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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL SUR DE LAGO
“JESÚS MARÍA SEMPRUM”
PFG INGENIERÍA DE LA PRODUCCIÓN AGROPECUARIA
UNIDAD CURRICULAR: RIEGO Y DRENAJE
UNIDAD II: RIEGO POR ASPERSIÓN
MAYO, 2023
Profa. Jacqueline Romero
Ingeniera Agrónoma
Magíster Scientiae en Ingeniería de Riego y Drenaje
Doctora en Ciencias Agrarias
1.- DEFINICIÓN
Es un sistema de riego que trata de imitar a la lluvia (ver Figura 1). Es decir, el agua destinada al
riego se hace llegar a las plantas por medio de tuberías y mediante unos pulverizadores, llamados
aspersores y, gracias a una presión determinada, el agua se eleva para que luego caiga pulverizada
o en forma de gotas sobre la superficie que se desea regar. La disposición de los aspersores se
realiza de forma que se moje toda la superficie del suelo, de la forma más homogénea posible.
Un sistema tradicional de riego por aspersión está compuesto de tuberías principales (normalmente
enterradas) y tomas de agua o hidrantes para la conexión de secundarias, ramales de aspersión y
los aspersores. Todos o algunos de estos elementos pueden estar fijos en el campo, permanentes o
solo durante la campaña de riego. Además, también pueden ser completamente móviles y ser
transportados desde un lugar a otro de la parcela.
En las tres últimas décadas se han desarrollado con gran éxito las denominadas máquinas de riego
que, basándose igualmente en la emisión de agua en forma de lluvia por medio de aspersores, los
elementos de distribución del agua se desplazan sobre la parcela de manera automática (ver Figura
2).
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
Figura 1: El riego por aspersión y su patrón
de distribución.
Figura 2: Campos con riego por aspersión.
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
Ventajas del riego por aspersión
• Ahorro en mano de obra.
• Adaptación al terreno.
• La eficiencia del riego por aspersión es un 80% frente al 50% en los riegos por inundación tradicionales.
• Especialmente útil para distintas clases de suelos ya que permite riegos frecuentes y pocos abundantes
en superficies poco permeables.
• Con el riego aéreo se realiza una limpieza de las plantas que en general dificulta el desarrollo de las
plagas.
• Se crea un microclima húmedo que disminuye el riesgo de heladas y el rajado de frutos.
• Prevención de escorrentía y consecuentemente la erosión.
• Se pueden utilizar pequeños caudales.
• Mayor superficie disponible al no construirse canales.
• Mejor aplicación de fertilizantes.
• Factibilidad de automatización.
• Reutilización del equipo en caso de problemas con el uso de la tierra.
• El sistema de riego por aspersión permite aprovechar el agua de riego de día y de noche, sin necesidad
de supervisión continua.
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
Desventajas del riego por aspersión
• Requiere una inversión importante.
• Daños a las hojas y flores.
• El viento puede afectar.
• Alto requerimiento de energía.
• Problemas con el suministro de repuestos.
• La condición de humedad puede resultar desventajosa en determinadas condiciones, puesto
que propicia un ambiente óptimo para el desarrollo de enfermedades.
• Es necesaria una mayor coordinación para fijar los períodos de riego y los de fumigaciones.
• El riego por aspersión tiene menor precisión en la entrega de agua comparado con otros
métodos de riego. Además, se producen pérdidas de agua en los deslindes de los predios,
mojando los caminos y predios vecinos, especialmente cuando las parcelas son angostas.
• La aspersión requiere mayor presión de funcionamiento comparado con otros sistemas
presurizados, lo que trae consigo más consumo de energía por metro cúbico (m3) de agua
aplicada.
• No es aplicable en suelos con baja velocidad de infiltración.
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
2.- COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN
Los componentes de un sistema de riego por
aspersión (ver Figura 3) se pueden dividir en:
a) Unidad de bombeo
b) Red de distribución
c) Aspersor
d) Accesorios
Figura 3: Componentes de un sistema
de riego por aspersión
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
a) Unidad de Bombeo
Es una instalación con equipos de
elevación mecánica que tiene por objeto
aspirar el agua desde la fuente elegida e
impulsarla a la red de tuberías. Para el
riego por aspersión se emplean bombas
centrífugas de eje horizontal y bombas de
eje vertical (ver Figura 4). El motor puede
ser eléctrico o a combustión interna,
conjuntamente con la bomba. El equipo
motobomba puede ser fijo o móvil. La
motobomba fija se emplea cuando se
eleva agua del sub-suelo o en una estación
de bombeo de un cauce superficial. La
motobomba móvil se cambia de ubicación
en cada riego, montándola sobre ruedas
de hierro o neumáticas que pueden ser
traccionadas a mano o con tractor.
Figura 4: Tipos de bombas para riego.
