GENERALIDADESFACTORES DEL BALANCE HIDRICOLAMINA DE RIEGOAGUA DE RIEGOSUELOINFILTRACIONCULTIVOAPORTE FREATICOPRECIPITACIONAPORTE DE AGUASUBTERRANEA (POZOS)SUPERFICIAL (MITA JUs)

GENERALIDADESFACTORES DEL BALANCE HIDRICOEVAPORACIONLAMINA DE RIEGOTRANSPIRACIONSUELOINFILTRACIONPERCOLACIONEFICIENCIA DE RIEGOESCORRENTIA SUPERFICIALCULTIVO Y SU ESTADO FENOLOGICO (Kc)ABSORCIONCONSUMO DE AGUAEVAPOTRANSPIRACIONEVAPORACION + TRANSPIRACION

GENERALIDADESEL COEFICIENTE DEL CULTIVOCOEFICIENTE DEL CULTIVO - Kc.Ini.Des.Max.Mad.FinCosechaESTADOS FENOLOGICOSKcMesesIIIIIIIV20d35d40d30dKc = ETc (mm/da) / ETo (mm/da)

SECTORIZACIONDireccin de surcosForma de terrenoNECESIDADES DE RIEGOTomar el pico de diseoCAPACIDAD DE RIEGO, PRECIPITACION HORARIA O INTENSIDAD DE APLICACINCaudal de goteros (L/h)Distancia entre goteros (m)Distancia entre laterales (m)TIEMPO DE RIEGOTURNOS DE RIEGOCAUDAL DE DISEODISEO AGRONOMICO

IntroduccinEl diseo agronmico es un componente fundamental de los clculos justificatorios de cualquier expediente tcnico de un proyecto de riego (presas de riego, reservorios de riego, canales de riego, riego por aspersin, riego por goteo etc.).La importancia de un buen diseo agronmico en los proyectos de riego por goteo repercutir directamente en : - La produccin y operaciones de riego- Capacidad de las redes y estructuras de riego

El diseo agronmico es parte del proyecto y decide una serie de elementos de la instalacin tales como nmero de emisores, disposicin de los mismos, etc. Adems proporciona datos bsicos para el posterior diseo hidrulico, como caudal por emisor y planta, duracin de riego, etc.Se desarrolla en dos fases:- Clculos de las necesidades de agua,- Determinacin de las dosis, frecuencia y tiempo de riego, nmero de emisores por planta y caudal del emisor.

Lo que nos interesa saber, es su valor crtico, para su posterior dimensionamiento de las instalaciones de riego.

Clculo de EToNecesidades netasCondiciones localesEfecto de localizacin

Necesidades totales de aguaClculo de Kc

Clculo de EToEleccin de KcETc = Kc*EToKl (Coeficiente de localizacin)ETc *KlCorrecciones por condiciones localesETrlGw (aporte capilar) Nn Ea, CU, R Nt

Se pretende conocer las necesidades mximas de agua para dimensionar posteriormente las instalaciones de riego. ETo Evapotranspiracin de referencia, Kc Coeficiente de cultivo, Kl Coeficiente de localizacin, Kcl Coeficiente de variacin climtica, Kad Coeficiente por adveccin, Pe, Ac, Aa Precipitacin, agua capilar, agua almacenada, K Coeficiente por eficiencia aplicacin o lavado, CU Coeficiente de uniformidad

Necesidades totales o = { (ETo*Kc*Kl*Kcl*Kad) -Pe-Ac-Aa } / {(1-K)*CU }Lamina de riego

Existen diferentes mtodos para hallar ETo tenemos:Mtodo Tanque evaporimetro, Clase A,Mtodo Blaney Chiddle,Mtodo Penman modificado,Mtodo de Hargreves,Penman Monteith (CROPWAT 8.0).

Una vez hallado el ETo de todos los meses, para fines de diseo, se seleccionar aquel que multiplicado por el Kc, nos de, el mximo valor .

