Riego localizado cultivos software

Aplicación y Uso de Software RIEGOLOC
PRIMERA UNIDAD
CARACTERISTICAS DEL RIEGO LOCALIZADO
José Arapa Q. Página 1

1. NECESIDADES HÍDRICAS DE LOS CULTIVOS
La evapotranspiración
Recibe el nombre de evapotranspiración (o uso consuntivo de agua) a la
cantidad de agua transpirada por el cultivo y evaporada desde la superficie del
suelo en donde se asienta el cultivo. Cabe distinguir dos formas de
evapotranspiración:
o Evapotranspiración potencial o máxima. Es la cantidad de agua
consumida durante un determinado periodo de tiempo en un suelo cubierto
de la vegetación homogénea, densa, en plena actividad vegetativa y con un
buen suministro de agua.
o Evapotranspiración real, es la cantidad de agua realmente consumida por
un determinado cultivo, durante el periodo de tiempo considerado.
Necesidades de agua de los cultivo
La determinación de las necesidades de agua de un cultivo puede hacer
por diversos métodos. Un método directo es el del lisímetro, recipiente de gran
tamaño lleno de tierra en donde se siembra la planta objeto de estudio y se
cultiva de la forma mas parecida posible a como se efectúa del cultivo en el
campo. Se coloca a la intemperie sobre una superficie en la que pueda
recogerse el agua que escurra. Periód icamente se pesa el recipiente, lo que
permite conocer el agua perdida por evapotranspiración durante el periodo que
se considere, este método es costoso y difícil, por lo que solo se realiza en
trabajos de investigación.
Otros métodos empíricos evalúan la evapotranspiración a partir de
datos, climáticos. Entre ellos destacan los cuatro métodos estudiados por
Dorembos y Pruitt en la FAO Las necesidades de agua de los cultivos:
métodos Blaney Criddle, de la radiación, de Penman y de la Cubeta
Evaporimetrica.
Según estos métodos, para calcular la evapotranspiración de un cultivo
cualquiera se valora antes la evapotranspiración de un cultivo de referencia,
relacionándose ambos mediante un coeficiente obtenido experimentalmente
KcETocultivoET ×=)(

ET(cultivo) = Evapotranspiración de un cultivo determinado (mm/día).
ETo = Evapotranspiración del cultivo de referencia (mm/día).
Kc = Coeficiente de cultivo, variable con cultivo y periodo vegetativo.
Necesidades netas de riego
La estimación de las necesidades netas de agua en riego localizado
tiene mayor importancia que otros sistemas de riego, ya que es muy limitado el
papel del suelo como almacén o reserva de agua. Esta estimación se hace por
los mismos procedimientos empleados en los demás sistemas, pero se aplican
después unos coeficientes correctores.
Cuando el agua se aplica en toda la superficie a regar, las necesidades
vienen dadas por la ecuación:
entoalmacenamiVariacióncapilarAporteefectivanecipitacióETcNn −−−= Pr
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 de
riego. Tampoco se consideran los aportes capilares, salvo casos especiales, ni
las variaciones de almacenamiento. Por tanto:
ETcNn =
Donde:
Nn = Necesidades netas
ETc = Evapotranspiración de cultivo
En resumen, el efecto de la localización y la alta frecuencia de aplicación
suponen, con respecto a otros sistemas de riego, una disminución de la
evaporación y un aumento de la transpiración. El balance de necesidades
netas será menor en plantaciones jóvenes de frutales y en marcos grandes de
plantación, mientras que no habrá diferencia apreciable en cultivos hortícola
con gran densidad de plantas. En cualquier caso las necesidades netas se
corrigen mediante los siguientes coeficientes correctores:
321 kkkETcNn ×××=
K1 = Coeficiente corrector por localización
K2 = Coeficiente corrector por variación climática
K3 = Coeficiente corrector por advección

Coeficiente corrector por localización (K1)
Se basa en considerar la fracción de área sombreada (FAS) por la planta
con relación la superficie del marco de plantación (o superficie ocupada por
cada planta), por lo tanto el FAS está dado por:
plantaciónmarcoSup
sombreadaArea
FAS
.
=
plantaciónmarcoSup
copaladeproyecciónSup
FAS
.
.
=
Figura 1: Marco de plantación en frutales y área sombreada
La relación entre k1 y FAS viene dada por diversas fórmulas:
FASk ×= 34.11 Aljibury
FASk += 1.01 Decroix
)1(5.01 FASFASk −×+= Hoare
)1(15.01 FASFASk −×+= Keller
Coeficiente corrector por variación climática (K2)
Los valores de Etc corresponden a la media de los valores climáticos de
un determinado número de años, lo que implica que las necesidades
calculadas son insuficientes en la mitad de ese periodo como el riego
localizado se puede aplicar con mucha exactitud la cantidad de agua necesaria,
conviene mejorar esas necesidades en un 15 – 20%, por lo que K2 = 1.15 –
1.20
Coeficiente corrector por advección (K3)
Los efectos del movimiento de aire por advección, mencionados
anteriormente, tienen un efecto considerable en el microclima que afecta al
cultivo, ya que este microclima depende además del propio cultivo, de la
extensión de la superficie regada y de las características que los terrenos
colindantes. En caso de parcelas pequeñas, el microclima del cultivo será muy
Sl
Sp