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
b) Red de distribución
Permiten conducir el agua a presión desde la unidad de bombeo hasta los aspersores. Se divide
en:
• Las tuberías principales o matrices: conducen agua desde la unidad de bombeo hasta los
puntos de distribución que dividen los sectores de riego. Se instalan fijas o móviles,
dependiendo del tipo de sistema de riego por aspersión a utilizar, comúnmente se colocan
fijas a fin de utilizar menos mano de obra en la operación del sistema y por lo general van
enterradas. Estas tuberías son generalmente metálicas (acero protegido o galvanizado),
plásticas (polietileno o PVC), de asbesto cemento o de concreto reforzado y, de mayor
diámetro que las secundarias y laterales (ver Figura 6).
• Las tuberías secundarias: conducen el agua desde la tubería principal hasta los puntos en
que se derivan las tuberías laterales de distribución. Se instalan fijas o móviles,
dependiendo del tipo de sistema de riego por aspersión a utilizar. Las móviles son de PVC o
aluminio, utilizándose también tuberías de acero protegido o galvanizado.
• Las tuberías laterales: son de aluminio, de acero galvanizado o de PVC y llevan insertos los
aspersores; por lo tanto, constituyen los elementos finales de conducción y distribución del
sistema. Estas tuberías pueden instalarse fijas o móviles, pero comúnmente son
transportadas a fin de disminuir la inversión inicial en tuberías.
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
Con respecto a la disposición de tuberías, la principal o “alimentadora” debe colocarse
siempre en dirección de máxima pendiente. De esta manera, la secundaria queda emplazada
a lo largo de la curva de nivel o cercana a ella, logrando disminuir al mínimo las diferencias de
presión entre el primer y último aspersor de cada línea secundaria o lateral.
Figura 6: Datos característicos de las tuberías.
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
Otra clasificación de la red de distribución es atendiendo a su posible movilidad:
• Fija: Las tuberías que conducen y distribuyen el agua a los sectores de riego cubren
simultáneamente la totalidad de la superficie, provocando que el riego se efectúe
abriendo y cerrando válvulas de modo escalonado. La colocación de la red puede ser
temporal o permanente. En el primer caso, las tuberías se colocan sobre la superficie
del terreno después de la siembra o plantación y se quitan un poco antes de la
recolección. En el segundo caso las tuberías se entierran permanentemente. El sistema
de distribución fija está indicado cuando la naturaleza del suelo o del cultivo exige
riegos muy frecuentes, para abaratar costos de mano de obra y evitar el tránsito sobre
el terreno regado.
• Portátil: Todas las tuberías tanto la red principal como los laterales, se trasladan a
medida que se riega. Este sistema tiene un costo de inversión inferior al fijo, pero
requiere mano de obra para el traslado de tuberías.
• Semiportátil: La red principal suele ser fija, mientras que los laterales se trasladan de
un lado a otro (ver Figura 7).
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
Figura 7: Red de distribución semiportátil.
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
c) Aspersores
Son toberas provistas de un mecanismo que les
confieren movimiento. Estos dispositivos funcionan a
presión y lanzan chorros de agua al aire que precipitan
sobre el terreno en forma de llovizna. Se colocan sobre
unos tubos que les sirven de enlace con la tubería
lateral. Estos tubos pueden ser de polietileno, de modo
que permitan alejar el aspersor de su conexión a
distancias de 0,50 m a 1,0 m. El soporte, en este caso,
es un patín o una estaca que lo fija al suelo y lo
mantiene erecto. Se fabrican en dos tipos:
estacionarios y rotatorios (giratorios). La mayor parte
de los aspersores existentes en la actualidad para su
uso en la agricultura son giratorios. El patrón de
humedecimiento de los aspersores varía con la distancia
(ver Figura 8). La máxima cantidad de agua cae cerca
del aspersor y disminuye en la medida que se aleja de
éste. Por tal motivo, las áreas de mojado de los
aspersores deben traslaparse en un porcentaje para
aplicar una lámina de agua uniforme.
Figura 8: Patrón de mojado de un aspersor
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
Una clasificación de los aspersores se muestra a continuación, en la figura 9:
TIPO
CAUDAL
[m3/h]
CARGA
[m]
EQUIPO / APLICACIÓN
MICRO
ASPERSION
desde
0,03
hasta
0,3
desde
10
hasta
30
ROTATORIO
COMUN
desde
0,3
hasta
4
desde
20
hasta
40
CAÑON
desde
20
hasta
125
desde
40
hasta
90
PIVOTE
más
60
más
90
Figura 9: Clasificación de los aspersores.
