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EL CLAVES PARA UN BUEN DISEÑO Y MANEJO DE
INSTALACIONES DE RIEGO POR GOTEO.
José Mª Tarjuelo
Angel MartinezLas Pedroñeras. 19 Marzo 2019
INDICE
1. El riego por goteo2. Calidad del riego3. Las instalaciones4. Automatización5. Filtrado6. Fertirrigación7. Los goteros8. Riego subterraneo9. Evaluación del sistema10.Riego solar fotovoltaico
1. EL RIEGO POR GOTEO
� OBJETO: aplicación de agua lenta, localizada y
uniforme (frecuente)
� LOCALIZACIÓN. Efecto en: distribución de
raíces, volumen suelo explorado, evaporación…
� UNIDADES BÁSICAS DEL SISTEMA
– Cabezal: bomba, filtros, fertirrigación, automatismos.
– Red de tuberías (emisores, dispositivos de control
Las instalaciones
� Deben estar bien : seleccionadas, diseñadas y manejadas. (cuidado con las obstrucciones)
� La calidad del riego depende de:– Calidad y características de los materiales– Diseño agronómico– Diseño hidráulico– Manejo y conservación del sistema
� Los aspectos económicos deberían ser secundarios
EL RIEGO LOCALIZADO TAMBIÉNPUEDE SER POCO EFICIENTE
Riego LOCALIZADO:
ASPECTOS AGRONÓMICOS:• Evaporación y transpiración• Distribución sistema radicular
ASPECTOS DE MANEJO:• Alta frecuencia• Dosis de riego reducidas• Reducido volumen de suelo explorado (requiere mayor UE)
OTROS ASPECTOS
1,5 m
0,75 m3 m
3 m
1,5 mCepa
Ramal goteros
0,9 m Área por planta: 3x1,5= 4,5 m2
Área por gotero= 3x0,75 = 2,25 m2
Área mojada por gotero = 0,7 m2
Suelo mojado ≈ 30% del total
RIEGO EN VIÑA en espaldera
- Plantas a 3 x 1,5 m- Goteros a 0,75 m (dos
goteros por planta)
2. CALIDAD DEL RIEGO
� Para describir el comportamiento del riego en parcela:– Uniformidad: igual dosis en todos los puntos– Eficiencia: fracción agua aplicada utilizada para
ETc + lavado� Idoneidad de un riego. Depende de:
– Agua almacenada en zona radicular– Pérdidas en proceso de riego: escorrentía,
percolación…– Uniformidad de lámina infiltrada– Déficit de humedad en suelo después del riego
UNIFORMIDAD Y EFICIENCIA
La dimensión y la forma del bulbo depende de:Caudal descargado por el emisor (qa, 2 a 4 l/h)Duración del riego (4-10 h)Tipo de suelo
franco arenoso
Calidad del riego
RAZONES DE FALTA DE UNIFORMIDAD:
• Calidad de los emisores (CV)• Diseño (variaciones de presión por
desniveles y perdidas de carga en tuberías)• Obstrucción de los emisores• Envejecimiento del sistema
EL CABEZAL DE RIEGO
3. LAS INLATACIONES
O ANILLAS
Las subunidades
de riego
Acoples de laterales con
terciaria
Para PVCPara PE
Distribución de presiones
80 m 0 m200 m
Pendiente del ramal: 1%Pendiente de terciaria: 0%
Distribución de caudales
80 m 0 m200 m
200 m 80 m 0 m
RamalTerciaria
Web: crea.uclm.es
4. AUTOMATIZACIÓN
Filtro
VALVULAS HIDRÁULICAS
**ELECTROVÁLVULA NORMALMENTE CERRADA (N.C.)
ESQUEMAS DE MONTAJE
Primera función: ABRIR / CERRAR
Mucho consumo
cuando está abierta.
Usar solenoides
latch
12 ó 24 V en alterna5 a 15 WP1
P2
Cuidado con las perdidas de carga y la cavitación
hidráulicoSección de 0,5 a 6 mm2
según Nº válvulas y longitud
por cable
ACCIONAMIENTO A DISTANCIA
y ∆V ± 10%
Cable eléctrico
Microtubo, Φ 8 mm12 ó 24 V en alterna5 a 15 W
Es un piloto sin tornillo de regulación. Hay 5 muelles
FUNCIONES: ACCIONAMIENTO A DISTANCIA DE LA VALVULA HIDRAULICA. ACELERADOR DE APERTURA O CIERRE DE LA VÁLVULA. VÁLVULA ANTITOPOGRAFICA.
