DIAPOSITIVAS RIEGO PRESURIZADO.pptx

Prof. Ing. Lorenzo Cieza Coronel
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL
ALTIPLANO
FACULTAD DE INGENIERIA
AGRICOLA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA
AGRICOLA
Curso: Diseño de
Sistemas de Riego II

SISTEMAS DE RIEGO A PRESIÓN
Existen tres sistemas bien definidos:
 Sistema de riego por aspersión
 Sistema de riego por goteo
 Sistema de riego por micro aspersión
La diferencia de estos sistemas está en su aplicación.
RIEGO POR ASPERSIÓN
Es un sistema de riego que trata de
simular una lluvia artificial, donde se
puede controlar la intensidad, el tiempo
de aplicación y tamaño de gotas.

COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO POR
ASPERSIÓN.-
Son los siguientes:
a)Unidad de Impulsión, esta es de dos tipos:
• Bomba
• Gradiente topográfico
Entre los proyectos que se han desarrollado
en el Perú mediante estación de bombeo
tenemos los siguientes:
ICA, Villa curí, Olmos, pampas de Virú,
Yarada.
Los proyectos desarrollados mediante
diferencia topográfica, podemos indicar los
siguientes: Majes y Chavimochic

- Tuberías de conducción, su finalidad es conducir el agua desde la
fuente hasta las líneas de distribución o principales.
- Tuberías de distribución o principales estas tuberías entregan el
agua a los laterales mediante los hidrantes.
- Tuberías de aplicación o laterales de aplicación, donde van los
aspersores
- Unidad de aplicación o aspersores
- Accesorios:
Conexiones (codos, tees, elevadores, etc.)
Válvulas
Ventosas
Reguladores de Presión
Sistemas de control
Filtros
Inyectores de fertilizantes, etc.

Ventajas y Desventajas de un Sistema de Riego por Aspersión
Ventajas:
Adaptable a suelos de textura gruesa.
Se adapta a cualquier condición topográfica.
Gran economía del agua, el sistema debe funcionar como mínimo con un
80% de eficiencia.
Permite incorporar fertilizante sólidos y dosificarlo de acuerdo al riego.
Es el mejor sistema para aplicar herbicidas.
Se obtiene mayor porcentaje de germinación de semillas.
Buen sistema para desinfectas suelos.
Eficaz en el lavado de suelos.
Protege de las heladas y del exceso de calor.
Protege contra la erosión eólica.
Facilita cosecha mecanizada en algunos cultivos.
Facilidad de riego nocturno.
Ahorro de mano de obra y adaptable para un sistema de automatización
y computación.

Desventajas:
 No se puede utilizar con eficiencia en vientos muy fuertes porque afecta
la uniformidad de distribución.
 Puede provocar problemas fitosanitarios en algunos cultivos.
 En cultivos altos requiere elevadores altos, por lo tanto origina
inestabilidad.
 Requiere agua muy limpia de lo contrario origina obstrucciones en las
boquillas.
 Sistema muy sensible a las bajas presiones, puede afectar la atomización
y el diámetro de humedecimiento.
 No se puede utilizar aguas muy salinas debido a que las sales con acción
de los rayos solares queman las hojas de las plantas.
SISTEMAS DE RIEGO POR ASPERSIÓN
Los sistemas de riego por aspersión se pueden dividir en 4 categorías:
 Sistema móvil
 Sistema Semi Movil
 Sistema Fijo
 Sistemas autopropulsados o especiales

a) Sistema Móvil.- Desde la bomba hasta los aspersores nada es
fijo
b) Sistema Semi Móviles.- Está fijo parte de los componentes así
como: bomba, tuberías matrices y otros, tomando precauciones
al momento de la instalación así como la construcción de
casetas para las bombas de todo el sistema, lo único que se
desplaza son los laterales y aspersores
c) Sistema fijo.- En esta categoría toda la red de tuberías es fija y
suele estar enterrada para no ofrecer obstáculos al laboreo.
d) Sistemas especiales.- son maquinas rodantes, tales como los
cañones de riego los de Pívot central

FUNCIONAMIENTO
a) Caudal emitido. Es función del tamaño de de las boquillas y de la
presión existente en las mismas, viene dado mediante la siguiente
relación:
qa =c*a*(2gPo)1/2
Donde:
qa =Caudal en m3/s
c = Coeficiente de gasto ( 0.95 - 0.98)
a = Área de circulación de la boquilla en m2 que esta en función del
diámetro “d ”, A=0.785*d2
g = Aceleración de la gravedad (9.81 m/s)
p = Presión de operación del aspersor en atmósferas
El gasto de un aspersor en Lit/s se puede escribir:
qa = 0.0034*d*p1/2
Donde: “d” está en mm y “p” en metros

•Marco o disposición conjunta de los aspersores o Superposición
Se llama marco de un aspersor a la distancia que existe
entre dos líneas continuas y entre dos aspersores
continuos sobre una misma línea, dado que la cantidad de
agua aplicado al suelo disminuye a medida que se aleja
del aspersor, para lo cual es necesario superponer las
áreas de humedecimiento, llamado también traslape, la
disposición de los aspersores es en cuadrado, rectángulo y
en forma de triangulo; para el diseño le corresponde un
porcentaje de acuerdo a la velocidad del viento así
tenemos que el espaciamiento(E) máximo es el siguiente::
Sin viento; E= 0.65D
Velocidad del viento hasta 2.0 m/s; E=0.6D

 
  seg
m
A
s
lit
q
Pp 3600
*
/
2

d) Uniformidad de aplicación
Es un concepto empleado en riego a presión, en este caso sería
la uniformidad pluviométrica en un área determinada. En el
diseño se acepta una uniformidad del 84% como mínimo.
El coeficiente de uniformidad se puede determinar por las
siguientes formulas:
c) Pluviometria
Es la cantidad de agua en mm/hora que se aplica en el momento del
riego esta debe ser siempre menor que la velocidad de
infiltración del suelo.
Suelos arcillosos deben soportar pluviometrías no más de 5
mm/hora y suelos arenosos hasta 25 mm/hora, suelos francos de
7 a 10mm/hora, se calcula por la formula siguiente:

 







 



nhm
hm
hi
i
Cu 1
100
1)Coeficiente de Chistiansen
Donde:
Cu : Coeficiente de uniformidad en %
hm : Altura media de agua caída en la zona regada
hi : altura de agua caída sobre la iesima unidad elemental de la
zona regada dividida en n unidades elementales de idéntica superficie
y equipadas con pluviómetros.
n = número de observaciones

•Alcance de un Aspersor, este parámetro
determina el diámetro de humedecimiento,
que depende del Angulo de inclinación de la
boquilla y de la presión de trabajo, el valor
máximo del diámetro de mojado se obtiene
con un Angulo de inclinación de 45º, este valor
se selecciona cuando la velocidad del viento
no es importante. Bajo condiciones de viento
deben seleccionarse aspersores de bajo
Angulo, siendo los recomendados los de 25 a
27 º

Factores que afectan la Eficiencia de Riego por Aspersión
Entre estos tenemos los siguientes:
- Presión de trabajo de aspersores: alta, baja,
normal
- Velocidad del viento, por esta razón se disminuye
la distancia de los aspersores para reducir dicho
efecto
- Perdidas de agua por evaporación directa del
chorro del aspersor. Estas perdidas de agua están en
función de la temperatura ambiental y de la velocidad
del viento. Por las noches se reduce la velocidad del
viento, aumentando la uniformidad de aplicación.

PERF IL DE HUMEDECIMIENTO DEL ASPERSOR

Presión alta
Las gotas se nebulizan
No hay buena infiltración
presión baja presión normal

PRESIÓN DE ASPERSORES (Po)
Es la presión con que trabaja la boquilla del aspersor, esta dado por el
fabricante.
CARACTERISTICAS DE LOS ASPERSORES
Cada aspersor tiene sus propias características de diseño
recomendado por el fabricante, se encuentra en catálogos donde
aparece la pluviometría, presión de trabajo, caudal horario, diámetro de
humedecimiento, recomendaciones para tipo de cultivo, etc.
CLASIFICACIÓN DE LOS ASPERSORES
Los aspersores se clasifican en:
a) Aspersores de baja presión, son los que trabajan entre 1 a 2 atmósferas
b) Aspersores de presión intermedia, trabajan entre 2 a 4 atmósferas, se
adapta a todos los tipos de suelo y cultivo, diámetro de
humedecimiento de 21 a 39 m.
c) Aspersores de alta presión, trabajan entre 4 a 7 atmósferas, son
aspersores gigantes especialmente adaptados para cultivos de elevado
tamaño, tales como maíz caña de azúcar, el diámetro de
humedecimiento varía entre 60 y 150 m.