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d) Accesorios
Los equipos de riego por aspersión pueden requerir de diversos elementos para su funcionamiento, los
cuales pueden ser elementos de control, como manómetros y medidores de caudal; unidades anexas, como
tanques de fertirrigación, filtros y amortiguadores de golpe de ariete. También pueden ser válvulas, como
válvulas de retención de compuerta, antivacío y sobrepresión. Todos estos elementos permiten un manejo
adecuado del equipo y varían en cantidad y especificaciones de acuerdo al diseño del equipo y a las
condiciones de operación en terreno. Otros son las piezas especiales que están destinados a derivar,
reducir los diámetros y acoples de las tuberías de distribución. Entre ellos: tees, codos, hidrantes,
reducciones, tapones, otros (ver Figura 10). Estos materiales son prescindibles en toda red de distribución.
Figura 10: Accesorios de un sistema de riego por aspersión
Dra. Jacqueline Romero
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3.- NORMAS, CRITERIOS Y FACTORES A CONSIDERAR PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR
ASPERSIÓN
a) Presión de trabajo del aspersor.
La presión de trabajo de los aspersores debe ser la
adecuada y corresponde a la señalada en las
especificaciones dadas por el fabricante. Si la presión
de trabajo es baja, entonces el tamaño de la gota de
agua es mayor, alterando la distribución de agua en el
suelo. Por el contrario, si la presión de trabajo es mayor
a la indicada por el fabricante, la gota se hace muy
pequeña, perdiendo el radio óptimo de mojadura (ver
Figura 11). Cuando el aspersor trabaja a la presión de
diseño, se produce un patrón de humedecimiento
normal y una buena uniformidad de aplicación, si se ha
dispuesto una adecuada separación entre aspersores. Figura 11: Distribución del agua
en función de la presión de
trabajo de los aspersores
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
b) Disposición de los aspersores.
El ordenamiento de los aspersores se refiere a la forma en que se deben distribuir los aspersores
en el terreno a regar, de modo que el sistema pueda operar en forma eficiente y económica. Para
establecer este ordenamiento es fundamental conocer la forma y dimensiones del predio a regar,
y también el tipo de sistema de riego por aspersión más conveniente de utilizar. De este modo,
conociendo el ancho y longitud del predio a regar, se puede elegir la disposición de tuberías
laterales y de los aspersores en ellas. Este ordenamiento de aspersores puede diseñarse formando
cuadrados, rectángulos o triángulos (ver Figura 12). La disposición cuadrangular, en que las
posiciones de aspersores forman rectángulos o cuadrados, es la más conveniente para sistemas
móviles o semifijos (mejor implantación en terreno y facilidad de traslados). La disposición
triangular, formando triángulos equiláteros o isósceles, es la más conveniente para sistemas fijos
(mejor distribución de la precipitación). Con el objeto de evitar diferencias de presión debido a
cambios de elevación del terreno se colocan generalmente los laterales paralelos a las curvas de
nivel del terreno y la tubería principal se coloca en el sentido de la mayor pendiente.
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
Figura 12: Marco de los aspersores
Para lograr una mejor distribución del agua cuando los vientos son fuertes, se recomienda colocar
los laterales de manera de formar un ángulo de entre 45° a 90° con respecto a los vientos
predominantes. Las distancias entre tuberías laterales (Dl) y entre aspersores (Da) son normalmente
múltiples del largo estándar de la tubería de acoplamiento rápido; o sea, 6 m. De esta manera, para
sistemas semifijos se usan las siguientes distancias (Da/Dl): 6/6, 6/12, 12/12, 12/18, 18/18, 18/24,
24/24, 24/30, 30/30 y mayores, hasta 66/66. Con el objeto de mantener una alta uniformidad del
riego debe existir un traslape de mojamiento entre aspersores, por lo que el distanciamiento entre
aspersores, tanto sobre el lateral como entre laterales, será función del diámetro de mojamiento y
de la velocidad del viento.
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
En el replanteo en triángulo se observa una mayor uniformidad en el reparto del agua, ya que
solo se distinguen dos zonas (3 y 4), siendo una de ellas predominante con tres aspersores de
influencia, y otra mínima con cuatro aspersores (ver Figura 13).
Figura 13: Uniformidad del riego para un marco cuadrado y triangular
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Unidad Curricular Riego y Drenaje
c) Velocidad del viento.
El viento es uno de los factores más condicionantes del riego por aspersión. Las gotas de lluvia
que simula el método son arrastradas fácilmente por éste, lo que impide un mojamiento parejo.
En estos casos, se recomienda regar en horas de menor o ausencia total del viento, incluyendo
el riego nocturno, para lo cual deben dejarse instaladas las tuberías laterales durante las horas
de luz. El efecto del viento se compensa disminuyendo la separación entre aspersores, pero
implica un mayor número de ellos en el sistema.