distinto según este sea rodeado de una masa verde o de un terreno sin cultivar,
lo que origina un aire mas caliente en el segundo caso. Por consiguiente el
coeficiente K3 vendrá en función de la naturaleza del cultivo y del tamaño de la
superficie regada se toma como superficie regada no solo la parcela
considerada, si no también las que lo rodean, que también estén regadas.
Necesidades totales de riego
Las necesidades totales de riego, son mayores que las necesidades
netas, por lo tanto es preciso aportar cantidades adicionales para compensar
las perdidas causadas por percolación profunda, por salinidad y por
uniformidad de riego. El cálculo es a través de la siguiente relación:
CUxRLxRp
Nn
Ea
Nn
Nt
)1( −
==
Donde:
Nt = Necesidades totales
Nn = Necesidades netas
Ea = Eficiencia de aplicación
RP = Relación de percolación
RL = Requerimientos de lavado
CU = Coeficiente de uniformidad
RP y (1-RL) no se toman simultáneamente, sino que se toma sólo la de menor
eficiencia.
CUxRP
Nn
NtRLRpSi =−<1:
CUxRL
Nn
NtRpRLSi
)1(
1:
−
=<−
Los requerimientos de lavado en riego localizado de alta frecuencia se calcula
con:
CEeMáx
CEa
RL
⋅
=
2
Donde:
RL = Requerimientos por lixiviación, expresado en tanto por uno.
CEa = Conductividad eléctrica del agua de riego, expresado en dS/m.

Max CEe = Conductividad eléctrica del extracto de saturación para la cual el
descenso de producción es el 100%, expresado en dS/m.
Coeficiente de Uniformidad
El coeficiente de uniformidad (CU) se utiliza para evaluar las
instalaciones en funcionamiento y para el diseño de nuevas instalaciones. En el
diseño, el CU es una condición que se impone y que viene determinada por
factores económicos. Un CU elevado exige mayor costo inicial de la instalación
(mayores diámetros de las tuberías, laterales más cortos, mayor número de
reguladores de presión, etc.), mientras que un CU mas bajo trae como
consecuencia un mayor consumo de agua.
La causa más importante de la variación del caudal (aparte de las
obturaciones, que deben ser controlados) es la variación de fabricación de los
emisores y las deferencias de presión, por cuya razón se puede definir el
siguiente coeficiente de uniformidad, que se recomienda utilizar en el diseño
a
m
q
q
e
CV
CU 




 ⋅
−=
27.1
1
Donde:
CV = Coeficiente de variación de fabricación del emisor (factor estadístico)
e = Numero de emisores por cada planta
qm = Caudal mínimo de los emisores considerados (referir a una
subunidad).
qa = Caudal medio de los emisores considerados.
Los valores de CU que suelen recomendarse para el diseño de riego
localizado se especifican en la Tabla 1.
Tabla 1: Valores de CU recomendables en riego localizado
Emisor Emisores por
planta
Topografía y
pendiente (i)
CU
Uniforme (i<2%) 0.90-0.95
Goteros espaciados Más de 3 Uniforme (i>2%)
más de 1m u ondulada 0.85-0.90
Uniforme (i<2%) 0.85-0.90
Menos de 3 Uniforme (i>2%)
U ondulada 0.80-0.90
Goteros espaciados Uniforme (i<2%) 0.80-0.90

menos de 1m, Uniforme (i>2%)
Mangueras y cintas U ondulada 0.70-0.85
Exudación Uniforme (i<2%) 0.90-0.95
Difusores y micro Uniforme (i>2%)
Aspersores u ondulada 0.85-0.90
Los valores de CU se refieren a zona áridas. En zonas húmedas se rebajan en
un 10%
Fuentes: Técnicas de Riego, José Luís Fuentes Yagües, 1998
2. GOTEROS Y EMISORES
Los goteros son dispositivos que controlan la salida del agua desde las
tuberías laterales. Según el caudal que proporcionan se dividen en dos grupos:
- Emisores de bajo caudal, inferior a 16 litros /hora. Comprende los
goteros y las tuberías emisores o cintas.
- Emisores de alto caudal, comprendido entre 16 -200 litros/hora.
Comprende los difusores y los micros aspersores.
Un emisor debe reunir las siguientes características:
- De instalación fácil.
- Poco sensible a la obstrucción.
- Poco sensible a las variaciones de presión.
- De bajo coste.
- Que mantenga sus características a lo largo del tiempo
No es necesario que el emisor posea a la vez todas estas
características, sino sólo aquellas que se precisan para cada caso concreto.
Por ejemplo, un emisor debe ser poco sensible a la obstrucción cuando se
utilizan aguas superficiales bastante contaminadas, pero no es tan necesaria
esta cualidad cuando se utilizan aguas subterráneas limpias. En terrenos llanos
no se necesitan emisores que compensen las deferentes de presión, pero sí se
necesitan en terrenos ondulados.
Los emisores de bajo caudal suelen trabajar a un presión próxima a los
10 mca, mientras que los de alto caudal suelen hacerlo a 20 mca. Las cintas de
exudación suelen trabajar entre 1 y 3 mca.
Relación caudal- presión