SISTEMA DE TRABAJO EN RIEGO POR ASPERSIÓN
a) La tubería principal debe colocarse en la dirección de la máxima
pendiente
b) Las tuberías laterales deberán colocarse en la dirección normal a la
tubería principal, es decir en la dirección de la mínima pendiente, con la
finalidad de distribuir homogéneamente las presiones y caudales.
60
70
80

c) La diferencia de caudal entre el primer y último aspersor de un
lateral no debe ser más del 10% y la diferencia de presión entre el
primer y último aspersor de un lateral no debe ser más de 20%.
d) Los cambios de diámetro que fueran necesarios para controlar la
presión se hace en la tubería principal.
e) Cuando el sistema consta de dos o más laterales funcionando
simultáneamente el diámetro debe ser uniforme con la finalidad de
poder intercambiar.
f) El movimiento de los laterales es mejor hacerlo en forma rotativa
con la finalidad de evitar traslados innecesarios.
DIFERENTES TIPOS DE INSTALACIÓN
 Disposición unilateral
 Disposición bilateral
 Disposición en E
 Disposición en F

DISEÑO DE RIEGO POR ASPERSIÓN
Información de partida
 Plano a curvas de nivel del área a regar
 Caudal disponible y calidad del agua
 Datos de suelo (Cc, Pm, Inf. Básica)
 Datos de cultivo
 Datos de clima
En el diseño se considera dos partes:
 Diseño Agronómico
 Diseño Hidráulico

Diseño Agronómico
En el diseño agronómico implica conocer
características del cultivo a regar (Evt, profundidad de
raíces, etc.) y también en determinadas
circunstancias será necesario añadir un exceso de
agua para el lavado de sales, esto se conoce como
requerimiento de lixiviación o requerimiento de lavado
(RL), se calcula mediante la siguiente expresión:
CEi
CEe
CEi
RL


5

El diseño agronómico se desarrolla en dos fases:
a) Calculo de las necesidades de agua
Para el cálculo de las necesidades de agua en
riego por aspersión se puede utilizar el siguiente
criterio:
Ea
Nn
Nt 
)
1
( RL
Ea
Nn
Nt


Si RL < 0.1
Si RL > 0.1

b) Determinación de los parámetros de riego:
dosis, frecuencia, caudal necesario, duración
del riego,
Los parámetros a conocer son los siguientes:
•Dosis de riego
a) Lámina neta
100
Pr*
)
%( Da
Pm
cc
Ln



Etr
Ln
IR 
ER
Ln
Lr 
J
IR
Lr
A
Efa
J
IR
Ln
A
Q
*
8
.
27
*
*
*
*
8
.
27
*
*


c) Frecuencia de riego
d) Lámina real
e) Caudal estimativo del sistema
Q = Caudal (l/s)
A = Area ( Ha)
Ln =Lamina neta (cm)
IR = Intervalo de riego (días)
Lr = Lámina real (cm)
J = Jornada (horas de riego/día)
Ef = Eficiencia de aplicación en decimales
27.8 = Factor de conversión
Etr = Evapotranspiración real (mm)
Pe = Precipitación efectiva (mm)
ER = Eficiencia de riego

Pp
Lr
Pp
Efa
Ln
de riego
Tiempo 

*
El
n
Lp
ciones
Nº de posi
*

)
/
/
.
(
* lat
día
Posc
N
IR
Posiciones
de
N
laterales
de
Nº



f) Tiempo de riego
Pp = Pluviometría mm/hora
Ln = Lámina neta ( mm)
Efa = Eficiencia de Aplicación (%)
Lr = Lámina real ( mm)
N° de Posiciones
Lp: Longitud del principal
n :numero de lados a regar, si el principal riega un solo lado n = 1, si el
principal riega dos lados n =2
La longitud del lateral debe ser de tal manera que la diferencia de presión
entre el primero y último aspersor no sea superior al 20%.
cambio
de
tiempo
riego
de
tiempo
dia
por
trabajo
de
horas
de
N
lat
día
Posc
N



/
/
.
º

1
)
(
1




Ea
Y
X
L
Na
Ea
L
Na 1

Nº de Aspersores por lateral (Na)
se obtiene mediante la ecuación
A = Número de aspersor por lateral
L1 = Longitud de lateral
X = Distancia entre tubería principal y el primer aspersor
Y = Distancia entre el último aspersor y final del campo
Ea = Espaciamiento de los aspersores
Cuando X e Y son iguales a ½ de Ea, entonces el número de aspersores
sobre el lateral se determina como:

SRL
SMR
N 
1
6
7
*
IR
ST
SMR 
Superficie de Riego de cada lateral (SRL)
SRL = Na*A*NP/día/lateral
SRL = Superficie de riego de cada lateral (m2)
Na = Número de aspersores por lateral
A = Area que moja un aspersor (m2)
A = Ea*E1
E1 = Espaciamiento entre laterales
NP/día = Número de posturas al día
Numero de Laterales para regar la Superficie mínima
N1 = Número de laterales para regar la superficie mínima de riego diario
SMR = Superficie mínima de riego diario
ST = Superficie total a regar (ha)
IR = Intervalo de riego

7/6 Factor de corrección que considera el riego solo en 6 días de los 7 de la
semana se considera un día a la semana para la manutención del equipo
EFICIENCIA DE RIEGO POR ASPERSION
Las perdidas de agua en riego por aspersión se producen en la distribución
(hidrantes, acoples)y por aplicación; englobadas en un eficiencia de
riego(ER)= Ed * Ea
Las pérdidas por distribución son prácticamente despreciables en el sentidi
que estas no superen el 5% y para perdidas por aplicación se calcula en
función del siguiente cuadro:
Eficiencia de aplicación en riego por aspersión
Lamina neta
Mm
Evaporación máxima de referencia (mm/dia
< 5 5 a 7.5 > 7.5

Velocidad media del viento < 6.5 Km/h
25
50
100
150
68
70
75
80
65
68
70
75
62
65
68
70
Velocidad media del viento 6.5 a 16 km/h
25
50
100
150
65
68
70
75
62
65
68
70
60
62
65
68
Velocidad del viento > 16 Km/h
25
50
100
150
62
65
68
70
60
62
65
68
53
60
62
65

Intensidad maxima de precipitación para condiciones medias de suelo,
pendientes y vegetación
Pendiente Pendiente
de 0 a5%
Pendiente
de 5ª 8%
Pendiente
8 a 12%
Pendiente
> 12%
Cobertura
Suelo
Con
Cubierta
vegetal
Sin
Cubierta
Vegetal
Con
Cubierta
vegetal
Sin
Cubierta
vegetal
Con
Cubierta
Vegetal
Sin
Cubierta
Vegetal
Con
Cubierta
Vegetal
Sin
Cubierta
Vegetal
Arena gruesa
Textura uniforme
50 50 50 40 40 25 25 12..5
Arena gruesa Sobre sub
suelo compacto
45 40 30 25 25 20 20 10
Franco Arenoso fino con
tex. uniforme
45 25 30 20 25 15 20 10
Fco arenoso fino sobre
subsuelo compacto
30 20 25 12..5 20 10 12..5 10
Fco limoso Tex. uniforme 25 12..5 20 10 15 7.5 10 5
Fco limoso sobre
subsuelo compacto
15 8 12..5 6 10 4 7.5 2..5
Arcilloso 5 4 4 2.5 3 2 2.5 1.5

SELECCIÓN Y DISPOSICIÓN DE LOS ASPERSORES
Para lograr una buena uniformidad en la pluviometria y un alta
eficiencia de aplicación se debe tener en cuenta la infiltración
básica, la pendiente del terreno y la velocidad del viento
Tomando en cuenta estos factores, la selección del aspersor se
realiza en función de la presión de trabajo, del espaciamiento entre
aspersores y del diámetro de boquilla, utilizando para ello
catálogos del fabricante donde se aprecia las características para
diferentes modelos.
El aspersor que se seleccione debe arrojar una intensidad de
lluvia, ligeramente inferior a la velocidad de infiltración básica del
suelo para evitar el escurrimiento superficial.

Na
qa
ql *

gh
A
Q 2
82
.
0

CAUDAL REAL REQUERIDO
Primeramente se calcula el caudal de un lateral, multiplicando el caudal de
cada aspersor (qa) por el número de aspersores por lateral.
El caudal requerido en el sistema será igual al caudal de un lateral por el
número de laterales que funcionan simultáneamente.
1
* N
ql
Qs 
Cuando el agua se almacena en un reservorio y queremos saber el
diámetro de la tubería de salida se aplica la siguiente fórmula.

DISEÑO HIDRAULICO
DISEÑO DE TUBERÍA LATERAL
Cuando el agua circula por una tubería a presión, causará pérdidas
por fricción, siendo mayor cuando la tubería no tiene salidas; propio
de tuberías principales.
En los laterales de riego a presión se producen varias salidas por lo
que a la `pérdida de carga se multiplica por un factor de reducción
F.
Las pérdidas de carga en una tubería están en función del gasto
que conduce una tubería, de su diámetro y de su longitud.
Las fórmulas más utilizadas en pérdidas de carga son: la de
SCOBEY, HAZZEN WILLIAMS Y la de DARCY WEIBACH.

