SlideShare una empresa de Scribd logo
Curso: SISTEMA DE RIEGO Y OTRAS
OBRAS CIVILES
VI ciclo
Docente: Mg. Carlos Tafur Jiménez
CICLO 2024-1
TEMA A TRATAR:
DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO
SISTEMAS DE RIEGO
CUESTIONES BÁSICAS
SISTEMAS DE RIEGO
El agua que requieren los cultivos es aportada en forma natural por las precipitaciones, pero
cuando ésta es escasa o su distribución no coincide con los períodos de máxima demanda
de las plantas, es necesario aportarla artificialmente, es decir a través del riego.
El riego, se considera como una ciencia milenaria, en algunos países el riego se estableció
como una actividad de vital importancia.
SISTEMAS DE RIEGO
Tecnologías ancestrales
Para lograr mayores extensiones de
suelos cultivables acondicionaron los
terrenos sin aptitudes agrícolas en
terrazas de cultivo a lo largo de los
cerros, para lograr el riego aprovecharon
los ríos para proveer de canales a las
terrazas logrando así que el agua caiga
de terraza en terraza lo cual les permitió
cultivar alimentos variados.
SISTEMAS DE RIEGO
Tecnologías actuales
Hoy día, la tecnología no se limita a sólo aplicar
un volumen de agua necesario, sino que se han
logrado uniformar las aplicaciones mediante el
uso de materiales de alta calidad y regulación
por control de humedad del suelo.
Instalar un sistema de riego significa invertir una
cantidad monetaria considerable a los cultivos.
Un sistema de riego estará constituida de un
conjunto de elementos que interactúan para
lograr un objetivo en común. En un sistema de
riego agrícola, la interacción colectiva de cada
una de las partes que lo integran tiene el
propósito único de llevar agua a los cultivos.
I. Características físicas del suelo
El suelo es un sistema complejo compuesto por
partículas sólidas (minerales y orgánicas), agua con
sustancias en disolución (solución del suelo) y aire.
El aire y la solución del suelo ocupan los espacios o
poros comprendidos en la matriz sólida.
Las principales características físicas del suelo que
afectan la retención del agua son: textura, estructura y
porosidad.
1.1. Textura
La porción mineral del suelo está formada por
partículas que, según su tamaño, se clasifican en:
arena (de 2 a 0.05 mm), Limo (de 0.05 a 0.002
mm) y arcilla (inferior a 0.002 mm).
La textura del suelo hace referencia a la
proporción relativa de arena, limo y arcilla que
contiene.
Atendiendo a su textura, los suelos se clasifican
en arenosos, limosos o arcillosos, según
predomine cada uno de los distintos
componentes
El análisis granulométrico, que da los porcentajes
en peso de arena, limo y arcilla, determina
distintas clases de textura que viene definida en
el esquema triangular
1.2. Estructura
Es la disposición de sus partículas para formar otras
unidades de mayor tamaño, llamados agregados. Los poros
se presentan entre los agregados y dentro de ellos, siendo
de mayor tamaño los primeros, por lo que la cantidad de
poros de mayor tamaño (y, por tanto, la permeabilidad del
suelo al aire y al agua) viene condicionada en gran medida,
por la estructura.
La estructura mejora mediante ciertas prácticas culturales y
una buena ordenación de los cultivos. Entre las causas que
degradan la estructura destacan: labores excesivas o
inadecuadas, poco contenido de materia orgánica,
compactación causada por maquinaria agrícola pesada, el
impacto de las cotas de lluvia, etc.
1.3. Porosidad
La porosidad de un suelo es la fracción
de volumen del mismo no ocupado por
la materia sólida, viene condicionado por
su textura y estructura.
Permeabilidad: capacidad que tiene el
suelo para permitir el paso de fluidos a
través de él, es proporcional al grado de
comunicación de sus poros
• Densidad aparente (da)
• La densidad real (dr)
• Densidad aparente (da), se refiere a
la densidad del suelo tal como es,
incluyendo el volumen ocupado por
los poros. Es igual a la muestra de un
suelo seco dividido por el volumen.
En suelos minerales la densidad
aparente varia dentro de los limiten
indicados en la tabla N° 01.
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜
𝑑𝑎 =
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 + 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠𝑜
Textura
Densidad aparente
(g/cm3)
Arenoso………………………………………….…. 1,50 - 1,80
Franco - arenoso……………………………….. 1,40 - 1,60
Franco……………………………………………...… 1,30 - 1,50
Franco - arcilloso……………………………….. 1,30 - 1,40
Arcilloso……………………………………...……… 1,20 - 1,30
Tabla N° 01: textura – densidad aparente
Fuente: Fuentes, José (2003)
La densidad real (dr), se refiere a la densidad de las
partículas sólidas, y es igual al peso del suelo seco
dividido por el volumen ocupado por las partículas
sólidas, en todos los suelos minerales la densidad real
tiene un valor aproximado de 2,6 d/cm3.
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜
𝑑𝑟 =
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
Densidad aparente
Se tiene 1 cm 3 de un suelo dado
Solidos y espacios porosos
Volumen = 1 cm3
Peso 1,33 gr
1
𝑑𝑎 = 1,33
= 1,33gr/cm3
Densidad real
Se tiene 1 cm 3 de un suelo dado
Suponiendo que los solidos
fueran comprimidos
Volumen = 0,5 cm 3
Peso = 1,33 gr
𝑑𝑟 = 1,33
0,5
= 2,66gr/cm3
Sólido
Poros
50 %
50 %
• Porosidad, La porosidad o volumen ocupado por los poros se expresa como porcentaje
del volumen total del suelo mediante la fórmula:
𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 =
𝑑𝑟 − 𝑑𝑎
𝑑𝑟
100
1.3. Profundidad de las raíces
La profundidad total del sistema radical es característica
de cada especie, cuando el suelo es profundo y
homogéneo, pero varía según diversos factores. Tales
como el nivel de humedad en el suelo en la primera fase
del desarrollo, la proximidad de la capa freática, la
existencia de horizontes calizos u otras capas duras o
impermeables, etc.
Tabla N° 02 – Profundidad efectiva del sistema radical de algunos cultivos (en m)
Fuente: Fuentes, José (2003)
II. Almacenamiento del agua en el suelo
• El suelo desde el punto de vista agrícola, constituye la principal reserva de agua para el
crecimiento de las plantas y es el almacenamiento regulador del ciclo hidrológico a nivel de
cultivo.
• El conocimiento del contenido de agua es fundamental para determinar los momentos
óptimos de riego y su magnitud.
• Formas de expresar el contenido del agua en el suelo, el contenido de humedad del suelo
se puede expresar de varias formas:
- Humedad gravimétrica
- Humedad volumétrica
- Humedad expresado en altura de agua
2.1. Humedad gravimétrica
• Es el porcentaje de agua que contiene el suelo con relación al peso del suelo seco. Viene
dado por la fórmula:
𝐻𝑔 =
𝑃𝑎
𝑃𝑠
100
𝐻𝑔 = Humedad gravimétrica, expresada en porcentaje
𝑃𝑎 = Peso del agua
𝑃𝑠 = Peso del suelo seco
Se considera suelo seco cuando se somete a desecación en estufa a 105 °C hasta peso
constante.
• Ejemplo
Una muestra de suelo pesa 70 g y después de secado a estufa pesa 58 g. expresar la
humedad en porcentaje de suelo seco.
Solución:
Peso de suelo húmedo ………….. 70 g
Peso de suelo seco ………………… 58 g
Peso del agua ………………………… 12 g
𝐻𝑔 = 𝑃𝑎
100 = 12
100= 20,68 %
𝑃𝑠 58
2.2. Humedad
volumétrica
Es el porcentaje de agua que contiene el suelo con relación al volumen de suelo húmedo.
Viene dado por la fórmula:
𝐻𝑣 =
𝑉𝑎
𝑉𝑠
100
𝐻𝑣 = Humedad volumétrica expresada en porcentaje
𝑉𝑎 = Volumen de agua
𝐻𝑣 = Volumen de suelo húmedo
• Ejemplo:
Calcular la humedad volumétrica de una muestra de suelo que tiene un volumen total de
740 cm3 y un peso de 1080 g. el suelo seco pesa 960 g.
Solución
Peso de suelo húmedo …………………..1.080 g
Peso de suelo seco …………………………… 960 g
Peso de agua = volumen de agua …… 120 g = 120 cm3
𝐻𝑣 = 𝑉𝑎
100= 120
100 = 16,2 %
𝑉𝑠 740
Es más racional utilizar la humedad gravimétrica que la humedad volumétrica, ya que el
suelo del peso seco permanece invariable, mientras que su volumen varía con la estructura.
Para pasar la expresión de la humedad a una u otra forma se utiliza la relación:
𝐻𝑣
= 𝑑𝑎
𝐻𝑔
2.3. Humedad expresada en altura de agua
La relación de longitudes es la misma que la de volúmenes, ya que en ambos casos la
superficie de la base es la misma. La expresión de la humedad en longitud se suele
presentar como fracción, así por ejemplo la humedad volumétrica de 16.2 % significa que
en un volumen del suelo con base a la unidad y altura de un metro, el agua ocuparía una
altura de 0.162 m. por tanto, la humedad expresada en longitud sería: 0.162m de agua por
m se suelo.
Conocida la cantidad de agua expresada en mm de altura de agua, se puede conocer
fácilmente la cantidad de agua, expresada en litros o en m3 contenida en la superficie
unitaria (m2 o ha, respectivamente).
Para una altura de 1 mm, el m2 contiene un
volumen:
𝑉 = 10 × 10 × 0.1 = 1𝑑𝑚3 = 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜
En esas mismas condiciones
una ha contiene un volumen:
𝑉 = 1 × 10,000 = 10,000 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 = 10 𝑚3/ℎ𝑎
• Ejemplo:
Un suelo de 1 m de profundidad contiene una humedad gravimétrica del 15 %en los 40 cm más
superficiales y del 20 %en los restantes 60 cm. Las densidades aparentes en estos horizontes son
de 1,2 y 1,3 Tm/m3 respectivamente. Calcular la lámina de agua del perfil del suelo.
Solución:
𝐻𝑣 = 𝐻𝑔 × 𝑑𝑎
En los 40 cm mas superficiales:
𝐻𝑣 = 15 × 1,2 = 18%
Hay 0,18 cm de agua en 1 cm de profundidad
0,18 × 40 = 7,2 cm de agua
En los 60 cm restantes :
𝐻𝑣 = 20 × 1,3 = 26%
Hay 0,26 cm de agua en 1 cm de profundidad
0,26 × 60 = 15 𝑐𝑚 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
Lamina de agua total:
7,2 + 15,6 = 22,8
2.4. Potencial del agua del suelo
La disponibilidad del agua del suelo para las plantas depende, no tanto de la cantidad de
agua presente sino de su estado de energía, lo que determina mayor o menor dificultad
que tienen las plantas para absorber el agua.
De las dos principales formas de energía del agua, cinética y potencial, la primera puede
despreciarse, ya que depende la velocidad del agua en el suelo, y esta es
extraordinariamente baja. Por consiguiente, en el sistema suelo, agua, planta, el estado
energético en cada punto viene determinado únicamente por la energía potencial.
El potencial del agua en el suelo se puede expresar como energía libre, que es la energía
que puede transformarse en trabajo. Se puede unir en unidades de presión: pascal (Pa), kilo
pascal (KPa), atmosfera (atm), Kg/cm2 o metros de columna de agua (mca). En la práctica
se considera:
• 1 𝑎𝑡𝑚 = 1 𝐾𝑔
/ 2 = 1𝑏𝑎𝑟 = 10 𝑚𝑐𝑎 = 100,000 𝑃𝑎 = 100𝑘𝑃𝑎
𝑐𝑚
Al moverse el agua por los poros del suelo interacciona con las partículas sólidas (matriz
del suelo) y con iones en disolución, quedando sometida a un conjunto de fuerzas. Además
el agua está sometida a la acción de la gravedad y otras acciones externas. Las fuerzas
actuantes son:
• La gravedad
• Derivadas de la matriz solida
• Derivadas de los iones en disolución.
• Externas (presión hidrostática, presión de los gases en disolución)
-Potencial gravitacional, mediante el cual al añadir agua en un suelo seco esta se mueve
hacia abajo debido a la acción de la gravedad. Este potencial desempeña un papel
importante en la eliminación del exceso del agua del suelo.
-Potencial matricial, debido a la interacción del agua con partículas sólidas del suelo
(matriz del suelo). Como consecuencia de las interacciones se reduce la movilidad de las
moléculas de agua cercanas a la superficie sólida, por tanto se reduce también su energía
libre. Tiene valor nulo cuando no hay interacciones (en el suelo saturado) y valor negativo
cuando las hay (suelo no saturado).
2.4. Potencial del agua del suelo
-Potencial osmótico, debido a la interacción del agua con los iones en disolución
como consecuencia de estas interacciones se reduce la movilidad de las moléculas
de agua que rodean al soluto, cuando mayor sea la concentración del soluto tanto
será la movilidad de las moléculas de agua y su energía libre. Tiene valor nulo para
el agua pura y valor negativo cuando hay sustancias disueltas. En la práctica, en vez
de medir la presión osmótica se mide la conductividad eléctrica, ya que ambas
están relacionadas.
-Potencial de presión, es debido sobre todo a la presión hidrostática en suelos
saturado. Expresa la presión de columna de agua por encima del sistema de
referencia.
• El potencial total es la suma de todas las potencias parciales.
𝜔 𝑡 = 𝜔 𝑔 + 𝜔 𝑚 + 𝜔 𝑜 + 𝜔 𝑝
2.4. Potencial del agua del suelo
2.5. Estados del agua en el suelo.
- Estado de saturación: Un suelo está saturado cuando todos sus poros están
ocupados por el agua. Esta situación se presenta después de una lluvia copiosa o
un riego abundante, o cuando existe un estrato impermeable a poca profundidad.
Cuando un suelo saturado se deja drenar, el agua sobrante pasa al subsuelo por
acción de la gravedad el agua eliminada de esta forma, que no es retenida por el
suelo, se llama libre o gravitacional, cuando el estado de saturación se prolonga, las
raíces de las plantas no acuáticas se mueren por falta de respiración.
Desde el punto de vista de su utilización por
las plantas cabe diferencias los siguientes
estados de agua en el suelo:
2.5. Estados del agua en el suelo.
- Capacidad de campo
Partiendo de la situación anterior, cuando el suelo ya no pierde más agua
por gravedad se dice que está a la capacidad de campo. En esta situación, el
agua ocupa los poros pequeños y el aire ocupa una gran parte de los
espacio de los poros grandes.
Inmediatamente después de la saturación, el drenaje es muy rápido, pero
después hace más lento. Pudiendo durar más o menos tiempo, según la
textura del suelo. Se admite que el estado de capacidad de campo se
alcanza en suelos bien drenados a los dos o tres días después de una lluvia
copiosa, aunque esto no es cierto para todos los suelos, ya que en los
arcillosos se alcanza con más lentitud que en los arenosos.
2.5. Estados del agua en el suelo.
- Punto de marchitamiento
A partir de la capacidad de campo, el agua del suelo se va perdiendo progresivamente por
evaporación y absorbida por las plantas, llega un momento en que las plantas ya no pueden
absorber toda el agua que necesita y se marchitan irreversiblemente. Se dice entonces que
el suelo ha alcanzado el punto de marchitamiento. Este estado marca el límite inferior de
aprovechamiento del agua del suelo por las plantas.
Al igual que la capacidad de campo el punto de
marchitamiento depende más de la textura que de la
estructura del suelo. Para un mismo contenido de
humedad, la tenacidad con que es retenida el agua
por el suelo es mayor en suelos de textura arcillosa
en los de textura arenosa
2.5. Estados del agua en el suelo.
• Tabla N° 03 – propiedades físicas del suelo
Fuente: Fuentes, José (2003)
2.5. Estados del agua en el suelo.
Determinación de la capacidad de campo punto de marchitamiento
La cantidad del agua retenida por el suelo en la capacidad de campo y punto de
marchitamiento se miden en el laboratorio o en el mismo terreno. A falta de datos de
análisis que den la humedad del suelo en estas fases, se puede calcular estos valores, de un
modo aproximado, a partir de otros datos analíticos más fáciles de obtener, tales como la
composición de la textura. Entre las fórmulas más utilizadas están las siguientes:
𝐶𝑐 = 0,48𝐴𝑐 + 0.162𝐿 + 0.023𝐴𝑟 + 2.62
𝐶𝑐 = Humedad a la capacidad de campo, expresada como humedad gravimétrica, en %
𝐴𝑐=Contenido de arcilla, expresado en humedad gravimétrica, en %
𝐿= contenido de limo, expresado en humedad gravimétrica, en %
𝐴𝑟= contenido de arena, expresado en humedad gravimétrica, en %
2.5. Estados del agua en el suelo.
Determinación del punto de marchitamiento
𝑃𝑚 = 0.302𝐴𝑐 + 0.102𝐿 + 0.0147𝐴𝑟
𝑃𝑚= punto de marchitamiento, expresada como humedad gravimétrica, en %
Ejemplo:
Calcular la capacidad de campo y punto de marchitamiento de un suelo que tiene la
siguiente textura: 35% de arcilla, 20% de limo y 45 % de arena, esta composición esta
expresada en humedad gravimétrica.
Solución:
Cc=0,48Ac+0,162L+0,023Ar+2,62=0,48 × 35 + 0,162 × 20 + 0,023 × 45 + 2,62 = 23,69%
𝑃𝑚 = 0,302𝐴𝑐 + 0,102𝐿 + 0,0147𝐴𝑟 = 0,302 × 35 + 0,102 × 20 + 0,0147 × 45 = 13,27%
2.6. Agua disponible para el cultivo
El agua disponible (AD) para las plantas es el agua comprendida entre la capacidad de
campo (Cc) y el punto de marchitamiento (Pm):
𝐴𝐷 = 𝐶𝑐 − 𝑃𝑚
La reserva de agua disponible para las plantas es el agua disponible contenida en la
profundidad del suelo que alcanzan las raíces.
Reserva disponible = (capacidad de campo – punto de marchitamiento)*profundidad de las
raíces.
2.6. Agua disponible
para el cultivo
Desde el punto de vista de su utilización
por las plantas:
- Agua sobrante: porción de agua que
sale libremente del suelo por la acción
de la gravedad. Comprende agua
gravitacional. Esta no puede ser utilizada
por las plantas, porque pasa a una parte
del suelo no accesible por la planta.
- Agua disponible: es la porción de agua que puede ser absorbida por las raíces de las plantas
con suficiente rapidez para compensar las perdidas por transpiración. Es la diferencia e la
capacidad de campo y punto de marchitamiento.
- Agua no disponible: es la porción de agua retenida por el suelo con tanta fuerza que las
plantas no pueden absorberla con suficiente rapidez para compensar las perdidas por
transpiración. Esta agua es la que permanece en el suelo a partir del punto de
marchitamiento.
2.6. Agua disponible para el cultivo
- Reserva de agua fácilmente disponible: es la cantidad de agua que pueden absorber las
plantas sin hacer un esfuerzo excesivo y, por tanto, sin que haya una disminución del
rendimiento. La reserva de agua fácilmente disponible es igual a la reserva de agua
disponible multiplicada por un coeficiente llamado (fracción de agotamiento del agua
disponible (ver tabla N° 04)
Tabla N° 04 – fracción de agotamiento del agua disponible ( 𝑓) para distintos cultivos
Fuente: Fuentes, José (2003)
2.6. Agua disponible para el cultivo
Ejemplo:
Calcular la reserva de agua
fácilmente disponible en un suelo
donde se han tomado los datos
siguientes:
• Capacidad de campo Cc=0,27 cm
de altura de agua por cm de
profundidad
• Punto de marchitamiento
Pm=0,11cm de altura de agua por
cm de profundidad
• Profundidad del suelo = 70 cm
• Fracción de agotamiento del agua
disponible 𝑓 = 0,7
Solución:
Agua disponible=Cc − Pm = 0,27 − 0,11 =
0,16 cm de altura de agua por cm de profundidad
En una profundidad de 70 cm habrá una reserva de
agua disponible de:
0,16 × 70 = 11,2 cm
Reserva de agua fácilmente disponible:
11,2 × 0,7 = 7,84cm = 78,4 mm
Teniendo en cuenta que:
1 mm de altura de agua = 1 Litro/m2=10 m3/ha
Reserva de agua fácilmente disponible:
78,4 mm= 78,4 litros/m2=784 m3/ha
2.7. Flujo del agua en el suelo
El agua se mueve a través de los poros del
suelo que están interconectados. Los procesos
implicados en este movimiento son:
• Entrada del agua en el suelo (infiltración y
ascenso capilar desde la capa freática).
• Redistribución del agua en los diferentes
puntos del suelo.
• Salida del agua del suelo (evaporación, percolación y absorción por las plantas)
• El potencial hidráulico (potencial gravitacional + potencial matricial + potencial de
presión hidrostática) determina el movimiento del agua en el suelo, que pueden
producirse en dos formas: flujo saturado y flujo no saturado.
2.7. Flujo del agua en el suelo
- Conductividad hidráulica
Hace referencia a la capacidad del suelo para
permitir el paso del flujo de agua. Depende de
las características del suelo (forma, tamaño y
continuidad de poros) del contenido de agua
(por tanto, es función del potencial matricial) y
de la viscosidad del agua.
En régimen de flujo saturado la conductividad
del agua es constante (suponiendo el suelo
uniforme), mientras que el flujo no saturado
depende del rozamiento del agua con las
paredes de los poros por lo que tendrá un
valor menor que el flujo saturado.
Conductividad
hidráulica
(m/día)
Evaluación
(FAO)
< 0,2 Muy lenta
0,2 – 0,5 Lenta
0,5 – 1,4 Moderada
1,4 – 1,9 Moderadamen
te rápida
1,9 – 3 Rápida
> 3 Muy rápida
Fuente: Fuentes, José (2003)
Tabla N°05 – criterios de evaluación de
la conductividad hidráulica
2.7. Flujo del agua en el suelo
Infiltración
La infiltración es el proceso de entrada del agua
en el suelo desde la superficie del mismo.
Cuando se aplica el agua en toda la superficie
del suelo, el flujo se produce en sentido vertical:
pero cuando se aplica solo a una parte de la
superficie, en sentido vertical y horizontal.
Cuando el suelo está bastante seco la velocidad
de infiltración es alta, pero disminuye
rápidamente a medida que las arcillas se
expanden y taponan parcialmente los poros,
hasta llegar a una situación que se estabiliza a
lo largo del tiempo este valor contante se llama
velocidad básica de infiltración, que depende,
fundamentalmente, de la textura del suelo del
suelo
2.7. Flujo del agua en el suelo
• Infiltración
La velocidad de infiltración es la cantidad de
agua infiltrada por unidad de superficie y de
tiempo. Se mide en mm de altura de agua por
hora (1 mm de altura de agua equivale a 1 litro
por m2 de superficie.)
De un modo general los valores de la velocidad
de infiltración básica o tasa de infiltración es
como sigue:
Cuando la cantidad aportada por la precipitación
o el riego sobrepasan la velocidad de infiltración,
el exceso de agua forma charcos en la superficie
del suelo, y si el suelo está en pendiente se
produce escorrentía superficial.
Textura Vbi
Arcilloso………………………… < 5mm/hora
Franco-arcilloso…………….. 5 - 10 mm/hora
Franco…………………………… 10 – 20 mm/hora
Franco – arenoso………….. 20 – 30 mm/hora
Arenoso………………………… >30 mm/hora
Fuente: Fuentes, José (2003)
Cuadro N° 06 – velocidad básica de infiltración de suelo
2.7. Flujo del agua en el suelo
• Medida de la velocidad de infiltración
Los procedimientos más usuales para medir en el campo la
velocidad de infiltración son el cilindro infiltrómetro y el surco
infiltrómetro.
Método del cilindro infiltrómetro
Este método consiste en verter agua en un tubo cilíndrico colocado
sobre el terreno y medir tiempos sucesivos la disminución de la
altura del agua vertida en el cilindro. El agua penetra en
profundidad en el área de terreno correspondiente a la base del
cilindro, pero también se extiende lateralmente, lo que origina un
resultado erróneo por exceso. Para evitar este inconveniente se
dispone de otro tubo cilíndrico de mayor diámetro concéntrico con
el anterior, y se vierte el agua en el espacio comprendido entre los
dos cilindros.
Tabla N°07 – Ejemplo de formato para la recolección de
datos en prueba de infiltración
Para evitar este inconveniente se
dispone de otro tubo cilíndrico de
mayor diámetro concéntrico con el
anterior, y se vierte el agua en el
espacio comprendido entre los dos
cilindros. De este modo el agua de
los dos recipientes penetra en el
suelo al mismo tiempo. Evitándose la
infiltración lateral del agua vertida
en el cilindro interior. Con lo cual el
vaciado de este cilindro indica la
velocidad de infiltración con más
exactitud.
2.7. Flujo del agua en el suelo
Fuente: Delgadillo, Luis (2016)
III. Necesidades hídricas de los cultivos
3.1. Evapotranspiración
Recibe el nombre de evapotranspiración (o
uso consuntivo del agua) a la cantidad de
agua transpirada por el cultivo y evaporada
por la superficie del suelo en donde se
asienta el cultivo. Cabe distinguir dos
formas de transpiración.
3.1. Evapotranspiración
• Evapotranspiración potencial máxima. Es la cantidad
de agua consumida, durante un determinado periodo de
tiempo, en un suelo cubierto de una vegetación
homogénea, densa, en plena actividad vegetativa y con
un buen suministro del agua.
• Evapotranspiración real. Es la cantidad de agua realmente consumida por un determinado
cultivo durante el periodo de tiempo considerado.
El rendimiento de un cultivo es máximo cuando la transpiración es máxima y esto ocurre
cuando el cultivo se desarrolla en las mejores condiciones posibles. Ocurre entonces que la
evapotranspiración real coincide con la evapotranspiración máxima.
Tanto en la evaporación como en la transpiración, el agua pasa del estado líquido al estado
gaseoso, y este cambio de estado se ve favorecido cuando el aire está caliente, seco o muy
movido Por otra parte la cantidad de agua perdida por evaporación depende de las
disponibilidades de agua en el suelo y de la capacidad de las plantas para absorber y transpirar
esa agua contenida en el suelo.
3.1. Evapotranspiración
Factores que
condicionan la
evapotranspiración
Factores concurrentes en el suelo: tales como la capacidad
de retención del agua, capacidad de almacenamiento,
exposición a los rayos solares, etc.
Naturaleza de la vegetación: especialmente en los órganos
encargados de la absorción y la transpiración del agua.