El riego por aspersión no es un sistema apropiado para zonas con vientos fuertes o persistentes,
ya que en esas condiciones se distorsiona el modelo de riego calculado, disminuyendo por
consiguiente su efectividad. En general, velocidades de vientos superiores a 2,5 m/s hacen no
recomendable el riego por aspersión y velocidades entre 1 y 2,5 m/s lo hacen poco
recomendable (ver Figura 14). Cuando el viento mantiene una dirección dominante, la mejor
disposición de los aspersores es la rectangular, con los laterales porta aspersores
perpendiculares a la dirección del viento. No obstante, cuando la velocidad del viento alcanza
determinados valores no es suficiente utilizar la disposición rectangular y se debe reducir la
distancia entre aspersores.
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
Figura 14: Efecto de la velocidad del viento en
el riego por aspersión.
Dra. Jacqueline Romero
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d) Velocidad de aplicación.
La velocidad con que los aspersores distribuyen el agua (intensidad de aplicación, densidad de
aplicación permisible) debe estar de acuerdo con el tipo de suelo que se está regando. Así, en
suelos arcillosos la velocidad de aplicación debe ser menor que en suelos arenosos, para no
producir pérdidas por escurrimiento superficial del agua. Otro de los factores que determina la
velocidad de aplicación de los aspersores es el estado de desarrollo del cultivo, por lo que debe
reducirse, cuando el cultivo se encuentra en estado de emergencia, floración o fruto recién
cuajados, de modo que el impacto de la gota no los dañe. Para ello, se utilizan boquillas más
pequeñas y trabajando a mayor presión para generar un tamaño de gota inferior. La densidad de
aspersión permisible depende de la tasa de infiltración y de la pendiente del terreno a regar. La
densidad de aspersión o tasa de aplicación de agua mediante aspersores debe ser menor que la
capacidad de infiltración del terreno para evitar la formación de pozas de agua y derrames
superficiales. La tasa de infiltración del terreno se debe determinar directamente en el predio a
regar, o si esto no fuera posible, se puede utilizar para el diseño valores medios dados por textos
o manuales de riego (ver Cuadro 5). A fin de evitar o reducir los daños por erosión en los suelos al
aplicar agua por aspersión, la densidad de aspersión permisible se debe determinar considerando
la pendiente del terreno, de acuerdo a lo indicado en el Cuadro 6.
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
Cuadro 5: Capacidad de infiltración de agua en el suelo.
Tipo de Suelo Capacidad de Infiltración de Agua
(mm/hora)
Arenoso
Areno-Francoso
Franco-Arenoso
Franco
Arcilloso
20
15
12
10
8
Cuadro 6: Disminución de la capacidad de infiltración.
Pendiente (%) % de Disminución
Bajo 5
5-8
9-12
13-20
Sobre 20
0
20
40
65
75
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
e) Necesidades de Agua y de Riego del Cultivo.
El tipo de cultivo a regar determina junto con las condiciones de clima locales, las necesidades de
agua por unidad de superficie o uso consuntivo máximo diario que debe utilizarse en el diseño del
sistema. El uso-consumo máximo o evapotranspiración ET, se expresa en mm/día o cm/día. Por otra
parte, las características físicas e hídricas del tipo de suelo a regar permiten determinar las
necesidades de riego netas del cultivo.
En el Cuadro 7 se indican algunos valores de las propiedades físicas de los suelos. Se conoce como
humedad aprovechable la cantidad de agua que el suelo puede almacenar entre el contenido de
humedad a capacidad de campo y el contenido de humedad en el punto de marchitez permanente.
La profundidad efectiva de las raíces del cultivo a regar determina el porcentaje de humedad
aprovechable (Pw) que puede extraer la planta entre dos riegos consecutivos, debido a que se
recomienda considerar un valor de extracción de agua de 60% (Pw = 0,6) para cultivos de
arraigamiento profundo y 40% (Pw = 0,4) para cultivos de arraigamiento superficial.
Dra. Jacqueline Romero
Unidad Curricular Riego y Drenaje
Una vez determinadas las necesidades de agua unitaria del cultivo (uso consumo máximo o
evapotranspiración máxima, ET) y las necesidades de riego neta del mismo cultivo (lámina de agua
neta, dn) es posible determinar la frecuencia o ciclo de riego (Fr).
Habiendo establecido la frecuencia de riego, se puede determinar la necesidad real o bruta de
riego, que es la altura de agua (volumen por unidad de superficie), que se debe aplicar en cada
riego a la superficie del terreno, de manera de asegurar una penetración suficiente de agua que
permita retener en la zona radicular la cantidad de agua necesaria.
Cuadro 7: Propiedades físicas del suelo.