Ks
D
q
J i *
*
*
536
.
0 9
..
4
9
.
1 

Ks
D
q
j i
i *
*
*
10
*
41 9
.
4
9
.
1
5 

FORMULA DE SCOBEY
J = La Pérdida de carga en la tubería en m/m
q = Caudal en la tubería en lit/s
Di = Diámetro interno de la tubería en pulgadas
Ks = Coeficiente de Scobey
j = Perdida de carga de la tubería en m/m
q = caudal de la tubería en lit/s
Di = Diámetro interno de la tubería en mm
Ks = 0.428 Para tubos de aluminio
Ks = 0.32 Para tubos de asbesto cemento y PVC

 
m
m
D
c
q
J 100
/
10
*
21
.
1 87
.
4
852
.
1
12 







 
m
m
D
c
q
J /
10
*
21
.
1 87
.
4
852
.
1
10 







FORMULA DE HAZZEN – WILLIAMS
J = Pérdida de carga por fricción en m/m
D = Diámetro interno en m m.
C = 150 PVC
C = 140 Asbesto Cemento
C = 140 Polietileno
C = 130 Fierro Galvanizado
C = 130 Aluminio con acoples cada 6 m.
Acero nuevo = 130

75
.
1
75
.
4
5
*
10
*
89
.
7 Q
D
J 

2
6
1
2
1
1
1
N
m
N
m
F





FORMULA DE DARCY WEISBACH
Cuando las tuberías son de diámetros menor de 2“, se recomienda utilizar las
formulas de Darcy Weisbach siendo esta la siguiente:
Q = lit/s
J = Pérdida de carga por fricción en m/m
D = Diámetro interno en m m.
Cuando las tuberías tienen salidas múltiples, en caso de laterales, a la pérdida de
carga total se multiplica por un factor de reducción (F).el que se determina por la
siguiente formula:
N = Número de derivaciones o número de salidas
m = Adquiere el valor de 1.9 para la fórmula de Scobey y 1.851 para la fórmula de
Hazzen Williams y 2 para Darcy Weibach
La pérdida de carga total para un lateral será:
Hf = J * L* F
El diagrama de pérdida de carga según la ecuación de Bernoulli es una línea recta,
apreciándose de esta forma en tuberías principales y de conducción, en laterales
por tener múltiples salidas, las pérdidas de carga son líneas segmentadas, que los
ajustamos a una curva.

Tabla: Valores del coeficiente de reducción F
Numero de salidas Hazen – Williams
m = 1.85
Scobey
m = 1.90
Darcy – Weisbach
m = 2.0
1 1 1 1
2 0.639 0.634 0.625
3 0.535 0.528 0.518
4 0.486 0.480 0.469
5 0.457 0.451 0.440
6 0.435 0.433 0.421
7 0.425 0.419 0.408
8 0.415 0.410 0.398
9 0.409 0.402 0.391
10 0.402 0.396 0.385
11 0.397 0.392 0.380
12 0.394 0.388 0.376
13 0.391 0.384 0.373
14 0.387 0.381 0.370
15 0.384 0.379 0.367
16 0.382 0.377 0.365
17 0.380 0.375 0.363
18 0.379 0.373 0.361
19 0.377 0.372 0.360
20 0.376 0.370 0.359
22 0.374 0.368 0.357
24 0.372 0.366 0.355
26 0.370 0.364 0.353
28 0.369 0.363 0.351
30 0.368 0.362 0.350
35 0.365 0.359 0.347
40 0.364 0.357 0.345
50 0.361 0.355 0.343
100 0.356 0.350 0.338
∞ 0.351 0.345 0.333

Diámetro Nominal Espesor (mm) Diámetro Interno (mm)
Pulgadas (mm)
1 1/3 33.9 1 31.9
2 50.8 1.27 48.3
2 ¾ 69.9 1.27 67.3
3 76.2 1.27 73.7
3 ½ 88.9 1.27 86.4
4 101.6 1.27 99.1
5 127 1.32 124.4
6 152.4 1.47 149.5
Diámetros y espesores de tuberías de aluminio extruido

CALCULO DE LA PRESIÓN A LA ENTRADA Y AL FINAL DE
LA TUBERIA LATERAL
a)Cálculo de la presión en cabecera del lateral, se determina según
la situación siguiente:
Si el terreno es plano (Z=0)
Pérdida admisible = 0.20*Po(Presión del trabajo del aspersor)
Pe
hf
Po
Pm 


4
3
En un lateral las perdidas de carga se generan de acuerdo al
siguiente diagrama, cada punto de quiebre es un aspersor, como
se puede apreciar, la perdida de carga es en línea recta, en
conjunto la perdida de carga en un lateral se asemeja a una curva.

Pm = Presión en la cabecera del lateral
Po = Presión de operación del aspersor
Hf = Pérdida por fricción
Pe = Altura del elevador (tubo porta aspersor, su altura varía de 45 a 60
cm)
¾ = Factor para considerar la presión de operación del aspersor en el
centro del lateral y no en un extremo
Pu = Presión última
Pm
L
Po
3/4Hf Hf
Pu

TERRENO CON PENDIENTE
a) Lateral tendido hacia arriba
Presión admisible = 0.20 Po – Z
2
4
3 Z
Pe
hf
Po
Pm 



Z/2 = En m, corresponde a la mitad de la diferencia de nivel entre
extremos de la tubería
Po = Presión promedio del lateral que corresponde a la presión de
operación de los rociadores
En el caso de que la cabecera del lateral se coloquen válvulas o
reguladores de presión es necesario adicionar a la Pm, la pérdida de
carga generada por estos accesorios.
Por otro lado si la sub principal o principal está enterrada es necesario
agregar la profundidad de la tubería principal.

Pm
hf
Pu
+Z
a)Lateral tendido hacia abajo, la circulación del agua es a favor de la
pendiente: Presion admisible = 0.20Po + Z
2
4
3 Z
Pe
hf
Po
Pm 



Pm
hf
Pu
Z

CALCULO DE LA PRESIÓN AL F INAL DEL LATERAL
a) Si el terreno es plano
Pu = Pm-hf
b) Lateral tendido hacia arriba
Pu = Pm – hf –Z
c) Lateral tendido cuesta abajo
Pu = Pm – hf + Z
TUBERIA PRINCIPAL
El principal problema de diseño es elegir los diámetros de la
tubería con los cuales la operación resulte económica.

Procedimiento general de diseño:
Las pérdidas de presión causadas por fricción, es la principal
consideración en el diseño de cualquier sistema de tuberías, los
problemas básicos varían de acuerdo al origen de la presión.
La presión se puede dar por bombeo o por diferencia de niveles:
 Cuando es por bombeo, el problema consiste en seleccionar los
diámetros y materiales de las tuberías para establecer un equilibrio
razonable con los costos anuales de bombeo y el costo de tubería, el
objetivo es el diseño de menor costo
 Presión debido a la gravedad, se presenta 2 problemas:
Donde la diferencia de altura apenas es suficiente para proporcionar una
presión adecuada para el funcionamiento, el problema consiste en
conservar energía usando tubos de mayor diámetro.
En otros lugares donde la diferencia de altura es mucho mayor que las
requeridas para proporcionar una presión normal en este caso se debe
reducir la presión reduciendo el diámetro de la tubería
La pérdida de carga en la tubería principal no debe ser mas del 15% de la
presión de trabajo del aspersor.

v
A
Q *

v
d
Q *
4
1416
.
3 2

Criterios para la selección de la tubería principal
▪ Método de la pérdida de carga unitaria
▪ Método de porcentaje
▪ Método de la velocidad permisible
▪ Método de la comparación de costos
▪ Método simplificado de las diferencias
▪ Método de la Programación lineal
Para el método de pérdida de carga unitaria se acepta como máximo
0.023 m/m
Para el método de velocidad permisible el diámetro interno de una tubería
se ha determinado en función a la siguiente formula:
v = 0.6 a 2.25 m/s siendo el valor usual de 1.5 m/s

Q
Di 5
.
15

mm
Di 
hora
m
Q /
3

Q
Di 236
.
0

mm
Di 
hora
lit
Q /

Q
Di 41
.
29

mm
Di 
s
lit
Q /

De la formula anterior se despeja el diámetro y se obtiene las siguientes
fórmulas:

PERDIDA DE CARGA EN ACCESORIOS
Los accesorios son los siguientes:
 Filtros
 Válvula compuerta
 Válvulas de asiento
 Codos
 Curvas
 Tes
Reguladores de Presión
 Hidratantes
 Ventosas
 Anti arietes
 Tanquillas rompe cargas.

HIDRANTES
Sirven para realizar las siguientes funciones:
Maniobra de abertura y cierre
Distribución simultánea a varias parcelas
Medición del agua consumida por cada usuario
Regulación de presión en los laterales
LLAVES DE PASO
Tienen por finalidad aislar una parte del sistema para las reapariciones
eventuales
VALVULAS DE DESCARGA (PURGA)
Consiste básicamente en la derivación de la tubería a drenar, esta provista
de una llave de paso que permite el vaciado de la red y por lo tanto se
coloca en los puntos bajos de la misma y que tiene la finalidad de permitir la
limpieza de la tubería de sedimentos
VENTOSAS
Son dispositivos cuyo objetivo es permitir la evacuación o entrada del aire
en las tuberías, siendo en consecuencia ubicarlo en las partes altas de la
red.