Fase vegetativa en que se encuentra el cultivo: la
evapotranspiración varía a lo largo del ciclo vegetativo.
Condiciones meteorológicas: que favorecen o atenúan la
evaporación, tales como intensidad de la radiación solar,
vientos, humedad atmosférica, etc.
Una gran parte del agua absorbida por la planta se consume en la evapotranspiración, ya
que solo una mínima parte (del 0,1 al 1%)se incorpora a los tejidos de la planta (agua de
constitución), por tanto, desde un punto de vista práctico se consideran las necesidades
hídricas de los cultivos iguales a las necesidades de evapotranspiración
3.2. Cálculo de las necesidades de
agua de los cultivos
La determinación de las necesidades de agua de un cultivo puede
hacerse por diversos métodos. Un método directo es el lisímetro,
recipiente de gran tamaño lleno de tierra en donde se siembra la
planta objeto de estudio y se cultiva de la forma más parecida
posible a como se efectúa el cultivo en el campo. Se coloca a la
intemperie, sobre una superficie en la que pueda recogerse el
agua que escurra. Periódicamente 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 evalúan la evapotranspiración a partir de datos
climáticos y de otra clase. Entre ellos: Hargreaves, Blaney Criddle,
de la radiación, Penman y de la cubeta evaporimétrica.
3.2. Cálculo de las necesidades de
agua de los cultivos
Según estos métodos, para calcular la evapotranspiración de un cultivo cualquiera
se valora antes la evapotranspiración del cultivo de referencia, relacionándose
ambos mediante un coeficiente obtenido experimentalmente.
𝐸𝑇 𝑐𝑢𝑙𝑡𝑖𝑣𝑜 = 𝐸𝑇𝑜 × 𝐾𝑐
𝐸𝑇 𝑐𝑢𝑙𝑡𝑖𝑣𝑜 = Evaporación de un cultivo determinado, expresado en mm por día.
𝐸𝑇𝑜 =Evapotranspiración del cultivo de referencia, expresado en mm por día.
𝐾𝑐=Coeficiente de cultivo, variable con el propio cultivo y con su periodo
vegetativo.
3.2. Cálculo de las necesidades de
agua de los cultivos
- 𝐸𝑇𝑜 Se define como la tasa de evapotranspiración de un cultivo extenso y
uniforme de gramíneas, de 8 a 15 cm de altura, en crecimiento activo, que
sombrea totalmente el suelo y no esta escaso de agua.
- La 𝐸𝑇 𝑐𝑢𝑙𝑡𝑖𝑣𝑜 es la evapotranspiración de un cultivo determinado en un suelo
fértil, sin enfermedades y con suficiente cantidad de agua para dar una plena
producción.
- El cálculo del 𝐸𝑇𝑜 se hace en la misma zona de riego o mediante fórmulas que
relacionan ciertos datos climáticos. Las formulas se utiliza, generalmente, como
métodos de predicción, mientras que el método de la cubeta evaporimétrica
mide la evaporación real ocurrida en dicha cubeta.
3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos
• Método de Hargreaves:
Método diseñado por el Dr. George Hargreaves sugiere el cálculo de la
evapotranspiración potencial a partir de datos medidos de temperatura media del aire,
humedad relativa media y de datos de radiación solar.
La evapotranspiración potencial se calcula mediante la siguiente formula:
Eto=0,0023Ra(Tm+17,8) 𝑇𝑚á𝑥 − 𝑇𝑚𝑖𝑛
𝐸𝑇𝑜 = Evapotranspiración potencial, en mm/día
Ra = Radiación extraterrestre, expresada en equivalente de evaporación de
agua, en mm/día
𝑇𝑚á𝑥 = Temperatura máxima media del período considerado, en °C.
𝑇𝑚𝑖𝑛 = Temperatura mínima del período considerado, en °C.
Tm = Temperatura media del período considerado, en °C.
3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos
• Método de Hargreaves:
Fuente: Fuentes, José
3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos
• Método de Hargreaves:
Ejemplo: calcular el ETo, durante el mes de agosto, por el método de Hargreaves, con los
datos siguientes:
Situación: 8° Latitud sur, Temperatura máxima media de agosto: 21,83, Temperatura mínima
media de agosto: 5,92
Solución:
Eto=0,0023Ra(Tm+17,8) 𝑇𝑚á𝑥 − 𝑇𝑚𝑖𝑛
Ra: 13,7 mm/día
𝑇𝑚 =
21,83 + 5,92
2
= 13,88°𝐶
Sustituyendo
21,83 − 5,92
Eto=0,0023 × 13,7(13,88+17,8)
Eto=3,98 𝑚𝑚/𝑑í𝑎
3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos
Método de Penman:
Este método se utiliza en zonas donde se disponga de datos medidos sobre temperatura,
radiación, humedad y viento. Es el más exacto de los que utilizan formulas empíricas para
predecir las necesidades hídricas de los cultivos, pero exige unos cálculos laboriosos. Se
aplica la formula siguiente:
𝐸𝑇𝑜 = 𝑐 𝑊 ∗ 𝑅𝑛 + 1 − 𝑊 ∗ 𝑓 𝑢 ∗ (𝑒𝑎 − 𝑒𝑑)
𝐸𝑇𝑜 = Evapotranspiración del cultivo de referencia, expresado en mm/día.
𝑒𝑎 = Presión saturante del vapor de agua, expresada en milibares (Tabla)
𝑒𝑑 = Presión real del vapor de agua. Expresada en milibares.
3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos
𝑒𝑎 ∗ 𝑅𝐻
𝑒𝑑 =
100
(𝑅𝐻 = Humedad relativa media, en porcentaje)
𝑓 𝑢 = 0,27(1 +
𝑢
100
)
(𝑢 Es la velocidad del viento expresada en Km/día, a 2 m de altura).
𝑅𝑛= Radiación neta total, expresada en equivalente de evaporación en mm/día
𝑅𝑛 = 0,75𝑅𝑠 − 𝑅𝑛𝑙
𝑅𝑠 = 0,25 + 0,5
𝑛
𝑁
𝑅𝑎
𝑅𝑠, 𝑅𝑎, 𝑛 𝑦 𝑁 Son los mismos conceptos indicados en las tablas 2 y 3 anexadas para este método
Método de Penman:
3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos
Método de Penman:
𝑅𝑛𝑙= Radiación neta de onda larga, expresada en equivalente de evaporación en
mm/día.
𝑛
𝑁
𝑅𝑛𝑙 = 𝑓 𝑇 ∗ 𝑓 𝑒𝑑 ∗ 𝑓( ) (Tablas 6, 7 y 8)
𝑊 = Factor de ponderación (Tabla 4).
𝑐 = Factor de ajuste (Tabla 9).
3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos
Método de Penman:
3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos
Método de Penman:
3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos
Método de Penman:
3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos
- El método del evaporímetro
Los efectos combinados de la radiación, la
temperatura, la humedad y el viendo influyen sobre
la cantidad de agua evaporada en una superficie de
agua libre. Estos mismos elementos climáticos
influyen también, de un modo análogo, sobre la
evapotranspiración del cultivo. El método del
evaporímetro se basa en relacionar la evaporación
del agua de la cubeta con la evapotranspiración del
cultivo de referencia (Eto) mediante la fórmula:
𝐸𝑡𝑜 = 𝐾𝑝 × 𝐸𝑝
𝐸𝑡𝑜 = Evapotranspiración del cultivo de referencia, expresada en mm por día.
𝐾𝑝 = Coeficiente de la cubeta, que depende del tipo de cubeta, del clima y del medio que circunda la
cubeta.
𝐸𝑝 = Evaporación de la cubeta, expresada en mm por día. Representa el valor medio diario del periodo
considerado
3.3. Coeficiente del cultivo Kc
El valor del coeficiente del cultivo
depende de las características de la
planta, y expresa la variación de su
capacidad para extraer el agua del
suelo durante su periodo vegetativo.
Esta variación es más evidente en
cultivos anuales, que cubren todo su
ciclo en un periodo reducido de
tiempo. En estos cultivos hay que
distinguir cuatro etapas en su
periodo vegetativo:
3.3. Coeficiente del cultivo Kc
3.3. Coeficiente del cultivo Kc
• Primera etapa: etapa inicial o de establecimiento del cultivo. Abarca desde la siembra
o plantación hasta que el cultivo queda plenamente establecido: cubre o sombrea un
10% de la superficie del suelo.
• Segunda etapa: etapa de desarrollo del cultivo o de rápido desarrollo del cultivo.
Abarca desde el final de la etapa anterior hasta que el cultivo cubre o sombrea de
forma efectiva la superficie del suelo (no menos del 70 – 80 % de esta).
• Tercera etapa: etapa de mediados del periodo o de máxima evapotranspiración.
Abarca desde el final de la etapa anterior hasta la iniciación de la maduración del
cultivo, que se manifiesta por envejecimiento del follaje.
• Cuarta etapa: etapa final o de maduración y cosecha. Abarca desde el final de la etapa
anterior (que se manifiesta por una marcada disminución en el consumo de agua)
hasta la maduración del cultivo o su cosecha.
3.3. Coeficiente del cultivo Kc
3.3. Coeficiente del cultivo Kc
• Hoja de cálculo Método de Hargreaves
• Cropwat Penman mediante
TALLER
IV. Dosis de riego
- Programación del riego
Cuándo se debe regar
Cuánta Cantidad de agua se debe aplicar en cada
riego
Cuánto tiempo se debe aplicar el agua en cada
riego
Para contestar las dos primera preguntas hay que
tener en cuenta las necesidades de agua del
cultivo y las características del suelo en cuanto a
su capacidad para retener el agua. Para contestar
la tercera pregunta hay que tener en cuenta la
velocidad de infiltración del agua en el suelo.
4.1. Necesidades netas de riego
Las necesidades netas de riego (Nn) vienen definidas por las siguientes variables
- Necesidades de agua del cultivo ET(cultivo)
- Aportaciones de la precipitación efectiva
- Aporte capilar desde una capa freática próxima a las raíces
- Variación en el almacenamiento de agua en el suelo
4.1. Necesidades netas de riego
𝑁𝑛 = 𝐸𝑇 𝑐𝑢𝑙𝑡𝑖𝑣𝑜 − 𝑃𝑒 − 𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒 𝑐𝑎𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 − 𝑉𝑎r𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑚𝑎𝑐𝑒𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
Del total de agua de precipitación que cae sobre la superficie de un terreno, una
parte se infiltra y se incorpora a la zona radical, otra parte percola en profundidad
fuera del alcance de las raíces, otra parte se pierde por escorrentía superficial y otra
parte queda interceptada por la vegetación, desde donde se evapora
posteriormente. Se llama precipitación efectiva a la proporción de agua retenida en
la capa radical con relación a la lluvia caída.
4.2. Precipitación efectiva
Existen diferentes criterios para estimar la precipitación efectiva, según se consideren de mayor o
menor peso de los diferentes factores que intervienen en el aprovechamiento de la precipitación
caída.
1. En función de la precipitación caída durante el mes (P)
𝑃𝑒 = 0,8𝑃 − 25
cuando P es inferior a 75 mm se aplica las fórmula
𝑃𝑒 = 0,6𝑃 − 10
2. En función de la precipitación mensual en suelos de pendiente ligera (tabla ).
3. En función de la precipitación mensual (P) y del número de precipitaciones habidas durante
el mes (n)
𝑃𝑒 = 0,8𝑃 − 12,5 n
4.3. Probabilidades de lluvia
Cuando se toman los datos de precipitación media de una serie de años ocurre que en la
mitad de esos años no alcanza la cifra dicha precipitación media. Si se requiere una
precisión mayor que la obtenida con la precipitación media se calcula la probabilidad de
lluvia esperada, el procedimiento es como sigue:
Se establecen los valores de precipitación (mensual o anual) obtenidos en una estación
meteorológica durante varios años de registro.
Se ordena en orden decreciente, dando a cada valor el número de orden correspondiente.
se calcula la probabilidad de ocurrencia mediante la fórmula:
100𝑀
𝑃 =
𝑁 + 1
𝑃 = probabilidad expresada en porcentaje
𝑀 = Número de orden
𝑁= Número de observaciones
4.3. Necesidades totales.
Eficiencia de aplicación
Dejando a parte las perdidas habidas en los
canales y acequias de conducción y distribución
del agua hacia la parcela de riego, las perdidas
ocurridas en la propia parcela se pueden agrupar
de la siguiente forma:
- Por evaporación en el suelo
- Por escorrentía superficial
- Por lavado o lixiviación
- Por evaporación directa del chorro o sistema
que pulverizan el agua.
- Por deficiente distribución del agua
4.3. Necesidades totales. Eficiencia de aplicación
De define como eficiencia de aplicación del agua en un sistema de riego entre la
proporción de agua almacenada en la zona radical y la cantidad de agua aplicada por el
sistema de riego.
𝐸𝑎 = 𝑁𝑛
de donde 𝑁𝑡 = 𝑁𝑛
𝑁𝑡 𝐸𝑎
𝐸𝑎 = eficiencia de aplicación
𝑁𝑛= necesidades netas
𝑁𝑡= necesidades totales o volumen de agua aplicada
𝐸𝑎 = Rt × 𝐹𝑙 × 𝐹𝑟 × 𝐶𝑈
Rt= Relación de Transpiración
𝐹𝑙= Factor de lavado
𝐹𝑟= Factor de rociado
𝐶𝑈= Coeficiente de uniformidad del sistema de riego
4.3. Necesidades totales. Eficiencia de aplicación
Factor de lavado (FL): el arrastre del exceso de sales presentes en el suelo se hace aplicando
agua en exceso mediante el riego. La fracción de agua de riego que debe atravesar la zona
radical para arrastrar el exceso de sales es el requerimiento de lavado cuyo valor viene en función
de la salinidad del agua de riego y la tolerancia de los cultivos a la salinidad.
Tabla Nº – Relación de transpiración debida a la percolación (Rp)en
terrenos con pendientes inferior al 5%.
Profundidad
de las raíces
Textura del suelo
Muy arenosa Arenosa
Media
Fina
< 0,75 0,90 0,90 0,95 1
0,75 – 1,50 0,90 0,95 1 1
>1,50 0,95 1 1 1
• Relación de Transpiración (Rt):
• es la porción de agua
evapotranspirada y la cantidad de
agua puesta a disposición de la
• planta. La diferencia entre esas
cantidades se debe a las perdidas
• por escorrentía superficial y
percolación profunda.
• En riego por aspersión la escorrentía se produce , sobre todo, cuando la cantidad de agua
aplicada sobrepasa la capacidad de infiltración del suelo. La escorrentía se incrementa
cuando aumenta la pendiente del terreno. En caso de riego localizado y en riego por
aspersión con pendiente inferior al 5% no se considera la escorrentía, por lo que la relación
de transpiración depende exclusivamente de la percolación.
4.3. Necesidades totales. Eficiencia de aplicación
Factor de rociado (Fr): cuando el agua se aplica por
pulverización (aspersores difusores, etc.) se producen unas
perdidas por evaporación directa desde el agua de chorro y
desde el agua que moja la parte aérea de las plantas.
La fracción de agua perdida por evaporación viene en
función de los factores climáticos y del grado de
pulverización del chorro. En condiciones normales estar
pérdidas varían entre el 1 y 6%. En condiciones severas
(temperatura alta, baja humedad relativa , tamaño de gota
muy pequeño, alta velocidad del viento) las perdidas pueden
ser bastante elevadas.
𝐹𝑟 = 1 − 𝑃𝑟
𝐹𝑟 = Factor de rociado, en tanto
por uno.
𝑃𝑟 = Pérdidas por evaporación
directa, en tanto por uno.
Coeficiente de uniformidad (CU). Se refiere al reparto mas o menos uniforme del agua
infiltrada, y se expresa mediante un valor porcentual. Cuando este valor es 100 significa que en
toda superficie de riego se infiltra la misma cantidad de agua, cosa que nunca ocurre en la
práctica.
La falta de uniformidad en la distribución del agua origina un aumento en la cantidad del agua
aplicada, co el fin de que las plantas que reciban menos cantidad tengan lo suficiente para
cubrir sus necesidades, con lo cual habrá otras plantas que reciban con exceso.
4.4. Dosis de riego e intervalo de riego
La dosis de riego es la cantidad de agua que se aplica en cada riego por unidad de
superficie. Cabe diferenciar entre una dosis neta (Dn) y dosis bruta o total (Dt). La dosis
neta corresponde a la reserva fácilmente disponible, y viene dada por la fórmula:
𝐷𝑛 = 100 × 𝐻 × 𝐷𝑎 × (𝐶𝑐 − 𝑃𝑚) × 𝑓
𝐷𝑛 = Dosis neta expresada en m3/ha.
𝐻= Profundidad de las raíces, en m.
𝐷𝑎=Densidad aparente del suelo.
𝐶𝑐=Capacidad de campo, expresado en porcentaje en peso de suelo seco
𝑃𝑚= Punto de marchitamiento, expresado en porcentaje en peso de suelo seco
𝑓 = Fracción de agotamiento de agua disponible, expresado en tanto por uno.
4.4. Dosis de riego e intervalo de riego
Cuando Cc y Pm vienen expresados en porcentaje de volumen de suelo, la fórmula
sería:
Cuando Cc y Pm vienen expresados en mm de altura de agua, la fórmula sería:
𝐷𝑛 = 𝐻 × (𝐶𝑐 − 𝑃𝑚) × 𝑓
𝐷𝑛 = Dosis neta expresada en m3/ha.
𝐻= Profundidad de las raíces, en cm.
𝐶𝑐=Capacidad de campo, expresado mm/cm.
𝑃𝑚= Punto de marchitamiento, expresado en mm/cm.
𝑓 = Fracción de agotamiento de agua disponible, expresado en tanto por uno.
𝐷𝑛 = 100 × 𝐻 × (𝐶𝑐 − 𝑃𝑚) × 𝑓
4.4. Dosis de riego e intervalo de riego
La dosis total es:
𝐷𝑛
𝐷𝑡 =
𝐸𝑎
Siendo 𝐸𝑎 La eficiencia de aplicación
Se debe regar cuando las extracciones de las plantas agoten la reserva fácilmente
disponible. Por consiguiente, el intervalo (i) en días será:
𝑁𝑒𝑐𝑒𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑛𝑒𝑡𝑎𝑠 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎𝑠
𝑖 = 𝑅𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎 𝑓𝑎𝑐𝑖𝑙𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑙𝑒
= 𝐷𝑛
𝑁𝑛𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎
𝑠
=
𝐷𝑛
𝐸𝑡(𝑐𝑢𝑙𝑡𝑖𝑣𝑜)−𝑃𝑒
4.4. Dosis de riego e intervalo de riego
(2) Reemplazando en:
𝑖 =
𝐷𝑛
𝐸𝑡(𝑐𝑢𝑙𝑡𝑖𝑣𝑜)−𝑃𝑒 8𝑚𝑚
=60,48 mm
= 7,5 días
Ejemplo:
• Un suelo de densidad aparente 1,4 y 0,90 m de profundidad tiene una capacidad de campo
de 24% con relación de suelo seco y un punto de marchitamiento del 8% con relación al
suelo seco. Calcular el intervalo de dos riegos consecutivos, sabiendo que la evaporación
consume diariamente 8 mm de altura de agua y que la fracción de agotamiento del agua es
de 0,3. no se tiene en cuenta la precipitación.
Solución:
(1) Reemplazando en:
𝐷𝑛 = 100 × 𝐻 × 𝐶𝑐 − 𝑃𝑚 × 𝑓 = 100 × 0,9 × 1,4 × 24 − 8 × 0,3
𝐷𝑛 =604,8𝑚3/ℎ𝑎 = 60,48 𝑚𝑚
4.5. Caudal necesario
El caudal de agua necesaria viene dado por la siguiente expresión:
𝑄 = 10
𝑆 × 𝐷𝑡
𝑖𝑟 × 𝑇
• 𝑄 = Caudal necesario en m3/hora.
• 𝑆= Superficie regada en ha.
• 𝐷𝑡= Dosis total, en mm de altura de agua.
• 𝑖𝑟= Numero de días empleados en regar, dentro del intervalo de riego.
• 𝑇= Tiempo de riego, en horas/día.
V
. Calidad del agua de riego
El agua natural es un sistema de cierta complejidad,
no homogéneo, que puede estar constituido por una
fase acuosa, una gaseosa y una o más fases sólidas.
La composición química de este sistema en función
del uso que se le da, recibe el nombre de calidad del
agua. Existe una serie de normas que regulan las
concentraciones permisibles que debe poseer cada
elemento o indicador de calidad según los diferentes
usos.
Los suelos contienen sales solubles que provienen de
la descomposición de las rocas de donde se originan y
las incorporadas con el agua de riego y con las aguas
provenientes del sub suelo.
V
. Calidad del agua de riego
La calidad del agua para riego depende no solo de su contenido en sales sino también del
tipo de sales. Los problemas más comunes derivados de la calidad del agua se relacionan
con los siguientes efectos:
- Salinidad: A medida que aumenta el contenido de sales en la solución del suelo tanto
mas se incrementa la tensión osmótica y, por tanto, la planta tiene que hacer mayor
esfuerzo de succión para absorber el agua por las raíces. Todo ello se traduce en ultima
instancia, en una disminución de la cantidad de agua disponible para la planta.
- Infiltración del agua en el suelo: Un contenido relativamente alto de sodio y bajo de
calcio significa que las partículas de suelo tienden a disgregarse, lo que ocasiona una
reducción de la velocidad de infiltración del agua. Esta reducción de la infiltración puede
ser de tal magnitud que implique poca disponibilidad de agua en el perfil del suelo.
- Toxicidad: Algunos iones, tales como los de sodio, cloro y boro, se pueden acumular en
los cultivos en concertaciones suficientemente altas como para reducir el rendimiento de
las cosechas.
- Otros efectos: en algunas ocasiones hay que considerar los nutrientes contenidos en el
agua de riego, a efectos de restringir la fertilización o porque existan efectos contra
producentes. En otras ocasiones se puede producir una corrosión excesiva en el equipo
de riego, lo que aumenta el costo de mantenimiento
V
. Calidad del agua de riego
5.1. Salinidad
- Aumentan las fuerzas de retención, debido a la
afinidad de las sales por el agua, con lo cual las
plantas tienen que hacer un esfuerzo
suplementario para absorber el agua.
- Este efecto acumulativo trae como consecuencia
que la disponibilidad de agua para el cultivo
disminuye a medida que aumenta la salinidad de
la solución del suelo.
- La salinidad se expresa normalmente por la salinidad por su extracto de saturación y esta se
determina saturando con agua destilada una muestra de suelo, se extrae la totalidad del
agua y se mide la conductividad a temperatura de ambiente.
- La concentración de sales varia con la profundidad. Inmediatamente después del riego, la
mayor cantidad del agua fácilmente disponible se encuentra en la superior de la zona
radical .
5.1. Salinidad
• Evaluación de la salinidad
- Composición de las sales disueltas: los
iones contenidos en el agua de riego
son los siguientes:
- El contenido de cada ion se mide en
miligramos (mg) o en miliequivalentes
(meq) por litro. (el meq es igual al peso
atómico, molecular o iónico expresado
en mg dividido por la valencia).
Tabla Nº 10 – iones contenidos el agua de
riego
Cationes Aniones
Calcio (𝐶𝑎2+) Cloruro (𝐶𝑙−)
Magnesio (𝑀𝑔2+) Sulfato (𝑠𝑜2−)
4
Sodio (𝑁𝑎+) Bicarbonato (𝐻𝐶𝑂−)
3
Calcio (𝐾2+)
Carbonato (𝐶𝑂3 )
2−
Tabla Nº 11 – Equivalencia entre meq y mg
Iones
Mg contenidos
en un meq
meq
contenidos en
un mg
Calcio (𝐶𝑎2+) 20 0,0500
Magnesio (𝑀𝑔2+) 12,2 0,0819
Sodio (𝑁𝑎+) 23 0,0434
Calcio (𝐾2+) 39,1 0,0256
Cloruro (𝑪𝒍−) 35,5 0,0282
Sulfato (𝒔𝒐𝟐−)
𝟒 48 0,0208
Bicarbonato (𝑯𝑪𝑶−)
𝟑 61 0,0164
Carbonato (𝑪𝑶𝟐−)
𝟑 30 0,0333
5.1. Salinidad
- Concentración de sales
El conjunto de sales disueltas recibe el nombre de extracto seco. Para medir la
concentración de estas sales se emplean dos procedimientos:
- Medición del contenido de sales. Se evapora en una estufa una muestra de agua, se pesa
el residuo sólido y se expresa el resultado en g/litro igual a partes por millón (ppm).
- Medición de la conductividad eléctrica. La conductividad de una disolución es proporcional
al contenido de sales disueltas e ionizadas contenidas en esa disolución. Las sales que
interesan en el agua de riego son muy solubles e ionizables por consiguiente se puede
conocer indirectamente el contenido salino de una disolución midiendo la cantidad de
corriente que pasa a su través.
La conductividad eléctrica varia con la temperatura, por lo que para normalizar medidas se
ha convenido expresarla a la temperatura de 25 °C.
La conductividad eléctrica se expresa en mho/cm a la temperatura de 25 °C
5.1. Salinidad
En la actualidad la conductividad se suele expresar en deciSiemens/m(dS/m) y en
microSiemens/cm (micros/cm)
dS/m=mmho/cm; micros/cm = micromho/cm
El contenido de sales totales (ST)y la conductividad eléctrica (CE)están relacionadas
mediante la ecuación:
𝑆𝑇 = 0,64𝐶𝐸
𝑆𝑇 =contenido de sales, expresado en gr/litro.
𝐶𝐸 = Conductividad eléctrica, expresada en dS/m.
La presión osmótica y la conductividad eléctrica se relacionan mediante la ecuación
𝑃𝑜 = 0,36𝐶𝐸
• 𝑃𝑜 =Presión osmótica, expresada en atmósferas.
• 𝐶𝐸 = Conductividad eléctrica, expresada en dS/m.
5.1. Salinidad
Las directrices se dan a continuación, propuestas
por FAO, son las que recomienda el comité de
consultores de la universidad de california:
Elaborado a partir de supuestos básicos:
- Climas áridos y semi áridos con
precipitaciones bajas.
- Que el drenaje es bueno y no hay nivel
freático alto.
Tabla Nº 12 – Directrices para evaluar los problemas
de salinidad
Unidad
Grado de restricción de uso
Ninguna
Ligera a
moderada
Severa
dS/m < 0,7 0,7-3 > 3
ml/l < 450 450-2000 > 2000
- Que todas las sales acumuladas en la zona radicular provienen del agua de riego.
- Se supone que el agua extraída por la planta en su zona radicular procede: el 40%, de la
cuarta parte mas superficial; el 30 %, de la segunda cuarta parte; el 20 %, de la siguiente y el
10 % restante de la parte mas profunda.
- Los requerimientos de lixiviación se estiman del 15 al 20 % de agua aplicada.
5.1. Salinidad
Tratamiento de los problemas de salinidad
Los tratamientos para solucionar los problemas de salinidad causados a largo plazo por el
agua de riego son:
- lixiviación, debería hacerse siempre, aun con aguas de buena calidad, salvo en caso de
precipitaciones abundantes durante alguna época del año.
- Drenaje, se practica cuando existen problemas de ascensión del nivel freático.
- Cambio de cultivo, por otro mas tolerante se hace cuando las practicas anteriores no son
suficientes.
Para solucionar problemas de salinidad a corto plazo se utilizan ciertas practicas, tales
como: programación de riego para evitar la formación de costra superficial, emplazamiento
de las semillas, para evitar zonas de suelo de mayor salinidad, fertilización adecuada.
5.1. Salinidad
Tratamiento – Requerimiento de
lavado
- Para evitar la acumulación de sales
hasta limites peligrosos es necesario
que la cantidad de sales sea desplazada
por lixiviación.
- El requerimiento de lavado es la
fracción de agua de riego que debe
atravesar la zona radicular para
desplazar las sales que se acumulan en
dicha zona.
- Se expresa en tanto por uno. Así por ejemplo, un requerimiento de lixiviación de
0,15 significa que el 85% de agua para riego corresponde a la transpiración y el 15%
restante a la lixiviación.
5.1. Salinidad
Tratamiento – Requerimiento de lavado
- Depende de la salinidad de agua de riego y la tolerada por el cultivo. Con los supuestos
básicos, el requerimiento viene dado por las siguientes expresiones:
- En riegos por gravedad y aspersión de baja frecuencia 𝑅𝐿 =
𝐶𝐸𝑎
5𝐶𝐸𝑒−𝐶𝐸𝑎