METODOS DE CALCULO :

Dato ClimticoMETODOBlaney CriddleRadiacinPenmanTanque ATemperaturaXXXHumedad RelativaXXXXVientoXXXXInsolacinXXXRadiacinXXEvaporacinXCondiciones LocalesXXXX

Frmula de Penman Monteith

*Calculando ETo (mm/da)Usando datos del tanque Clase A

METODO DEL TANQUE EVAPORIMETRO CLASE AETo (mm/da) = ETan (mm/da) x KTanDESCRIPCION DEL TANQUEDIAMETRO: 120.5 cm.PROFUNDIDAD : 25.4 cm.MATERIAL: Hierro GalvanizadoRECUBRIMIENTO: Pintura de AluminioCONDICIONES DE INSTALACIONInstalacin sobre una plataforma de madera con intersticios para su ventilacin.La base debe estar a 5 cm. del suelo.Se llena el tanque con agua hasta 5 cm. del borde. El nivel no debe bajar mas de 2.5 cm.Se toma las lecturas diariamente y a una hora fija.

METODO DEL TANQUE EVAPORIMETRO CLASE AEL COEFICIENTE DEL TANQUE Ktan (Caso 1)

Distancia a BarloventoD (m)Velocidad del vientoHumedad Relativa Media( Km/da )( m/s ) 700a9< 175175 425425 700>700< 22 55 8>80.550.500.450.400.650.600.500.450.750.650.600.5010a99< 175175 425425 700>700< 22 55 8>80.650.600.550.450.750.700.600.550.850.750.650.60

METODO DEL TANQUE EVAPORIMETRO CLASE AEL COEFICIENTE DEL TANQUE Ktan (Caso 2)

Distancia a BarloventoD (m)Velocidad del vientoHumedad Relativa Media( Km/da )( m/s ) 700a9< 175175 425425 700>700< 22 55 8>80.700.650.600.500.800.750.650.600.850.800.700.6510a99< 175175 425425 700>700< 22 55 8>80.600.550.500.450.700.650.550.500.800.700.650.55

El Kc es el coeficiente de cultivo y es aquel que expresa la relacin entre ETc y ETo, sus valores varan en funcin de la fase del cultivo.

Una vez hallado el Kc de todos los meses, para fines de diseo se seleccionar aquel que multiplicado por ETo nos de el mximo valor.

EL COEFICIENTE DEL CULTIVOCOEFICIENTE DEL CULTIVO - Kc.Ini.Des.Max.Mad.FinCosechaESTADOS FENOLOGICOSKcMesesIIIIIIIV20d35d40d30dKc = ETc (mm/da) / ETo (mm/da)

Cultivados limpios :Kc = 0.55

Sin programa de lucha contra malas hierbas: Kc = 0.85

Por motivos de efecto de localizacin, la cubierta arbrea es de aproximadamente 50%, entonces las FAO, distingue dos posibilidades: Se puede elegir un valor intermedio estimado:Kc = 0.70

COEFICIENTE DEL CULTIVO PONDERADO Kc ponderadorea del ProyectoEL COEFICIENTE DEL CULTIVO

Ejemplo seleccin ETo y KcEl valor de ETc seleccionado para efectos de diseo es el mximo de los obtenidos mensualmente.Ejemplo, fue calculado: ETo = 6,51 mm/da y Kc = 0,70

FACTORES DE CORRECCION DE LA ETcETc = 6,51 mm/da * 0,70ETc = 4,56 mm/daETc = ETo * Kc

El coeficiente de localizacin (Kl) corrige la ET disminuyndola, debido a la reduccin del rea de riego, producto de la localizacin del riego con goteros o microaspersores.microclima

Efecto de localizacin

La ET depende de la masa de follaje, superficie de hojas, volumen de copa, etc. y como estas variables son difciles de cuantificar se las representa en funcin del % rea sombreada.

Aljibury Kl = 1.34*ADecroix Kl = 0.1+AHoare Kl = A+0.5*(1-A)Keller Kl = A+0.15*(1-A)

A = Fraccin de rea Sombreada por el Cultivo (al medio da)Kl = Factor de Localizacin (Se utiliza para corregir la ETc)Para obtener Kl se calcula por los 4 mtodos y se trabaja con el promedio.