VENTOSAS
Son dispositivos cuyo objetivo es permitir la
evacuación o entrada del aire en las
tuberías, siendo en consecuencia ubicarlo
en las partes altas de la red.

En puntos altos notables
A la salida de depósitos
En ramas descendentes de más de 500 m de
longitud

En puntos de cambio de pendiente brusca
En tramos largos con ninguna o poca pendiente, cada
600 m

La pérdida de carga en accesorios se encuentra mediante la siguiente
formula
g
v
K
Hf
2
2

H = Pérdida de carga en m.c.a.
K = Coeficiente Experimental
V = Velocidad media del agua en m/s.
g = Aceleración de la gravedad (9.81 m/s2)
La pérdida de carga en accesorios se puede determinar a través de tablas
y monogramas haciendo uso de la longitud equivalente. Por longitud
equivalente de un accesorio se entiende un tramo de tubería recto ficticio,
del cual se determina su pérdida de carga, siendo esta la pérdida de carga
del accesorio.
Si no fuera posible obtener la pérdida de carga de los accesorios, se opta
por un criterio práctico, que consiste en lo siguiente:
Hfac = 0.2 hf de tuberías

VALORES DEL COEFICIENTE K EN PÉRDIDAS SINGULARES
Accidente K L/D
Válvula esférica (totalmente abierta) 10 350
Válvula en ángulo recto (totalmente
abierta)
5 175
Válvula de seguridad (totalmente abierta) 2,5 -
Válvula de retención (totalmente abierta) 2 135
Válvula de compuerta (totalmente abierta) 0,2 13
Válvula de compuerta (abierta 3/4) 1,15 35
Válvula de compuerta (abierta 1/2) 5,6 160
Válvula de compuerta (abierta 1/4) 24 900
Válvula de mariposa (totalmente abierta) - 40
T por salida lateral 1,80 67
Codo a 90º de radio corto (con bridas) 0,90 32
Codo a 90º de radio normal (con bridas) 0,75 27
Codo a 90º de radio grande (con bridas) 0,60 20
Codo a 45º de radio corto (con bridas) 0,45 -
Codo a 45º de radio normal (con bridas) 0,40 -
Codo a 45º de radio grande (con bridas) 0,35 -

Cuadro: 14 Perdida de carga de diferentes accesorios expresados como longitud
equivalente de tubería
Accesorio
diámetro
Válvula
de pie
Válvula de
Retención
Llave de
compuerta
Codo de
90º
T de
Derivación
2”
4”
8”
5
8
11
3
5
7
2
2.5
3
1
2
2.9
0.75
1.5
2.3

Cuadro: 13 Perdida de carga (m/m) en elevadores de diferente diámetro
Descarg
a
m3/hr
Diámetro del elevador en Pulgadas
1 1/2 2 3
5
10
15
20
25
30
35
40
0.12
0.40
1.75
3.10
5.00
7.20
10.00
0.30
0.60
1.10
1.65
2.30
3.10
4.00
0.05
0.20
0.40
0.70

POTENCIA REQUERIDA EN LA ELEVACION
Comprende la determinación de la energía necesaria para el
funcionamiento del equipo y la adecuada selección del motor y bomba para
el proyecto:
Het = Carga estática total
Po = Carga de Presión, es la precisión de trabajo de aspersión
Hf = Carga de Fricción
Hv = Carga de velocidad, por ser mínima = 0
C.D.T = carga dinámica total
C.D.T Het
hf
Po

EfB
CDT
Q
Pb
*
75
*

Em
Eb
CDT
Q
Pm
*
*
75
*

Pb = Potencia de la bomba en Hp o Cv
Q = Caudal l/s
CDT = Carga dinámica total en m.
Efb = Eficiencia de la bomba en %
La potencia absorbida por la bomba es la que tiene que suministrar el motor, por lo
tanto la potencia del motor:
Pm = Potencia del motor
La máxima aspiración de bombas normales es de 7 m y si el agua estaría mas
profundo se utiliza bomba de eje vertical
La eficiencia de la bomba está entre 70 y 75%, para la eficiencia del motor, esta
varía según el tipo de motor
Los motores eléctricos en general operan con una alta eficiencia lo cual varía entre
85 y 90%, para los motores de combustión interna, varía en proporción directa con la
presión atmosférica y a la temperatura, así cuando los motores están al nivel del mar
(760 mm de mercurio) operan al 70% de la potencia máxima que deben entregar,
este valor varía con la altura y la temperatura.

*
0531
.
0 ;
T
L
V
P  2
*
*
6
.
67
D
T
L
Q
P 
GOLPE DE ARIETE
El golpete ariete se produce habitualmente por dos causas: parada brusca
del bombeo y apertura o cierre rápido de una válvula. Cuando se altera el
régimen de circulación del agua en una tubería se producen sobre
presiones o depresiones instantáneas.
La intensidad del golpe de ariete depende del tiempo que transcurre entre el
inicio y el final del corte de la corriente (tiempo de parada) de la longitud de
la columna de agua en movimiento y de la velocidad de la corriente de
agua.
La sobre presión se calcula mediante la formula:
P = aumento de la presión en bares
V = velocidad de la corriente de agua en m/s
L = longitud de la tubería, en m
T = tiempo de parada en s
Q = caudal en l/s
D = diámetro de la tubería, en m

La sobre presión que produce el golpe de ariete trae como
consecuencia la necesidad de proyectar una tubería de mayor
diámetro o mayor timbraje lo que incrementa el costo.
Para evitar este inconveniente se reduce el golpe de ariete con lo
siguiente:
a) Instalación de una válvula de seguridad que puede ser que
puede ser de presión o depresión. La válvula de presión se
abre y deja salir una cantidad de agua cuando se sobre pasa la
presión preferida. La válvula de depresión se abre y deja entrar
aire cuando se produce una depresión.
b) Instalación de varias válvulas de retención a lo largo de la
tubería. Cuando se produce el corte de la corriente se cierra
estas válvulas con el cual se divide la tubería en varios tramos y
disminuye la sobre presión.

dias
dia
mm
mm
Fr 5
/
9
45


día
ha
dias
HA
SMR /
41
.
1
6
7
*
5
048
,
6


1.Diseñar un sistema de riego por aspersión teniendo los siguientes datos: cultivo:
trébol, lámina de reposición: 45mm, velocidad de infiltración básica: 6.5 mm/hora,
Et(max)= 9mm/días, velocidad del viento: 3.5 m/s, eficiencia de aplicación; 75%,
superficie total: 6,048 has (252 m*240m), topografía plana con pendiente
transversal despreciable y longitudinal de 0.25%.
SOLUCION
a)Frecuencia de riego en el mes de máxima demanda
b) Superficie mínima de riego diario
c) Selección del aspersor:
Se utiliza la información dada por los fabricantes en los catálogos. La presión de
operación debe encontrarse entre 2.5 y3.5 atm, la velocidad de lluvia debe ser
inferior a la velocidad de infiltración básica, en caso del ejemplo se selecciono el
aspersor de boquilla 9/64” cuyas características son:
Presión de operación (Po) = 3,17 atm = 31,7 m.c.a
Descarga = 0.24 l/s
Diámetro de humedecimiento = 25.5 m

h
mm
m
m
s
l
PP /
6
3600
12
*
12
)
/
(
24
.
0


horas
h
mm
mm
Tr 10
/
6
*
75
.
0
45


posturas
hor
dia
hor
dia
NP 2
10
/
20
/ 

Se decidió una disposición en cuadrado dado que la velocidad del viento es
de 3.5 m/s , se considera un traslape de 50% del diámetro de majamiento
Espaciamiento = 0.5 * 25.5 = 12.75 m
Se escoge 12 m dado que las tuberías se comercializan en tramos de 12 m
La pluviometria es inferior a la velocidad de infiltración básica .De no ser
así es necesario seleccionar otro modelo de aspersor, o el mismo
aspersor con otra boquilla.
d) Calculo del tiempo de riego
e) Numero de posturas al día
Se considera 20 horas efectivas de riego (jornada)

aspersores
m
m
Na 10
5
.
9
12
114



5
9
.
4
/
288
.
0
/
41
.
1
1 


lat
ha
dia
ha
N
f) Disposición y longitud de los laterales
Se procede a colocar los laterales en el sentido de la menor pendiente
(pendiente transversal igual a cero) y en 45º respecto a la dirección del
viento. Se decide un subprincipal al centro lo que da una longitud
máxima de los laterales de 114 m, dejando 6 m de distancia entre el
último aspersor y el límite del campo
g) Numero de aspersores en el lateral
h) Numero de laterales para regar la superficie mínima
Se calcula la superficie que riega un lateral por día
SRL = 10 * (12*12)*2 =2,880 m2 = 0.288 ha
Numero de laterales para regar la superficie mínima:
Laterales
i) Caudal por lateral y caudal total del sistema
El caudal por lateral es de 2 .4 l/s y el caudal total del sistema es de 12 l/s