- En riegos por goteo y aspersión de alta frecuencia 𝑅𝐿 =
𝐶𝐸𝑎
2𝑚á𝑥𝐶𝐸
𝑅𝐿 = Requerimiento de lavado, expresado en tanto por uno.
𝐶𝐸𝑎=Conductividad eléctrica de agua de riego, expresada en dS/m.
𝐶𝐸𝑒= conductividad eléctrica de extracto de saturación del suelo, para la cual el descenso de
producción es un porcentaje que se impone como objetivo a conseguir. En dS/m.
2𝑚á𝑥𝐶𝐸𝑒= conductividad eléctrica del extracto de saturación del suelo. Para la cual el
descenso de producción es del 100%, en dS/m.
5.1. Salinidad
Tratamiento – Requerimiento de lavado
Hay que tener en cuenta la eficiencia de lavado, que puede variar desde el 100 % en suelos
arenosos, hasta el 30 % en suelos arcillosos de fácil dilatación, por consiguiente:
𝑅𝐿𝑟𝑒𝑎𝑙 =
𝑅𝐿𝑛𝑒𝑡𝑜
𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑣𝑎𝑑𝑜
Ejemplo:
Calcular el requerimiento de lavado real de un cultivo de algodón para que no haya descenso
en la producción. El suelo arcilloso con una eficiencia de lavado de 0,35. la conductividad
eléctrica de agua de riego es de 1,5 dS/m y la conductividad eléctrica del extracto de
saturación del suelo para que no haya descenso en la producción es de 7,7 dS/m.
Solución
𝑹𝑳𝒏𝒆𝒕𝒂 =
𝑪𝑬𝒂
𝟓𝑪𝑬𝒆 − 𝑪𝑬𝒂
=
𝟏, 𝟓
𝟓 × 𝟕, 𝟕 − 𝟏, 𝟓
= 𝟎, 𝟎𝟒
𝑅𝐿𝑟𝑒𝑎𝑙 =
0,04
0,35
= 0,11
5.1. Salinidad
Tratamiento – drenaje
- Cuando el nivel freático esta a una profundidad inferior a los dos metros, el agua de la capa
subterránea asciende por capilaridad a medida que el agua del suelo va disminuyendo
debido a la evapotranspiración.
- Si el agua subterránea contiene sales, estas se van acumulando en la zona radicular con
mayor o menor rapidez, según la concentración de sales en el agua, la profundidad de capa
freática y el manejo que se haga del riego.
- Para controlar la salinidad en este caso se requiere , además de la lixiviación, un sistema de
drenaje eficiente que estabilice el nivel freático a una profundidad adecuada.
La salinidad del agua de drenaje se calcula mediante la siguiente expresión:
𝐶𝐸𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑔𝑜
𝐶𝐸 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑟𝑒𝑛𝑎𝑗𝑒 =
𝐹𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑖𝑥𝑖𝑣𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 .
5.2. Problemas de infiltración
- Ocurre cuando la velocidad de infiltración baja (inferior a 3mm/hora),
puede ocurrir que las plantas no dispongan de la cantidad de agua que
requieren sus exigencias.
- Aquí nos referimos únicamente a los problemas de infiltración causados
en la química de suelos y provocado por el agua de riego, en donde
intervienen tanto el contenido de sales como la proporción relativa de
sodio respecto al calcio y magnesio.
- Una concentración alta de sales aumenta la velocidad de infiltración
mientras que una concentración baja de sales o una proporción alta de
sodio con respecto al calcio y magnesio disminuye esa velocidad.
- Los iones calcio y magnesio son favorables para una buena estabilidad
estructural del suelo, mientras el ion sodio es desfavorable.
- Cuando se riega con agua de mala calidad se acumula sodio en los
primeros centímetros del suelo, provocando la dispersión de los
agregados en partículas mas pequeñas que obstruyen los poros del
suelo.
5.2. Problemas de infiltración
• Evaluación de los problemas de
infiltración
Para evaluar los problemas de infiltración
provocados por la calidad del agua se han
propuesto diversos índices, siendo el mas
conocido el SAR o RAS (relación de absorción de
sodio). Que valora la proporción relativa de sodio
respecto al calcio y magnesio y viene definido por
la fórmula:
𝑅𝐴𝑆 =
𝑁𝑎+
𝐶𝑎2+ + 𝑀𝑔2+
2
𝑁𝑎+,𝑀𝑔2+ y 𝐶𝑎2+ representan, respectivamente,
las concentraciones de sodio, calcio y magnesio
del agua de riego, expresado en meq/litro.
5.2. Problemas de infiltración
- Para la clasificación del agua respecto a los
problemas de infiltración se han propuesto
diversas normas. La FAO propone las
siguientes directrices de la universidad de
california, en función de la conductividad
eléctrica y el RAS del agua de riego.
- Se observa que para un determinado valor
del RAS, la velocidad de infiltración
disminuye a medida que disminuye la
salinidad, las aguas con conductividad
inferior a 0,2 dS/m causa siempre
problemas de infiltración. El agua de lluvia
que tiene poca salinidad, ocasiona con
frecuencia problemas de escorrentía.
Tabla Nº 13 – Directrices para evaluar los
problemas de infiltración
RAS
Restricción de uso
Ninguna
Ligera a
moderada
Severa
0 - 3 Y CE > 0,7 0,7 – 0,2 < 0,2
3 – 6 > 1,2 1,2 – 0,3 < 0,3
6 – 12 > 1,9 1,9 – 0,5 < 0,5
12 – 20 > 2,9 2,9 – 1,3 < 1,3
20 - 40 > 5,0 5,0 – 2,9 < 2,9
5.2. Problemas de infiltración
RAS corregido, toma en cuenta los
efectos del dióxido de carbono, el
bicarbonato y de la salinidad. Este
RAS corregido presupone la
existencia en el suelo minerales de
calcio y ausencia de precipitaciones
de magnesio.
𝑅𝐴𝑆corregido =
𝑁𝑎+
𝐶𝑎x2+ + 𝑀𝑔2+
2
𝐶𝑎𝑥 2+
= 3
𝐻𝐶𝑂− (𝑚𝑒𝑞/ )
𝑚 𝑒
𝐶𝑎2+( /𝑙)
𝑙
, en el agua del
suelo cerca de la superficie , que
resultaría de regar con agua de una
determinada CE, tabla concentración de
𝐶𝑎x2+
5.2. Problemas de infiltración
Ejemplo
Evaluar la infiltración con una muestra de
agua cuyo análisis ha dado los siguientes
resultados:
Conductividad eléctrica a 25 °C 1,1 dS/m.
Calcio:
Magnesio:
Sodio:
Bicarbonato:
3,1 meq/l
1,8 meq/l
5,8 meq/l
4,2 meq/l
Solución
−
Según la tabla 𝐶𝑎𝑥 2+
es de 1,72 meq/l
𝑁𝑎+
2
𝑅𝐴𝑆corregido = =
5,8
𝐶𝑎x2++𝑀𝑔2+ √
1,72+1,8
2
=4,39
Según las directrices propuestas, la restricción
es de ligera a moderada.
5.2. Problemas de infiltración
Tratamiento
Para prevenir, corregir o retrasar los problemas de
infiltración causados por la mala calidad del agua se
recurre a diversos procedimientos:
- Incorporación de materia orgánica en el suelo.
- Incorporación de enmiendas que modifiquen la
composición química. (yeso, disolución de calcio
contenida en yeso)
- Mezcla de aguas de distinta calidad.
- Manejo del riego (riego frecuente a dosis bajas,
riegos pre siembra, cambio de sistemas de riego por
gravedad a aspersión o por goteo permite un mejor
manejo del riego.
5.3. Problemas de toxicidad y otros
Toxicidad
- Efectos tóxicos por la absorción de algunos iones,
estos iones se acumulan en las zonas de
transpiración presentándose, por lo general en las
hojas, presentando síntomas de necrosis.
- Los iones mas peligrosos son: cloruro, sodio y
boro la magnitud de los daños depende de la
concentración, volumen de agua absorbida y
tolerancia del cultivo.
- La lixiviación es el mejor método practico para
evitar la acumulación de iones tóxicos en la zona
radicular, los requerimientos de lixiviación varia
con los iones que se desean lixiviar.
- El ion boro de desplaza en el suelo mas
lentamente que el ion cloruro.
Tabla Nº 15 – Directrices para evaluar los problemas de toxicidad y
otros efectos (FAO)
Restricción de uso
Unidad Ninguna
Ligera a
moderada
Severa
Toxicidad de iones específicos
(en cultivos sensibles)
Sodio
Riego por superficie o
gravedad
Riego por aspersión
RAS
meq/l,
< 3
< 3
3-9
> 3
> 9
Cloruro
Riego por superficie o
gravedad
Riego por aspersión
meq/l
meq/l
< 4
< 3
4-10
< 3
> 10
Boro meq/l < 0,7 0,7 − 3 > 3
Otros efectos
(En cultivos sensibles)
Nitrógeno (nitrato) mg/l < 5 5-30 > 30
Bicarbonato (en aspersión
foliar)
meq/l < 1,5 1,5 - 8,5 > 8,5
pH Aptitud normal: De 6,5 a 8,4
5.3. Problemas de toxicidad y otros
• Nutrientes en el agua de riego
- La mayor parte de nitrógeno en el agua de riego se encuentra habitualmente bajo la
• forma de nitrato, que es asimilado directamente por las plantas.
- La concentración de nitrógeno en forma de amonio rara vez supera 1 mg/litro, salvo en el
caso de que el agua de riego contenga aguas residuales o fertilizantes amoniacales.
- En la tabla 15 indican las directrices para evaluar los problemas que pueden derivarse de
• un exceso de nitrógeno en el agua de riego.
5.3. Problemas de toxicidad y otros
Riesgo de obstrucciones en riego localizado
- Las obstrucciones en riego localizado pueden ser producidas por sólidos en
suspensión, sustancias químicas y microorganismos contenidos en el agua. Cuando
actúan varios de estos elementos la solución resulta mas difícil.
- las partículas solidas en suspensión se eliminan mediante sedimentación y filtración.
Los precipitados químicos. Se producen por exceso de carbonatos o sulfatos de calcio
o de magnesio y por la oxidación del hierro.
- El riesgo de precipitación del calcio puede ser valorado mediante el índice de
saturación de Langelier (IL). Según el cual el calcio precipita cuando alcanza su limite
de saturación en presencia de bicarbonato.
𝐼𝐿 = 𝑝𝐻𝑟𝑒𝑎𝑙 − 𝑝𝐻𝑐 ,
- 𝑝𝐻𝑐 es un valor teórico calculado del pH de agua de riego en contacto con calcio y
equilibrio con el 𝐶𝑂2 del suelo. Se calcula usando la tabla de calculo de 𝑝𝐻𝑐.
𝑝𝐻𝑐 = 𝑋 + 𝑌 + 𝑍
5.3. Problemas de toxicidad y otros
Riesgo de obstrucciones en riego localizado
𝑋 es en función de la concentración de 𝐶𝑎2+ + 𝑀𝑔2+ + 𝑁𝑎+
𝑌 es en función de la concentración de 𝐶𝑎2+ + 𝑀𝑔2+
3
𝑍 es en función de la concentración de 𝐶𝑂2− + 𝐶𝑂3𝐻−
El riesgo de obstrucción, según el índice de Langelier, es el siguiente:
Tabla Nº 18 – riesgo de obstrucción según el
índice de Langelier
IL Riesgo
Negativo Ninguno
0 Pequeño
0 – 0,5 Medio
0,5 – 1 Alto
Mayor de 1 Muy alto
5.3. Problemas de toxicidad y otros
Tabla Nº 16 – Riesgos de obstrucción en riego localizado (FAO)
Obstrucción
Restricción de uso
Unid
ad
Sin
problema
Problema
creciente
Problema grave
Física
Sólidos en
suspensión
mg/l < 50 50 - 100 > 100
Química
pH < 7,0 7,0 -8,0 > 8,0
Sólidos solubles mg/l < 500 500 – 2000 > 2000
Manganeso mg/l < 0,1 0,1 – 1,5 > 1,5
Hierro mg/l < 0,1 0,1 – 1,5 > 1,5
Ácido sulfhídrico mg/l < 0,5 0,5 – 2,0 > 2,0
Biológica
Poblaciones
bacterianas
Máx
núm.
/ml
< 10000 10000-50000 > 50000
Riesgo de obstrucciones en riego localizado
5.3. Problemas de toxicidad y otros
Ejemplo:
Calcular el índice de Langelier de un agua
de riego cuyo análisis ha dado el siguiente
contenido de iones en meq/l:
pH 7,5
Calcio 8,7
Magnesio 22,8
Sodio 10,3
Carbonato 0,1
Bicarbonato 4,5
Solución:
Concentración de 𝐶𝑎2+ + 𝑀𝑔2+ + 𝑁𝑎+=41,8
Concentración de 𝐶𝑎2+ + 𝑀𝑔2+ = 31,5
3
concentración de 𝐶𝑂2− + 𝐶𝑂3𝐻− = 4,6
Según la tabla de calculo de 𝑝𝐻𝑐:
X=2,5 , Y=1,8 , Z=2,6
𝑝𝐻𝑐 = X + Y + Z= 6,9
𝐼𝐿 = 𝑝𝐻 − 𝑝𝐻𝑐 = 7,5 − 6,9 = 0,6
Riesgo de obstrucción: Alto
VI. Drenaje
El drenaje es una tecnología que tiene como objetivo fundamental,
disminuir el exceso de agua acumulada, tanto en la superficie como
en el interior del suelo, con el fin de mantener las condiciones optimas
de aireación y actividad biológica indispensables para los procesos
fisiológicos de crecimiento y desarrollo radicular.
El drenaje puede ser artificial o natural. La mayoría de tierras tiene
drenaje natural superficial y subterráneo. Cuando el drenaje no
elimina el exceso de agua y/o salinidad en una forma y cantidades
adecuadas, se deberán construir estructuras de drenaje.
Si la capacidad de drenaje no es el adecuado se debe considerar la
profundidad y espaciamiento de los drenes, de modo que se
mantenga el nivel freático a una profundidad adecuada bajo la
superficie para no inferir con las raíces del cultivo.
VI. Drenaje
• Clasificación de suelos de acuerdo al drenaje
- Muy pobremente drenado: el escurrimiento es nulo o
muy lento y en ocasiones es centrípeto. Los suelos que
perteneces a esta clase se encuentran en depresiones,
bordes de lagunas, planicies.
- Pobremente drenado (PD). Son suelos que se mantienen
gran parte del tiempo mojados o con el nivel freático
manteniendo la humedad de los horizontes, puede
ocurrir también que uno de los horizontes tenga una
muy lenta permeabilidad.
- Imperfectamente drenado (ID). Saturado con agua por
lapsos importantes producto de un horizonte de muy
lenta permeabilidad o efecto de capa freática.
VI. Drenaje
• Clasificación de suelos de acuerdo al drenaje
- Moderadamente bien drenados (MBD). Estos
concreciones en los horizontes B o
suelos suelen presentar moteados y/o
C,
generalmente tienen un horizonte de
permeabilidad moderadamente lenta y un nivel
freático que con las lluvias puede afectar la base
del suelo.
- Bien drenado (BD). Formados por texturas medias,
son suelos que carecen de moteados y otras
características que evidencian una limitación en el
drenaje, la permeabilidad de un horizonte en el
perfil suele ser moderada, y se desarrolla en
lugares con relieve normal. Se trata de suelos con
condiciones optimas de drenaje reteniendo la
cantidad de agua suficiente como para cederla.
VI. Drenaje
• Clasificación de suelos de acuerdo al drenaje
- Algo excesivamente drenado (AED). A menudo son
suelos que poseen texturas gruesas con escasa
diferenciación de horizontes, su drenaje interno es
rápido generando una deficientes retención de
humedad. Son suelos asociados a un relieve normal
pero con pendientes que pueden llegar a ser
pronunciadas.
- Excesivamente drenados (ED). Restringidos
generalmente a relieves pronunciados, drenaje
interno rápido con nula retención de humedad
debido a su gruesa textura por efecto de
escurrimiento externo rápido debido a la pendiente,
son suelos que poseen escaso desarrollo genético.
VI. Drenaje
• Sistemas y tipos de drenaje
En un sentido amplio se considera parte del
sistema de drenaje cualquier obra o
instalación que extrae agua del terreno.
Pueden clasificarse en la forma siguiente:
- Sistemas abiertos: tanto los drenes como
los colectores son zanjas abiertas
- Sistemas subterráneos: tanto los drenes
como los colectores consisten en tuberías
subterráneas.
- Sistemas mixtos: los drenes son tuberías
subterráneas y los colectores de zanjas
abiertas.
VI. Drenaje
Clasificación por ubicación y objetivo
a. Superficial: Se considera también abierto, los
objetivos de este es eliminar el agua superficial y
conducirla fuera del área de influencia o zona de
riego, y en ocasiones también controla el nivel
freático.
b. Parcelario: se le considera subterráneo y el
objetivo de el es recoger el agua infiltrada
procedente de la lluvia, riego u otros orígenes y
controlar el nivel freático del terreno para
posteriormente evacuarla fuera de la zona de
influencia. sea a través de tuberías o zanjas en
cuyo caso se le considera como un sistema de
drenaje mixto.
c. Mixto
VI. Drenaje
Clasificación por posición
a. Vertical: es un sistema de drenaje menos frecuente que consiste en una serie de
pozos distribuidos sistemáticamente en el terreno para evacuar hacia otros
estratos el agua excedente de los estratos superiores. Este drenaje vertical es
hecho mediante la perforación de pozos que varían en tamaño de acuerdo a las
necesidades, extensión del terreno y geomorfología. Generalmente son
rellenados de un material de grava para que fluya rápidamente el agua
excedente
b. Horizontal: es el que conocemos como superficial o parcelario y mixto.
Tipos de drenes:
- Zanjas: utilizados en los sistemas de drenaje
superficial
- Tuberías o drenes: utilizados para el drenaje
subterráneo, estos pueden ser variados y con
características especiales
VI. Drenaje
Datos básicos para su instalación o ejecución
- Topografía: contar con los planos de la zona afectada incluir los planos de la red
desagües obteniendo sus perfiles longitudinales y transversales, relacionando con la
salida al río, mar, etc.
- Hidrología: instalación de pozos de observación de la capa freática, medida de los niveles
río, mar, etc. estos datos determinaran la profundidad de colectores y drenes
- Pedología: estudios de suelo en los distintos estratos, se aplican para decidir la
profundidad de los drenes. Medidas de permeabilidad, toma de muestras para análisis de
suelos a diferentes profundidades mínimo hasta 1,20 m.
- Climatología: datos diarios de lluvia, se utiliza para los cálculos de drenaje, lavado y
balance de sales, medidas mensuales de temperatura para el calculo de Etp y lavado de
sales
- Trabajos de laboratorio: análisis de suelos (profundidad, densidad aparente, densidad
real, humedad, textura, etc.) análisis de agua (a las aguas de riego y aguas freáticas) tales
como conductividad eléctrica, solidos disueltos totales, pH, relación de absorción de
sodio, etc.
VI. Drenaje
Datos básicos para su instalación o ejecución
- Elección de cultivos: se eligen los cultivos futuros tomando en cuenta las necesidades de
drenaje y definiendo la salinidad aceptable para el mismo.
- Lavados de recuperación: necesario para el establecimiento de un programa de lavados
y cultivos durante la recuperación.
- Lavados de mantenimiento: en la gran mayoría de los casos, los lavados de
mantenimiento se aplican con el mismo riego, añadiendo un exceso de agua que se
infiltra y alcanza el nivel freático.
- Estudio de frecuencia de las lluvias: es necesario definir las lluvias criticas, para
proyectos de drenaje agrícola suele ser la del periodo de retorno de T= 10 años.
- Calculo del caudal base y la escorrentía: el caudal base se calcula en función de las
perdidas superficiales de riego y del drenaje subterráneo la escorrentía se puede calcular
con el método racional.
VI. Drenaje
• Drenaje superficial: cuando se habla de drenaje superficial se debe tratar siempre lo
relacionado a los cálculos de los distintos caudales a evacuar para que posteriormente se
proyecten las dimensiones de los drenes.
- Caudal a eliminar: el agua que debe eliminarse de un terreno puede tener diferente
procedencia, para el caso mas complejo: Perdidas superficiales de riego, escorrentía originada
por la lluvia y agua de drenaje subterráneo.
• Requerimientos que tienen que satisfacer los drenajes
- Si la zona agrícola cuenta con drenaje subterráneo (tubos), entonces la lamina de agua de los
drenes superficiales deberá estar siempre por debajo de las salidas de los drenes subterráneos.
- Si ocurren lluvias fuertes puede permitirse que dicha lamina de agua supere el nivel de los
drenes sub terréanos siempre y cuando no sea por tiempo prolongado. En este caso la sección
total de desagüe deberá tener capacidad para eliminar la escorrentía que se presente.
- Por esta razón el proyecto de drenaje se debe considerar dos tipos de caudales distintos
- Caudal base: que es el que debe ser eliminado en condiciones normales.
- Escorrentía: es debida a la lluvia que se define como critica
VI. Drenaje
- Caudal base: para el caso de caudal base, existe la diferencia cuando el exceso de agua
puede ser provocado por el riego o por la lluvia. Para proyectos de drenaje deberá
tomarse el mayor valor.
- Caudal base en época de riego: el caudal base en la época de riego a su vez puede
tener dos factores que lo componen: el componente superficial y el componente
subterráneo, la suma de ambos será el valor total.
- Caudal base en época de lluvia: para determinar el caudal a eliminar por época de lluvia
se recurre a la formula de Glover-Dumm, que determina el caudal cuando se produce
lluvia critica, se elegirá el calculo de drenaje subterráneo. El momento mas desfavorable
es precisamente después de la lluvia, es cuando se presenta una mayor altura del nivel
freático.
- Escorrentía: la escorrentía será el agua a desalojar de la superficie de terrenos agrícolas.
Para su calculo existen varios métodos:
VI. Drenaje
- Formula racional
𝐶𝑖𝐴
𝑄 =
360
Donde:
𝑄 = Escorrentía total ( /
𝑚3
𝑠)
𝐶 = Coeficiente de escorrentía
(adim.)
𝑖 = Máxima intensidad media de la
lluvia critica , para una duración T
c
(mm/hr)
𝐴 = Superficie de la cuenca (ha)
𝐸 =
2
𝑃−0,2𝑆
𝑃−0,8𝑆
- Soil conservation Service
Donde:
𝐸 = Escorrentía total (mm)
𝑃 = Lluvia de diseño (mm)
𝑆 = Infiltración potencial (mm), y
254 00
− 2 540
las curvas de
𝑆 =
𝐶𝑁
𝐶𝑁 =Valor de
escorrentía
VI. Drenaje
• Coeficiente de drenaje: para
determinar el coeficiente de drenaje
o modulo de drenaje, que es
necesario para obtener el gasto a
desalojar por un dren determinado y
que se le denomina también gasto
de diseño, se calcula con la siguiente
formula:
𝐾 × 𝐸
𝐶𝑑 =
𝑇𝑑
𝐶𝑑 = Coeficiente de drenaje
𝐸 = Escorrentía (mm)
𝑇𝑑=Tiempo de drenaje (hr) relacionado
con la duración de la lluvia para diseño
(24, 48, 72 hr)
𝐾= Constante de diseño (2,78)
• Gasto de diseño:
𝑄 = 𝐶𝑑 × A
𝑄 =Gasto o caudal de diseño (l/s)
𝐶𝑑 = coeficiente de drenaje (l/s/ha)
A=Área a drenar (ha)
VI. Drenaje
• Diseño hidráulico de los drenes
Una vez calculados los caudales a eliminar y conocida la profundidad de los drenes se realizan
los cálculos hidráulicos, cuyos fundamentos y formulas son iguales para los dos casos:
De la formula general:
𝑄 = 𝐴 × 𝑉
Se deriva de la formula de Manning:
𝐴 2 1
𝑄 = 𝑟 /3𝑠 /2
𝑛
𝑄 = Caudal a desalojar ( /
𝑚3
𝑠)
𝐴= Área de la sección del canal de desagüe (𝑚2)
𝑛 =Coeficiente de rugosidad
𝑟=Radio hidráulico de la sección (m)
𝑠= Pendiente longitudinal de la sección.
VI. Drenaje
Drenaje subsuperficial:
O drenaje subterráneos es una técnica de evacuación
del exceso del agua y/o de sales a través de tuberías
que se encuentran a una cierta profundidad en el
suelo, algunas veces son utilizados junto con el sistema
otros dispositivos para evacuar el agua, como por
ejemplo, los pozos de bombeo. La técnica ha
evolucionado con los años utilizándose tuberías mas
económicas y eficientes. Las tuberías de barro han ido
reemplazándose con tubos de PVC generalmente
anillado. Mejorando con ello mejorando la eficiencia
en captación y conducción, manejo, resistencia,
flexibilidad, mas ligero y mas fácil de instalar.
VI. Drenaje
• Trazo del drenaje
• subterráneo
• Los drenes subterráneos
pueden tener un trazo
distinto en el campo de
acuerdo a las condiciones del
mismo, en las que puede
variar la topografía
principalmente o bien la
localización del problema, las
formas de trazo mas común
es:
a. Trazo en peine: usado
generalmente en terrenos
muy planos.
pescado: utilizado
b. Trazo en espina de
en
terrenos con pendiente .
c. Trazo al azar, aleatorio o
localizado: utilizado en
áreas especificas o donde
se localiza el problema de
exceso de agua o sales
VIII. Sistemas de riego
El riego
En términos generales, este consiste en la aplicación artificial del agua al
terreno para que las plantas (cultivo) puedan satisfacer la demanda de
humedad necesaria para su desarrollo.
Objetivos del riego
- Proporcionar la humedad necesaria para que los cultivos se desarrollen.
- Proporcionar nutrientes en disolución.
- Asegurar las cosechas contra las sequias de corta duración.
- Refrigerar el suelo y la atmosfera para mejorar el medio ambiente de la
planta.
- Disolver las sales contenidas en el suelo
- Reducir el contenido de las sales de un suelo existiendo un adecuado
drenaje.
VIII. Sistemas de riego
Sistema de riego
- El sistema de riego es un conjunto de instalaciones técnicas que garantizan la organización y
realización del mejoramiento de tierras mediante el riego.
- Conjunto de equipamientos y técnicas que proporcionan esa aplicación siguiendo un método
dado.
Partes que integran los sistemas de riego:
- Fuente (rio, presa, pozos)
- Toma de agua de cabecera
- El canal principal (tubería)
- Canales distribuidores o tuberías (primario,
secundario, terciario,..)
- Red de drenaje destinada a evacuar
excedentes, sales, niveles freáticos
- Obras hidrotecnias del sistema (compuertas ,
válvulas, medidores, etc.)
VIII. Sistemas de riego
Métodos de riego
Los métodos de riego pueden ser considerados como la forma en que el riego es aplicado al suelo
para el desarrollo de los cultivos. Estos pueden ser:
- Riego presurizado: aspersión, micro aspersión, goteo.
- Riego superficial o gravedad: a través de estructuras establecidas en parcela como son surcos,
melgas, surcos alternos
- Riego de baja presión: mangas, tuberías con compuertas.
- Riego subterráneo: tuberías perforadas, tuberías porosas, control del nivel freático.
VIII. Sistemas de riego
• Selección de sistemas de riego:
Con el fin de seleccionar el uso de uno u otro método de riego, los factores de selección
pueden ser diversos y algunas veces complejos, no por el aspecto técnico, sino mas bien
como resultado de la mezcla del aspecto social y económico. Estos son algunos aspectos a
tomar en cuenta para su selección:
- Sociales: aceptación por los regantes, mantener un sistema tradicional por
desconocimiento.
- Económicos: las inversiones son variables para los diferentes tipos de sistemas de riego,
es así que los sistemas tecnificados la inversión inicial será mayor, la rentabilidad que esta
pueda generar en el futuro.
- Topográficos: la topografía es un factor determinante al momento de hacer una elección
de un sistema de riego.
- Agrológicos: características del suelo
- Agronómicos: tipo de cultivo y rentabilidad.
- En términos generales la elección esta en función básicamente en base a las condiciones
naturales y económicas.
Sesión de Clase A dde sistemas de riego y otras obras