5. FILTRADO
Filtros de malla
Obstrucciones
� De origen físico: sólidos en suspensión– Solución: filtrar y decantar
� De origen químico: precipitación de sales Solución:
� Para la cal: ácido nítrico o clorhídrico
� De origen biológico: bacterias, óxidos Fe, Mn– Solución para algas:
� Sulfato de cobre; Peces en balsas; biocidas + lavado con solución de hipoclorito,
� Lo mejor es ultrasonidos, pero solo antes de que aparezcan las algas
� Cubrir balsas con “rafia”
Practicas para evitar Obstrucciones
� Seleccionar el sistema de filtrado más adecuado al tipo y calidad de agua disponible
� Realizar la adecuada instalación y mantenimiento de los sistemas de filtrado
� Aplicar agua sin fertilizante al principio y al final del riego
� Hacer mezcla previa del fertilizante con el agua de riego
� Limpiar la instalación y las tuberías, abriendo los extremos, al menos al inicio de la campaña de riegos
Hidrociclón
Cámara de expansión (15-25%)
Filtro de arena
Filtros de anillas
Filtro de anillas
6. FERTIRRIGACION
Instalación para inyección de fertilizante
1. Bomba de inyección eléctricaBomba de pistón
- Inyección constante
- Consume energía.
Motor trifásicoo monofásico
Motor a 12 V, con batería y placas solares
Motor de gasolina
VENTAJAS:
- Control sencillo: dosis y tiempo
- Fácil automatizar
2. Bomba de inyección hidráulica
Bomba de membrana
Consume (agua) caudal
VENTAJAS:
- Control sencillo: dosis y tiempo
- Fácil automatizar
- Portátil
3. Inyectores venturi
Efecto Venturi:
- Estrechamiento en flujo principal depresión
- Succión de depósito abierto
VENTAJAS (Pequeñas parcela):
- Barato
INCOVENIENTES:
- Consume presión
- ∆P/γ ≈ 1 bar
- Caudal varia con la presión
4. Tanque con by-pass de flujo� Depósito cerrado� Consume presión� Casi todo el fertiliz.
se aplica al principio del riego
� Coste reducido
MALA SOLUCION
7. LOS EMISORES
Clasificación emisoresa) Por como se produce la perdida de carga� goteros
– de largo conducto: microtubo, helicoidales, laberinto– de orificio– vortex– autocompensantes (antidrenaje, antisucción…)
� mangueras perforadas (conducción simple o doble)� mangueras porosas (p = 1-3 m.c.a. y q = 0,5 a 2 l/h)� microaspersores y difusoresb) Por sensibilidad a obstrucciones
- Muy sensibles: Ø de paso 0,7 mm- Poco sensibles : Ø de paso > 1,5 mm
c) Por la forma de sujeción en la tubería1) Interlínea; 2) sobre línea (insertados); 3) integrados
TIPOS DE CONEXIONES DE EMISORES
Lo mejor
Goteos de laberinto no autocompensantes
En línea
Integrados
Goteros autocompensantes
• Rango compensación• Durabilidad
Antidrenaje Antisuccion
Planos
Sistema integrado
Curva caudal-presión del gotero
� q uniforme y cte., Poco sensible a presión� Poco sensibles a obstrucciones y temp.� Alta uniformidad de fabricación� Bajo coste� Estabilidad p q con el tiempo� Reducida pérdida de carga en conexiones� Resistente a ataques de insectos, roedores,
operaciones agrícolas, etc.
Selección de los Emisores
8. RIEGO SUBTERRANEO
• Ramales enterrados (25-30 cm) separados a 1,5 m del tronco
• Goteros especiales (autocompensantes, autolimpiantes, antisucción...)
•Necesidad de colectores de limpieza (ramales mallados, extremos conectados…)
• Ventosas. Limitan la succión de goteros
• Tratamiento anti-raíces (trifluralina): ??.
AHORRO DE AGUA (reduce evaporación) pero el control del riego es más complicado MAYOR VOLUMEN MOJADO DESDE EL EMISOR (bulbos húmedos casi esféricos)
El riego subterráneo. VENTAJAS
AHORRO DE AGUA (reduce evaporación) pero el control del riego es más complicado MAYOR VOLUMEN MOJADO DESDE EL EMISOR (bulbos húmedos casi esféricos) Facilita el control de malas hierbas (posibilidad de laboreo cruzado) Menor riesgo con el uso de aguas depuradas (sanitario y funcional) Facilita en cierta medida el manejo y operaciones de cultivo
El riego subterráneo. VENTAJAS
Posible ahorro de mano de obra en la colocación de los ramales y en reparaciones (vandalismo, roedores, etc.) Aumento de la vida útil (ramales protegidos de la radiación solar, variaciones térmicas, y otros agentes externos) Limita los problemas de calcificación (emisor no está en contacto con el aire)Posible mejora al localizar en la zona radicular los fertilizantes (fósforo y potasio) (obliga al fertirriego)
El riego subterráneo. VENTAJAS
NO “SE VE” la instalación (control de funcionamiento, detección de fugas, obturaciones de los emisores , roturas, etc.)
No se aprecian los bulbos húmedos (forma y dimensión)
Mayor riesgo de obstrucción y percolación Prácticamente imposible medir presiones y
caudales de los emisores (EVALUACIÓN) Más difícil el mantenimiento y manejo
agronómico de la instalación Necesidad de utilizar emisores “especiales”
El riego subterráneo. Inconvenientes
9. EVALUACIÓN DEL SISTEMA
EVALUACIÓN
EJEMPLO DE EVALUACIÓNSISTEMA RIEGO LOCALIZADO
DISTRIBUCIÓN DE PRESIÓN EN LA SUBUNIDAD TEST
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1 2 3 4
Pres
ión
(m.c
.a.)