DISEÑO HIDRÁULICO
Consiste en determinar el diámetro de las tuberías laterales, principal y de
conducción, las presiones requeridas y la selección de la clase de tuberías
Para decidir el diámetro de las tuberías laterales debemos de tener en
cuenta que la diferencia de caudal entre aspersores extremos de un lateral
no debe sobre pasar el 10% del caudal de diseño eligiendo un diámetro
adecuado de acuerdo a los procedimientos estudiados; en la decisión del
lateral se debe tener en cuenta la perdida de presión, esta no debe de
variar del 20% entre el primer y ultimo aspersor de un lateral.
La variación de presión máxima aceptable a lo largo del lateral (var H)
queda entonces definida por la relación siguiente:
Var H = (Pf+Z)<20%P.O
La pérdida de carga en el lateral es necesario corregirlo con el factor F, esto
es debido a que el gasto va disminuyendo a lo largo del mismo por la salida
del agua por los aspersores
Las formulas mas utilizadas en aspersión son las de Scobey y la de Hazzen
- Williams

mm
Q
Di 56
.
45
4
.
2
41
.
29
41
.
29 


m
m
Ks
D
q
j /
0438
.
0
*
*
10
*
41 9
.
4
9
.
1
5

 
m
Pe
Hf
P
hm 68
.
33
4
3
0 



m
Hf
hm
hu 70
.
31



a)Diseño de tubería Lateral
 Diámetro interno (Di)
Tenemos que decidirnos por una tubería comercial, la que esta mas cerca
de este valor es la de 50 mm que equivale a la tubería de 2 pulgadas,
entonces los cálculos para el lateral se realiza con el diámetro de 50 mm, y
tubería de aluminio.
 Perdida de carga del lateral, aplicando formula de Scobey
Hf = j*L*F = 0.0438 * 114 * 0.396 = 1.978 m
 Calculo de la presión al inicio y al final del Lateral
Se considera que los aspersores están en un elevador de 0.5 m de
alto en una tubería de ¾ de pulgada.

b) Dimensionamiento del Sub principal
La tubería principal es de PVC, esta enterrada a 70 cm de profundidad,
con elevadores de 2“ de diámetro y 0.8 m de alto y un hidrate del mismo
diámetro para conectarse al lateral, espaciados cada 24 m, de tal
manera que un lateral se alimenta de una tubería ciega de aluminio de
12 m de longitud, el terreno tiene una pendiente de 0.25% y el agua
circula a favor de la pendiente de acuerdo a la figura adjunta.
Para el desarrollo tomar el criterio de la variación máxima de la presión
a lo largo del principal el que no debe ser superior al 15 % de la presión
de operación del aspersor.

c) Longitud de la tubería principal : 252 – (6+6) = 240 m
d) Determinación de la variación máxima de la presión en el principal
e) V.Hf = 0.15 *31.7m = 4.75 m, significa que en el principal se debe perder
como máximo 4.75 m de carga
Como la tubería principal esta enterrada, encontramos la presión al final
del principal, se debe considerar la perdida de carga de la tubería donde
se coloca el hidrate y perdida de carga en el hidrante o válvula la
presión al final del principal se encuentra aplicando la siguiente formula.
ph
Pfel
Pfv
hm
PsPf 



Donde:
PsPf = Presión en el ultimo nudo de la tubería en m.
hm = Presión al inicio de lateral en m
Pfv = perdida de carga debido a la válvula en m.
Pf ele = perdida de carga debido al elevador
Ph = profundidad del principal respecto a la superficie del suelo

 Perdida de carga para el elevador de 2”de diámetro que
equivale a 50 mm, es de 0.03
Longitud del elevador es de = 0.8
Hf = 0.03*0.8 = 0.024 m
 Perdida de carga en el Hidrante o válvula es el equivalente
a 17 metros (llave globo) de tubería de 2” de diámetro = 50 mm
Hf = 0.03 *17 = 0.51 m
Luego:
PsPf = 33.68+0.51+0.024+0.7 = 34.91 ≈35 m
Luego encontramos el diámetro aproximado para cada tramo
utilizando la formula Nº…..
Tramo A – B, 2.4 lit/s; Di =50 mm
Tramo B – C, 4.8 lit/s ; Di = 65 mm
Tramo C – D, 7.2 lit/s ; Di =100 mm
Tramo D – E, 9.6 lit/s; Di = 100 mm
Tramo E – F, 12 lit/s; Di = 100 mm

Luego determinamos las perdidas de carga para cada tramo
Tramo Q
Lit/s
L
m
50 65 Di
100
100 100
A – B
B – C
C – D
D – E
E – F
2.4
4.8
7.2
9.6
12.0
48
48
48
48
48
1.45 1.46 0.38 0.65 0.98
Hf total = 4.92 – ((0.25*240)/100) = 4.32 <4.75 m
Se tiene que descontar la pendiente
P(A) = PsPf = 35 m
P(B) = 35 + 1.45 = 36.45 – ((0.25*48)/100) = 36.33 m
P(C) = 36.33 +1.46 = 37.79 – 0.12 = 37.67 m
P(D) = 37.67 + 0.38= 38.05 - 0.12 = 37.93 m
P(D) =37.93 + 0.65 = 38.46 - 0.12 = 38.46 m
P(D)= 38.46 +0.98 = 39.44 – 0.12 = 39.32 m ≈40 m

Efm
Efb
CDT
Q
HP
*
*
75
*

Suponiendo que la captación de agua esta en el punto P(F) y la energía es
mediante bombeo, determinar el HP de la bomba que se requiere
Si el Q = 12 lit
Presión de impulsión 40 m
Si la bomba se instala a 3 m de la superficie del agua, con un chupador de
75 mm, con una válvula de pie del mismo diámetro, a la salida tiene una
válvula de retención de 4 “ y una llave de compuerta del mismo diámetro.
La CDT es:
Presión de Impulsión : 40 m
Perdida en la válvula de retención : 0.11
Altura de succión : 3 m
Pf en chupador de 75 mm (scobey)
m
.
m
.
CDT
de pie
y válvula
51
47
4
4


La potencia requerida considerando una eficiencia de 70%, por tratarse de
una motobomba eléctrica es de :
11
13
.
10
75
.
0
*
75
51
.
47
*
12



HP

RIEGO LOCALIZADO DE ALTA
FRECUENCIA
Se llama localizado porque humedece
parte del volumen del suelo y se dice que
es alta frecuencia porque se aplica
pequeñas dosis de riego en forma
frecuente.
Dentro de los riegos localizados se
encuentra: Goteros, mini aspersores

Riego por Goteo.
Es la aplicación lenta del agua, en forma de gotas a través de dispositivos
localizados a lo largo de la tubería, que se conocen con el nombre de
goteros.
Ventajas:
 Ahorro del agua con relación a otros sistemas, por tener alta
eficiencia (95%)
 Humedece solamente parte del terreno, impidiendo el desarrollo
de malezas
 Las raíces de las plantas se esfuerzan en seguir la masa húmeda
 Facilidad de dosificación, planta por planta
 Se aplica abonos en forma localizada
 Mano de obra reducida
Desventajas:
 Instalación inicial costosa
 Las tuberías dificultan las labores de cultivo
 El agua debe ser filtrada
 No es aplicable a todos los cultivos

COMPONENTES DEL SISTEMA DE RIEGO POR GOTEO
a) Unidad de impulsión: puede estar conformado por Bomba o
mediante gradiente topográfico
b) Cabezal de riego, que consta de sistema de fertilización, de
sistema de filtrado y sus respectivos accesorios.
c) Tubería principal
d) Tubería secundaria
e) Tubería terciaria
f) Tuberías laterales
g) Emisores
h) Accesorios
i) Dispositivos de regulación
j) Dispositivos de control

CABEZAL DE CONTROL
Comprende un conjunto de aparatos
que sirven para tratar, medir y filtrar el
agua comprobar su presión e incorporar
los fertilizantes. Del cabezal de riego
depende el éxito o fracaso del riego por
goteo por lo que debe prestarse una
gran importancia a su instalación.