El agua atraviesa el emisor a través de uno o varios conductos, cuya
configuración determina su comportamiento hidráulico. En cualquier emisor
(salvo en las cintas de exudación) el caudal de descarga y la presión de
servicio se relacionan mediante la ecuación:
x
hkq ⋅=
Donde:
q= Caudal del emisor, en litros/hora.
k= Coeficiente característico de cada emisor, que equivale al caudal que
proporcionaría a una presión de 1 mca.
h= presión a la entrada del emisor, en mca.
x= Exponente de descarga característico de cada emisor
Esta ecuación se puede representar gráficamente, tomando presiones
en el eje de abscisas y caudales en el eje de ordenadas. La curva definida por
esta ecuación se llama curva característica de emisor.
El exponente de descarga expresa la sensibilidad de un emisor a las
variaciones de presión. Su valor varía de cero a uno. Cuando se aproxima a
cero significa que el caudal varía muy poco con las variaciones de presión, en
cuyo caso el emisor se llama autocompensante; cuando el valor se aproxima a
la unidad significa que el caudal varía mucho con las variaciones de presión
(Figura 2).
a
b
c
Presión
Caudal

Figura 2: Curva característica de emisores: a) Régimen laminar (x=1), b)
Emisores tipo orificio o tobera (x=0.5), c) Autocompensante perfecto (x=0) en el
intervalo donde la curva se convierte en una recta horizontal.
Cada curva característica corresponde a una determinada temperatura
del agua. Los fabricantes deberán proporcionar siempre la ecuación y la curva
característica del emisor, indicado, además el intervalo de presiones efectivas
de trabajo en el cual éste se comporta como autocompensante.
3. BULBO DE HUMEDAD
Profundidad del bulbo húmedo
La profundidad del bulbo debe estar comprendida entre el 0.9 y el 1.2 de
la profundidad de las raíces, a la menor profundidad del bulbo corresponde
mayor número de emisores y mayor eficiencia desde el punto de vista
agronómico, pero la instalación resulta más cara. La mayor profundidad del
bulbo puede ser la más adecuada para que actúe como fracción de lavado en
el control de la salinidad, salvo que la calidad del agua exija mayor fracción de
lavado, en cuyo caso no se considera la restricción de la profundidad del bulbo
expresada anteriormente.
También es posible encontrar una correlación lineal con los pares de
datos de campo volumen y profundidad obtenidos en campo.
Diámetro del bulbo húmedo
El diámetro mojado por un emisor es el diámetro de la proyección
horizontal del bulbo húmedo que forma ese emisor. Tanto la profundidad como
el diámetro mojado se pueden determinar mediante las siguientes
modalidades: a) pruebas de campo, b) fórmulas y c) tablas
Dada la gran heterogeneidad de suelos, las formulas y tablas solo se
deberán utilizar, con mucha prudencia en el diseño, siendo mucho más fiable la
medición directa en campo.
Tabla 2. Fórmulas de diámetro mojado en función del caudal del emisor según
la textura del suelo.

Textura del suelo Diámetro (m)
Textura fina qd ×+= 1.02.1
Textura media qd ×+= 11.07.0
Textura gruesa qd ×+= 12.03.0
d = Diámetro de la superficie mojada (m)
q = Caudal del emisor (litros/ hora)
Tabla 3: Aproximación del diámetro mojado y espaciamiento con emisores de 4
l/h Según el tipo de suelo para tiempos de riego de unas 3 h (Rabiza)
Textura del
suelo
Diámetro
mojado (m)
Espaciamiento de emisores (m)
Mínimo Máximo
Fina 1.50 0.95 1.50
Media 1.10 0.70 1.00
Gruesa 0.75 0.45 0.70
Fuente: Técnicas de Riego, José Luis Fuentes Yagües
Esquema del sistema de prueba de campo
Para determinar con exactitud el tamaño del bulbo humedecido
(diámetro del área mojada y profundidad del bulbo) se dispone de varios
emisores iguales a lo largo de una tubería de polietileno de 16 ó 20 mm de
diámetro, abastecida por un deposito de agua de unos 250 o mas litros de
capacidad, como se muestra en el esquema de prueba de la Figura 4.
Figura 3: Esquema del sistema de prueba a instalarse en campo, para determinar profundidad
y radio de bulbo humedecido por emisor.
Todos los emisores, se instalan en grupos de tres y se hace que cada
grupo emita un distinto volumen de agua por emisor (Ve), variando el tiempo de
riego. El hecho de que hay tres emisores para cada grupo es para hallar los
valores medios de (Ve). Hay que tener precaución de espaciar suficientemente
los emisores para que no se produzcan solapes en los bulbos húmedos.
Depósit
o
Emisor
es
1
h
2
h
3
h
4
h
5
h
6
h

Figura 4: Tamaño de los bulbos en la prueba de campo, según distintos tiempo de
funcionamiento de los emisores.
Una vez aplicado los distintos volúmenes de agua, o preferiblemente
después de varios ciclos de humedecimiento y secado, se excava el terreno y
se abre una zanja, registrando los radios (r) y las profundidades (p) de los
bulbos húmedos a 30 cm de profundidad, lo que permitirá confeccionar una
tabla como se muestra a continuación. (Figura 6)
Ve (lt) r (m) P (m)
Figura 5: Esquema de profundidad y radio del bulbo húmedo y tabla para registro de datos
obtenidos en campo
Solape de bulbos humedecidos
El solape se define como el porcentaje de distancia recubierta por dos
bulbos consecutivos con relación al radio del bulbo.
Emiso
r
P
2r
a
D
r
Emisor

Figura 6: Separación “D” entre emisores que dan bulbos con solape “S”, la distancia “D” de
separación entre goteros consecutivos debe ser:






−⋅=
100
2
S
rD
100×=
r
a
S
Donde:
S: Solape entre dos bulbos expresado en porcentaje.
a Distancia recubierta por dos bulbos consecutivos.
r Radio del bulbo húmedo.
El solape debe estar comprendido entre el 15 y el 30%
Porcentaje de suelo humedecido
Dado que en riego localizado se moja solamente una fracción del suelo,
hay que prever un mínimo de superficie mojada para que el sistema radicular
se desarrolle normalmente.
Figura 7: Superficie ocupada por planta y mojada por planta
El porcentaje de superficie mojada (P) viene definido por:
100×=
plantaporocupadaSuperficie
plantapormojadaSuperficie
P
100×=
plantaciónMarco
plantapormojadaSuperficie
P
Sl
Sp
Zona de
tronco de
planta
Sup. Ocupada
planta
Sup. Mojada
por planta

SlSpplantaciónMarco ×=
Donde:
P: Porcentaje de superficie mojada
Sp: Separación entre plantas en una hilera
Sl: Separación entre laterales o hileras de plantas
La superficie mojada se debe medir a 30 cm de profundidad, aunque en
caso de cultivos de raíces poco profundas la medición puede hacerse a 15 cm
de profundidad.
Se recomienda los siguientes valores de “P”:
Cultivo de marco amplio 25< P < 35
Cultivos de marco mediano 40< P < 60
Cultivos hortícola 70 < P < 90
Los valores altos de P dan mayor seguridad, sobre todo en situaciones
de apuro (averías, evapotranspiración extrema), pero encarecen la instalación,
al exigir mayor número de emisores.
4. SUBUNIDAD DE RIEGO
A la superficie dominada por un regulador de presión o válvula se le
denomina subunidad de riego. En el caso extremo de que cada lateral lleve
un regulador de presión la subunidad de riego estaría constituida por un solo
lateral.
Al conjunto de subunidades de riego que riegan simultáneamente desde
un mismo punto se denomina unidad de riego. Al conjunto de las unidades de
riego que riegan simultáneamente desde un mismo cabezal de riego se
denomina unidad operacional de riego.
Los cálculos iniciales son comunes a todas las instalaciones de riego, A
partir de ellos el cálculo se desarrolla independientemente para cada
subunidad, que es la superficie mínima de diseño.
La variación de presión que se produzca aguas arroba de la válvula de
ingreso a la subunidad es controlada por un regulador de presión. En cambio,
las variaciones de presión que se produzcan después de esta válvula y que
pueden deberse a los desniveles del terreno y a las perdidas de carga en las
tuberías, hacen que los distintos emisores de una misma subunidad estén

sometidas a presiones diferentes y en consecuencia emitan caudales
diferentes. Por tanto la subunidad de riego depende únicamente de lo que
ocurra en el interior de la subunidad y ello justifica la importancia que tiene el
diseño de esta parte de la instalación.
Para el diseño de una subunidad de riego hay que combinar lo que es
puro calculo hidráulico (determinación de caudales, diámetros y presiones del
lateral y terciarias) con la distribución en planta de la red de riego.
Los cálculos hidráulicos consisten en primer lugar en determinar los
caudales en laterales y terciarias y a continuación teniendo en cuanta la
tolerancia de presiones, calcular para las mismas tuberías los diámetros y el
régimen de presiones, el resto del diseño (secundarias, primarias y cabezal) es
mas parecido al de cualquier red tradicional de riego por tuberías, con algunas
peculiaridades en el caso del cabezal de riego.
Figura 8: Presiones y caudales en una subunidad de riego
La figura 8, muestra una subunidad, con las presiones (h) y caudales (q) de los
distintos elementos que la componen. Las mayúsculas se reservan para la
terciaria y las minúsculas para los laterales. Los subíndices significan:

m: valor inicial
a: valor medio
n: valor mínimo en la terciaria o en un lateral
ns: valor mínimo en toda la subunidad.
Tolerancia de caudales
Según Keller y Karmeli, la formula que relaciona el coeficiente de
uniformidad del riego (CU) con los caudales medios (qa) y mínimos (qns) de la
sub unidad es:
qa
qns
e
CV
CU 





−=
27.1
1
Donde:
CV Coeficiente variación de fabricación del emisor
e Numero de emisores que suministran agua a una sola planta
Emisores categoría A CV=0.05
Emisores categoría B CV=0.10
En una sub unidad se admite una variación máxima de caudal entre los
distintos emisores del 10% del caudal medio, en gotero autocompensante es
muy fácil conseguir esta condición.
Tolerancia de Presiones
Conocido qa y qns, así como la ecuación del emisor
x
d hKq = , se calcula
las presiones medias ha y hns respectivamente remplazando en la siguiente
ecuación:
x
Kd
q
h
1






=
Dicha ecuación es despejada de la ecuación ya conocida del emisor.
En una subunidad se admite una variación máxima de presión entre los
distintos emisores del 20% de la presión media, para nuestro ejemplo dicho
variación esta por debajo del máximo permitido.
Pérdida de carga admisible
La diferencia de presión admisible en la sub unidad repartida entre la
terciaria y la lateral es:
)()( hnshaMH UnidadSub −=∆