Ejemplo: Palto con marco de 6 * 4A. sombreada = Pi*D2 / 4 = 3.14*42 / 4 = 12 .56 m2 rea total = 6 x 4 = 24 m2

% A. Sombreada = A. Sombreado/A.total % A. Sombreada = 12.56 / 24 = 0.52 Resultados Kl con rea sombreado para palta 52% y para paprika 70%PALTAPAPRIKAAlljiburi Kl = 0.70 Kl = 0.94Decroix Kl = 0.62 Kl = 0.80Hoara Kl = 0.76 Kl = 0.85Keller Kl = 0.59 Kl =0.74PROMEDIO 0.67 0.83

==> 4.56 mm/da * 0.67 = 3.05 mm/da

Determinacin de Variacin Climtica (Kcl)El Kcl es el coeficiente variacin climtica y se utiliza para corregir los valores de promedios mensuales o de los promedios de un periodo determinado, utilizados para los clculos de la ETo.

Para riego localizado este valor se estila poner entre 1.15 y 1.2 (Pizarro 1996) ==> 3.05mm/da*1.20 = 3.66 mm/da

El Kad es el coeficiente por adveccin, el cual castiga a la ETo debido a que el efecto producido por un rea de riego cada vez mas grande disminuir la ETo.

Ejemplo:Supongamos un rea de riego de 11 ha.

=> 3.66mm/da * 0.90 = 3.29mm/da Determinacin de la Variacin por Adveccin (Kad)

Nn = ETrl Pe Ac - AaPe, es aporte de agua por la precipitacin efectiva, Ac, es aporte de agua capilar que se debe considerar en el caso de que el nivel fretico este prximo. Aa, es aporte del agua almacenada que tampoco se considera, por que con los riegos de alta frecuencia, pretendemos reponer inmediatamente el agua extrada para no gastar energas en sustraer agua almacenada mas all de la lamina diaria. Ejemplo:Para nuestro ejemplo no tenemos aportes de agua provenientes de precipitacin, capilaridad ni por almacenamiento. ==> Nn = 3.29 mm/da - 0 - 0 - 0 = 3.29 mm/da

Para dicho clculo, a partir de las Nn, hay que tener en cuenta 3 hechos: Prdida de agua por percolacin, Necesidades de lavado, (LR). Falta de uniformidad de riego.

Necesidades totalesAgua a aplicar (A)

K = 1 Ea (en el caso de prdidas) Se elige el valorK = LR (en el caso de lavado) mas alto Si las prdidas son mayores que las necesidades, el lavado se cumplir, Si las prdidas provocan un lavado superior al necesario, el nivel de salinidad se mantendr bajo. Si las prdidas son menores que las necesidades de lavado, habr que provocar una percolacin para evitar salinizacin.

Eficiencia de aplicacin (Ea)Keller 1978Climas clidos

Eficiencia de aplicacinKeller 1978Climas hmedos

Necesidades de lavado:CE I : conductividad elctrica del agua de riego

CE e : conductividad elctrica del extracto de saturacin del suelo, valor para conseguir el lavado. Asunto complicado, y puede ser conveniente no cargar al riego todas las necesidades de lavado, sino a la lluvia.

Ejemplo:Nn = 3,29 mm/daCEi = Conductividad elctrica del agua de riego 0,8 mmhos/cmCEe = Conductividad elctrica del extracto de saturacin 1,7 mmhos/cmCU = 90%Ea = Eficiencia de aplicacin 95%

K = 1 Ea = 1- 0.95 = 0.05 K = LR = CEi / 2CEe = 0.8 / (2*1.7) = 0.24 Podemos ver que el agua de lavado es superior a las aguas de perdidas, lo que evita la salinizacin, o sea se regar con un exceso del 24%:

0.24 > 0.05

Por lo tanto se considera el porcentaje del agua de lavado:==> 3.29mm/da / (1- 0.24) = 4.33 mm/da==> 3.29mm/da / (1- 0.05) = 3.46 mm/da

Necesidades TotalesSe elige el valor ms alto

Necesidades Totales (Aplicando)

Tambin se puede expresar en:

Necesidades diarias por rbol (Marco de plantacin de 6m x 4m)

4,81 mm/da x 6m x 4m = 115,44 L/rbol-da

- Caudal Ficticio Continua

4,81 mm/da x 10,000/24x3600 = 0,56 L/s.ha

Engloba una serie de parmetros que caracterizan al riego y condicionan el posterior diseo hidrulico.