EQUIPO DE FILTRACION.- Sirven para retener impurezas,
partículas, sólidos en suspensión que contienen el agua de
riego y evitar que pasen al resto del sistema, para ello es
importante tener los filtros adecuados
En el riego por goteo se debe tener en cuenta la fuente de
donde se toma el agua. En los depósitos de agua de cielo
abierto (Lagos, Presas, ríos, manantiales, etc.) es común
encontrar grandes cantidades de residuos de material
orgánico.
Las aguas subterráneas están generalmente libres de materia
orgánica y sedimentos pero pueden contener arena. Todas las
fuentes de suministro de agua puede contener sales que hacen
que los pequeños orificios se tapen, entonces el agua que se
utiliza en riego por goteo debe ser filtrada. Los filtros pueden
ser:

1) Filtros Primarios:
a) Filtros de separación.- Este tipo de filtros es llamado
hidro-ciclón, separan a las partículas minerales como son:
arena, limo y arcilla, cuyo diámetro es superior a 75
micras, las pérdidas de carga suelen ser del orden de 3 a
7 mca.
Las dimensiones del hidrociclon deben cumplir las
relaciones siguientes:
L = 5 a 8 * Dc
De = 0.15 a 0.33 * Dc
Ds = 0.15 a 0.30 * Dc
Da = 0.15 a 0.20 * Dc
I = 0.33 a 0.50 * Dc en hidrociclones pequeños
I = 0.16 a 0.25 * Dc en hidrocicloes grandes
Θ ≤ 45º

DATOS ESPECIFICOS
Diam. Ciclon
Diam. Entrada
salida
Altura (cm) Caudal(m3/hora)
3” ¾” 37 0.5 - 3
4” 1” 53 1.5 - 7
6” 1.5” 64 3 - 13
8” 2” 75 5 - 20
16” 4” 170 30 - 80
20” 5/6” 205 70 - 150
24” 6” 227 70 - 220

b) Filtros de Arena.- Absorben partículas orgánicas tal como las algas
bacterias, restos vegetales, sulfatos y arcillas, la limpieza de estos filtros
se realiza en forma mecánica con la misma agua que se utiliza en el
sistema (retolavado) puede ser manual abriendo y cerrando llaves o
automático, la pérdida de carga es de 4 a 6 m .
El filtrado se realiza a través de una capa de arena, cuyo espesor no debe
ser menor de 50 cm; se puede colocar toda la arena del mismo tipo o bien
colocar una zona central de arena de la granulometría necesaria y encima
o debajo de ellas capas de arena mas gruesa que deben tener u n
espesor mínimo de 15 cm, en este segundo método si bien es cierto que
se realiza mejor filtrado pero al cabo cierto tiempo se mezcla.
El diámetro efectivo de la arena debe ser igual al diámetro de paso de
agua del gotero, el material mas comúnmente empleado es la arena
silícea.
La unidad de filtrado es el mesh o sea el numero de orificios por pulgada
lineal.
La capacidad de filtrado viene dado por el caudal de agua que atraviesa la
unidad de superficie filtrante (expresada en m3/h.m2 de superficie filtrante.
Para el cálculo de la superficie filtrante el caudal debe aumentarse en un
20%, como margen de seguridad.

Capacidad de filtrado según granulometria de la arena
Arena
Tamaño (mm) Caudal (m3/hora/m2) Velocidad(m/hora)
Fina 0.4 - 0.8 25 - 50 25 - 50
Media 0.8 - 1.5 50 - 70 50 - 70
Gruesa 1.5 - 3 70 - 90 70 - 90
Ejemplo
Calcular la superficie filtrante para un riego por goteo, con un caudal de 80
m3/h y un diámetro mínimo de gotero de 0.90 mm.
Solución:
El tamaño de la arena debe ser igual al diámetro de paso del agua en el
gotero, esta corresponde a una arena de tipo medio ( tabla), esta arena
corresponde una velocidad de agua dentro del filtro de 60 m/h y un caudal
de 60 m3/h. m2 de superficie filtrante.
Haciendo:
Velocidad
Caudal
S 

m
S
D 30
.
1
14
.
3
33
.
1
*
4
4




m
S
D 90
.
0
*
4



Superficie filtrante:
Diámetro:
Se instala un filtro de 1.30 m de diámetro.
Si se instala dos filtros cada uno de ellos tendrá una superficie filtrante de
1.33/2 = 0.66 m2.
se instala dos filtros de 1 m de diametro
la limpieza del filtro se debe efectuar cuando la diferencia de presión
entre la entrada y la salida del mismo sea de 2 mca.
2
33
.
1
60
80
m
S 


2) Filtros Secundarios
a) Filtros de malla.- Son filtros secundarios, se instalan
inmediatamente después de los primarios, los elementos de
filtración esta compuesto por mallas, los cuales retienen partículas
finas, su unidad es el mesh, que significa el número de abertura por
pulgada lineal la perdida de carga esta entre 1 a 3 mca
b) Filtros de anillos.- los elementos de filtración esta compuesto por
anillos, los cuales retienen partículas finas, los anillos se comprimen
entre si, al roscase la carcasa, el filtrado se realiza al pasar el agua
por los pequeños conductos entre dos anillos consecutivos, la
perdida de carga oscila entre 1 a 3 mca, su unidad es el mesh

Equipos para Fertirrigacion.
 Venturi
 Tanque de fertilización
 Bomba de inyección
a) Eléctricas
b) Hidráulicas
 Inyección de la bomba

Tuberías principales y secundarias
Las longitudes están condicionadas por el tamaño y número de las
unidades de riego.
El diámetro de las tuberías tendrá que estar basado en criterios
económicos.
Tuberías Terciarias.- Las tuberías terciarias dentro de las unidades de
riego son las que llevan al agua a las tuberías laterales.
El material utilizado es el cloruro de polivinilo, PVC o polietileno de alta.
Laterales.- Son líneas que están conectadas al emisor generalmente son
de polietileno, el diámetro esta comprendido entre 12, 16 y 20 mm.
Existen en el mercado tuberías laterales con goteros incorporados.
Las unidades de riego están constituidos por el terciario más los laterales
tal como lo podemos apreciar en la siguiente figura:

A y B: Unidad de riego
Tubería secundaria Tubería Principal
Cabezal
Tubería terciaria
Laterales
A
B

Emisores.- Los emisores o goteros son los últimos puntos del sistema,
estos se caracterizan por lo siguiente:
Descarga baja uniforme y constante (0.2 – 4 lit/h)
Su fabricación debe ser precisa
Debe ser económico y compacto
Resistente a la contaminación química y ambiental
Reducida pérdida de carga en el sistema de conexión
Tipos de Emisores
Se clasifican en: Goteros, tuberías porosas, mini aspersores o micro
aspersores y difusores o microjet y nebulizadores, Cintas
Goteros.- Son emisores colocados sobre el lateral, espaciados
uniformemente, que descargan caudales menores de 4 lit/h. Existe una
variedad de goteros, tales como:
a) En línea, corresponden a los del tipo de largo conducto (micro tubo,
helicoidal y laberinto) que se instalan en la tubería
b) De botón, corresponden a goteros que se insertan en una perforación, su
funcionamiento puede ser del tipo laberinto o bien de vortex
c) Integrados, Corresponden a goteros de laberinto

Tuberías Porosas.- En este tipo de tuberías el agua sale a través del
material poroso, siendo muy sensible a las obstrucciones por carbonatos, el
riego que se realiza con estas tuberías se conoce con el nombre de
exudación la presión de trabajo es de 1-3 m.c.a. y a menos de 0.5
lit/hora/metro.
Micro aspersores.- Estos dispositivos se utilizan en suelos muy
permeables, en los que el bulbo húmedo se desarrolla en forma
longitudinal, los miro aspersores trabajan a presiones de 10 – 20 m.c.a. El
radio de alcance varía de 1-5 m, con caudales de 20 – 1.50 lit/hora.
Difusores.- Se conoce con este nombre a los emisores que llevan una
tobera no giratoria que pulveriza y distribuye el agua de riego.
Cintas de riego.- las cintas son fabricadas de polietileno y su durabilidad
esta en relacion con el espesor del material empleado, las cintas mas
usadas tienen orificios cada 20 cm y descargan caudal de 5 l/hr/m
Ecuación General de Descarga.- El caudal que descargan los emisores
están relacionados con la carga hidráulica, siendo su ecuación la siguiente:

Ecuación General de Descarga.- El caudal que
descargan los emisores están relacionados con la
carga hidráulica, siendo su ecuación la siguiente:
Donde:
Q = Caudal del emisor en lit/hora
Kd = Coeficiente de descarga, es característica de cada emisor, le da
el fabricante
h = Carga Hidráulica
x = Exponente de descarga del emisor
Q = Kdhx

Un emisor con x=0, su curva es horizontal, el
caudal es constante e independiente de la
presión.
La curva de carga y descarga del emisor debe
ser proporcionada por el fabricante

Bulbo de humedecimiento.- Cuando el agua
es aplicada en forma de gotas, la
humedad avanza en el espacio
tridimensional mojado un volumen
de suelo que tiene la forma de un
bulbo y se conoce con el nombre de
bulbo de humedecimiento tal como
se puede apreciar en el siguiente
esquema.

4 emisores
por árbol y
bulbo húmedo

El bulbo de humedecimiento en suelos arcillosos es redondo y en suelo
arenoso es alargado.