Más contenido relacionado

Similar a Sesión de Clase A dde sistemas de riego y otras obras

Relación suelo – agua - planta mago (1).pptx
Relación suelo – agua - planta mago (1).pptxRelación suelo – agua - planta mago (1).pptx
Relación suelo – agua - planta mago (1).pptx
MartnRomeoCunLpez1
 
CONTENIDO DE AGUA EN EL SUELO.pdf
CONTENIDO DE AGUA EN EL SUELO.pdfCONTENIDO DE AGUA EN EL SUELO.pdf
CONTENIDO DE AGUA EN EL SUELO.pdf
BRYAMDAVIDPLAZABRAVO
 
Principios del riego
Principios del riegoPrincipios del riego
Principios del riego
arturo aparcana yallico
 
Sistemas de riego presurizado para cultivos de alto rendimiento
Sistemas de riego presurizado para cultivos de alto rendimientoSistemas de riego presurizado para cultivos de alto rendimiento
Sistemas de riego presurizado para cultivos de alto rendimiento
MarcosAlvarezSalinas
 
riegos: propiedades fisicas y quimicas del agua
riegos: propiedades fisicas y quimicas del aguariegos: propiedades fisicas y quimicas del agua
riegos: propiedades fisicas y quimicas del agua
MarcosAlvarezSalinas
 
Irrigacion
IrrigacionIrrigacion
humeda del suelo.pdf
humeda del suelo.pdfhumeda del suelo.pdf
humeda del suelo.pdf
erick834603
 
4.- Fertilidad de suelos y nutrición mineral de plantas_ S1 a2.pdf
4.- Fertilidad de suelos y nutrición mineral de plantas_ S1 a2.pdf4.- Fertilidad de suelos y nutrición mineral de plantas_ S1 a2.pdf
4.- Fertilidad de suelos y nutrición mineral de plantas_ S1 a2.pdf
GREGORIOCARRERARAMIR
 
Aguaenelsuelo
AguaenelsueloAguaenelsuelo
Aguaenelsuelo
Yina Saldaña Garibay
 
02 relacion agua suelo planta abril - 2015-i
02 relacion agua suelo planta abril - 2015-i02 relacion agua suelo planta abril - 2015-i
02 relacion agua suelo planta abril - 2015-i
edsani
 
Principios del riego
Principios del riegoPrincipios del riego
Principios del riego
Jose Eduardo Anchayhua Veramendi
 
Boletín técnico n°1
Boletín técnico n°1Boletín técnico n°1
Boletín técnico n°1
Walter Wilfredo Malca Becerra
 
El agua en el suelo
El agua en el sueloEl agua en el suelo
El agua en el suelo
Hernan Rios
 
PAPER.PDF
PAPER.PDFPAPER.PDF
PAPER.PDF
KevinLojaCastelo
 
795-Texto del artículo-1923-1-10-20150216.pdf
795-Texto del artículo-1923-1-10-20150216.pdf795-Texto del artículo-1923-1-10-20150216.pdf
795-Texto del artículo-1923-1-10-20150216.pdf
PatriciaMencos
 
AGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELO PARA RIEGO.pdf
AGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELO PARA RIEGO.pdfAGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELO PARA RIEGO.pdf
AGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELO PARA RIEGO.pdf
AngelCanllahui
 
Densidad real..
Densidad real..Densidad real..
Densidad real..
Densidad real..Densidad real..
Riego superficial
Riego superficialRiego superficial
Riego superficial
Vic Neg
 
Infiltracion darcy-importante
Infiltracion darcy-importanteInfiltracion darcy-importante
Infiltracion darcy-importante
carlos pulache
 

Similar a Sesión de Clase A dde sistemas de riego y otras obras (20)

Relación suelo – agua - planta mago (1).pptx
Relación suelo – agua - planta mago (1).pptxRelación suelo – agua - planta mago (1).pptx
Relación suelo – agua - planta mago (1).pptx
 
CONTENIDO DE AGUA EN EL SUELO.pdf
CONTENIDO DE AGUA EN EL SUELO.pdfCONTENIDO DE AGUA EN EL SUELO.pdf
CONTENIDO DE AGUA EN EL SUELO.pdf
 
Principios del riego
Principios del riegoPrincipios del riego
Principios del riego
 
Sistemas de riego presurizado para cultivos de alto rendimiento
Sistemas de riego presurizado para cultivos de alto rendimientoSistemas de riego presurizado para cultivos de alto rendimiento
Sistemas de riego presurizado para cultivos de alto rendimiento
 
riegos: propiedades fisicas y quimicas del agua
riegos: propiedades fisicas y quimicas del aguariegos: propiedades fisicas y quimicas del agua
riegos: propiedades fisicas y quimicas del agua
 
Irrigacion
IrrigacionIrrigacion
Irrigacion
 
humeda del suelo.pdf
humeda del suelo.pdfhumeda del suelo.pdf
humeda del suelo.pdf
 
4.- Fertilidad de suelos y nutrición mineral de plantas_ S1 a2.pdf
4.- Fertilidad de suelos y nutrición mineral de plantas_ S1 a2.pdf4.- Fertilidad de suelos y nutrición mineral de plantas_ S1 a2.pdf
4.- Fertilidad de suelos y nutrición mineral de plantas_ S1 a2.pdf
 
Aguaenelsuelo
AguaenelsueloAguaenelsuelo
Aguaenelsuelo
 
02 relacion agua suelo planta abril - 2015-i
02 relacion agua suelo planta abril - 2015-i02 relacion agua suelo planta abril - 2015-i
02 relacion agua suelo planta abril - 2015-i
 
Principios del riego
Principios del riegoPrincipios del riego
Principios del riego
 
Boletín técnico n°1
Boletín técnico n°1Boletín técnico n°1
Boletín técnico n°1
 
El agua en el suelo
El agua en el sueloEl agua en el suelo
El agua en el suelo
 
PAPER.PDF
PAPER.PDFPAPER.PDF
PAPER.PDF
 
795-Texto del artículo-1923-1-10-20150216.pdf
795-Texto del artículo-1923-1-10-20150216.pdf795-Texto del artículo-1923-1-10-20150216.pdf
795-Texto del artículo-1923-1-10-20150216.pdf
 
AGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELO PARA RIEGO.pdf
AGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELO PARA RIEGO.pdfAGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELO PARA RIEGO.pdf
AGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELOAGUA EN EL SUELO PARA RIEGO.pdf
 
Densidad real..
Densidad real..Densidad real..
Densidad real..
 
Densidad real..
Densidad real..Densidad real..
Densidad real..
 