Precipitacin del sistema,# de unidades o turnos de riego,rea de las unidades de riego,Caudal de diseo.

1.- Nmero de emisores El numero de emisores se calcula teniendo en cuenta que la suma del rea mojada de todos los emisores de un rbol sea superior al mnimo de rea mojada impuesto. #e * Ae > A.total * % A.mojadomin #e > ( A.total * % A.mojadomin ) / Ae El tiempo de riego seria = Dosis / ( #e * qe ) #e = numero de emisores Ae = rea de un emisor qe = caudal de emisor Litros/hora Dosis = litros / rbol

ECUACION DEL EMISORSegn el tipo de curva de gasto:No compensantes: son aquellos que proporcionan caudales diferentes al variar la presin en la entrada del emisor. Autocompensantes: son los que, dentro de los lmites de presin fijados por el fabricante, mantienen un caudal prcticamente constante. Al intervalo de presiones para las cuales el emisor se comporta como autocompensante se le denomina intervalo de compensacin.

2.- % rea mojadaSe define como la relacin entre el rea mojada y el rea total medidos a una profundidad de 30 cm. % rea mojada = rea mojada / rea total % altos son mas seguros pero incrementan los costos de instalacin por mas cantidad de goteros y mayores dimetros de tuberas.

Keller recomienda En frutales el rea mnima mojada para clima hmedo es 20%, clima rido es 33% En cultivos herbceos este % es mayor llegando hasta 70%.

rea mojada por emisorCalculo de rea mojadoMicroaspersores.- el rea o dimetro mojado en la superficie viene especificado en los catlogos y se asume este valor como el valor de rea mojadaGoteros.- en el caso de goteros es mas complicado dependiendo mucho de la textura, estratificacin, caudal de gotero y tiempo de riego, su calculo se puede hacer: 1) Utilizando tablas 2) Pruebas de campo

Diferentes tipos de rea mojadadD

Tabla de dimetro mojado

Dimetro mojado por un emisor de 4 L/hProfundidad de races y textura del sueloGrados de estratificacin del sueloHomogneoEstratificadoEn capasDimetro mojado (m)Profundidad 0,80 mLigeraMediaPesada0.501.001.100.801.251.701.101.702.00Profundidad 1,70 mLigeraMediaPesada0.801.251.701.502.252.002.003.002.50

Frecuencia La frecuencia de riego es el intervalo de tiempo necesario para volver aplicar un riego.En riegos por goteo y microaspersin no existe un valor mnimo de intervalo de riego, pero el valor mximo del intervalo de riego se calcula teniendo en cuenta que la humedad del rea mojada, no descienda de un cierto valor.

En la mayora de casos se disea para frecuencias de un da.

Textura Frecuencia (mxima) Ligera2 dasMedia3 dasPesada4 das

rea mojada% rea mojada = ----------------- rea TotalFrecuencia (max) = Dosis de riego (max) / Lamina riego Dosis de riego (max) = Lamina de agua aprovechable X % rea mojada Lamina de agua aprovechable = (CC-PM ) * Da * Pr * %Ag dDFrecuencia de riego en goteo

Dosis de riego Es la cantidad de agua a aplicarse en un riego, la cual ser infiltrada y retenida por el reservorio suelo, esta dosis es un mltiplo de la lamina riego diaria y depende de la frecuencia de riegoLa dosis de riego pueden ser:

- Dosis de riego (max) = Lamina aprovechable X % rea mojada - Lmina aprovechable = (CC-PM ) * Da * Pr * %Ag

