 mm/día CEi = Conductividad eléctrica del agua de riego 0,8 mmhos/cm CEe = Conductividad eléctrica del extracto de saturación 1,7 mmhos/cm CU = 90% Ea = Eficiencia de aplicación 95% K = 1 – Ea = 1- 0.95 = 0.05 K = LR = CEi / 2CEe = 0.8 / (2*1.7) = 0.24 Podemos ver que el agua de lavado es superior a las aguas de perdidas, lo que evita la salinización, o sea se regará con un exceso del 24%: 0.24 > 0.05 Por lo tanto se considera el porcentaje del agua de lavado: ==> 3.29mm/día / (1- 0.24) = 4.33 mm/día ==> 3.29mm/día / (1- 0.05) = 3.46 mm/día
  • 42. Necesidades Totales  CU K Nn Nt . 1  CU A Nt  LR K Ea K d uniformida de e Coeficient CU       1 Se elige el valor más alto
  • 43. Necesidades Totales (Aplicando)   día mm Nt / 81 , 4 9 , 0 . 24 , 0 1 29 , 3    día mm CU A Nt / 81 , 4 9 , 0 33 , 4   
  • 44. También se puede expresar en: - Necesidades diarias por árbol (Marco de plantación de 6m x 4m) 4,81 mm/día x 6m x 4m = 115,44 L/árbol-día - Caudal Ficticio Continua 4,81 mm/día x 10,000/24x3600 = 0,56 L/s.ha
  • 45. Engloba una serie de parámetros que caracterizan al riego y condicionan el posterior diseño hidráulico.
  • 46. •Precipitación del sistema, •# de unidades o turnos de riego, •Área de las unidades de riego, •Caudal de diseño.
  • 47. 1.- Número de emisores El numero de emisores se calcula teniendo en cuenta que la suma del área mojada de todos los emisores de un árbol sea superior al mínimo de área mojada impuesto. #e * Ae > A.total * % A.mojadomin #e > ( A.total * % A.mojadomin ) / Ae El tiempo de riego seria = Dosis / ( #e * qe ) #e = numero de emisores Ae = Área de un emisor qe = caudal de emisor Litros/hora Dosis = litros / árbol
  • 48. ECUACION DEL EMISOR Según el tipo de curva de gasto: -No compensantes: son aquellos que proporcionan caudales diferentes al variar la presión en la entrada del emisor. - Autocompensantes: son los que, dentro de los límites de presión fijados por el fabricante, mantienen un caudal prácticamente constante. Al intervalo de presiones para las cuales el emisor se comporta como autocompensante se le denomina intervalo de compensación.
  • 49. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 RADIO (cm) PROFUNDIDAD (cm) 2 LITROS 4 LITROS 6 LITROS 8 LITROS 10 LITROS 12 LITROS
  • 50. 2.- % Área mojada Se define como la relación entre el área mojada y el área total medidos a una profundidad de 30 cm. % área mojada = Área mojada / Área total % altos son mas seguros pero incrementan los costos de instalación por mas cantidad de goteros y mayores diámetros de tuberías. Keller recomienda En frutales el área mínima mojada para clima húmedo es 20%, clima árido es 33% En cultivos herbáceos este % es mayor llegando hasta 70%.
  • 51. Área mojada por emisor Calculo de área mojado Microaspersores.- el área o diámetro mojado en la superficie viene especificado en los catálogos y se asume este valor como el valor de área mojada Goteros.- en el caso de goteros es mas complicado dependiendo mucho de la textura, estratificación, caudal de gotero y tiempo de riego, su calculo se puede hacer: 1) Utilizando tablas 2) Pruebas de campo
  • 52. Diferentes tipos de área mojada d D
  • 53. Tabla de diámetro mojado Diámetro mojado por un emisor de 4 L/h Profundidad de raíces y textura del suelo Grados de estratificación del suelo Homogéneo Estratificado En capas Diámetro mojado (m) Profundidad 0,80 m Ligera Media Pesada 0.50 1.00 1.10 0.80 1.25 1.70 1.10 1.70 2.00 Profundidad 1,70 m Ligera Media Pesada 0.80 1.25 1.70 1.50 2.25 2.00 2.00 3.00 2.50
  • 54. Frecuencia La frecuencia de riego es el intervalo de tiempo necesario para volver aplicar un riego. En riegos por goteo y microaspersión no existe un valor mínimo de intervalo de riego, pero el valor máximo del intervalo de riego se calcula teniendo en cuenta que la humedad del área mojada, no descienda de un cierto valor. En la mayoría de casos se diseña para frecuencias de un día. Textura Frecuencia (máxima) Ligera 2 días Media 3 días Pesada 4 días
  • 55. Área mojada % área mojada = ----------------- Área Total Frecuencia (max) = Dosis de riego (max) / Lamina riego Dosis de riego (max) = Lamina de agua aprovechable X % área mojada Lamina de agua aprovechable = (CC-PM ) * Da * Pr * %Ag d D Frecuencia de riego en goteo