Riego superficial
Riego superficialRiego superficial
Riego superficial
 
Infiltracion darcy-importante
Infiltracion darcy-importanteInfiltracion darcy-importante
Infiltracion darcy-importante
 

Último

Características de los suelos como los histosoles.pptx
Características de los suelos como los histosoles.pptxCaracterísticas de los suelos como los histosoles.pptx
Características de los suelos como los histosoles.pptx
MONICADELROCIOMUNZON1
 
Presentación 01 Curso de Introducción a Python.pdf
Presentación 01 Curso de Introducción a Python.pdfPresentación 01 Curso de Introducción a Python.pdf
Presentación 01 Curso de Introducción a Python.pdf
jorgecuasapaz182
 
Programas relacionado a telecomunicaciones.pptx
Programas relacionado a telecomunicaciones.pptxProgramas relacionado a telecomunicaciones.pptx
Programas relacionado a telecomunicaciones.pptx
AndrsSerrano23
 
Análisis Estructural - 8va.Ed - R. C. Hibbeler.pdf
Análisis Estructural - 8va.Ed - R. C. Hibbeler.pdfAnálisis Estructural - 8va.Ed - R. C. Hibbeler.pdf
Análisis Estructural - 8va.Ed - R. C. Hibbeler.pdf
KevincithoEduML
 
Pasamuros Cortafuego - Industrias Metalfox
Pasamuros Cortafuego - Industrias MetalfoxPasamuros Cortafuego - Industrias Metalfox
Pasamuros Cortafuego - Industrias Metalfox
INDUSTRIAS METALFOX S.A.S.
 
infiltracion del agua en los suelos de diferentes tipos
infiltracion del agua en los suelos de diferentes tiposinfiltracion del agua en los suelos de diferentes tipos
infiltracion del agua en los suelos de diferentes tipos
SANTOSESTANISLAORODR
 
GUIA PARA INSPECCION DE PUENTES MTC (1).PDF
GUIA PARA INSPECCION DE PUENTES MTC (1).PDFGUIA PARA INSPECCION DE PUENTES MTC (1).PDF
GUIA PARA INSPECCION DE PUENTES MTC (1).PDF
DltMercadoLenin
 
presentación de transferencia de calor renzo jordan .pdf
presentación de transferencia de calor renzo jordan .pdfpresentación de transferencia de calor renzo jordan .pdf
presentación de transferencia de calor renzo jordan .pdf
Renzo618891
 
Presentación Aislante térmico.pdf Transferencia de calor
Presentación Aislante térmico.pdf Transferencia de calorPresentación Aislante térmico.pdf Transferencia de calor
Presentación Aislante térmico.pdf Transferencia de calor
GerardoBracho3
 
Juzgamiento-de-Ganado-Lechero-CATEGORIA-B-SWISS.pptx
Juzgamiento-de-Ganado-Lechero-CATEGORIA-B-SWISS.pptxJuzgamiento-de-Ganado-Lechero-CATEGORIA-B-SWISS.pptx
Juzgamiento-de-Ganado-Lechero-CATEGORIA-B-SWISS.pptx
Folke Claudio Tantahuillca Landeo
 
CARRETERAS MÁS IMPORTANTES DEL PERU ALESSANDRA.pptx
CARRETERAS MÁS IMPORTANTES DEL PERU ALESSANDRA.pptxCARRETERAS MÁS IMPORTANTES DEL PERU ALESSANDRA.pptx
CARRETERAS MÁS IMPORTANTES DEL PERU ALESSANDRA.pptx
0602021003
 
NRF-032-PEMEX-2012 DISEÑO DE TUBERIA.pdf
NRF-032-PEMEX-2012 DISEÑO DE TUBERIA.pdfNRF-032-PEMEX-2012 DISEÑO DE TUBERIA.pdf
NRF-032-PEMEX-2012 DISEÑO DE TUBERIA.pdf
LambertoAugurioMarti1
 
561425171-5-1-Modelos-de-Pronosticos.pptx
561425171-5-1-Modelos-de-Pronosticos.pptx561425171-5-1-Modelos-de-Pronosticos.pptx
561425171-5-1-Modelos-de-Pronosticos.pptx
Angel Tello
 
DISEÑO DE PLANTA TIPO CELULAR - Diseño de Plantas
DISEÑO DE PLANTA TIPO CELULAR - Diseño de PlantasDISEÑO DE PLANTA TIPO CELULAR - Diseño de Plantas
DISEÑO DE PLANTA TIPO CELULAR - Diseño de Plantas
HalmarMiranda
 
Klohn Crippen Berger _ Brochure LAM .pdf
Klohn Crippen Berger _ Brochure LAM .pdfKlohn Crippen Berger _ Brochure LAM .pdf
Klohn Crippen Berger _ Brochure LAM .pdf
ciniguez1
 
26.-MARZO-SECTOR-MINERO-IDENTIFICACIÓN-DE-PELIGROS-Y-RIESGOS-CON-ENFOQUE-A-P...
26.-MARZO-SECTOR-MINERO-IDENTIFICACIÓN-DE-PELIGROS-Y-RIESGOS-CON-ENFOQUE-A-P...26.-MARZO-SECTOR-MINERO-IDENTIFICACIÓN-DE-PELIGROS-Y-RIESGOS-CON-ENFOQUE-A-P...
26.-MARZO-SECTOR-MINERO-IDENTIFICACIÓN-DE-PELIGROS-Y-RIESGOS-CON-ENFOQUE-A-P...
FlavioMedina10
 
PRESENTACION TRANSFERENCIA FABIAN ALVAREZ.pdf
PRESENTACION TRANSFERENCIA FABIAN ALVAREZ.pdfPRESENTACION TRANSFERENCIA FABIAN ALVAREZ.pdf
PRESENTACION TRANSFERENCIA FABIAN ALVAREZ.pdf
fabian28735081
 
CURSO COMPLETO FIBRA OPTICA MULTIMODO.pdf
CURSO COMPLETO FIBRA OPTICA MULTIMODO.pdfCURSO COMPLETO FIBRA OPTICA MULTIMODO.pdf
CURSO COMPLETO FIBRA OPTICA MULTIMODO.pdf
DanielCisternasCorte
 
Control Industrial control de procesos .pptx
Control Industrial control de procesos .pptxControl Industrial control de procesos .pptx
Control Industrial control de procesos .pptx
Efrain Yungan
 
Enjoy Pasto Bot - "Tu guía virtual para disfrutar del Carnaval de Negros y Bl...
Enjoy Pasto Bot - "Tu guía virtual para disfrutar del Carnaval de Negros y Bl...Enjoy Pasto Bot - "Tu guía virtual para disfrutar del Carnaval de Negros y Bl...
Enjoy Pasto Bot - "Tu guía virtual para disfrutar del Carnaval de Negros y Bl...
Eliana Gomajoa
 

Último (20)

Características de los suelos como los histosoles.pptx
Características de los suelos como los histosoles.pptxCaracterísticas de los suelos como los histosoles.pptx
Características de los suelos como los histosoles.pptx
 
Presentación 01 Curso de Introducción a Python.pdf
Presentación 01 Curso de Introducción a Python.pdfPresentación 01 Curso de Introducción a Python.pdf
Presentación 01 Curso de Introducción a Python.pdf
 
Programas relacionado a telecomunicaciones.pptx
Programas relacionado a telecomunicaciones.pptxProgramas relacionado a telecomunicaciones.pptx
Programas relacionado a telecomunicaciones.pptx
 
Análisis Estructural - 8va.Ed - R. C. Hibbeler.pdf
Análisis Estructural - 8va.Ed - R. C. Hibbeler.pdfAnálisis Estructural - 8va.Ed - R. C. Hibbeler.pdf
Análisis Estructural - 8va.Ed - R. C. Hibbeler.pdf
 
Pasamuros Cortafuego - Industrias Metalfox
Pasamuros Cortafuego - Industrias MetalfoxPasamuros Cortafuego - Industrias Metalfox
Pasamuros Cortafuego - Industrias Metalfox
 
infiltracion del agua en los suelos de diferentes tipos
infiltracion del agua en los suelos de diferentes tiposinfiltracion del agua en los suelos de diferentes tipos
infiltracion del agua en los suelos de diferentes tipos
 
GUIA PARA INSPECCION DE PUENTES MTC (1).PDF
GUIA PARA INSPECCION DE PUENTES MTC (1).PDFGUIA PARA INSPECCION DE PUENTES MTC (1).PDF
GUIA PARA INSPECCION DE PUENTES MTC (1).PDF
 
presentación de transferencia de calor renzo jordan .pdf
presentación de transferencia de calor renzo jordan .pdfpresentación de transferencia de calor renzo jordan .pdf
presentación de transferencia de calor renzo jordan .pdf
 
Presentación Aislante térmico.pdf Transferencia de calor
Presentación Aislante térmico.pdf Transferencia de calorPresentación Aislante térmico.pdf Transferencia de calor
Presentación Aislante térmico.pdf Transferencia de calor
 
Juzgamiento-de-Ganado-Lechero-CATEGORIA-B-SWISS.pptx
Juzgamiento-de-Ganado-Lechero-CATEGORIA-B-SWISS.pptxJuzgamiento-de-Ganado-Lechero-CATEGORIA-B-SWISS.pptx
Juzgamiento-de-Ganado-Lechero-CATEGORIA-B-SWISS.pptx
 
CARRETERAS MÁS IMPORTANTES DEL PERU ALESSANDRA.pptx
CARRETERAS MÁS IMPORTANTES DEL PERU ALESSANDRA.pptxCARRETERAS MÁS IMPORTANTES DEL PERU ALESSANDRA.pptx
CARRETERAS MÁS IMPORTANTES DEL PERU ALESSANDRA.pptx
 
NRF-032-PEMEX-2012 DISEÑO DE TUBERIA.pdf
NRF-032-PEMEX-2012 DISEÑO DE TUBERIA.pdfNRF-032-PEMEX-2012 DISEÑO DE TUBERIA.pdf
NRF-032-PEMEX-2012 DISEÑO DE TUBERIA.pdf
 
561425171-5-1-Modelos-de-Pronosticos.pptx
561425171-5-1-Modelos-de-Pronosticos.pptx561425171-5-1-Modelos-de-Pronosticos.pptx
561425171-5-1-Modelos-de-Pronosticos.pptx
 
DISEÑO DE PLANTA TIPO CELULAR - Diseño de Plantas
DISEÑO DE PLANTA TIPO CELULAR - Diseño de PlantasDISEÑO DE PLANTA TIPO CELULAR - Diseño de Plantas
DISEÑO DE PLANTA TIPO CELULAR - Diseño de Plantas
 
Klohn Crippen Berger _ Brochure LAM .pdf
Klohn Crippen Berger _ Brochure LAM .pdfKlohn Crippen Berger _ Brochure LAM .pdf
Klohn Crippen Berger _ Brochure LAM .pdf
 
26.-MARZO-SECTOR-MINERO-IDENTIFICACIÓN-DE-PELIGROS-Y-RIESGOS-CON-ENFOQUE-A-P...
26.-MARZO-SECTOR-MINERO-IDENTIFICACIÓN-DE-PELIGROS-Y-RIESGOS-CON-ENFOQUE-A-P...26.-MARZO-SECTOR-MINERO-IDENTIFICACIÓN-DE-PELIGROS-Y-RIESGOS-CON-ENFOQUE-A-P...
26.-MARZO-SECTOR-MINERO-IDENTIFICACIÓN-DE-PELIGROS-Y-RIESGOS-CON-ENFOQUE-A-P...
 
PRESENTACION TRANSFERENCIA FABIAN ALVAREZ.pdf
PRESENTACION TRANSFERENCIA FABIAN ALVAREZ.pdfPRESENTACION TRANSFERENCIA FABIAN ALVAREZ.pdf
PRESENTACION TRANSFERENCIA FABIAN ALVAREZ.pdf
 
CURSO COMPLETO FIBRA OPTICA MULTIMODO.pdf
CURSO COMPLETO FIBRA OPTICA MULTIMODO.pdfCURSO COMPLETO FIBRA OPTICA MULTIMODO.pdf
CURSO COMPLETO FIBRA OPTICA MULTIMODO.pdf
 
Control Industrial control de procesos .pptx
Control Industrial control de procesos .pptxControl Industrial control de procesos .pptx
Control Industrial control de procesos .pptx
 
Enjoy Pasto Bot - "Tu guía virtual para disfrutar del Carnaval de Negros y Bl...
Enjoy Pasto Bot - "Tu guía virtual para disfrutar del Carnaval de Negros y Bl...Enjoy Pasto Bot - "Tu guía virtual para disfrutar del Carnaval de Negros y Bl...
Enjoy Pasto Bot - "Tu guía virtual para disfrutar del Carnaval de Negros y Bl...
 