FrecuenciaDOSIS 01 da1*Lr02 das2*Lr03 das3*Lr

Tiempo de riego Para calcular el tiempo de riego, se compara la dosis de agua (cantidad de agua a infiltrar y retener en el suelo) para riego con la oferta de agua del sistema de goteo. Dosis de agua para riego mm / da m3/Ha-da horas TR = ------------------------------------- = ----------- = -------------- = -------- Oferta de Agua del Sistema mm / Hora m3/Ha-hora da

Dosis de agua para riego = Funcin de Lamina neta y la frecuencia de riego Oferta de Agua del sistema = Funcin de Q-gotero, dist. goteros y dist. laterales

Precipitacin del sistemaCantidad de agua que entrega un campo en funcin de las caractersticas del sistema de goteo instalados (caudal y distanciamiento de los emisores) Caudal del Gotero P = -------------------------------------------------------- Distancia Emisores * Distancia Laterales

Caudal del Gotero = Litros / Hora Dist. Emisores = Metros Dist. Laterales = Metros

# DE UNIDADES TURNOS Es la cantidad de unidades de riego o sectores en que se puede dividir una parcela, Es el numero de turnos de riego que se pueden atender durante un periodo de tiempo disponible

Tiempo Disponible # Unidades de riego = ----------------------- Tiempo de riego

Tiempo disponible = tiempo total disponible para regarTiempo de riego = tiempo necesario para aplicar 1 dosis

AREA DE LA UNIDAD Es el rea que puede ser atendida por un turno de riego Esta rea nos servir para poder dividir la parcela en un numero de unidades de igual rea para que puedan ser regados en un turno de riego. rea Total rea de Unidad = ------------------------------- # de Turnos o Unidades

Area Total = area donde se instalara el sistema de goteo

CAUDAL DEL SISTEMA Es un caudal constante durante un determinado tiempo, que es necesario para poder regar una determinada superficie de terreno . Este caudal es funcion del area de riego, Lamina de riego y el tiempo total disponible para riego. 2.78 * A * Lr Q-sistema = ------------------------------- Tiempo A = rea total a regar Lr = Lamina de riego diaria Tiempo = tiempo total disponible para regar

Ejemplo 01 Se desea instalar un sistema de riego por goteo con cintas para 14 Has de cultivo de paprika, se cuenta con 13 Horas disponibles de agua. La cinta a utilizar tiene emisores de 1.0 LPH @ 0.20 y 1.50 mt entre laterales y la Lamina neta de riego es de 6 mm/dia y la frecuencia de riego es 1. Calcular los parmetros agronmicos del diseo?

Caudal del Gotero 1.0 LPH Pp = --------------------------------- = ----------------------- = 3.33 mm/Hora Dist. Emisores X Dist. Laterales 0.20 mt. x 1.50mt

Dosis de agua de riego 6.00 mm / da TR = ------------------------------------- = ------------------ = 1.80 Horas/dia Oferta de Agua del Sistema 3.33 mm / Hora

Frecuencia = dosis de riego / lamina de riego Frecuencia 1 => la dosis de riego es igual a la Lamina neta o demanda diaria cultivo

Ejemplo 01 2.73*A*Ln 2.78*14*6 Q-estimado = --------------------- = ------------------- = 17.96 L/s Tiempo disponible 13. horas

Tiempo total 13 horas Unidades = --------------------- = ------------------- = 7.22 = 7 unidades Tiempo de riego 1.8. horas

rea Total 14 Ha rea unidad = --------------------- = -------------- = 2.00 Ha # unidades 7

2.73*A*Ln 2.78*14*6 Q-real = --------------------- = ------------------- = 18.53 L/s Tiempo disponible 12.6 horas

Diseo Agronmico FinalU-12 haU-22 haU-42 haU-52 haU-32 haU-62 haU-72 haPp = 3.33 mm/daTR = 1.8 horas / und TR-total = 12.6 horas / da# Unidades = 7 unidrea Und = 2 ha rea Total = 14. haLamina R. = 6 mm/daCaudal = 18.53 haQ14 ha