  • 56. Dosis de riego Es la cantidad de agua a aplicarse en un riego, la cual será infiltrada y retenida por el reservorio suelo, esta dosis es un múltiplo de la lamina riego diaria y depende de la frecuencia de riego La dosis de riego pueden ser: - Dosis de riego (max) = Lamina aprovechable X % área mojada - Lámina aprovechable = (CC-PM ) * Da * Pr * %Ag Frecuencia DOSIS 01 día 1*Lr 02 días 2*Lr 03 días 3*Lr
  • 57. Tiempo de riego Para calcular el tiempo de riego, se compara la dosis de agua (cantidad de agua a infiltrar y retener en el suelo) para riego con la oferta de agua del sistema de goteo. Dosis de agua para riego mm / día m3/Ha-día horas TR = ------------------------------------- = ----------- = -------------- = -------- Oferta de Agua del Sistema mm / Hora m3/Ha-hora día Dosis de agua para riego = Función de Lamina neta y la frecuencia de riego Oferta de Agua del sistema = Función de Q-gotero, dist. goteros y dist. laterales
  • 58. Precipitación del sistema Cantidad de agua que entrega un campo en función de las características del sistema de goteo instalados (caudal y distanciamiento de los emisores) Caudal del Gotero P = -------------------------------------------------------- Distancia Emisores * Distancia Laterales Caudal del Gotero = Litros / Hora Dist. Emisores = Metros Dist. Laterales = Metros
  • 59. # DE UNIDADES ó TURNOS Es la cantidad de unidades de riego o sectores en que se puede dividir una parcela, Es el numero de turnos de riego que se pueden atender durante un periodo de tiempo disponible Tiempo Disponible # Unidades de riego = ----------------------- Tiempo de riego Tiempo disponible = tiempo total disponible para regar Tiempo de riego = tiempo necesario para aplicar 1 dosis
  • 60. AREA DE LA UNIDAD Es el área que puede ser atendida por un turno de riego Esta área nos servirá para poder dividir la parcela en un numero de unidades de igual área para que puedan ser regados en un turno de riego. Área Total Área de Unidad = ------------------------------- # de Turnos o Unidades Area Total = area donde se instalara el sistema de goteo
  • 61. CAUDAL DEL SISTEMA Es un caudal constante durante un determinado tiempo, que es necesario para poder regar una determinada superficie de terreno . Este caudal es funcion del area de riego, Lamina de riego y el tiempo total disponible para riego. 2.78 * A * Lr Q-sistema = ------------------------------- Tiempo A = área total a regar Lr = Lamina de riego diaria Tiempo = tiempo total disponible para regar
  • 62. Ejemplo 01 Se desea instalar un sistema de riego por goteo con cintas para 14 Has de cultivo de paprika, se cuenta con 13 Horas disponibles de agua. La cinta a utilizar tiene emisores de 1.0 LPH @ 0.20 y 1.50 mt entre laterales y la Lamina neta de riego es de 6 mm/dia y la frecuencia de riego es 1. ¿Calcular los parámetros agronómicos del diseño? Caudal del Gotero 1.0 LPH Pp = --------------------------------- = ----------------------- = 3.33 mm/Hora Dist. Emisores X Dist. Laterales 0.20 mt. x 1.50mt Dosis de agua de riego 6.00 mm / día TR = ------------------------------------- = ------------------ = 1.80 Horas/dia Oferta de Agua del Sistema 3.33 mm / Hora Frecuencia = dosis de riego / lamina de riego Frecuencia 1 => la dosis de riego es igual a la Lamina neta o demanda diaria cultivo
  • 63. Ejemplo 01 2.73*A*Ln 2.78*14*6 Q-estimado = --------------------- = ------------------- = 17.96 L/s Tiempo disponible 13. horas Tiempo total 13 horas Unidades = --------------------- = ------------------- = 7.22 = 7 unidades Tiempo de riego 1.8. horas Área Total 14 Ha Área unidad = --------------------- = -------------- = 2.00 Ha # unidades 7 2.73*A*Ln 2.78*14*6 Q-real = --------------------- = ------------------- = 18.53 L/s Tiempo disponible 12.6 horas
  • 64. Diseño Agronómico Final U-1 2 ha U-2 2 ha U-4 2 ha U-5 2 ha U-3 2 ha U-6 2 ha U-7 2 ha Pp = 3.33 mm/día TR = 1.8 horas / und TR-total = 12.6 horas / día # Unidades = 7 unid Área Und = 2 ha Área Total = 14. ha Lamina R. = 6 mm/día Caudal = 18.53 ha Q 14 ha