Hs∆ , es la pérdida de carga admisible, es decir es el valor de carga
que debe perderse entre la lateral y la terciaria, para los casos de diseño se
recomienda perder la mitad en el lateral y el resto en la terciaria.
Algunos autores recomiendan perder el 55% en la lateral y el resto en la
terciaria, sin embargo la mitad de la perdida de carga admisible en la lateral y el
resto en la terciaria da buenos resultados:
El valor de M depende del número de diámetros considerados en la
terciaria, Kéller recomienda los siguientes valores de M.
Tabla 4: Valores de “M” para Diseño
Numero de diámetros M
Diámetro constante 4.3
2 diámetros 2.7
3 diámetros 2.0
Fuente: Riego Localizado de Alta Frecuencia, Fernando Pizarro
Frecuentemente se instalan terciarias con dos o tres diámetros, para lo
cual un valor de M = 2.5 es un valor recomendado y da resultados
satisfactorios
5. PÉRDIDA DE CARGA PRINCIPAL EN TUBERÍAS
Para el calculo de la perdida de carga en el lateral de riego, se
recomienda utilizar la formula de Darcy-Weisbach, sin embargo también es
factible utilizar la formula de Hazen Williams si el régimen de flujo es laminar,
caso contrario utilizar Darcy.
a) Darcy – Weisbach
La formula de Darcy - Weisbach, esta dad por:
3
2
10
2
)( ×⋅⋅=
g
V
Di
L
fmhf
Donde:
hf Perdida de carga debido al rozamiento (mca)
f Factor de fricción de Darcy
L Longitud de la tubería (m)
Di es el diámetro interior (mm)
V es la velocidad media del agua en la tubería (m/s)
g es la aceleración de la gravedad (9.81 m/s2
)

Para determinar el factor de rozamiento se calcula el número de Reynolds,
Re, mediante:
Di
Q
νπ
4
Re =
Donde:
ν Coeficiente de viscosidad cinemática obtenido en tablas (m2
/s).
Q Caudal del flujo por la tubería (l/s).
Di es el diámetro interior (mm)
Tabla 5: Coeficientes de viscosidad cinemática Vs temperatura
Temperatura
Del agua (°C)
ν
(m2
/s)
Temperatura
Del agua (°C)
ν
(m2
/s)
5 1.52 x 10-6
25 0.90 x 10-6
10 1.31 x 10-6
30 0.80 x 10-6
15 1.14 x 10-6
35 0.73 x 10-6
20 1.01 x 10-6
40 0.66 x 10-6
Fuente: Mecánica de Fluidos con aplicaciones en Ingeniería, Joseph B. Franzini
Factor de fricción de Darcy
o Si Re < 2100
Re
64
=f
o Para Re 2100≥
Ecuación de Colebrook








⋅
+
⋅
⋅−=
Di
k
ff 71.3Re
51.2
log2
1
Donde
k Rugosidad absoluta (mm).
Di Diámetro interior (mm).
Tabla 6: Rugosidad absoluta (Ks) para diferentes materiales
Utilizados en la fabricación de tuberías
Material Ks (mm)
Vidrio 0.0003
PVC 0.0015

Polietileno (PE) 0.002
Asbesto cemento 0.030
Acero 0.046
Hierro forjado 0.06
Hierro fundido asfaltado 0.12
Hierro galvanizado 0.15
Arcilla vitrificada 0.15
Hierro fundido 0.15
Hierro dúctil 0.25
Madera cepillada 0.18 -0.9
Concreto 0.3 -3.0
Acero bridado 0.9 - 9
Fuente: Hidráulica de Tuberías, Juan G. Salderriaga V.
La velocidad media del agua en la tubería se obtendrá mediante:
2
4000
Di
Q
V
π
=
Donde:
Q Caudal del flujo por la tubería (l/s).
Di Diámetro interior (mm).
La perdida de carga será:
5
2
2
9
2
1016
Di
Q
Lf
g
hf ⋅⋅
⋅⋅
×
=
π
Donde
hf Perdida de carga debido al rozamiento (mca)
f Factor de fricción del diagrama de Moody.
Di Diámetro interior (mm)
Q Caudal del agua en la tubería (l/s)
g La aceleración de la gravedad (9.81 m/s2
)
b) Hazen Williams
La ecuación de Hazen y Williams, presenta la siguiente expresión:
87.4
852.1
10
1021.1 −
×





×××= Di
C
Q
Lhf
Donde
hf Perdida de carga debido al rozamiento (m.c.a.)
C Factor de fricción de Hasen Williams.

Di Diámetro interior (mm)
Q Caudal del agua en la tubería (l/s)
Tabla 7: Valores del coeficiente CHW de Hazen Williams
Material Condición CHW
Hierro dulce Nuevo 130
Acero soldado Constante 120
Acero bridado Constante 110
Madera Constante 120
Concreto Variable 130
Arcilla vitrificada Buenas
condiciones
100
PVC Constante 150
Polietileno (PE) Constante 130
Asbesto – cemento Constante 140
Mampostería Constante 100
Cobre Constante 130-140
Hierro galvanizado Constante 120
Latón Constante 130
Vidrio Constante 140
Fuente: Hidráulica de Tuberías, Juan G. Salderriaga V.
6. EFECTO DE SALIDAS MÚLTIPLES (K1)
Las tuberías laterales y terciarias no mantienen un caudal constante
desde el ingreso hasta el final, razón por la cual la perdida de carga por efecto
de fricción varia conforme va disminuyendo el caudal durante el recorrido del
fluido en la tubería. Por este efecto se disminuye la pérdida de carga calculada
para una tubería sin salidas múltiples, multiplicando por el factor “FC”
denominado Factor de Christiansen (1942), que viene dado por la siguiente
ecuación:
2
6
1
2
1
1
1
N
m
Nm
FC
⋅
−
+
⋅
+
+
=
FC = Factor de Christiansen
N = Número de salidas equidistantes en toda la longitud de la tubería.
m = Exponente de la velocidad en la formula de perdida carga utilizado
m = 1.852 si utiliza Hazen Williams
m = 2.0 si utiliza Darcy Weisbach
Tabla 8: Evolución del factor de corrección por efecto de salidas múltiples