Textura del Suelo
Densidad
Aparente
(gr/cc)
Capacidad
Campo
(%)
Punto
Marchitez
Permanente
(%)
Agua
aprovechable
(cm/m)
Arenoso
Franco-Arenoso
Franco
Franco-Arcilloso
Arcilloso-Arenoso
Arcilloso
1.55-1.80
1.40-1.60
1.35-1.50
1.30-1.40
1.25-1.35
1.20-1.30
6-12
10-18
18-26
23-31
27-35
31-39
2-6
4-8
8-12
11-15
13-17
15-19
7-10
9-15
14-19
17-22
18-23
20-25
Dra. Jacqueline Romero
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Unidad II: Riego por Aspersión

  • 1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL SUR DE LAGO “JESÚS MARÍA SEMPRUM” PFG INGENIERÍA DE LA PRODUCCIÓN AGROPECUARIA UNIDAD CURRICULAR: RIEGO Y DRENAJE UNIDAD II: RIEGO POR ASPERSIÓN MAYO, 2023 Profa. Jacqueline Romero Ingeniera Agrónoma Magíster Scientiae en Ingeniería de Riego y Drenaje Doctora en Ciencias Agrarias
  • 2. 1.- DEFINICIÓN Es un sistema de riego que trata de imitar a la lluvia (ver Figura 1). Es decir, el agua destinada al riego se hace llegar a las plantas por medio de tuberías y mediante unos pulverizadores, llamados aspersores y, gracias a una presión determinada, el agua se eleva para que luego caiga pulverizada o en forma de gotas sobre la superficie que se desea regar. La disposición de los aspersores se realiza de forma que se moje toda la superficie del suelo, de la forma más homogénea posible. Un sistema tradicional de riego por aspersión está compuesto de tuberías principales (normalmente enterradas) y tomas de agua o hidrantes para la conexión de secundarias, ramales de aspersión y los aspersores. Todos o algunos de estos elementos pueden estar fijos en el campo, permanentes o solo durante la campaña de riego. Además, también pueden ser completamente móviles y ser transportados desde un lugar a otro de la parcela. En las tres últimas décadas se han desarrollado con gran éxito las denominadas máquinas de riego que, basándose igualmente en la emisión de agua en forma de lluvia por medio de aspersores, los elementos de distribución del agua se desplazan sobre la parcela de manera automática (ver Figura 2). Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje
  • 3. Figura 1: El riego por aspersión y su patrón de distribución. Figura 2: Campos con riego por aspersión. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje
  • 4. Ventajas del riego por aspersión • Ahorro en mano de obra. • Adaptación al terreno. • La eficiencia del riego por aspersión es un 80% frente al 50% en los riegos por inundación tradicionales. • Especialmente útil para distintas clases de suelos ya que permite riegos frecuentes y pocos abundantes en superficies poco permeables. • Con el riego aéreo se realiza una limpieza de las plantas que en general dificulta el desarrollo de las plagas. • Se crea un microclima húmedo que disminuye el riesgo de heladas y el rajado de frutos. • Prevención de escorrentía y consecuentemente la erosión. • Se pueden utilizar pequeños caudales. • Mayor superficie disponible al no construirse canales. • Mejor aplicación de fertilizantes. • Factibilidad de automatización. • Reutilización del equipo en caso de problemas con el uso de la tierra. • El sistema de riego por aspersión permite aprovechar el agua de riego de día y de noche, sin necesidad de supervisión continua. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje
  • 5. Desventajas del riego por aspersión • Requiere una inversión importante. • Daños a las hojas y flores. • El viento puede afectar. • Alto requerimiento de energía. • Problemas con el suministro de repuestos. • La condición de humedad puede resultar desventajosa en determinadas condiciones, puesto que propicia un ambiente óptimo para el desarrollo de enfermedades. • Es necesaria una mayor coordinación para fijar los períodos de riego y los de fumigaciones. • El riego por aspersión tiene menor precisión en la entrega de agua comparado con otros métodos de riego. Además, se producen pérdidas de agua en los deslindes de los predios, mojando los caminos y predios vecinos, especialmente cuando las parcelas son angostas. • La aspersión requiere mayor presión de funcionamiento comparado con otros sistemas presurizados, lo que trae consigo más consumo de energía por metro cúbico (m3) de agua aplicada. • No es aplicable en suelos con baja velocidad de infiltración. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje
  • 6. 2.- COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN Los componentes de un sistema de riego por aspersión (ver Figura 3) se pueden dividir en: a) Unidad de bombeo b) Red de distribución c) Aspersor d) Accesorios Figura 3: Componentes de un sistema de riego por aspersión Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje
  • 7. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje a) Unidad de Bombeo Es una instalación con equipos de elevación mecánica que tiene por objeto aspirar el agua desde la fuente elegida e impulsarla a la red de tuberías. Para el riego por aspersión se emplean bombas centrífugas de eje horizontal y bombas de eje vertical (ver Figura 4). El motor puede ser eléctrico o a combustión interna, conjuntamente con la bomba. El equipo motobomba puede ser fijo o móvil. La motobomba fija se emplea cuando se eleva agua del sub-suelo o en una estación de bombeo de un cauce superficial. La motobomba móvil se cambia de ubicación en cada riego, montándola sobre ruedas de hierro o neumáticas que pueden ser traccionadas a mano o con tractor. Figura 4: Tipos de bombas para riego.