Sesión de Clase A dde sistemas de riego y otras obras

  • 1. Curso: SISTEMA DE RIEGO Y OTRAS OBRAS CIVILES VI ciclo Docente: Mg. Carlos Tafur Jiménez CICLO 2024-1
  • 2. TEMA A TRATAR: DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO
  • 4. SISTEMAS DE RIEGO El agua que requieren los cultivos es aportada en forma natural por las precipitaciones, pero cuando ésta es escasa o su distribución no coincide con los períodos de máxima demanda de las plantas, es necesario aportarla artificialmente, es decir a través del riego. El riego, se considera como una ciencia milenaria, en algunos países el riego se estableció como una actividad de vital importancia.
  • 5. SISTEMAS DE RIEGO Tecnologías ancestrales Para lograr mayores extensiones de suelos cultivables acondicionaron los terrenos sin aptitudes agrícolas en terrazas de cultivo a lo largo de los cerros, para lograr el riego aprovecharon los ríos para proveer de canales a las terrazas logrando así que el agua caiga de terraza en terraza lo cual les permitió cultivar alimentos variados.
  • 6. SISTEMAS DE RIEGO Tecnologías actuales Hoy día, la tecnología no se limita a sólo aplicar un volumen de agua necesario, sino que se han logrado uniformar las aplicaciones mediante el uso de materiales de alta calidad y regulación por control de humedad del suelo. Instalar un sistema de riego significa invertir una cantidad monetaria considerable a los cultivos. Un sistema de riego estará constituida de un conjunto de elementos que interactúan para lograr un objetivo en común. En un sistema de riego agrícola, la interacción colectiva de cada una de las partes que lo integran tiene el propósito único de llevar agua a los cultivos.
  • 7. I. Características físicas del suelo El suelo es un sistema complejo compuesto por partículas sólidas (minerales y orgánicas), agua con sustancias en disolución (solución del suelo) y aire. El aire y la solución del suelo ocupan los espacios o poros comprendidos en la matriz sólida. Las principales características físicas del suelo que afectan la retención del agua son: textura, estructura y porosidad.
  • 8. 1.1. Textura La porción mineral del suelo está formada por partículas que, según su tamaño, se clasifican en: arena (de 2 a 0.05 mm), Limo (de 0.05 a 0.002 mm) y arcilla (inferior a 0.002 mm). La textura del suelo hace referencia a la proporción relativa de arena, limo y arcilla que contiene. Atendiendo a su textura, los suelos se clasifican en arenosos, limosos o arcillosos, según predomine cada uno de los distintos componentes El análisis granulométrico, que da los porcentajes en peso de arena, limo y arcilla, determina distintas clases de textura que viene definida en el esquema triangular
  • 9. 1.2. Estructura Es la disposición de sus partículas para formar otras unidades de mayor tamaño, llamados agregados. Los poros se presentan entre los agregados y dentro de ellos, siendo de mayor tamaño los primeros, por lo que la cantidad de poros de mayor tamaño (y, por tanto, la permeabilidad del suelo al aire y al agua) viene condicionada en gran medida, por la estructura. La estructura mejora mediante ciertas prácticas culturales y una buena ordenación de los cultivos. Entre las causas que degradan la estructura destacan: labores excesivas o inadecuadas, poco contenido de materia orgánica, compactación causada por maquinaria agrícola pesada, el impacto de las cotas de lluvia, etc.
  • 10. 1.3. Porosidad La porosidad de un suelo es la fracción de volumen del mismo no ocupado por la materia sólida, viene condicionado por su textura y estructura. Permeabilidad: capacidad que tiene el suelo para permitir el paso de fluidos a través de él, es proporcional al grado de comunicación de sus poros • Densidad aparente (da) • La densidad real (dr)
  • 11. • Densidad aparente (da), se refiere a la densidad del suelo tal como es, incluyendo el volumen ocupado por los poros. Es igual a la muestra de un suelo seco dividido por el volumen. En suelos minerales la densidad aparente varia dentro de los limiten indicados en la tabla N° 01. 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑎 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 + 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠𝑜 Textura Densidad aparente (g/cm3) Arenoso………………………………………….…. 1,50 - 1,80 Franco - arenoso……………………………….. 1,40 - 1,60 Franco……………………………………………...… 1,30 - 1,50 Franco - arcilloso……………………………….. 1,30 - 1,40 Arcilloso……………………………………...……… 1,20 - 1,30 Tabla N° 01: textura – densidad aparente Fuente: Fuentes, José (2003)
  • 12. La densidad real (dr), se refiere a la densidad de las partículas sólidas, y es igual al peso del suelo seco dividido por el volumen ocupado por las partículas sólidas, en todos los suelos minerales la densidad real tiene un valor aproximado de 2,6 d/cm3. 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑟 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 Densidad aparente Se tiene 1 cm 3 de un suelo dado Solidos y espacios porosos Volumen = 1 cm3 Peso 1,33 gr 1 𝑑𝑎 = 1,33 = 1,33gr/cm3 Densidad real Se tiene 1 cm 3 de un suelo dado Suponiendo que los solidos fueran comprimidos Volumen = 0,5 cm 3 Peso = 1,33 gr 𝑑𝑟 = 1,33 0,5 = 2,66gr/cm3 Sólido Poros 50 % 50 %
  • 13. • Porosidad, La porosidad o volumen ocupado por los poros se expresa como porcentaje del volumen total del suelo mediante la fórmula: 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝑑𝑟 − 𝑑𝑎 𝑑𝑟 100 1.3. Profundidad de las raíces La profundidad total del sistema radical es característica de cada especie, cuando el suelo es profundo y homogéneo, pero varía según diversos factores. Tales como el nivel de humedad en el suelo en la primera fase del desarrollo, la proximidad de la capa freática, la existencia de horizontes calizos u otras capas duras o impermeables, etc.
  • 14. Tabla N° 02 – Profundidad efectiva del sistema radical de algunos cultivos (en m) Fuente: Fuentes, José (2003)
  • 15. II. Almacenamiento del agua en el suelo • El suelo desde el punto de vista agrícola, constituye la principal reserva de agua para el crecimiento de las plantas y es el almacenamiento regulador del ciclo hidrológico a nivel de cultivo. • El conocimiento del contenido de agua es fundamental para determinar los momentos óptimos de riego y su magnitud. • Formas de expresar el contenido del agua en el suelo, el contenido de humedad del suelo se puede expresar de varias formas: - Humedad gravimétrica - Humedad volumétrica - Humedad expresado en altura de agua
  • 16. 2.1. Humedad gravimétrica • Es el porcentaje de agua que contiene el suelo con relación al peso del suelo seco. Viene dado por la fórmula: 𝐻𝑔 = 𝑃𝑎 𝑃𝑠 100 𝐻𝑔 = Humedad gravimétrica, expresada en porcentaje 𝑃𝑎 = Peso del agua 𝑃𝑠 = Peso del suelo seco Se considera suelo seco cuando se somete a desecación en estufa a 105 °C hasta peso constante.
  • 17. • Ejemplo Una muestra de suelo pesa 70 g y después de secado a estufa pesa 58 g. expresar la humedad en porcentaje de suelo seco. Solución: Peso de suelo húmedo ………….. 70 g Peso de suelo seco ………………… 58 g Peso del agua ………………………… 12 g 𝐻𝑔 = 𝑃𝑎 100 = 12 100= 20,68 % 𝑃𝑠 58
  • 18. 2.2. Humedad volumétrica Es el porcentaje de agua que contiene el suelo con relación al volumen de suelo húmedo. Viene dado por la fórmula: 𝐻𝑣 = 𝑉𝑎 𝑉𝑠 100 𝐻𝑣 = Humedad volumétrica expresada en porcentaje 𝑉𝑎 = Volumen de agua 𝐻𝑣 = Volumen de suelo húmedo
  • 19. • Ejemplo: Calcular la humedad volumétrica de una muestra de suelo que tiene un volumen total de 740 cm3 y un peso de 1080 g. el suelo seco pesa 960 g. Solución Peso de suelo húmedo …………………..1.080 g Peso de suelo seco …………………………… 960 g Peso de agua = volumen de agua …… 120 g = 120 cm3 𝐻𝑣 = 𝑉𝑎 100= 120 100 = 16,2 % 𝑉𝑠 740
  • 20. Es más racional utilizar la humedad gravimétrica que la humedad volumétrica, ya que el suelo del peso seco permanece invariable, mientras que su volumen varía con la estructura. Para pasar la expresión de la humedad a una u otra forma se utiliza la relación: 𝐻𝑣 = 𝑑𝑎 𝐻𝑔
  • 21. 2.3. Humedad expresada en altura de agua La relación de longitudes es la misma que la de volúmenes, ya que en ambos casos la superficie de la base es la misma. La expresión de la humedad en longitud se suele presentar como fracción, así por ejemplo la humedad volumétrica de 16.2 % significa que en un volumen del suelo con base a la unidad y altura de un metro, el agua ocuparía una altura de 0.162 m. por tanto, la humedad expresada en longitud sería: 0.162m de agua por m se suelo. Conocida la cantidad de agua expresada en mm de altura de agua, se puede conocer fácilmente la cantidad de agua, expresada en litros o en m3 contenida en la superficie unitaria (m2 o ha, respectivamente). Para una altura de 1 mm, el m2 contiene un volumen: 𝑉 = 10 × 10 × 0.1 = 1𝑑𝑚3 = 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 En esas mismas condiciones una ha contiene un volumen: 𝑉 = 1 × 10,000 = 10,000 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 = 10 𝑚3/ℎ𝑎
  • 22. • Ejemplo: Un suelo de 1 m de profundidad contiene una humedad gravimétrica del 15 %en los 40 cm más superficiales y del 20 %en los restantes 60 cm. Las densidades aparentes en estos horizontes son de 1,2 y 1,3 Tm/m3 respectivamente. Calcular la lámina de agua del perfil del suelo. Solución: 𝐻𝑣 = 𝐻𝑔 × 𝑑𝑎 En los 40 cm mas superficiales: 𝐻𝑣 = 15 × 1,2 = 18% Hay 0,18 cm de agua en 1 cm de profundidad 0,18 × 40 = 7,2 cm de agua En los 60 cm restantes : 𝐻𝑣 = 20 × 1,3 = 26% Hay 0,26 cm de agua en 1 cm de profundidad 0,26 × 60 = 15 𝑐𝑚 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 Lamina de agua total: 7,2 + 15,6 = 22,8
  • 23. 2.4. Potencial del agua del suelo La disponibilidad del agua del suelo para las plantas depende, no tanto de la cantidad de agua presente sino de su estado de energía, lo que determina mayor o menor dificultad que tienen las plantas para absorber el agua. De las dos principales formas de energía del agua, cinética y potencial, la primera puede despreciarse, ya que depende la velocidad del agua en el suelo, y esta es extraordinariamente baja. Por consiguiente, en el sistema suelo, agua, planta, el estado energético en cada punto viene determinado únicamente por la energía potencial. El potencial del agua en el suelo se puede expresar como energía libre, que es la energía que puede transformarse en trabajo. Se puede unir en unidades de presión: pascal (Pa), kilo pascal (KPa), atmosfera (atm), Kg/cm2 o metros de columna de agua (mca). En la práctica se considera: • 1 𝑎𝑡𝑚 = 1 𝐾𝑔 / 2 = 1𝑏𝑎𝑟 = 10 𝑚𝑐𝑎 = 100,000 𝑃𝑎 = 100𝑘𝑃𝑎 𝑐𝑚
  • 24. Al moverse el agua por los poros del suelo interacciona con las partículas sólidas (matriz del suelo) y con iones en disolución, quedando sometida a un conjunto de fuerzas. Además el agua está sometida a la acción de la gravedad y otras acciones externas. Las fuerzas actuantes son: • La gravedad • Derivadas de la matriz solida • Derivadas de los iones en disolución. • Externas (presión hidrostática, presión de los gases en disolución) -Potencial gravitacional, mediante el cual al añadir agua en un suelo seco esta se mueve hacia abajo debido a la acción de la gravedad. Este potencial desempeña un papel importante en la eliminación del exceso del agua del suelo. -Potencial matricial, debido a la interacción del agua con partículas sólidas del suelo (matriz del suelo). Como consecuencia de las interacciones se reduce la movilidad de las moléculas de agua cercanas a la superficie sólida, por tanto se reduce también su energía libre. Tiene valor nulo cuando no hay interacciones (en el suelo saturado) y valor negativo cuando las hay (suelo no saturado). 2.4. Potencial del agua del suelo
  • 25. -Potencial osmótico, debido a la interacción del agua con los iones en disolución como consecuencia de estas interacciones se reduce la movilidad de las moléculas de agua que rodean al soluto, cuando mayor sea la concentración del soluto tanto será la movilidad de las moléculas de agua y su energía libre. Tiene valor nulo para el agua pura y valor negativo cuando hay sustancias disueltas. En la práctica, en vez de medir la presión osmótica se mide la conductividad eléctrica, ya que ambas están relacionadas. -Potencial de presión, es debido sobre todo a la presión hidrostática en suelos saturado. Expresa la presión de columna de agua por encima del sistema de referencia. • El potencial total es la suma de todas las potencias parciales. 𝜔 𝑡 = 𝜔 𝑔 + 𝜔 𝑚 + 𝜔 𝑜 + 𝜔 𝑝 2.4. Potencial del agua del suelo
  • 26. 2.5. Estados del agua en el suelo. - Estado de saturación: Un suelo está saturado cuando todos sus poros están ocupados por el agua. Esta situación se presenta después de una lluvia copiosa o un riego abundante, o cuando existe un estrato impermeable a poca profundidad. Cuando un suelo saturado se deja drenar, el agua sobrante pasa al subsuelo por acción de la gravedad el agua eliminada de esta forma, que no es retenida por el suelo, se llama libre o gravitacional, cuando el estado de saturación se prolonga, las raíces de las plantas no acuáticas se mueren por falta de respiración. Desde el punto de vista de su utilización por las plantas cabe diferencias los siguientes estados de agua en el suelo:
  • 27. 2.5. Estados del agua en el suelo. - Capacidad de campo Partiendo de la situación anterior, cuando el suelo ya no pierde más agua por gravedad se dice que está a la capacidad de campo. En esta situación, el agua ocupa los poros pequeños y el aire ocupa una gran parte de los espacio de los poros grandes. Inmediatamente después de la saturación, el drenaje es muy rápido, pero después hace más lento. Pudiendo durar más o menos tiempo, según la textura del suelo. Se admite que el estado de capacidad de campo se alcanza en suelos bien drenados a los dos o tres días después de una lluvia copiosa, aunque esto no es cierto para todos los suelos, ya que en los arcillosos se alcanza con más lentitud que en los arenosos.
  • 28. 2.5. Estados del agua en el suelo. - Punto de marchitamiento A partir de la capacidad de campo, el agua del suelo se va perdiendo progresivamente por evaporación y absorbida por las plantas, llega un momento en que las plantas ya no pueden absorber toda el agua que necesita y se marchitan irreversiblemente. Se dice entonces que el suelo ha alcanzado el punto de marchitamiento. Este estado marca el límite inferior de aprovechamiento del agua del suelo por las plantas. Al igual que la capacidad de campo el punto de marchitamiento depende más de la textura que de la estructura del suelo. Para un mismo contenido de humedad, la tenacidad con que es retenida el agua por el suelo es mayor en suelos de textura arcillosa en los de textura arenosa
  • 29. 2.5. Estados del agua en el suelo. • Tabla N° 03 – propiedades físicas del suelo Fuente: Fuentes, José (2003)
  • 30. 2.5. Estados del agua en el suelo. Determinación de la capacidad de campo punto de marchitamiento La cantidad del agua retenida por el suelo en la capacidad de campo y punto de marchitamiento se miden en el laboratorio o en el mismo terreno. A falta de datos de análisis que den la humedad del suelo en estas fases, se puede calcular estos valores, de un modo aproximado, a partir de otros datos analíticos más fáciles de obtener, tales como la composición de la textura. Entre las fórmulas más utilizadas están las siguientes: 𝐶𝑐 = 0,48𝐴𝑐 + 0.162𝐿 + 0.023𝐴𝑟 + 2.62 𝐶𝑐 = Humedad a la capacidad de campo, expresada como humedad gravimétrica, en % 𝐴𝑐=Contenido de arcilla, expresado en humedad gravimétrica, en % 𝐿= contenido de limo, expresado en humedad gravimétrica, en % 𝐴𝑟= contenido de arena, expresado en humedad gravimétrica, en %
  • 31. 2.5. Estados del agua en el suelo. Determinación del punto de marchitamiento 𝑃𝑚 = 0.302𝐴𝑐 + 0.102𝐿 + 0.0147𝐴𝑟 𝑃𝑚= punto de marchitamiento, expresada como humedad gravimétrica, en % Ejemplo: Calcular la capacidad de campo y punto de marchitamiento de un suelo que tiene la siguiente textura: 35% de arcilla, 20% de limo y 45 % de arena, esta composición esta expresada en humedad gravimétrica. Solución: Cc=0,48Ac+0,162L+0,023Ar+2,62=0,48 × 35 + 0,162 × 20 + 0,023 × 45 + 2,62 = 23,69% 𝑃𝑚 = 0,302𝐴𝑐 + 0,102𝐿 + 0,0147𝐴𝑟 = 0,302 × 35 + 0,102 × 20 + 0,0147 × 45 = 13,27%
  • 32. 2.6. Agua disponible para el cultivo El agua disponible (AD) para las plantas es el agua comprendida entre la capacidad de campo (Cc) y el punto de marchitamiento (Pm): 𝐴𝐷 = 𝐶𝑐 − 𝑃𝑚 La reserva de agua disponible para las plantas es el agua disponible contenida en la profundidad del suelo que alcanzan las raíces. Reserva disponible = (capacidad de campo – punto de marchitamiento)*profundidad de las raíces.
  • 33. 2.6. Agua disponible para el cultivo Desde el punto de vista de su utilización por las plantas: - Agua sobrante: porción de agua que sale libremente del suelo por la acción de la gravedad. Comprende agua gravitacional. Esta no puede ser utilizada por las plantas, porque pasa a una parte del suelo no accesible por la planta. - Agua disponible: es la porción de agua que puede ser absorbida por las raíces de las plantas con suficiente rapidez para compensar las perdidas por transpiración. Es la diferencia e la capacidad de campo y punto de marchitamiento. - Agua no disponible: es la porción de agua retenida por el suelo con tanta fuerza que las plantas no pueden absorberla con suficiente rapidez para compensar las perdidas por transpiración. Esta agua es la que permanece en el suelo a partir del punto de marchitamiento.
  • 34. 2.6. Agua disponible para el cultivo - Reserva de agua fácilmente disponible: es la cantidad de agua que pueden absorber las plantas sin hacer un esfuerzo excesivo y, por tanto, sin que haya una disminución del rendimiento. La reserva de agua fácilmente disponible es igual a la reserva de agua disponible multiplicada por un coeficiente llamado (fracción de agotamiento del agua disponible (ver tabla N° 04) Tabla N° 04 – fracción de agotamiento del agua disponible ( 𝑓) para distintos cultivos Fuente: Fuentes, José (2003)
  • 35. 2.6. Agua disponible para el cultivo Ejemplo: Calcular la reserva de agua fácilmente disponible en un suelo donde se han tomado los datos siguientes: • Capacidad de campo Cc=0,27 cm de altura de agua por cm de profundidad • Punto de marchitamiento Pm=0,11cm de altura de agua por cm de profundidad • Profundidad del suelo = 70 cm • Fracción de agotamiento del agua disponible 𝑓 = 0,7 Solución: Agua disponible=Cc − Pm = 0,27 − 0,11 = 0,16 cm de altura de agua por cm de profundidad En una profundidad de 70 cm habrá una reserva de agua disponible de: 0,16 × 70 = 11,2 cm Reserva de agua fácilmente disponible: 11,2 × 0,7 = 7,84cm = 78,4 mm Teniendo en cuenta que: 1 mm de altura de agua = 1 Litro/m2=10 m3/ha Reserva de agua fácilmente disponible: 78,4 mm= 78,4 litros/m2=784 m3/ha
  • 36. 2.7. Flujo del agua en el suelo El agua se mueve a través de los poros del suelo que están interconectados. Los procesos implicados en este movimiento son: • Entrada del agua en el suelo (infiltración y ascenso capilar desde la capa freática). • Redistribución del agua en los diferentes puntos del suelo. • Salida del agua del suelo (evaporación, percolación y absorción por las plantas) • El potencial hidráulico (potencial gravitacional + potencial matricial + potencial de presión hidrostática) determina el movimiento del agua en el suelo, que pueden producirse en dos formas: flujo saturado y flujo no saturado.
  • 37. 2.7. Flujo del agua en el suelo - Conductividad hidráulica Hace referencia a la capacidad del suelo para permitir el paso del flujo de agua. Depende de las características del suelo (forma, tamaño y continuidad de poros) del contenido de agua (por tanto, es función del potencial matricial) y de la viscosidad del agua. En régimen de flujo saturado la conductividad del agua es constante (suponiendo el suelo uniforme), mientras que el flujo no saturado depende del rozamiento del agua con las paredes de los poros por lo que tendrá un valor menor que el flujo saturado. Conductividad hidráulica (m/día) Evaluación (FAO) < 0,2 Muy lenta 0,2 – 0,5 Lenta 0,5 – 1,4 Moderada 1,4 – 1,9 Moderadamen te rápida 1,9 – 3 Rápida > 3 Muy rápida Fuente: Fuentes, José (2003) Tabla N°05 – criterios de evaluación de la conductividad hidráulica
  • 38. 2.7. Flujo del agua en el suelo Infiltración La infiltración es el proceso de entrada del agua en el suelo desde la superficie del mismo. Cuando se aplica el agua en toda la superficie del suelo, el flujo se produce en sentido vertical: pero cuando se aplica solo a una parte de la superficie, en sentido vertical y horizontal. Cuando el suelo está bastante seco la velocidad de infiltración es alta, pero disminuye rápidamente a medida que las arcillas se expanden y taponan parcialmente los poros, hasta llegar a una situación que se estabiliza a lo largo del tiempo este valor contante se llama velocidad básica de infiltración, que depende, fundamentalmente, de la textura del suelo del suelo
  • 39. 2.7. Flujo del agua en el suelo • Infiltración La velocidad de infiltración es la cantidad de agua infiltrada por unidad de superficie y de tiempo. Se mide en mm de altura de agua por hora (1 mm de altura de agua equivale a 1 litro por m2 de superficie.) De un modo general los valores de la velocidad de infiltración básica o tasa de infiltración es como sigue: Cuando la cantidad aportada por la precipitación o el riego sobrepasan la velocidad de infiltración, el exceso de agua forma charcos en la superficie del suelo, y si el suelo está en pendiente se produce escorrentía superficial. Textura Vbi Arcilloso………………………… < 5mm/hora Franco-arcilloso…………….. 5 - 10 mm/hora Franco…………………………… 10 – 20 mm/hora Franco – arenoso………….. 20 – 30 mm/hora Arenoso………………………… >30 mm/hora Fuente: Fuentes, José (2003) Cuadro N° 06 – velocidad básica de infiltración de suelo
  • 40. 2.7. Flujo del agua en el suelo • Medida de la velocidad de infiltración Los procedimientos más usuales para medir en el campo la velocidad de infiltración son el cilindro infiltrómetro y el surco infiltrómetro. Método del cilindro infiltrómetro Este método consiste en verter agua en un tubo cilíndrico colocado sobre el terreno y medir tiempos sucesivos la disminución de la altura del agua vertida en el cilindro. El agua penetra en profundidad en el área de terreno correspondiente a la base del cilindro, pero también se extiende lateralmente, lo que origina un resultado erróneo por exceso. Para evitar este inconveniente se dispone de otro tubo cilíndrico de mayor diámetro concéntrico con el anterior, y se vierte el agua en el espacio comprendido entre los dos cilindros.
  • 41. Tabla N°07 – Ejemplo de formato para la recolección de datos en prueba de infiltración Para evitar este inconveniente se dispone de otro tubo cilíndrico de mayor diámetro concéntrico con el anterior, y se vierte el agua en el espacio comprendido entre los dos cilindros. De este modo el agua de los dos recipientes penetra en el suelo al mismo tiempo. Evitándose la infiltración lateral del agua vertida en el cilindro interior. Con lo cual el vaciado de este cilindro indica la velocidad de infiltración con más exactitud. 2.7. Flujo del agua en el suelo Fuente: Delgadillo, Luis (2016)
  • 42. III. Necesidades hídricas de los cultivos 3.1. Evapotranspiración Recibe el nombre de evapotranspiración (o uso consuntivo del agua) a la cantidad de agua transpirada por el cultivo y evaporada por la superficie del suelo en donde se asienta el cultivo. Cabe distinguir dos formas de transpiración.
  • 43. 3.1. Evapotranspiración • Evapotranspiración potencial máxima. Es la cantidad de agua consumida, durante un determinado periodo de tiempo, en un suelo cubierto de una vegetación homogénea, densa, en plena actividad vegetativa y con un buen suministro del agua. • Evapotranspiración real. Es la cantidad de agua realmente consumida por un determinado cultivo durante el periodo de tiempo considerado. El rendimiento de un cultivo es máximo cuando la transpiración es máxima y esto ocurre cuando el cultivo se desarrolla en las mejores condiciones posibles. Ocurre entonces que la evapotranspiración real coincide con la evapotranspiración máxima. Tanto en la evaporación como en la transpiración, el agua pasa del estado líquido al estado gaseoso, y este cambio de estado se ve favorecido cuando el aire está caliente, seco o muy movido Por otra parte la cantidad de agua perdida por evaporación depende de las disponibilidades de agua en el suelo y de la capacidad de las plantas para absorber y transpirar esa agua contenida en el suelo.