COEFICIENTES “X”, “m” ECUACIÓN
F (Christiansen, 1942) X =1
m = 2
2
6
1
2
1
1
1
N
m
Nm
F
−
++
+
=
F (Detar, 1982) X = 0.5
m = cualquiera
2
122
1
1
1
N
m
Nm
F ++
+
=
F (Jensen y Fratini 1957) X =0.5
m = 0.5
12
12
−⋅
−⋅⋅
=
N
FN
F
Fa (Scaloppi y Baca 2004) X = Cualquiera
m = Cualquiera
1
1
−+
−+⋅
=
XN
XFN
Fa
Fuente: Scaloppi y Baca; I Congreso de Riego y Drenaje, UNALM Lima Perú,
2004.
Donde:
F: Factor de Christiansen
N. Número de salidas múltiples
m Exponente de velocidad en ecuación principal de perdida de carga
utilizada
X Relación primera salida y espaciamiento constante entre salidas
sucesivas
Fa Factor de Scaloppi y Baca
7. EFECTO DE CONEXIÓN POR EMISOR Y/O SALIDA (K2)
Se debe indicar que las tuberías laterales y terciarias llevan ya sea
emisores y/o conectores incrustados en el interior de la tubería, lo cual como es
de suponer provoca una perdida de carga diferente a que la tubería este libre
de las mencionadas conexiones, por tal efecto se han desarrollado formulas
empíricas que permiten determinar la longitud equivalente que provocan dichas
conexiones:
x
diKele ×=
Se
leSe
Fle
+
=
Tabla 9: Relaciones de longitud equivalente según tipo de conexión
Tipo de Conexión Longitud equivalente fe (m)
Grande 84.1
04.23 −
×= dile

Estándar 87.1
91.18 −
×= dile
Pequeña 89.1
38.14 −
×= dile
Fuente: Riego Localizado de Alta Frecuencia, Fernando Pizarro C.
Donde:
le Longitud equivalente de la conexión (m)
di Diámetro interior de la tubería con los conectores y/o emisores (mm)
Se Separación entre conectores y/o emisores sobre la tubería (m)
Fle Factor de conexión emisor lateral y/o conector terciaria

SEGUNDA UNIDAD
APLICACIÓN Y USO DE SOFTWARE
RIEGOLOC - 2002

1. SOFTWARE RIEGO LOCALIZADO V.10 - 2002
Lugo de instalado el programa en la Carpeta C:RiegoLoc, se encontrará el
archivo ejecutable: RIEGOLOC2002.EXE.
Luego de ejecutado el programa se apreciará la siguiente ventana:
La ventana principal del programa RIEGOLOC 2002, en la barra de menús
presenta cinco sub menús, cuyas funciones se indica a continuación:
[DISAGRON] Permite realiza el diseño agronómico.
[LIM. UTIL. PROY.] Permite determinar la tolerancia de presiones en la
sub unidad.
[LATERALES] Permite realizar el diseño del lateral.
[TERCIARIA] Permite realizar el diseño de la terciaria.
[UTILIDADES] Permite realizar el diseño de la tubería principal.
Nota: Cabe indicar que los datos y cálculos del los sub programas son
dependientes, realizar en el orden que se cita.
EJEMPLO DE APLICACIÓN
Aplicando el programa RIEGOLOC2002, se efectuará el diseño agronómico e
hidráulico para el cultivo de palto 6 x 4, del proyecto DE RIEGO TECNIFICADO
POR GOTEO – LOS INNOVADORES, SAN LUIS, PROVINCIA DE CAÑETE -
LIMA.

2. DISEÑO AGRONOMICO [DISAGRON]
a. Inicialmente crear un nuevo proyecto haciendo click en la cuadro
desplegable proyecto nuevo y digitar como nombre : Palto 6x4
b. Seguidamente ingresar los datos requeridos utilizado en el diseño del
ejemplo del cultivo de Palto 6x4
Intervalo de riego mínimo 24 horas.
Intervalo de riego máximo 48 horas.
Profundidad de raíz 0.50 m.
Porcentaje de suelo mojado 10%
Marco de plantación 6 x 4 m
Caudal nominal de emisor 1.56 l/hr
Evapotranspiración Potencial 4.62 mm/día (Mes de Febrero)
Coeficiente del Cultivo (Kc) 0.85
Necesidad netas 3.927 mm/día = 94.248 lt/día/planta
Requerimiento de lavado 0.0%
Coeficiente de uniformidad 90%
Características de suelo Franco (Usar tabla ensayo de campo)
c. En la sección datos de entrada, botón Prueba de Campo se ingresa
valores de volumen, profundidad y radio mojado de la prueba de bulbo
húmedo, o selecciona datos de suelos tipos (arcilloso, franco o arenoso).
d. Luego de ingresar los datos resolver, para lo cual modificar y fijar:
Número de laterales: 2 laterales por hilera
Distancia entre emisores 0.40m
Intervalo de Riego 1 riego al día 24 horas
Luego de evaluar la solución y resolver con estas modificaciones se
mostrará los resultados como se precia en la figura:

Ventana de diseño agronómico una vez introducido los datos
Ventana de resultados del diseño agronómico del ejemplo

e. Adicionalmente se podrá visualizar el esquema de distribución de los
goteros y las plantaciones en el botón Ver Diseño
Ventana del esquema Grafico del Diseño Agronomico
f. Antes de salir Aceptar el diseño, con lo cual se estará guardando los
resultados del diseño agronómico en el disco, para continuar con el diseño
hidráulico y tolerancia de presiones de la sub unidad de riego.