  • 8. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje b) Red de distribución Permiten conducir el agua a presión desde la unidad de bombeo hasta los aspersores. Se divide en: • Las tuberías principales o matrices: conducen agua desde la unidad de bombeo hasta los puntos de distribución que dividen los sectores de riego. Se instalan fijas o móviles, dependiendo del tipo de sistema de riego por aspersión a utilizar, comúnmente se colocan fijas a fin de utilizar menos mano de obra en la operación del sistema y por lo general van enterradas. Estas tuberías son generalmente metálicas (acero protegido o galvanizado), plásticas (polietileno o PVC), de asbesto cemento o de concreto reforzado y, de mayor diámetro que las secundarias y laterales (ver Figura 6). • Las tuberías secundarias: conducen el agua desde la tubería principal hasta los puntos en que se derivan las tuberías laterales de distribución. Se instalan fijas o móviles, dependiendo del tipo de sistema de riego por aspersión a utilizar. Las móviles son de PVC o aluminio, utilizándose también tuberías de acero protegido o galvanizado. • Las tuberías laterales: son de aluminio, de acero galvanizado o de PVC y llevan insertos los aspersores; por lo tanto, constituyen los elementos finales de conducción y distribución del sistema. Estas tuberías pueden instalarse fijas o móviles, pero comúnmente son transportadas a fin de disminuir la inversión inicial en tuberías.
  • 9. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje Con respecto a la disposición de tuberías, la principal o “alimentadora” debe colocarse siempre en dirección de máxima pendiente. De esta manera, la secundaria queda emplazada a lo largo de la curva de nivel o cercana a ella, logrando disminuir al mínimo las diferencias de presión entre el primer y último aspersor de cada línea secundaria o lateral. Figura 6: Datos característicos de las tuberías.
  • 10. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje Otra clasificación de la red de distribución es atendiendo a su posible movilidad: • Fija: Las tuberías que conducen y distribuyen el agua a los sectores de riego cubren simultáneamente la totalidad de la superficie, provocando que el riego se efectúe abriendo y cerrando válvulas de modo escalonado. La colocación de la red puede ser temporal o permanente. En el primer caso, las tuberías se colocan sobre la superficie del terreno después de la siembra o plantación y se quitan un poco antes de la recolección. En el segundo caso las tuberías se entierran permanentemente. El sistema de distribución fija está indicado cuando la naturaleza del suelo o del cultivo exige riegos muy frecuentes, para abaratar costos de mano de obra y evitar el tránsito sobre el terreno regado. • Portátil: Todas las tuberías tanto la red principal como los laterales, se trasladan a medida que se riega. Este sistema tiene un costo de inversión inferior al fijo, pero requiere mano de obra para el traslado de tuberías. • Semiportátil: La red principal suele ser fija, mientras que los laterales se trasladan de un lado a otro (ver Figura 7).
  • 11. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje Figura 7: Red de distribución semiportátil.
  • 12. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje c) Aspersores Son toberas provistas de un mecanismo que les confieren movimiento. Estos dispositivos funcionan a presión y lanzan chorros de agua al aire que precipitan sobre el terreno en forma de llovizna. Se colocan sobre unos tubos que les sirven de enlace con la tubería lateral. Estos tubos pueden ser de polietileno, de modo que permitan alejar el aspersor de su conexión a distancias de 0,50 m a 1,0 m. El soporte, en este caso, es un patín o una estaca que lo fija al suelo y lo mantiene erecto. Se fabrican en dos tipos: estacionarios y rotatorios (giratorios). La mayor parte de los aspersores existentes en la actualidad para su uso en la agricultura son giratorios. El patrón de humedecimiento de los aspersores varía con la distancia (ver Figura 8). La máxima cantidad de agua cae cerca del aspersor y disminuye en la medida que se aleja de éste. Por tal motivo, las áreas de mojado de los aspersores deben traslaparse en un porcentaje para aplicar una lámina de agua uniforme. Figura 8: Patrón de mojado de un aspersor
  • 13. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje Una clasificación de los aspersores se muestra a continuación, en la figura 9: TIPO CAUDAL [m3/h] CARGA [m] EQUIPO / APLICACIÓN MICRO ASPERSION desde 0,03 hasta 0,3 desde 10 hasta 30 ROTATORIO COMUN desde 0,3 hasta 4 desde 20 hasta 40 CAÑON desde 20 hasta 125 desde 40 hasta 90 PIVOTE más 60 más 90 Figura 9: Clasificación de los aspersores.