  • 44. 3.1. Evapotranspiración Factores que condicionan la evapotranspiración Factores concurrentes en el suelo: tales como la capacidad de retención del agua, capacidad de almacenamiento, exposición a los rayos solares, etc. Naturaleza de la vegetación: especialmente en los órganos encargados de la absorción y la transpiración del agua. Fase vegetativa en que se encuentra el cultivo: la evapotranspiración varía a lo largo del ciclo vegetativo. Condiciones meteorológicas: que favorecen o atenúan la evaporación, tales como intensidad de la radiación solar, vientos, humedad atmosférica, etc. Una gran parte del agua absorbida por la planta se consume en la evapotranspiración, ya que solo una mínima parte (del 0,1 al 1%)se incorpora a los tejidos de la planta (agua de constitución), por tanto, desde un punto de vista práctico se consideran las necesidades hídricas de los cultivos iguales a las necesidades de evapotranspiración
  • 45. 3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos La determinación de las necesidades de agua de un cultivo puede hacerse por diversos métodos. Un método directo es el lisímetro, recipiente de gran tamaño lleno de tierra en donde se siembra la planta objeto de estudio y se cultiva de la forma más parecida posible a como se efectúa el cultivo en el campo. Se coloca a la intemperie, sobre una superficie en la que pueda recogerse el agua que escurra. Periódicamente 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 evalúan la evapotranspiración a partir de datos climáticos y de otra clase. Entre ellos: Hargreaves, Blaney Criddle, de la radiación, Penman y de la cubeta evaporimétrica.
  • 46. 3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos Según estos métodos, para calcular la evapotranspiración de un cultivo cualquiera se valora antes la evapotranspiración del cultivo de referencia, relacionándose ambos mediante un coeficiente obtenido experimentalmente. 𝐸𝑇 𝑐𝑢𝑙𝑡𝑖𝑣𝑜 = 𝐸𝑇𝑜 × 𝐾𝑐 𝐸𝑇 𝑐𝑢𝑙𝑡𝑖𝑣𝑜 = Evaporación de un cultivo determinado, expresado en mm por día. 𝐸𝑇𝑜 =Evapotranspiración del cultivo de referencia, expresado en mm por día. 𝐾𝑐=Coeficiente de cultivo, variable con el propio cultivo y con su periodo vegetativo.
  • 47. 3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos - 𝐸𝑇𝑜 Se define como la tasa de evapotranspiración de un cultivo extenso y uniforme de gramíneas, de 8 a 15 cm de altura, en crecimiento activo, que sombrea totalmente el suelo y no esta escaso de agua. - La 𝐸𝑇 𝑐𝑢𝑙𝑡𝑖𝑣𝑜 es la evapotranspiración de un cultivo determinado en un suelo fértil, sin enfermedades y con suficiente cantidad de agua para dar una plena producción. - El cálculo del 𝐸𝑇𝑜 se hace en la misma zona de riego o mediante fórmulas que relacionan ciertos datos climáticos. Las formulas se utiliza, generalmente, como métodos de predicción, mientras que el método de la cubeta evaporimétrica mide la evaporación real ocurrida en dicha cubeta.
  • 48. 3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos • Método de Hargreaves: Método diseñado por el Dr. George Hargreaves sugiere el cálculo de la evapotranspiración potencial a partir de datos medidos de temperatura media del aire, humedad relativa media y de datos de radiación solar. La evapotranspiración potencial se calcula mediante la siguiente formula: Eto=0,0023Ra(Tm+17,8) 𝑇𝑚á𝑥 − 𝑇𝑚𝑖𝑛 𝐸𝑇𝑜 = Evapotranspiración potencial, en mm/día Ra = Radiación extraterrestre, expresada en equivalente de evaporación de agua, en mm/día 𝑇𝑚á𝑥 = Temperatura máxima media del período considerado, en °C. 𝑇𝑚𝑖𝑛 = Temperatura mínima del período considerado, en °C. Tm = Temperatura media del período considerado, en °C.
  • 49. 3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos • Método de Hargreaves: Fuente: Fuentes, José
  • 50. 3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos • Método de Hargreaves: Ejemplo: calcular el ETo, durante el mes de agosto, por el método de Hargreaves, con los datos siguientes: Situación: 8° Latitud sur, Temperatura máxima media de agosto: 21,83, Temperatura mínima media de agosto: 5,92 Solución: Eto=0,0023Ra(Tm+17,8) 𝑇𝑚á𝑥 − 𝑇𝑚𝑖𝑛 Ra: 13,7 mm/día 𝑇𝑚 = 21,83 + 5,92 2 = 13,88°𝐶 Sustituyendo 21,83 − 5,92 Eto=0,0023 × 13,7(13,88+17,8) Eto=3,98 𝑚𝑚/𝑑í𝑎
  • 51. 3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos Método de Penman: Este método se utiliza en zonas donde se disponga de datos medidos sobre temperatura, radiación, humedad y viento. Es el más exacto de los que utilizan formulas empíricas para predecir las necesidades hídricas de los cultivos, pero exige unos cálculos laboriosos. Se aplica la formula siguiente: 𝐸𝑇𝑜 = 𝑐 𝑊 ∗ 𝑅𝑛 + 1 − 𝑊 ∗ 𝑓 𝑢 ∗ (𝑒𝑎 − 𝑒𝑑) 𝐸𝑇𝑜 = Evapotranspiración del cultivo de referencia, expresado en mm/día. 𝑒𝑎 = Presión saturante del vapor de agua, expresada en milibares (Tabla) 𝑒𝑑 = Presión real del vapor de agua. Expresada en milibares.
  • 52. 3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos 𝑒𝑎 ∗ 𝑅𝐻 𝑒𝑑 = 100 (𝑅𝐻 = Humedad relativa media, en porcentaje) 𝑓 𝑢 = 0,27(1 + 𝑢 100 ) (𝑢 Es la velocidad del viento expresada en Km/día, a 2 m de altura). 𝑅𝑛= Radiación neta total, expresada en equivalente de evaporación en mm/día 𝑅𝑛 = 0,75𝑅𝑠 − 𝑅𝑛𝑙 𝑅𝑠 = 0,25 + 0,5 𝑛 𝑁 𝑅𝑎 𝑅𝑠, 𝑅𝑎, 𝑛 𝑦 𝑁 Son los mismos conceptos indicados en las tablas 2 y 3 anexadas para este método Método de Penman:
  • 53. 3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos Método de Penman: 𝑅𝑛𝑙= Radiación neta de onda larga, expresada en equivalente de evaporación en mm/día. 𝑛 𝑁 𝑅𝑛𝑙 = 𝑓 𝑇 ∗ 𝑓 𝑒𝑑 ∗ 𝑓( ) (Tablas 6, 7 y 8) 𝑊 = Factor de ponderación (Tabla 4). 𝑐 = Factor de ajuste (Tabla 9).
  • 54. 3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos Método de Penman:
  • 55. 3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos Método de Penman:
  • 56. 3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos Método de Penman:
  • 57. 3.2. Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos - El método del evaporímetro Los efectos combinados de la radiación, la temperatura, la humedad y el viendo influyen sobre la cantidad de agua evaporada en una superficie de agua libre. Estos mismos elementos climáticos influyen también, de un modo análogo, sobre la evapotranspiración del cultivo. El método del evaporímetro se basa en relacionar la evaporación del agua de la cubeta con la evapotranspiración del cultivo de referencia (Eto) mediante la fórmula: 𝐸𝑡𝑜 = 𝐾𝑝 × 𝐸𝑝 𝐸𝑡𝑜 = Evapotranspiración del cultivo de referencia, expresada en mm por día. 𝐾𝑝 = Coeficiente de la cubeta, que depende del tipo de cubeta, del clima y del medio que circunda la cubeta. 𝐸𝑝 = Evaporación de la cubeta, expresada en mm por día. Representa el valor medio diario del periodo considerado
  • 58. 3.3. Coeficiente del cultivo Kc El valor del coeficiente del cultivo depende de las características de la planta, y expresa la variación de su capacidad para extraer el agua del suelo durante su periodo vegetativo. Esta variación es más evidente en cultivos anuales, que cubren todo su ciclo en un periodo reducido de tiempo. En estos cultivos hay que distinguir cuatro etapas en su periodo vegetativo:
  • 59. 3.3. Coeficiente del cultivo Kc
  • 60. 3.3. Coeficiente del cultivo Kc • Primera etapa: etapa inicial o de establecimiento del cultivo. Abarca desde la siembra o plantación hasta que el cultivo queda plenamente establecido: cubre o sombrea un 10% de la superficie del suelo. • Segunda etapa: etapa de desarrollo del cultivo o de rápido desarrollo del cultivo. Abarca desde el final de la etapa anterior hasta que el cultivo cubre o sombrea de forma efectiva la superficie del suelo (no menos del 70 – 80 % de esta). • Tercera etapa: etapa de mediados del periodo o de máxima evapotranspiración. Abarca desde el final de la etapa anterior hasta la iniciación de la maduración del cultivo, que se manifiesta por envejecimiento del follaje. • Cuarta etapa: etapa final o de maduración y cosecha. Abarca desde el final de la etapa anterior (que se manifiesta por una marcada disminución en el consumo de agua) hasta la maduración del cultivo o su cosecha.
  • 61. 3.3. Coeficiente del cultivo Kc
  • 62. 3.3. Coeficiente del cultivo Kc
  • 63. • Hoja de cálculo Método de Hargreaves • Cropwat Penman mediante TALLER
  • 64. IV. Dosis de riego - Programación del riego Cuándo se debe regar Cuánta Cantidad de agua se debe aplicar en cada riego Cuánto tiempo se debe aplicar el agua en cada riego Para contestar las dos primera preguntas hay que tener en cuenta las necesidades de agua del cultivo y las características del suelo en cuanto a su capacidad para retener el agua. Para contestar la tercera pregunta hay que tener en cuenta la velocidad de infiltración del agua en el suelo.
  • 65. 4.1. Necesidades netas de riego Las necesidades netas de riego (Nn) vienen definidas por las siguientes variables - Necesidades de agua del cultivo ET(cultivo) - Aportaciones de la precipitación efectiva - Aporte capilar desde una capa freática próxima a las raíces - Variación en el almacenamiento de agua en el suelo
  • 66. 4.1. Necesidades netas de riego 𝑁𝑛 = 𝐸𝑇 𝑐𝑢𝑙𝑡𝑖𝑣𝑜 − 𝑃𝑒 − 𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒 𝑐𝑎𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 − 𝑉𝑎r𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑚𝑎𝑐𝑒𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 Del total de agua de precipitación que cae sobre la superficie de un terreno, una parte se infiltra y se incorpora a la zona radical, otra parte percola en profundidad fuera del alcance de las raíces, otra parte se pierde por escorrentía superficial y otra parte queda interceptada por la vegetación, desde donde se evapora posteriormente. Se llama precipitación efectiva a la proporción de agua retenida en la capa radical con relación a la lluvia caída.
  • 67. 4.2. Precipitación efectiva Existen diferentes criterios para estimar la precipitación efectiva, según se consideren de mayor o menor peso de los diferentes factores que intervienen en el aprovechamiento de la precipitación caída. 1. En función de la precipitación caída durante el mes (P) 𝑃𝑒 = 0,8𝑃 − 25 cuando P es inferior a 75 mm se aplica las fórmula 𝑃𝑒 = 0,6𝑃 − 10 2. En función de la precipitación mensual en suelos de pendiente ligera (tabla ). 3. En función de la precipitación mensual (P) y del número de precipitaciones habidas durante el mes (n) 𝑃𝑒 = 0,8𝑃 − 12,5 n
  • 68. 4.3. Probabilidades de lluvia Cuando se toman los datos de precipitación media de una serie de años ocurre que en la mitad de esos años no alcanza la cifra dicha precipitación media. Si se requiere una precisión mayor que la obtenida con la precipitación media se calcula la probabilidad de lluvia esperada, el procedimiento es como sigue: Se establecen los valores de precipitación (mensual o anual) obtenidos en una estación meteorológica durante varios años de registro. Se ordena en orden decreciente, dando a cada valor el número de orden correspondiente. se calcula la probabilidad de ocurrencia mediante la fórmula: 100𝑀 𝑃 = 𝑁 + 1 𝑃 = probabilidad expresada en porcentaje 𝑀 = Número de orden 𝑁= Número de observaciones
  • 69. 4.3. Necesidades totales. Eficiencia de aplicación Dejando a parte las perdidas habidas en los canales y acequias de conducción y distribución del agua hacia la parcela de riego, las perdidas ocurridas en la propia parcela se pueden agrupar de la siguiente forma: - Por evaporación en el suelo - Por escorrentía superficial - Por lavado o lixiviación - Por evaporación directa del chorro o sistema que pulverizan el agua. - Por deficiente distribución del agua
  • 70. 4.3. Necesidades totales. Eficiencia de aplicación De define como eficiencia de aplicación del agua en un sistema de riego entre la proporción de agua almacenada en la zona radical y la cantidad de agua aplicada por el sistema de riego. 𝐸𝑎 = 𝑁𝑛 de donde 𝑁𝑡 = 𝑁𝑛 𝑁𝑡 𝐸𝑎 𝐸𝑎 = eficiencia de aplicación 𝑁𝑛= necesidades netas 𝑁𝑡= necesidades totales o volumen de agua aplicada 𝐸𝑎 = Rt × 𝐹𝑙 × 𝐹𝑟 × 𝐶𝑈 Rt= Relación de Transpiración 𝐹𝑙= Factor de lavado 𝐹𝑟= Factor de rociado 𝐶𝑈= Coeficiente de uniformidad del sistema de riego
  • 71. 4.3. Necesidades totales. Eficiencia de aplicación Factor de lavado (FL): el arrastre del exceso de sales presentes en el suelo se hace aplicando agua en exceso mediante el riego. La fracción de agua de riego que debe atravesar la zona radical para arrastrar el exceso de sales es el requerimiento de lavado cuyo valor viene en función de la salinidad del agua de riego y la tolerancia de los cultivos a la salinidad. Tabla Nº – Relación de transpiración debida a la percolación (Rp)en terrenos con pendientes inferior al 5%. Profundidad de las raíces Textura del suelo Muy arenosa Arenosa Media Fina < 0,75 0,90 0,90 0,95 1 0,75 – 1,50 0,90 0,95 1 1 >1,50 0,95 1 1 1 • Relación de Transpiración (Rt): • es la porción de agua evapotranspirada y la cantidad de agua puesta a disposición de la • planta. La diferencia entre esas cantidades se debe a las perdidas • por escorrentía superficial y percolación profunda. • En riego por aspersión la escorrentía se produce , sobre todo, cuando la cantidad de agua aplicada sobrepasa la capacidad de infiltración del suelo. La escorrentía se incrementa cuando aumenta la pendiente del terreno. En caso de riego localizado y en riego por aspersión con pendiente inferior al 5% no se considera la escorrentía, por lo que la relación de transpiración depende exclusivamente de la percolación.
  • 72. 4.3. Necesidades totales. Eficiencia de aplicación Factor de rociado (Fr): cuando el agua se aplica por pulverización (aspersores difusores, etc.) se producen unas perdidas por evaporación directa desde el agua de chorro y desde el agua que moja la parte aérea de las plantas. La fracción de agua perdida por evaporación viene en función de los factores climáticos y del grado de pulverización del chorro. En condiciones normales estar pérdidas varían entre el 1 y 6%. En condiciones severas (temperatura alta, baja humedad relativa , tamaño de gota muy pequeño, alta velocidad del viento) las perdidas pueden ser bastante elevadas. 𝐹𝑟 = 1 − 𝑃𝑟 𝐹𝑟 = Factor de rociado, en tanto por uno. 𝑃𝑟 = Pérdidas por evaporación directa, en tanto por uno. Coeficiente de uniformidad (CU). Se refiere al reparto mas o menos uniforme del agua infiltrada, y se expresa mediante un valor porcentual. Cuando este valor es 100 significa que en toda superficie de riego se infiltra la misma cantidad de agua, cosa que nunca ocurre en la práctica. La falta de uniformidad en la distribución del agua origina un aumento en la cantidad del agua aplicada, co el fin de que las plantas que reciban menos cantidad tengan lo suficiente para cubrir sus necesidades, con lo cual habrá otras plantas que reciban con exceso.
  • 73. 4.4. Dosis de riego e intervalo de riego La dosis de riego es la cantidad de agua que se aplica en cada riego por unidad de superficie. Cabe diferenciar entre una dosis neta (Dn) y dosis bruta o total (Dt). La dosis neta corresponde a la reserva fácilmente disponible, y viene dada por la fórmula: 𝐷𝑛 = 100 × 𝐻 × 𝐷𝑎 × (𝐶𝑐 − 𝑃𝑚) × 𝑓 𝐷𝑛 = Dosis neta expresada en m3/ha. 𝐻= Profundidad de las raíces, en m. 𝐷𝑎=Densidad aparente del suelo. 𝐶𝑐=Capacidad de campo, expresado en porcentaje en peso de suelo seco 𝑃𝑚= Punto de marchitamiento, expresado en porcentaje en peso de suelo seco 𝑓 = Fracción de agotamiento de agua disponible, expresado en tanto por uno.
  • 74. 4.4. Dosis de riego e intervalo de riego Cuando Cc y Pm vienen expresados en porcentaje de volumen de suelo, la fórmula sería: Cuando Cc y Pm vienen expresados en mm de altura de agua, la fórmula sería: 𝐷𝑛 = 𝐻 × (𝐶𝑐 − 𝑃𝑚) × 𝑓 𝐷𝑛 = Dosis neta expresada en m3/ha. 𝐻= Profundidad de las raíces, en cm. 𝐶𝑐=Capacidad de campo, expresado mm/cm. 𝑃𝑚= Punto de marchitamiento, expresado en mm/cm. 𝑓 = Fracción de agotamiento de agua disponible, expresado en tanto por uno. 𝐷𝑛 = 100 × 𝐻 × (𝐶𝑐 − 𝑃𝑚) × 𝑓
  • 75. 4.4. Dosis de riego e intervalo de riego La dosis total es: 𝐷𝑛 𝐷𝑡 = 𝐸𝑎 Siendo 𝐸𝑎 La eficiencia de aplicación Se debe regar cuando las extracciones de las plantas agoten la reserva fácilmente disponible. Por consiguiente, el intervalo (i) en días será: 𝑁𝑒𝑐𝑒𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑛𝑒𝑡𝑎𝑠 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑖 = 𝑅𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎 𝑓𝑎𝑐𝑖𝑙𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑙𝑒 = 𝐷𝑛 𝑁𝑛𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑠 = 𝐷𝑛 𝐸𝑡(𝑐𝑢𝑙𝑡𝑖𝑣𝑜)−𝑃𝑒
  • 76. 4.4. Dosis de riego e intervalo de riego (2) Reemplazando en: 𝑖 = 𝐷𝑛 𝐸𝑡(𝑐𝑢𝑙𝑡𝑖𝑣𝑜)−𝑃𝑒 8𝑚𝑚 =60,48 mm = 7,5 días Ejemplo: • Un suelo de densidad aparente 1,4 y 0,90 m de profundidad tiene una capacidad de campo de 24% con relación de suelo seco y un punto de marchitamiento del 8% con relación al suelo seco. Calcular el intervalo de dos riegos consecutivos, sabiendo que la evaporación consume diariamente 8 mm de altura de agua y que la fracción de agotamiento del agua es de 0,3. no se tiene en cuenta la precipitación. Solución: (1) Reemplazando en: 𝐷𝑛 = 100 × 𝐻 × 𝐶𝑐 − 𝑃𝑚 × 𝑓 = 100 × 0,9 × 1,4 × 24 − 8 × 0,3 𝐷𝑛 =604,8𝑚3/ℎ𝑎 = 60,48 𝑚𝑚
  • 77. 4.5. Caudal necesario El caudal de agua necesaria viene dado por la siguiente expresión: 𝑄 = 10 𝑆 × 𝐷𝑡 𝑖𝑟 × 𝑇 • 𝑄 = Caudal necesario en m3/hora. • 𝑆= Superficie regada en ha. • 𝐷𝑡= Dosis total, en mm de altura de agua. • 𝑖𝑟= Numero de días empleados en regar, dentro del intervalo de riego. • 𝑇= Tiempo de riego, en horas/día.
  • 78. V . Calidad del agua de riego El agua natural es un sistema de cierta complejidad, no homogéneo, que puede estar constituido por una fase acuosa, una gaseosa y una o más fases sólidas. La composición química de este sistema en función del uso que se le da, recibe el nombre de calidad del agua. Existe una serie de normas que regulan las concentraciones permisibles que debe poseer cada elemento o indicador de calidad según los diferentes usos. Los suelos contienen sales solubles que provienen de la descomposición de las rocas de donde se originan y las incorporadas con el agua de riego y con las aguas provenientes del sub suelo.
  • 79. V . Calidad del agua de riego La calidad del agua para riego depende no solo de su contenido en sales sino también del tipo de sales. Los problemas más comunes derivados de la calidad del agua se relacionan con los siguientes efectos: - Salinidad: A medida que aumenta el contenido de sales en la solución del suelo tanto mas se incrementa la tensión osmótica y, por tanto, la planta tiene que hacer mayor esfuerzo de succión para absorber el agua por las raíces. Todo ello se traduce en ultima instancia, en una disminución de la cantidad de agua disponible para la planta. - Infiltración del agua en el suelo: Un contenido relativamente alto de sodio y bajo de calcio significa que las partículas de suelo tienden a disgregarse, lo que ocasiona una reducción de la velocidad de infiltración del agua. Esta reducción de la infiltración puede ser de tal magnitud que implique poca disponibilidad de agua en el perfil del suelo. - Toxicidad: Algunos iones, tales como los de sodio, cloro y boro, se pueden acumular en los cultivos en concertaciones suficientemente altas como para reducir el rendimiento de las cosechas. - Otros efectos: en algunas ocasiones hay que considerar los nutrientes contenidos en el agua de riego, a efectos de restringir la fertilización o porque existan efectos contra producentes. En otras ocasiones se puede producir una corrosión excesiva en el equipo de riego, lo que aumenta el costo de mantenimiento
  • 80. V . Calidad del agua de riego 5.1. Salinidad - Aumentan las fuerzas de retención, debido a la afinidad de las sales por el agua, con lo cual las plantas tienen que hacer un esfuerzo suplementario para absorber el agua. - Este efecto acumulativo trae como consecuencia que la disponibilidad de agua para el cultivo disminuye a medida que aumenta la salinidad de la solución del suelo. - La salinidad se expresa normalmente por la salinidad por su extracto de saturación y esta se determina saturando con agua destilada una muestra de suelo, se extrae la totalidad del agua y se mide la conductividad a temperatura de ambiente. - La concentración de sales varia con la profundidad. Inmediatamente después del riego, la mayor cantidad del agua fácilmente disponible se encuentra en la superior de la zona radical .
  • 81. 5.1. Salinidad • Evaluación de la salinidad - Composición de las sales disueltas: los iones contenidos en el agua de riego son los siguientes: - El contenido de cada ion se mide en miligramos (mg) o en miliequivalentes (meq) por litro. (el meq es igual al peso atómico, molecular o iónico expresado en mg dividido por la valencia). Tabla Nº 10 – iones contenidos el agua de riego Cationes Aniones Calcio (𝐶𝑎2+) Cloruro (𝐶𝑙−) Magnesio (𝑀𝑔2+) Sulfato (𝑠𝑜2−) 4 Sodio (𝑁𝑎+) Bicarbonato (𝐻𝐶𝑂−) 3 Calcio (𝐾2+) Carbonato (𝐶𝑂3 ) 2− Tabla Nº 11 – Equivalencia entre meq y mg Iones Mg contenidos en un meq meq contenidos en un mg Calcio (𝐶𝑎2+) 20 0,0500 Magnesio (𝑀𝑔2+) 12,2 0,0819 Sodio (𝑁𝑎+) 23 0,0434 Calcio (𝐾2+) 39,1 0,0256 Cloruro (𝑪𝒍−) 35,5 0,0282 Sulfato (𝒔𝒐𝟐−) 𝟒 48 0,0208 Bicarbonato (𝑯𝑪𝑶−) 𝟑 61 0,0164 Carbonato (𝑪𝑶𝟐−) 𝟑 30 0,0333
  • 82. 5.1. Salinidad - Concentración de sales El conjunto de sales disueltas recibe el nombre de extracto seco. Para medir la concentración de estas sales se emplean dos procedimientos: - Medición del contenido de sales. Se evapora en una estufa una muestra de agua, se pesa el residuo sólido y se expresa el resultado en g/litro igual a partes por millón (ppm). - Medición de la conductividad eléctrica. La conductividad de una disolución es proporcional al contenido de sales disueltas e ionizadas contenidas en esa disolución. Las sales que interesan en el agua de riego son muy solubles e ionizables por consiguiente se puede conocer indirectamente el contenido salino de una disolución midiendo la cantidad de corriente que pasa a su través. La conductividad eléctrica varia con la temperatura, por lo que para normalizar medidas se ha convenido expresarla a la temperatura de 25 °C. La conductividad eléctrica se expresa en mho/cm a la temperatura de 25 °C
  • 83. 5.1. Salinidad En la actualidad la conductividad se suele expresar en deciSiemens/m(dS/m) y en microSiemens/cm (micros/cm) dS/m=mmho/cm; micros/cm = micromho/cm El contenido de sales totales (ST)y la conductividad eléctrica (CE)están relacionadas mediante la ecuación: 𝑆𝑇 = 0,64𝐶𝐸 𝑆𝑇 =contenido de sales, expresado en gr/litro. 𝐶𝐸 = Conductividad eléctrica, expresada en dS/m. La presión osmótica y la conductividad eléctrica se relacionan mediante la ecuación 𝑃𝑜 = 0,36𝐶𝐸 • 𝑃𝑜 =Presión osmótica, expresada en atmósferas. • 𝐶𝐸 = Conductividad eléctrica, expresada en dS/m.
  • 84. 5.1. Salinidad Las directrices se dan a continuación, propuestas por FAO, son las que recomienda el comité de consultores de la universidad de california: Elaborado a partir de supuestos básicos: - Climas áridos y semi áridos con precipitaciones bajas. - Que el drenaje es bueno y no hay nivel freático alto. Tabla Nº 12 – Directrices para evaluar los problemas de salinidad Unidad Grado de restricción de uso Ninguna Ligera a moderada Severa dS/m < 0,7 0,7-3 > 3 ml/l < 450 450-2000 > 2000 - Que todas las sales acumuladas en la zona radicular provienen del agua de riego. - Se supone que el agua extraída por la planta en su zona radicular procede: el 40%, de la cuarta parte mas superficial; el 30 %, de la segunda cuarta parte; el 20 %, de la siguiente y el 10 % restante de la parte mas profunda. - Los requerimientos de lixiviación se estiman del 15 al 20 % de agua aplicada.
  • 85. 5.1. Salinidad Tratamiento de los problemas de salinidad Los tratamientos para solucionar los problemas de salinidad causados a largo plazo por el agua de riego son: - lixiviación, debería hacerse siempre, aun con aguas de buena calidad, salvo en caso de precipitaciones abundantes durante alguna época del año. - Drenaje, se practica cuando existen problemas de ascensión del nivel freático. - Cambio de cultivo, por otro mas tolerante se hace cuando las practicas anteriores no son suficientes. Para solucionar problemas de salinidad a corto plazo se utilizan ciertas practicas, tales como: programación de riego para evitar la formación de costra superficial, emplazamiento de las semillas, para evitar zonas de suelo de mayor salinidad, fertilización adecuada.
  • 86. 5.1. Salinidad Tratamiento – Requerimiento de lavado - Para evitar la acumulación de sales hasta limites peligrosos es necesario que la cantidad de sales sea desplazada por lixiviación. - El requerimiento de lavado es la fracción de agua de riego que debe atravesar la zona radicular para desplazar las sales que se acumulan en dicha zona. - Se expresa en tanto por uno. Así por ejemplo, un requerimiento de lixiviación de 0,15 significa que el 85% de agua para riego corresponde a la transpiración y el 15% restante a la lixiviación.