3. LIMITE DE UTILIZACION DEL PROYECTO Y TOLERANCIA DE
PRESIONES EN LA SUB-UNIDAD DE RIEGO [LIM. UTIL. PROY]
a. Antes de ingresar a esta opción, se debe haber terminado
satisfactoriamente con el diseño agronómico del cultivo de Palto 6x4.
b. Se debe conocer Datos adicionales como:
Superficie a regar 30 ha (área neta 29.22 ha)
Ecuación de descarga del emisor 05.0
36.1 hq ⋅=
Presión mínima 10 mca.
Presión Nominal 15 mca.
Presión Máxima 20 mca.
Coeficiente de variación de fabricación 0.04.
Tiempo disponible para riego 20 hr/día.
c. Luego de ingresar los datos necesarios, resolver, se obtendrá los resultado
como se muestra en la siguiente figura:
Ventana Datos y Resultados Límite de Utilización del Proyecto
Ventana de EMISORES

d. Los resultados importantes del cuadro de diálogo anterior: son la tolerancia
de presiones en la sub unidad y en el Lateral.
Ventana Datos y Resultados Límite de Utilización del Proyecto
e. Como en el caso del diseño agronómico, antes de abandonar el proceso,
Aceptar el diseño, con lo cual se estará guardando los resultados
obtenidos en el disco para continuar con el diseño del lateral.
Ventana para la impresión de datos y resultados de Limite de Utilización de
Proyecto y Tolerancia de Presiones

4. DISEÑO Y CALCULO DE TUBERIAS LATERALES [LATERALES]
a. Ingresar la data faltante como se muestra en la siguiente figura y
resolver.
Pendiente lateral descendente 1.5%
Longitud lateral <= 124 m
Probar diámetros de lateral desde 12 mm hacia delante
Ventana de datos y resultados para diseño de lateral alimentado por un
extremo
Ventana para la impresión de datos y resultados de Diseño de Lateral

Ventana de resultados de Tubería Lateral
Ventana de Resultados en EMISORES

Curva de presión de trabajo de los EMISORES
Curva de Fricción y Rasante de Terreno

Línea de niveles piezométricos (Ordenadas Absolutas)

5. DISEÑO Y CALCULO DE TUBERIAS TERCIARIAS [TERCIARIA]
a. Ingresar los datos como: numero de laterales y longitud de la terciaria,
seleccionar tubería de PVC, como se muestra en la siguiente figura y
Resolver:
Ventana Principal de Datos de diseño de tubería terciaria
Ventana de Datos y Resultados de diseño de tuberia terciaria para impresión

Ventana de resultados de Tubería Terciaria
Ventana de Resultados de las ordenadas de las curvas de fricción y otros
parámetros

Ventana de resultados de la tuberia terciaria por tramos
Grafico de la curva de fricción trasladada de tuberías comerciales
seleccionadas y rasantes de terreno.

Grafico de la linea piezometrica de la tuberia terciaria y situación de
reducciones de diámetro.
Grafico de línea de nivel piezometrico (Ordenadas absolutas)

Ventana de información de laterales en subunidad de riego.

6. CALCULO DE GRADIENTE DE PERDIDA DE CARGA EN TUBERIAS
[UTILIDADES]
a. La tubería de 110 mm de diámetro y 56 m de longitud que entrega agua a
la sub unidades 1, 2 y 3, se diseño con un caudal de 44.48 m3
/hr, es decir
12.36 l/s, con los datos y resultados que se muestran en la siguiente figura:
a. La tubería de 160 mm de diámetro y 51 m de longitud que entrega agua a
la sub unidades 1, 2, 3, 4, 5 y 6, se diseño con un caudal de 88.14 m3
/hr,
es decir 24.48 l/s, con los datos y resultados que se muestran en la
siguiente figura:
Ambos diseños cumple con las tolerancias de velocidad y pérdida de carga.

7. RESULTADOS FINALES DEL DISEÑO DE LA SUB UNIDAD DE RIEGO
PARA EL CULTIVO DE PALTO DE 6 X 4
7.1 DISEÑO AGRONOMICO
DATOS DE PARTIDA
Caudal nominal del emisor: 1.56 l/h
Profundidad efectiva de raices del cultivo: 0.50 m
Separación entre plantas en la fila: 4.00 m
Separación entre filas de plantas: 6.00 m
Necesidades netas máximas: 3.93 mm/día
Intervalo máximo de riegos en máxima demanda: 48 horas
Intervalo mínimo de riegos en máxima demanda: 24 horas
Requerimientos de lavado: 0.00 (en tanto por 1)
Coeficiente de uniformidad de riego: 90 %
Porcentaje mínimo de suelo mojado: 10 %
TABLA DE LA PRUEBA DE CAMPO
Volumen Pofundidad Radio
de agua (l) mojada (m) mojado (m)
-------------------- -------------------- --------------------
2.00 0.15 0.15
4.00 0.25 0.20
8.00 0.35 0.25
12.00 0.44 0.28
16.00 0.51 0.30
24.00 0.64 0.34
32.00 0.73 0.36
40.00 0.85 0.40
60.00 1.07 0.45
80.00 1.25 0.49
RESULTADOS
Número de laterales por fila de plantas: 2.00
Número de emisores: 20.00 emis./planta 0.83 emis./m2
Distancia entre emisores en el lateral: 0.40 m
Distancia entre laterales: 3.00 m
Intervalo de riego: 24.00 horas
Frecuencia de riego: 1 riego al dia
Tiempo de aplicación: 3.36 horas/riego
Dosis de riego total: 104.72 l./planta 43.63 m3/ha
Porcentaje de superficie mojada: 11.88 %
Radio mojado estimado: 0.22 m
Profundidad mojada estimada: 0.28 m
Solape entre bulbos de emisores del lateral: SL 14.34 %
Solape entre bulbos de laterales contiguos: ST 0.00 %