  • 14. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje d) Accesorios Los equipos de riego por aspersión pueden requerir de diversos elementos para su funcionamiento, los cuales pueden ser elementos de control, como manómetros y medidores de caudal; unidades anexas, como tanques de fertirrigación, filtros y amortiguadores de golpe de ariete. También pueden ser válvulas, como válvulas de retención de compuerta, antivacío y sobrepresión. Todos estos elementos permiten un manejo adecuado del equipo y varían en cantidad y especificaciones de acuerdo al diseño del equipo y a las condiciones de operación en terreno. Otros son las piezas especiales que están destinados a derivar, reducir los diámetros y acoples de las tuberías de distribución. Entre ellos: tees, codos, hidrantes, reducciones, tapones, otros (ver Figura 10). Estos materiales son prescindibles en toda red de distribución. Figura 10: Accesorios de un sistema de riego por aspersión
  • 15. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje 3.- NORMAS, CRITERIOS Y FACTORES A CONSIDERAR PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN a) Presión de trabajo del aspersor. La presión de trabajo de los aspersores debe ser la adecuada y corresponde a la señalada en las especificaciones dadas por el fabricante. Si la presión de trabajo es baja, entonces el tamaño de la gota de agua es mayor, alterando la distribución de agua en el suelo. Por el contrario, si la presión de trabajo es mayor a la indicada por el fabricante, la gota se hace muy pequeña, perdiendo el radio óptimo de mojadura (ver Figura 11). Cuando el aspersor trabaja a la presión de diseño, se produce un patrón de humedecimiento normal y una buena uniformidad de aplicación, si se ha dispuesto una adecuada separación entre aspersores. Figura 11: Distribución del agua en función de la presión de trabajo de los aspersores
  • 16. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje b) Disposición de los aspersores. El ordenamiento de los aspersores se refiere a la forma en que se deben distribuir los aspersores en el terreno a regar, de modo que el sistema pueda operar en forma eficiente y económica. Para establecer este ordenamiento es fundamental conocer la forma y dimensiones del predio a regar, y también el tipo de sistema de riego por aspersión más conveniente de utilizar. De este modo, conociendo el ancho y longitud del predio a regar, se puede elegir la disposición de tuberías laterales y de los aspersores en ellas. Este ordenamiento de aspersores puede diseñarse formando cuadrados, rectángulos o triángulos (ver Figura 12). La disposición cuadrangular, en que las posiciones de aspersores forman rectángulos o cuadrados, es la más conveniente para sistemas móviles o semifijos (mejor implantación en terreno y facilidad de traslados). La disposición triangular, formando triángulos equiláteros o isósceles, es la más conveniente para sistemas fijos (mejor distribución de la precipitación). Con el objeto de evitar diferencias de presión debido a cambios de elevación del terreno se colocan generalmente los laterales paralelos a las curvas de nivel del terreno y la tubería principal se coloca en el sentido de la mayor pendiente.
  • 17. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje Figura 12: Marco de los aspersores Para lograr una mejor distribución del agua cuando los vientos son fuertes, se recomienda colocar los laterales de manera de formar un ángulo de entre 45° a 90° con respecto a los vientos predominantes. Las distancias entre tuberías laterales (Dl) y entre aspersores (Da) son normalmente múltiples del largo estándar de la tubería de acoplamiento rápido; o sea, 6 m. De esta manera, para sistemas semifijos se usan las siguientes distancias (Da/Dl): 6/6, 6/12, 12/12, 12/18, 18/18, 18/24, 24/24, 24/30, 30/30 y mayores, hasta 66/66. Con el objeto de mantener una alta uniformidad del riego debe existir un traslape de mojamiento entre aspersores, por lo que el distanciamiento entre aspersores, tanto sobre el lateral como entre laterales, será función del diámetro de mojamiento y de la velocidad del viento.
  • 18. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje En el replanteo en triángulo se observa una mayor uniformidad en el reparto del agua, ya que solo se distinguen dos zonas (3 y 4), siendo una de ellas predominante con tres aspersores de influencia, y otra mínima con cuatro aspersores (ver Figura 13). Figura 13: Uniformidad del riego para un marco cuadrado y triangular
  • 19. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje c) Velocidad del viento. El viento es uno de los factores más condicionantes del riego por aspersión. Las gotas de lluvia que simula el método son arrastradas fácilmente por éste, lo que impide un mojamiento parejo. En estos casos, se recomienda regar en horas de menor o ausencia total del viento, incluyendo el riego nocturno, para lo cual deben dejarse instaladas las tuberías laterales durante las horas de luz. El efecto del viento se compensa disminuyendo la separación entre aspersores, pero implica un mayor número de ellos en el sistema. El riego por aspersión no es un sistema apropiado para zonas con vientos fuertes o persistentes, ya que en esas condiciones se distorsiona el modelo de riego calculado, disminuyendo por consiguiente su efectividad. En general, velocidades de vientos superiores a 2,5 m/s hacen no recomendable el riego por aspersión y velocidades entre 1 y 2,5 m/s lo hacen poco recomendable (ver Figura 14). Cuando el viento mantiene una dirección dominante, la mejor disposición de los aspersores es la rectangular, con los laterales porta aspersores perpendiculares a la dirección del viento. No obstante, cuando la velocidad del viento alcanza determinados valores no es suficiente utilizar la disposición rectangular y se debe reducir la distancia entre aspersores.