  • 87. 5.1. Salinidad Tratamiento – Requerimiento de lavado - Depende de la salinidad de agua de riego y la tolerada por el cultivo. Con los supuestos básicos, el requerimiento viene dado por las siguientes expresiones: - En riegos por gravedad y aspersión de baja frecuencia 𝑅𝐿 = 𝐶𝐸𝑎 5𝐶𝐸𝑒−𝐶𝐸𝑎 - En riegos por goteo y aspersión de alta frecuencia 𝑅𝐿 = 𝐶𝐸𝑎 2𝑚á𝑥𝐶𝐸 𝑅𝐿 = Requerimiento de lavado, expresado en tanto por uno. 𝐶𝐸𝑎=Conductividad eléctrica de agua de riego, expresada en dS/m. 𝐶𝐸𝑒= conductividad eléctrica de extracto de saturación del suelo, para la cual el descenso de producción es un porcentaje que se impone como objetivo a conseguir. En dS/m. 2𝑚á𝑥𝐶𝐸𝑒= conductividad eléctrica del extracto de saturación del suelo. Para la cual el descenso de producción es del 100%, en dS/m.
  • 88. 5.1. Salinidad Tratamiento – Requerimiento de lavado Hay que tener en cuenta la eficiencia de lavado, que puede variar desde el 100 % en suelos arenosos, hasta el 30 % en suelos arcillosos de fácil dilatación, por consiguiente: 𝑅𝐿𝑟𝑒𝑎𝑙 = 𝑅𝐿𝑛𝑒𝑡𝑜 𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑣𝑎𝑑𝑜 Ejemplo: Calcular el requerimiento de lavado real de un cultivo de algodón para que no haya descenso en la producción. El suelo arcilloso con una eficiencia de lavado de 0,35. la conductividad eléctrica de agua de riego es de 1,5 dS/m y la conductividad eléctrica del extracto de saturación del suelo para que no haya descenso en la producción es de 7,7 dS/m. Solución 𝑹𝑳𝒏𝒆𝒕𝒂 = 𝑪𝑬𝒂 𝟓𝑪𝑬𝒆 − 𝑪𝑬𝒂 = 𝟏, 𝟓 𝟓 × 𝟕, 𝟕 − 𝟏, 𝟓 = 𝟎, 𝟎𝟒 𝑅𝐿𝑟𝑒𝑎𝑙 = 0,04 0,35 = 0,11
  • 89. 5.1. Salinidad Tratamiento – drenaje - Cuando el nivel freático esta a una profundidad inferior a los dos metros, el agua de la capa subterránea asciende por capilaridad a medida que el agua del suelo va disminuyendo debido a la evapotranspiración. - Si el agua subterránea contiene sales, estas se van acumulando en la zona radicular con mayor o menor rapidez, según la concentración de sales en el agua, la profundidad de capa freática y el manejo que se haga del riego. - Para controlar la salinidad en este caso se requiere , además de la lixiviación, un sistema de drenaje eficiente que estabilice el nivel freático a una profundidad adecuada. La salinidad del agua de drenaje se calcula mediante la siguiente expresión: 𝐶𝐸𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑔𝑜 𝐶𝐸 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑟𝑒𝑛𝑎𝑗𝑒 = 𝐹𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑖𝑥𝑖𝑣𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 .
  • 90. 5.2. Problemas de infiltración - Ocurre cuando la velocidad de infiltración baja (inferior a 3mm/hora), puede ocurrir que las plantas no dispongan de la cantidad de agua que requieren sus exigencias. - Aquí nos referimos únicamente a los problemas de infiltración causados en la química de suelos y provocado por el agua de riego, en donde intervienen tanto el contenido de sales como la proporción relativa de sodio respecto al calcio y magnesio. - Una concentración alta de sales aumenta la velocidad de infiltración mientras que una concentración baja de sales o una proporción alta de sodio con respecto al calcio y magnesio disminuye esa velocidad. - Los iones calcio y magnesio son favorables para una buena estabilidad estructural del suelo, mientras el ion sodio es desfavorable. - Cuando se riega con agua de mala calidad se acumula sodio en los primeros centímetros del suelo, provocando la dispersión de los agregados en partículas mas pequeñas que obstruyen los poros del suelo.
  • 91. 5.2. Problemas de infiltración • Evaluación de los problemas de infiltración Para evaluar los problemas de infiltración provocados por la calidad del agua se han propuesto diversos índices, siendo el mas conocido el SAR o RAS (relación de absorción de sodio). Que valora la proporción relativa de sodio respecto al calcio y magnesio y viene definido por la fórmula: 𝑅𝐴𝑆 = 𝑁𝑎+ 𝐶𝑎2+ + 𝑀𝑔2+ 2 𝑁𝑎+,𝑀𝑔2+ y 𝐶𝑎2+ representan, respectivamente, las concentraciones de sodio, calcio y magnesio del agua de riego, expresado en meq/litro.
  • 92. 5.2. Problemas de infiltración - Para la clasificación del agua respecto a los problemas de infiltración se han propuesto diversas normas. La FAO propone las siguientes directrices de la universidad de california, en función de la conductividad eléctrica y el RAS del agua de riego. - Se observa que para un determinado valor del RAS, la velocidad de infiltración disminuye a medida que disminuye la salinidad, las aguas con conductividad inferior a 0,2 dS/m causa siempre problemas de infiltración. El agua de lluvia que tiene poca salinidad, ocasiona con frecuencia problemas de escorrentía. Tabla Nº 13 – Directrices para evaluar los problemas de infiltración RAS Restricción de uso Ninguna Ligera a moderada Severa 0 - 3 Y CE > 0,7 0,7 – 0,2 < 0,2 3 – 6 > 1,2 1,2 – 0,3 < 0,3 6 – 12 > 1,9 1,9 – 0,5 < 0,5 12 – 20 > 2,9 2,9 – 1,3 < 1,3 20 - 40 > 5,0 5,0 – 2,9 < 2,9
  • 93. 5.2. Problemas de infiltración RAS corregido, toma en cuenta los efectos del dióxido de carbono, el bicarbonato y de la salinidad. Este RAS corregido presupone la existencia en el suelo minerales de calcio y ausencia de precipitaciones de magnesio. 𝑅𝐴𝑆corregido = 𝑁𝑎+ 𝐶𝑎x2+ + 𝑀𝑔2+ 2 𝐶𝑎𝑥 2+ = 3 𝐻𝐶𝑂− (𝑚𝑒𝑞/ ) 𝑚 𝑒 𝐶𝑎2+( /𝑙) 𝑙 , en el agua del suelo cerca de la superficie , que resultaría de regar con agua de una determinada CE, tabla concentración de 𝐶𝑎x2+
  • 94. 5.2. Problemas de infiltración Ejemplo Evaluar la infiltración con una muestra de agua cuyo análisis ha dado los siguientes resultados: Conductividad eléctrica a 25 °C 1,1 dS/m. Calcio: Magnesio: Sodio: Bicarbonato: 3,1 meq/l 1,8 meq/l 5,8 meq/l 4,2 meq/l Solución − Según la tabla 𝐶𝑎𝑥 2+ es de 1,72 meq/l 𝑁𝑎+ 2 𝑅𝐴𝑆corregido = = 5,8 𝐶𝑎x2++𝑀𝑔2+ √ 1,72+1,8 2 =4,39 Según las directrices propuestas, la restricción es de ligera a moderada.
  • 95. 5.2. Problemas de infiltración Tratamiento Para prevenir, corregir o retrasar los problemas de infiltración causados por la mala calidad del agua se recurre a diversos procedimientos: - Incorporación de materia orgánica en el suelo. - Incorporación de enmiendas que modifiquen la composición química. (yeso, disolución de calcio contenida en yeso) - Mezcla de aguas de distinta calidad. - Manejo del riego (riego frecuente a dosis bajas, riegos pre siembra, cambio de sistemas de riego por gravedad a aspersión o por goteo permite un mejor manejo del riego.
  • 96. 5.3. Problemas de toxicidad y otros Toxicidad - Efectos tóxicos por la absorción de algunos iones, estos iones se acumulan en las zonas de transpiración presentándose, por lo general en las hojas, presentando síntomas de necrosis. - Los iones mas peligrosos son: cloruro, sodio y boro la magnitud de los daños depende de la concentración, volumen de agua absorbida y tolerancia del cultivo. - La lixiviación es el mejor método practico para evitar la acumulación de iones tóxicos en la zona radicular, los requerimientos de lixiviación varia con los iones que se desean lixiviar. - El ion boro de desplaza en el suelo mas lentamente que el ion cloruro. Tabla Nº 15 – Directrices para evaluar los problemas de toxicidad y otros efectos (FAO) Restricción de uso Unidad Ninguna Ligera a moderada Severa Toxicidad de iones específicos (en cultivos sensibles) Sodio Riego por superficie o gravedad Riego por aspersión RAS meq/l, < 3 < 3 3-9 > 3 > 9 Cloruro Riego por superficie o gravedad Riego por aspersión meq/l meq/l < 4 < 3 4-10 < 3 > 10 Boro meq/l < 0,7 0,7 − 3 > 3 Otros efectos (En cultivos sensibles) Nitrógeno (nitrato) mg/l < 5 5-30 > 30 Bicarbonato (en aspersión foliar) meq/l < 1,5 1,5 - 8,5 > 8,5 pH Aptitud normal: De 6,5 a 8,4
  • 97. 5.3. Problemas de toxicidad y otros • Nutrientes en el agua de riego - La mayor parte de nitrógeno en el agua de riego se encuentra habitualmente bajo la • forma de nitrato, que es asimilado directamente por las plantas. - La concentración de nitrógeno en forma de amonio rara vez supera 1 mg/litro, salvo en el caso de que el agua de riego contenga aguas residuales o fertilizantes amoniacales. - En la tabla 15 indican las directrices para evaluar los problemas que pueden derivarse de • un exceso de nitrógeno en el agua de riego.
  • 98. 5.3. Problemas de toxicidad y otros Riesgo de obstrucciones en riego localizado - Las obstrucciones en riego localizado pueden ser producidas por sólidos en suspensión, sustancias químicas y microorganismos contenidos en el agua. Cuando actúan varios de estos elementos la solución resulta mas difícil. - las partículas solidas en suspensión se eliminan mediante sedimentación y filtración. Los precipitados químicos. Se producen por exceso de carbonatos o sulfatos de calcio o de magnesio y por la oxidación del hierro. - El riesgo de precipitación del calcio puede ser valorado mediante el índice de saturación de Langelier (IL). Según el cual el calcio precipita cuando alcanza su limite de saturación en presencia de bicarbonato. 𝐼𝐿 = 𝑝𝐻𝑟𝑒𝑎𝑙 − 𝑝𝐻𝑐 , - 𝑝𝐻𝑐 es un valor teórico calculado del pH de agua de riego en contacto con calcio y equilibrio con el 𝐶𝑂2 del suelo. Se calcula usando la tabla de calculo de 𝑝𝐻𝑐. 𝑝𝐻𝑐 = 𝑋 + 𝑌 + 𝑍
  • 99. 5.3. Problemas de toxicidad y otros Riesgo de obstrucciones en riego localizado 𝑋 es en función de la concentración de 𝐶𝑎2+ + 𝑀𝑔2+ + 𝑁𝑎+ 𝑌 es en función de la concentración de 𝐶𝑎2+ + 𝑀𝑔2+ 3 𝑍 es en función de la concentración de 𝐶𝑂2− + 𝐶𝑂3𝐻− El riesgo de obstrucción, según el índice de Langelier, es el siguiente: Tabla Nº 18 – riesgo de obstrucción según el índice de Langelier IL Riesgo Negativo Ninguno 0 Pequeño 0 – 0,5 Medio 0,5 – 1 Alto Mayor de 1 Muy alto
  • 100. 5.3. Problemas de toxicidad y otros Tabla Nº 16 – Riesgos de obstrucción en riego localizado (FAO) Obstrucción Restricción de uso Unid ad Sin problema Problema creciente Problema grave Física Sólidos en suspensión mg/l < 50 50 - 100 > 100 Química pH < 7,0 7,0 -8,0 > 8,0 Sólidos solubles mg/l < 500 500 – 2000 > 2000 Manganeso mg/l < 0,1 0,1 – 1,5 > 1,5 Hierro mg/l < 0,1 0,1 – 1,5 > 1,5 Ácido sulfhídrico mg/l < 0,5 0,5 – 2,0 > 2,0 Biológica Poblaciones bacterianas Máx núm. /ml < 10000 10000-50000 > 50000 Riesgo de obstrucciones en riego localizado
  • 101. 5.3. Problemas de toxicidad y otros Ejemplo: Calcular el índice de Langelier de un agua de riego cuyo análisis ha dado el siguiente contenido de iones en meq/l: pH 7,5 Calcio 8,7 Magnesio 22,8 Sodio 10,3 Carbonato 0,1 Bicarbonato 4,5 Solución: Concentración de 𝐶𝑎2+ + 𝑀𝑔2+ + 𝑁𝑎+=41,8 Concentración de 𝐶𝑎2+ + 𝑀𝑔2+ = 31,5 3 concentración de 𝐶𝑂2− + 𝐶𝑂3𝐻− = 4,6 Según la tabla de calculo de 𝑝𝐻𝑐: X=2,5 , Y=1,8 , Z=2,6 𝑝𝐻𝑐 = X + Y + Z= 6,9 𝐼𝐿 = 𝑝𝐻 − 𝑝𝐻𝑐 = 7,5 − 6,9 = 0,6 Riesgo de obstrucción: Alto
  • 102. VI. Drenaje El drenaje es una tecnología que tiene como objetivo fundamental, disminuir el exceso de agua acumulada, tanto en la superficie como en el interior del suelo, con el fin de mantener las condiciones optimas de aireación y actividad biológica indispensables para los procesos fisiológicos de crecimiento y desarrollo radicular. El drenaje puede ser artificial o natural. La mayoría de tierras tiene drenaje natural superficial y subterráneo. Cuando el drenaje no elimina el exceso de agua y/o salinidad en una forma y cantidades adecuadas, se deberán construir estructuras de drenaje. Si la capacidad de drenaje no es el adecuado se debe considerar la profundidad y espaciamiento de los drenes, de modo que se mantenga el nivel freático a una profundidad adecuada bajo la superficie para no inferir con las raíces del cultivo.
  • 103. VI. Drenaje • Clasificación de suelos de acuerdo al drenaje - Muy pobremente drenado: el escurrimiento es nulo o muy lento y en ocasiones es centrípeto. Los suelos que perteneces a esta clase se encuentran en depresiones, bordes de lagunas, planicies. - Pobremente drenado (PD). Son suelos que se mantienen gran parte del tiempo mojados o con el nivel freático manteniendo la humedad de los horizontes, puede ocurrir también que uno de los horizontes tenga una muy lenta permeabilidad. - Imperfectamente drenado (ID). Saturado con agua por lapsos importantes producto de un horizonte de muy lenta permeabilidad o efecto de capa freática.
  • 104. VI. Drenaje • Clasificación de suelos de acuerdo al drenaje - Moderadamente bien drenados (MBD). Estos concreciones en los horizontes B o suelos suelen presentar moteados y/o C, generalmente tienen un horizonte de permeabilidad moderadamente lenta y un nivel freático que con las lluvias puede afectar la base del suelo. - Bien drenado (BD). Formados por texturas medias, son suelos que carecen de moteados y otras características que evidencian una limitación en el drenaje, la permeabilidad de un horizonte en el perfil suele ser moderada, y se desarrolla en lugares con relieve normal. Se trata de suelos con condiciones optimas de drenaje reteniendo la cantidad de agua suficiente como para cederla.
  • 105. VI. Drenaje • Clasificación de suelos de acuerdo al drenaje - Algo excesivamente drenado (AED). A menudo son suelos que poseen texturas gruesas con escasa diferenciación de horizontes, su drenaje interno es rápido generando una deficientes retención de humedad. Son suelos asociados a un relieve normal pero con pendientes que pueden llegar a ser pronunciadas. - Excesivamente drenados (ED). Restringidos generalmente a relieves pronunciados, drenaje interno rápido con nula retención de humedad debido a su gruesa textura por efecto de escurrimiento externo rápido debido a la pendiente, son suelos que poseen escaso desarrollo genético.
  • 106. VI. Drenaje • Sistemas y tipos de drenaje En un sentido amplio se considera parte del sistema de drenaje cualquier obra o instalación que extrae agua del terreno. Pueden clasificarse en la forma siguiente: - Sistemas abiertos: tanto los drenes como los colectores son zanjas abiertas - Sistemas subterráneos: tanto los drenes como los colectores consisten en tuberías subterráneas. - Sistemas mixtos: los drenes son tuberías subterráneas y los colectores de zanjas abiertas.
  • 107. VI. Drenaje Clasificación por ubicación y objetivo a. Superficial: Se considera también abierto, los objetivos de este es eliminar el agua superficial y conducirla fuera del área de influencia o zona de riego, y en ocasiones también controla el nivel freático. b. Parcelario: se le considera subterráneo y el objetivo de el es recoger el agua infiltrada procedente de la lluvia, riego u otros orígenes y controlar el nivel freático del terreno para posteriormente evacuarla fuera de la zona de influencia. sea a través de tuberías o zanjas en cuyo caso se le considera como un sistema de drenaje mixto. c. Mixto
  • 108. VI. Drenaje Clasificación por posición a. Vertical: es un sistema de drenaje menos frecuente que consiste en una serie de pozos distribuidos sistemáticamente en el terreno para evacuar hacia otros estratos el agua excedente de los estratos superiores. Este drenaje vertical es hecho mediante la perforación de pozos que varían en tamaño de acuerdo a las necesidades, extensión del terreno y geomorfología. Generalmente son rellenados de un material de grava para que fluya rápidamente el agua excedente b. Horizontal: es el que conocemos como superficial o parcelario y mixto. Tipos de drenes: - Zanjas: utilizados en los sistemas de drenaje superficial - Tuberías o drenes: utilizados para el drenaje subterráneo, estos pueden ser variados y con características especiales
  • 109. VI. Drenaje Datos básicos para su instalación o ejecución - Topografía: contar con los planos de la zona afectada incluir los planos de la red desagües obteniendo sus perfiles longitudinales y transversales, relacionando con la salida al río, mar, etc. - Hidrología: instalación de pozos de observación de la capa freática, medida de los niveles río, mar, etc. estos datos determinaran la profundidad de colectores y drenes - Pedología: estudios de suelo en los distintos estratos, se aplican para decidir la profundidad de los drenes. Medidas de permeabilidad, toma de muestras para análisis de suelos a diferentes profundidades mínimo hasta 1,20 m. - Climatología: datos diarios de lluvia, se utiliza para los cálculos de drenaje, lavado y balance de sales, medidas mensuales de temperatura para el calculo de Etp y lavado de sales - Trabajos de laboratorio: análisis de suelos (profundidad, densidad aparente, densidad real, humedad, textura, etc.) análisis de agua (a las aguas de riego y aguas freáticas) tales como conductividad eléctrica, solidos disueltos totales, pH, relación de absorción de sodio, etc.
  • 110. VI. Drenaje Datos básicos para su instalación o ejecución - Elección de cultivos: se eligen los cultivos futuros tomando en cuenta las necesidades de drenaje y definiendo la salinidad aceptable para el mismo. - Lavados de recuperación: necesario para el establecimiento de un programa de lavados y cultivos durante la recuperación. - Lavados de mantenimiento: en la gran mayoría de los casos, los lavados de mantenimiento se aplican con el mismo riego, añadiendo un exceso de agua que se infiltra y alcanza el nivel freático. - Estudio de frecuencia de las lluvias: es necesario definir las lluvias criticas, para proyectos de drenaje agrícola suele ser la del periodo de retorno de T= 10 años. - Calculo del caudal base y la escorrentía: el caudal base se calcula en función de las perdidas superficiales de riego y del drenaje subterráneo la escorrentía se puede calcular con el método racional.
  • 111. VI. Drenaje • Drenaje superficial: cuando se habla de drenaje superficial se debe tratar siempre lo relacionado a los cálculos de los distintos caudales a evacuar para que posteriormente se proyecten las dimensiones de los drenes. - Caudal a eliminar: el agua que debe eliminarse de un terreno puede tener diferente procedencia, para el caso mas complejo: Perdidas superficiales de riego, escorrentía originada por la lluvia y agua de drenaje subterráneo. • Requerimientos que tienen que satisfacer los drenajes - Si la zona agrícola cuenta con drenaje subterráneo (tubos), entonces la lamina de agua de los drenes superficiales deberá estar siempre por debajo de las salidas de los drenes subterráneos. - Si ocurren lluvias fuertes puede permitirse que dicha lamina de agua supere el nivel de los drenes sub terréanos siempre y cuando no sea por tiempo prolongado. En este caso la sección total de desagüe deberá tener capacidad para eliminar la escorrentía que se presente. - Por esta razón el proyecto de drenaje se debe considerar dos tipos de caudales distintos - Caudal base: que es el que debe ser eliminado en condiciones normales. - Escorrentía: es debida a la lluvia que se define como critica
  • 112. VI. Drenaje - Caudal base: para el caso de caudal base, existe la diferencia cuando el exceso de agua puede ser provocado por el riego o por la lluvia. Para proyectos de drenaje deberá tomarse el mayor valor. - Caudal base en época de riego: el caudal base en la época de riego a su vez puede tener dos factores que lo componen: el componente superficial y el componente subterráneo, la suma de ambos será el valor total. - Caudal base en época de lluvia: para determinar el caudal a eliminar por época de lluvia se recurre a la formula de Glover-Dumm, que determina el caudal cuando se produce lluvia critica, se elegirá el calculo de drenaje subterráneo. El momento mas desfavorable es precisamente después de la lluvia, es cuando se presenta una mayor altura del nivel freático. - Escorrentía: la escorrentía será el agua a desalojar de la superficie de terrenos agrícolas. Para su calculo existen varios métodos:
  • 113. VI. Drenaje - Formula racional 𝐶𝑖𝐴 𝑄 = 360 Donde: 𝑄 = Escorrentía total ( / 𝑚3 𝑠) 𝐶 = Coeficiente de escorrentía (adim.) 𝑖 = Máxima intensidad media de la lluvia critica , para una duración T c (mm/hr) 𝐴 = Superficie de la cuenca (ha) 𝐸 = 2 𝑃−0,2𝑆 𝑃−0,8𝑆 - Soil conservation Service Donde: 𝐸 = Escorrentía total (mm) 𝑃 = Lluvia de diseño (mm) 𝑆 = Infiltración potencial (mm), y 254 00 − 2 540 las curvas de 𝑆 = 𝐶𝑁 𝐶𝑁 =Valor de escorrentía
  • 114. VI. Drenaje • Coeficiente de drenaje: para determinar el coeficiente de drenaje o modulo de drenaje, que es necesario para obtener el gasto a desalojar por un dren determinado y que se le denomina también gasto de diseño, se calcula con la siguiente formula: 𝐾 × 𝐸 𝐶𝑑 = 𝑇𝑑 𝐶𝑑 = Coeficiente de drenaje 𝐸 = Escorrentía (mm) 𝑇𝑑=Tiempo de drenaje (hr) relacionado con la duración de la lluvia para diseño (24, 48, 72 hr) 𝐾= Constante de diseño (2,78) • Gasto de diseño: 𝑄 = 𝐶𝑑 × A 𝑄 =Gasto o caudal de diseño (l/s) 𝐶𝑑 = coeficiente de drenaje (l/s/ha) A=Área a drenar (ha)
  • 115. VI. Drenaje • Diseño hidráulico de los drenes Una vez calculados los caudales a eliminar y conocida la profundidad de los drenes se realizan los cálculos hidráulicos, cuyos fundamentos y formulas son iguales para los dos casos: De la formula general: 𝑄 = 𝐴 × 𝑉 Se deriva de la formula de Manning: 𝐴 2 1 𝑄 = 𝑟 /3𝑠 /2 𝑛 𝑄 = Caudal a desalojar ( / 𝑚3 𝑠) 𝐴= Área de la sección del canal de desagüe (𝑚2) 𝑛 =Coeficiente de rugosidad 𝑟=Radio hidráulico de la sección (m) 𝑠= Pendiente longitudinal de la sección.
  • 116. VI. Drenaje Drenaje subsuperficial: O drenaje subterráneos es una técnica de evacuación del exceso del agua y/o de sales a través de tuberías que se encuentran a una cierta profundidad en el suelo, algunas veces son utilizados junto con el sistema otros dispositivos para evacuar el agua, como por ejemplo, los pozos de bombeo. La técnica ha evolucionado con los años utilizándose tuberías mas económicas y eficientes. Las tuberías de barro han ido reemplazándose con tubos de PVC generalmente anillado. Mejorando con ello mejorando la eficiencia en captación y conducción, manejo, resistencia, flexibilidad, mas ligero y mas fácil de instalar.
  • 117. VI. Drenaje • Trazo del drenaje • subterráneo • Los drenes subterráneos pueden tener un trazo distinto en el campo de acuerdo a las condiciones del mismo, en las que puede variar la topografía principalmente o bien la localización del problema, las formas de trazo mas común es: a. Trazo en peine: usado generalmente en terrenos muy planos. pescado: utilizado b. Trazo en espina de en terrenos con pendiente . c. Trazo al azar, aleatorio o localizado: utilizado en áreas especificas o donde se localiza el problema de exceso de agua o sales
  • 118. VIII. Sistemas de riego El riego En términos generales, este consiste en la aplicación artificial del agua al terreno para que las plantas (cultivo) puedan satisfacer la demanda de humedad necesaria para su desarrollo. Objetivos del riego - Proporcionar la humedad necesaria para que los cultivos se desarrollen. - Proporcionar nutrientes en disolución. - Asegurar las cosechas contra las sequias de corta duración. - Refrigerar el suelo y la atmosfera para mejorar el medio ambiente de la planta. - Disolver las sales contenidas en el suelo - Reducir el contenido de las sales de un suelo existiendo un adecuado drenaje.
  • 119. VIII. Sistemas de riego Sistema de riego - El sistema de riego es un conjunto de instalaciones técnicas que garantizan la organización y realización del mejoramiento de tierras mediante el riego. - Conjunto de equipamientos y técnicas que proporcionan esa aplicación siguiendo un método dado. Partes que integran los sistemas de riego: - Fuente (rio, presa, pozos) - Toma de agua de cabecera - El canal principal (tubería) - Canales distribuidores o tuberías (primario, secundario, terciario,..) - Red de drenaje destinada a evacuar excedentes, sales, niveles freáticos - Obras hidrotecnias del sistema (compuertas , válvulas, medidores, etc.)
  • 120. VIII. Sistemas de riego Métodos de riego Los métodos de riego pueden ser considerados como la forma en que el riego es aplicado al suelo para el desarrollo de los cultivos. Estos pueden ser: - Riego presurizado: aspersión, micro aspersión, goteo. - Riego superficial o gravedad: a través de estructuras establecidas en parcela como son surcos, melgas, surcos alternos - Riego de baja presión: mangas, tuberías con compuertas. - Riego subterráneo: tuberías perforadas, tuberías porosas, control del nivel freático.
  • 121. VIII. Sistemas de riego • Selección de sistemas de riego: Con el fin de seleccionar el uso de uno u otro método de riego, los factores de selección pueden ser diversos y algunas veces complejos, no por el aspecto técnico, sino mas bien como resultado de la mezcla del aspecto social y económico. Estos son algunos aspectos a tomar en cuenta para su selección: - Sociales: aceptación por los regantes, mantener un sistema tradicional por desconocimiento. - Económicos: las inversiones son variables para los diferentes tipos de sistemas de riego, es así que los sistemas tecnificados la inversión inicial será mayor, la rentabilidad que esta pueda generar en el futuro. - Topográficos: la topografía es un factor determinante al momento de hacer una elección de un sistema de riego. - Agrológicos: características del suelo - Agronómicos: tipo de cultivo y rentabilidad. - En términos generales la elección esta en función básicamente en base a las condiciones naturales y económicas.