7.2 LIMITE DE UTILIZACION DE PROYECTO Y TOLERANCIA DE
PRESIONES
DATOS DE PARTIDA
Caudal nominal del emisor: 1.56 l/h
Emisores: 20.00 emis./planta 0.83 emis./m2
La planta recibe agua desde: 20 emis.
Dosis total de riego pico: 104.72 litros/plana y día
Superficie: 5.84 ha
Dotación Anual Riego
Coeficiente de uniformidad de riego: 90 %
Tiempo disponible para riego: 20.14 h./día
Emisor: otro emisor
Exponente de descarga: 0.050
Coeficiente de descarga: 1.360
Coef. variación fabricación: 0.050
RESULTADOS
Tiempo de aplicación: ta= 3.36 h/riego » 3 h 21 m 23 s
Unidades operacionales de riego: N = 5 Turnos de Riego
Caudal ajustado del emisor: qa= 1.56 litros/hora
Superficie de una unidad operacional media: So= 1.17 ha
Caudal del sistema para la unidad anterior: Qs= 15.18 m3/h
Dotación anual de riego:
Tiempo de operación anual de la instalación:
Presión media:
Presión mínima subunidad: hn= 10.00 mca
Caudal mínimo del emisor: qn= 1.56 litros/hora
Tolerancia de presiones en la subunidad
DifMaxPresSubunidad= 15.00 mca
Tolerancia de presiones en el lateral
DifMaxPresLateral= 7.50 mca

7.3 DISEÑO DE LATERAL ALIMENTADO POR UN EXTREMO
DATOS DE PARTIDA
Tolerancia de presiones para el lateral: 7.50 mca
Caudal ajustado del emisor: 1.56 l/h
Emisores de los que recibe agua la planta: e= 20 emis.
ECUACIÓN DEL EMISOR >> Caudal = 1.360 Presión ^ 0.050
Pérdida de carga en conexión: 0.15 m
Separación entre emisores: 0.40 m
Desde toma al emisor más cercano: 1.00 m
Pendiente del terreno: -1.50 %
Coeficiente de uniformidad de riego: 99.0 %
Coef. variacion fabricación del emisor: CV = 0.050 ( A )
RESULTADOS
PEBD 16 mm (13.6) 0.25 MP
Longitud del lateral: 124.60 m
Número de emisores: 310
Caudal de entrada: ql=483.60 l/h
Presión de entrada en punto de alimentación: hl=14.42 mca
Presión en el final cerrado: hc=10.34 mca
Presión media en lateral: ha=11.01 mca
Caudal medio de los emisores: qa=1.56 l/h
__________ PRESIONES DE TRABAJO ______________
Mínima: 10.00 mca medía: 10.98 mca máxima: 14.33 mca
Diferencia de presiones desde la entrada: Dh= 4.42 mca
Diferencia de presiones desde el final: Dhc= 0.34 mca
Diferencia máxima de presiones en lateral: 4.42 mca

7.4 DISEÑO DE TUBERIA TERCIARIA – PORTALATERAL
DATOS DE PARTIDA
Geometría de la subunidad: RECTÁNGULAR
Tolerancia de presiones para la subunidad: DHs= 15.00 mca
Tolerancia de presiones para la terciaria DMHA= 10.58 mca
Número de laterales que alimenta la terciaria: N = 31 laterales
Separación entre laterales: Sl = 3.00 m
Desde toma al lateral más cercano: Sl1 = 1.5 m
Longitud mínima por tramo: LongMinTramo = 10 m
Caudal requerido a la entrada del lateral: ql = 483.60 l/h
Presión requerida a la entrada del lateral: hl = 14.42 mca
Pérdida de carga en conexiones Tuberia PVC 0.63 MPa
D 32mm ( 0.15 m ) D 40mm ( 0.145 m ) D 50mm ( 0.1 m )
Pendiente del terreno: 0.00 %
RESULTADOS
Material de la tuberia terciaria: Tuberia PVC 0.63 MPa
Diámetro: D50 mm ( 46.40 ) longitud: 22.5 m
Diámetro: D40 mm ( 36.40 ) longitud: 42 m
Diámetro: D32 mm ( 28.40 ) longitud: 27 m
Longitud de la tuberia terciaria: 91.5 m
Caudal de entrada a la terciaria: Qm=14991.60 l/h
Presión de entrada a la terciaria: Hm=24.36 mca
Presión en el final de la terciaria: Hc=14.42 mca
Presión media en tuberia terciaria: HA=18.70 mca
___ PRESIONES A LA ENTRADA DE LATERALES ____
mínima: 14.42 mca medía: 18.63 mca máxima: 24.19 mca
Diferencia máxima de presiones en terciaria: 9.94 mca

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