  • 20. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje Figura 14: Efecto de la velocidad del viento en el riego por aspersión.
  • 21. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje d) Velocidad de aplicación. La velocidad con que los aspersores distribuyen el agua (intensidad de aplicación, densidad de aplicación permisible) debe estar de acuerdo con el tipo de suelo que se está regando. Así, en suelos arcillosos la velocidad de aplicación debe ser menor que en suelos arenosos, para no producir pérdidas por escurrimiento superficial del agua. Otro de los factores que determina la velocidad de aplicación de los aspersores es el estado de desarrollo del cultivo, por lo que debe reducirse, cuando el cultivo se encuentra en estado de emergencia, floración o fruto recién cuajados, de modo que el impacto de la gota no los dañe. Para ello, se utilizan boquillas más pequeñas y trabajando a mayor presión para generar un tamaño de gota inferior. La densidad de aspersión permisible depende de la tasa de infiltración y de la pendiente del terreno a regar. La densidad de aspersión o tasa de aplicación de agua mediante aspersores debe ser menor que la capacidad de infiltración del terreno para evitar la formación de pozas de agua y derrames superficiales. La tasa de infiltración del terreno se debe determinar directamente en el predio a regar, o si esto no fuera posible, se puede utilizar para el diseño valores medios dados por textos o manuales de riego (ver Cuadro 5). A fin de evitar o reducir los daños por erosión en los suelos al aplicar agua por aspersión, la densidad de aspersión permisible se debe determinar considerando la pendiente del terreno, de acuerdo a lo indicado en el Cuadro 6.
  • 22. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje Cuadro 5: Capacidad de infiltración de agua en el suelo. Tipo de Suelo Capacidad de Infiltración de Agua (mm/hora) Arenoso Areno-Francoso Franco-Arenoso Franco Arcilloso 20 15 12 10 8 Cuadro 6: Disminución de la capacidad de infiltración. Pendiente (%) % de Disminución Bajo 5 5-8 9-12 13-20 Sobre 20 0 20 40 65 75
  • 23. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje e) Necesidades de Agua y de Riego del Cultivo. El tipo de cultivo a regar determina junto con las condiciones de clima locales, las necesidades de agua por unidad de superficie o uso consuntivo máximo diario que debe utilizarse en el diseño del sistema. El uso-consumo máximo o evapotranspiración ET, se expresa en mm/día o cm/día. Por otra parte, las características físicas e hídricas del tipo de suelo a regar permiten determinar las necesidades de riego netas del cultivo. En el Cuadro 7 se indican algunos valores de las propiedades físicas de los suelos. Se conoce como humedad aprovechable la cantidad de agua que el suelo puede almacenar entre el contenido de humedad a capacidad de campo y el contenido de humedad en el punto de marchitez permanente. La profundidad efectiva de las raíces del cultivo a regar determina el porcentaje de humedad aprovechable (Pw) que puede extraer la planta entre dos riegos consecutivos, debido a que se recomienda considerar un valor de extracción de agua de 60% (Pw = 0,6) para cultivos de arraigamiento profundo y 40% (Pw = 0,4) para cultivos de arraigamiento superficial.
  • 24. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje Una vez determinadas las necesidades de agua unitaria del cultivo (uso consumo máximo o evapotranspiración máxima, ET) y las necesidades de riego neta del mismo cultivo (lámina de agua neta, dn) es posible determinar la frecuencia o ciclo de riego (Fr). Habiendo establecido la frecuencia de riego, se puede determinar la necesidad real o bruta de riego, que es la altura de agua (volumen por unidad de superficie), que se debe aplicar en cada riego a la superficie del terreno, de manera de asegurar una penetración suficiente de agua que permita retener en la zona radicular la cantidad de agua necesaria. Cuadro 7: Propiedades físicas del suelo. Textura del Suelo Densidad Aparente (gr/cc) Capacidad Campo (%) Punto Marchitez Permanente (%) Agua aprovechable (cm/m) Arenoso Franco-Arenoso Franco Franco-Arcilloso Arcilloso-Arenoso Arcilloso 1.55-1.80 1.40-1.60 1.35-1.50 1.30-1.40 1.25-1.35 1.20-1.30 6-12 10-18 18-26 23-31 27-35 31-39 2-6 4-8 8-12 11-15 13-17 15-19 7-10 9-15 14-19 17-22 18-23 20-25
  • 25. Dra. Jacqueline Romero Unidad Curricular Riego y Drenaje