CRITERIOS DE DISEÑO
El diseño de cualquier sistema de riego, esta compuesto por tres etapas:
información básica, diseño agronómico y diseño hidráulico.
INFORMACION BASICA
 Plano topográfico
 Superficie del proyecto
 Tipo de suelo
 Tipo de cultivo
 Marco de plantación
 Caudal total disponible
 Calida del agua de riego
 Jornada de riego
 Evapotranspiración potencial
DISEÑO AGRONÓMICO
Se desarrolla en dos fases: cálculo del requerimiento hídrico y la
determinación de la lámina neta, lámina real, intervalo de riego, tiempo de
riego.

Para algunos investigadores es más conveniente
emplear el término transpiración potencial en
lugar de evapotranspiración potencial.
TP =0.6 Etp = Etr
Si determinamos la evapotranspiración real por
métodos convencionales (Etp x kc), este valor
debe ser reducido al ser afectado por otros
coeficientes (Coeficiente por localización,
coeficiente por variación climática, coeficiente
por advección)

•Necesidades Netas de Riego. En la determinación de las
necesidades netas del agua en el riego para riego localizado, el
papel del suelo como almacén o reserva de agua es muy limitado.
A efectos de diseño, las aportaciones por precipitación efectiva no
se consideran, ya que dada la gran frecuencia de riego (diaria por lo
general) resulta prácticamente imposible que llueva siempre entre
dos intervalos d riego, tampoco se considera los aportes capilares,
por lo tanto:
Nn = Etr
Nn = necesidades netas
Etr = Eveapotranspiración real o evapotranspiración del cultivo
Las necesidades netas se corrigen mediante los siguientes
coeficientes
Nn = Etr x K1 x K2 x k3
K1 = coeficiente corrector por localización
K2 = coeficiente corrector por variación climática
K3 = Coeficiente corrector por advección

Se basa en considerar la fracción de área sombreada (FAS)
por la plantacon relación a la superficie del marco de
plantación (o superficie ocupada por cada planta)
La relación entre K1 y FAS viene dado por diversas formulas:
K1 = 1.34FAS
K1 = 0.1 + FAS
K1 = FAS + 0.5(1 – FAS)
K1 = FAS + 0.15(1- FAS)
En la practica se toma como valor de k1, la media de los
valores intermedios, después de eliminar los dos valores
extremos

Coeficiente corrector por
variación climática (k2)
El valor de K2 = 1.15 a
1.20

Coeficiente Corrector por advección (k3)

  Am
Dap
Ur
Pm
Cc
Ln %
*
Pr*
*
100


100
*
%
planta
una
ocupa
que
total
Area
planta
la
de
Mojada
Area
Am 
a) Lamina Neta
Ur = umbral de riego, es menor del 50 % del agua útil
% Área Mojada.- Generalmente se expresa en porcentaje está dada por la
relación:
La profundidad a la que deberá medirse el área mojada, debe ser a 30 cm
de la superficie.
Para cultivos permanentes, con amplia separación el valor del porcentaje de
área mojada (% Am), esta entre 33 y 50 %, en cultivos tipo herbáceos de
poco espaciamiento el valor de % Am puede llegar hasta el 70% o 80%

Frecuencia de Riego
Nn
Ln
fr 
Ln = fr*D
D = demanda unitaria
Área Mojada por un Emisor.- El área mojada por un emisor generalmente
se puede obtener mediante tablas o pruebas de campo.
Utilización de tablas.- Su uso adolece de cierta exactitud.
Tabla.- Diámetro mojado por un emisor de 4 lit/hora.
Profundidad de raíces
y textura del suelo
Grados de estratificación del suelo
Homogéneo Estratificado En capas
Diámetro mojado (m)
Profundidad = 0.80
Ligera
Media
Pesada
0.50
1.00
1.00
0.80
1.25
1.80
1.10
1.70
2.00
Profundidad = 1.70
Ligera
Media
Pesada
0.80
1.25
1.70
1.50
2.25
2.00
2.00
3.00
2.50

Prueba de Campo.- Esta prueba se debe realizar en el
lugar donde se va a realizar el proyecto, con
emisores estimados para ser utilizados, después de
terminada la prueba se abre una calicata, se toma las
medidas y se dibuja con exactitud la forma que toma
el suelo mojado.

%
30
15
100
y
a
ar
S 

radio
r
a
r
Se 








100
2
Traslape y Separación de Emisores.- En el riego por goteo es necesario
que exista un traslape entre bulbos de humedecimiento, la formula de
traslape es la siguiente:
La separación entre emisores, se obtiene por la siguiente fórmula:
s
se

CEi
CEe
CEi
RL


5
CEe
CEi
RL
2

Lr
R
RL 
Necesidades de Lavado (RL)
a) Para riego por gravedad y aspersión, el coeficiente de necesidad de
lavado es:
b) Riego de alta frecuencia
Donde:
RL = Coeficiente de lavado
CEi = Conductividad eléctrica de agua de riego
CEe = Conductivita eléctrica de extracto de saturación
R = Cantidad de agua necesaria para el lavado
Lr = Lámina Real
También se pude determinar por la siguiente formula

Eficiencia de Aplicación
La eficiencia de riego es la relación que existe entre la lamina de agua
transpirada o lamina utilizada por el cultivo y la lamina derivad, las perdidas
de agua que se produce en riego por goteo es debido a la percolación.

Eficiencia de aplicación en riego localizado.- Según Kéller (1978) para
determinar la eficiencia de aplicación hay que distinguir dos casos:
1º Climas áridos:
Prof. de
Raíces (m)
Muy porosa
Grava
Arenoso Media Franca
< 0.75
0.75 – 1.50
> 1.50
0.85
0.90
0.95
0.90
0.90
0.95
0.95
0.95
1.0
0.95
1.0
1.0
En riego por difusores o micro aspersores disminuir estos valores en 0.10
2º Climas Húmedos:
Prof. de
Raíces (m)
Muy porosa
Grava
Arenosa Media Fina
< 0.75
0.75 – 1.50
> 1.50
0.65
0.75
0.80
0.75
0.80
0.90
0.85
0.90
0.95
0.90
0.95
1.10

Lamina Bruta de riego
Volumen real o Volumen bruto.- Es el volumen de agua que se aplica a
cada planta en cada riego, este valor es útil para seleccionar el emisor.
Vr = Lr*Sp*Sh
Lr = Lámina real
Sp = Separación entre plantas
Sh = Separación de hileras
Ea
Nn
Nt 
RL
Ea
Nn
Nt


1
(
Si RL < 0.1
Si RL > 0.1

qa
e
Vr
Tr
*

10
*
)
*
(
tr
Sh
Sp
Lr
Qa 
Tiempo de riego:
Descarga por árbol
En los sistemas de riego por goteo, las descargas de los emisores son
definidos por árbol en forma individual se puede encontrar mediante la
siguiente expresión:
Qa : lit/hora
Sa : Separación entre plantas (m)
Sh : Separación entre hileras (m)
tr : Duración del riego en horas
Lr : Lámina real en cm
qa = Caudal promedio del emisor seleccionado

Profundidad del bulbo de humedecimiento (p)
0.85 pr<p<1.15pr
Número de emisores por planta
e
A
Am
sp
e
m
*
100
%
*

DISEÑO HIDRÁULICO
En el diseño hidráulico se considera el dimencionamiento de las diferentes
tuberías que componen el sistema en lo referente a diámetros, longitudes,
caudales, presiones y velocidad.
Las tuberías o mangueras que se utilizan como laterales en riego por goteo
no se diseña sino se elige, por que en el mercado existe diámetros
conocidos como son (12mm, 16mm, 20mm).
Generalmente para el diseño se sigue el procedimiento de prueba y error
debiendo probarse diferentes posibilidades. Los cálculos se realizan
partiendo desde el final y avanzando hasta la fuente de agua.
sp = Superficie ocupada por la planta

TOLERANCIA DE CAUDALES Y DE PRESIONES EN LA UNIDAD DE
RIEGO
La unidad de riego se considera a la línea terciaria con los laterales unidos.
Coeficiente de Uniformidad.- Es la uniformidad de caudal en la selección de
emisores, para el diseño se acepta cu=90%
prom
q
q
e
cv
cu
min
27
.
1
1 









Cu = Coeficiente de uniformidad
Cv = Coeficiente de variación =0.05
qmin = Caudal mínimo que se puede esperar en el funcionamiento de los
emisores debido a la presión mínima.
q prom = caudal promedio de los emisores
Tolerancia de presiones.-
Ahf = 2.5 (P.media –P.mínima)
Ahf = pérdida de carga
P.med = Presión media
P.min = Presión mínima

1000
*
2
*
2
g
V
D
L
f
hf 
Hidráulica de tuberías laterales
Las tuberías laterales generalmente son de plástico flexible, PVC ó P.E de
pequeño diámetro: 12, 16, ó 20 mm.
Pérdida de carga por fricción
La fórmula más recomendable para el diseño de tuberías lisas y de
diámetro pequeño es la de Darcy Weisbach.
Donde:
hf : pérdida de carga por fricción (m)
f : factor de fricción
L : longitud de tubería (m)
D : diámetro de tubería (mm)
V : velocidad de flujo en la tubería (m/s)
g : aceleración de la gravedad (m/seg2)

L
hf
J
100
*

75
.
1
75
.
4
5
*
10
*
89
.
7 Q
D
J 

Para tubos lisos
Si definimos el gradiente de pérdida de carga con J se tiene
Y reemplazando valores se tiene:
J : pérdida de carga unitaria (m/metro de tubería)
D : diámetro interior de la tubería (mm)
Q : caudal (lit/seg)
5
10
3000 
 R
25
.
0
25
.
0
32
.
0
3164
.
0
R
R
f 


Pérdida de carga por conexión de emisores.-
El emisor al ser instalado en la tubería lateral causa una obstrucción,
provocando una pérdida de carga que depende del tamaño y tipo de
conexión y del diámetro interno del lateral, esa pérdida de carga lo
determinamos como:





 

se
fe
Se
J
J'
J’ = Gradiente de perdida de carga del late con emisores
J = Gradiente de perdida de carga
Se = Separación entre emisores (m)
fe = longitud del lateral cuya perdida de carga equivale a la
producida por la conexión del emisor
Cuando el lateral tiene salidas múltiples la pérdida de carga se
determina con la siguiente expresión:
Hf =J’ *F*L
F = coeficiente de reducción

3600
*
qa
Ne
ql 
Sl
Lt
N 
Diseñó del lateral
El diseño de las tuberías laterales comprende la determinación del caudal,
la presión de entrada, longitud y las diferencias de presiones que ocurren
en el lateral.
N = numero de laterales
Lt = longitud de la terciaria
Sl = separación entre laterales
c) Numero de Laterales
ql = caudal del lateral en lit/sg
qa = caudal medio del gotero o emisor en
lit/hora
Ne = numero de emisores en el lateral
b) Caudal del Lateral.- El caudal del lateral se calcula por la siguiente
expresión:
a) Longitud del lateral.- En la longitud del lateral se presentan dos casos:
cuando los laterales son alimentados por un punto intermedio o sea a
ambos lados de la múltiple o terciaria y cuando el lateral es alimentado
por un extremo llamado lateral simple.

Z
hf
ha
hm 5
.
0
75
.
0 


tr
KFr
N
24

d) Caudal del Terciario
Qt=ql*N
e) Cargas o presiones en el lateral.- La presión de entrada en un lateral
alimentada por un extremo esta dada por la siguiente expresión.
Donde:
hm : presión a la entrada del lateral (m)
ha : presión media del lateral (m)
NÚMERO Y TAMAÑO DE UNIDADES
El número de unidades esta dada por la siguiente expresión:
N = número de unidades
K = factor para eventualidades, k =0.9
Fr = frecuencia de riego
tr = tiempo de riego

nN
Ar
As 
45
.
0
1As
K
Le 
Las unidades de riego se puede dividir en sub unidades (As)
As = área de sub unidad
Ar = área de riego del sistema (ha)
n = indica las partes en que se divide el área total de riego
Para el dimencionamiento de las unidades referente al largo y ancho Kéller
propone las siguientes ecuaciones:
Le = Longitud optima del lateral (m)
K1 = 1 para laterales a un solo lado de la múltiple
K1 = 0.685 para laterales a ambos lados de la múltiple
K2 = 0.73
LM =Longitud optima de la múltiple
55
.
0
2As
K
Lm 

NEfr
UcAr
Qs
864
1000

sr
sp
N
qa
e
Ar
Qs
*
*
*
*
10

CAPACIDAD DEL SISTEMA
Qs = Capacidad del sistema (lit/s)
Uc = Uso consuntivo en cm/día
Ar = Area de riego Ha
N = Número de unidades
Kéller propone la siguiente ecuación para calcular el caudal del sistema
y para emisores uniformemente espaciados
Qs = Caudal del sistema
Ar = Área de riego en Ha
Se = Espaciamiento entre emisores (m)
Sl = Espaciamiento entre laterales (m)
qa = Caudal promedio del emisor (l/s)
Efr = Eficiencia de riego

Am
da
Pm
Cc
Ln %
*
100
Pr*
)
%( 

  .
12
2
.
1
5
.
0
*
100
5
.
1
*
100
4
8
4
.
0
mm
cm
Ln 



mm
Ea
Ln
Lr 63
.
12
95
.
0
12



Ejemplo:
Se tiene un área de 10 ha, donde se desea instalar un sistema de riego por
goteo con mangueras Nana Tif de 16mm de diámetro, el cultivo es
espárrago, espaciamiento de surcos 2m, separación entre plantas es 50 cm,
suelo arenoso cc=8%, Pm=4%, HFU= 40%, da=1.5 g/cc, Evtr=5mm/día,
cu=90%, Cv=5%, caudal promedio 2 lit/hora, presión de trabajo 10m,
Pr:100cm.
Solución:
a)Lamina Neta
El porcentaje de área mojada decidimos 0.5 por estar dentro del rango
b) Lamina real

horas
qa
e
Vr
Tr 6
31
.
6
2
*
1
63
.
12
*




c) Volumen real o volumen bruto por planta
Vr = Lr*Sp*Sh
Vr=12..63mm * 0.5 m *2 m = 12..63 lit/planta
d) Tiempo de riego
e) Traslape
Elección del emisor de tabla = 1 m de diámetro de humedecimiento
Separación entre emisores (Se) =r(2 - 0.3)=0.5(2 – 0.3)=0.85 se decide
un emisor por planta = 0.5 m
Traslape (s) = ar/100 = 0.30 * 0.50 = 0.15 m
f) Área mojada del emisor
2
2
2
2
785
.
0
1
*
785
.
0
785
.
0
4
m
d
d
Am 





emisor
Am
Am
sp
e 1
64
.
0
785
.
0
5
.
0
*
1
*
100
%
*




días
dia
mm
mm
Du
Ln
Ir 2
4
.
2
/
5
12




lit/hora
tr
Sh
Sp
Lr
Qa 21
.
2
6
2
*
5
.
0
*
3
.
13
*
*



min)
(
5
.
2 h
hprom
h 


g) Numero de emisores
h) Intervalo de riego
i) Caudal en base diario por planta
j) Tolerancia de Presiones
cuando la presion es 1 atm., qa = 2.35 lit/hora
Cuando la presion es 2 atm., qa = 3.30 lit/hora
se entra al diagrama de Nan Tif y se
hace lo siguiente

x
x
Kd
Kd
10
20
35
.
2
30
.
3

77
.
0
20
30
.
3
48
.
0


Kd
48
.
0
77
.
0 h
q 
2
min
*
1
05
.
0
*
27
.
1
1
9
.
0
q








min
68
.
0
92
.
1 51
.
0
h

Estos valores reemplazamos en la ecuación del gotero y dividiendo
términos se tiene:
1.40 = 2 x X log 2 = log 1.40 ; X = 0.48, este valor se reemplaza
en cualquier ecuación anterior y se determina el valor de Kd
la ecuación del gotero queda de la siguiente manera:
Cono sabemos que el coeficiente de uniformidad (cu = 0.90) hacemos lo
siguiente:
q min = 1.92 lit/hora, ahora encontramos la presión mínima de la siguiente
forma:

m
h 44
.
1
)
72
.
6
30
.
7
(
5
.
2 



8
6
2
*
24


N
or ha.
manguera p
Metros de
5000
2
10000

h min = 6.72 m, hmedio = 7.30 m
k) Numero y Tamaño de unidades
l) Cantidad de mangueras por hectárea
125
100
400

seg
lit
ha
hra
lit
hora
lit /
55
.
5
/
/
20000
/
2
*
5
.
0
5000


m) Caudal que se requiere por hectárea
n) Área de la Unidad de riego
A = 125*100 = 12,500 m2= 1.25 ha
Si para 1ha se requiere 5.55 lit/s
1.25 has cuanto se requerirá X X = 6.93 lit/s
la unidad de riego requiere 6.93 lit /s
o) Diseño del lateral
hm
hf
hu

s
lit
hra
lit
hra
lit
Ql /
06
.
0
/
200
/
2
*
5
.
0
50



m
m
j /
02
.
0
06
.
0
*
14
*
10
*
89
.
7 75
.
1
75
.
4
5

 
m
m
se
fe
se
j
j /
029
.
0
5
.
0
23
.
0
5
.
0
02
.
0
' 





 






 

s
lit
Qmul /
5
.
7
06
.
0
*
2
*
2
125


p) Caudal del Lateral por lado
q) Perdida de carga en lateral
Di = 16 mm – 2mm =14 mm
Hf =j’*L*F =0.029*50*0.338 = 0.49 m
r) Perdida de carga en la múltiple
Longitud = 125 m
J = 0.0085 m/m
Hf = 0.0085 * 125 *0.36 = 0.39 m
Perdida de carga en la unidad de riego 0.49 + 0.39 =0.88 m <1.44 m (OK)
”
4
100
54
.
80
5
.
7
41
.
29
41
.
29 



 mm
mm
Q
Di

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