Terciaria (L)
1er Ram al(origenterciaria)Ram al a 1/3 dela terciaria
Ram al a 2/3 dela terciaria
Ram al al finalde la terciaria
Pres ión
DISTRIBUCIÓN DE CAUDAL EN LA SUBUNIDAD TEST
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
1 2 3 4
Caud
al (l
/h)
1er Ram al(origenterciaria)
Ram al a 1/3de la terciaria
Ram al a 2/3de la terciaria
Ram al al finalde la terciaria
Caudal
Buena Mala
SISTEMA EN VASO
10. EL RIEGO DE LA VIÑA
SISTEMA EN ESPALDERA (goteos en línea de plantas)
SISTEMA EN ESPALDERA (goteos en el centro de la calle)
FORMA INCORRECTA DE RIEGO
0
0,5
1
1,5
2
2,5
301
-04-
18
16-0
4-18
01-0
5-18
16-0
5-18
31-0
5-18
15-0
6-18
30-0
6-18
15-0
7-18
30-0
7-18
14-0
8-18
29-0
8-18
13-0
9-18
28-0
9-18
13-1
0-18
Fecha de Riego
Presión
P S1 (bar) P S2 (bar) P S3 (bar) P Salida S1 y S3 (bar) P Salida S2 (bar)
Control de presión para la programación de riegos
(3 sectores de riego)
-1200
-1050
-900
-750
-600
-450
-300
-150
0
14-0
6-16
21-0
6-16
28-0
6-16
05-0
7-16
12-0
7-16
19-0
7-16
26-0
7-16
02-0
8-16
09-0
8-16
16-0
8-16
23-0
8-16
30-0
8-16
06-0
9-16
13-0
9-16
cbar
P (mm) Riegos (mm) 30 CM 50 CM
2016-1200
-1050
-900
-750
-600
-450
-300
-150
0
01-0
5-17
09-0
5-17
17-0
5-17
25-0
5-17
02-0
6-17
10-0
6-17
18-0
6-17
26-0
6-17
04-0
7-17
12-0
7-17
20-0
7-17
28-0
7-17
05-0
8-17
13-0
8-17
21-0
8-17
29-0
8-17
06-0
9-17
cbar
P (mm) Riegos (mm) 30 CM 50 CM
2017
Control del humedad en el suelo para la programación de riegos
Necesidades hídricas de la vid
ESTACIONESCLIMÁTICAS
• Temperatura• Humedad relativa• Velocidad viento• Radiación
SEGUIMIENTODE CAMPO
• Fenología• Características cubierta vegetal
ETo x Kc Kl = ETc x
EJEMPLO de viña en espaldera a marco 3m x 1,5 m
Agua aplicada por el sistema de riego en 1 hCon goteros de q= 2 L/h q= 3 L/h q= 4 L/h
4 /3 ,
3 /3 ,2 /
3 ,
Área por planta3 x 1,5 = 4,5 m2
1 mm = 1 L/m2 = 10 m3/ha
3m1m 1,5m
1,5m
3m3m
1m
Área por planta
Área por gotero
Planta
gotero
Área por gotero3 x 1 = 3 m2
1,5 m
0,75 m3 m
3 m
1,5 mCepa
Ramal goteros
0,9 m
Área por planta: 3x1,5= 4,5 m2
Área por gotero= 3x0,75 = 2,25 m2
Área mojada por gotero = 0,7 m2 (30%)
RIEGO EN VIÑA espaldera 3x1,5 m (goteros a 0,75 m)
EJEMPLO de viña en vaso a marco 3m x 3m en triángulo (al tresbolillo) transformada en espaldera
Área por planta3 x 2,6 = 7,8 m2
Agua aplicada por el sistema de riego en 1 hCon goteros espaciados a 1 m
q= 2 L/h q= 3 L/h q= 4 L/h
4 /2,6 ,3 /
2,6 ,2 /2,6 ,
1 mm = 1 L/m2 = 10 m3/ha
2,6m 3m
2,6 m2,6m
1m
Área por planta
Área por gotero
Planta
1m 3m gotero
Área por gotero2,6 x 1 = 2,6 m2
RECOMENDIONES GENERALES DEL RIEGO EN VIÑA
� El riego excesivo provoca:– desarrollo vegetativo excesivo– maduración más lenta debido a la
competencia entre frutos y brotes, – favorece el desarrollo de enfermedades
debido al aumento de humedad y a la sombra producida
RECOMENDIONES GENERALES DEL RIEGO EN VIÑA
� El estrés hídrico afecta al rendimiento a largo plazo al afectar a los procesos de iniciación y diferenciación de yemas, que tienen lugar dentro de las 5 a 7 semanas después de la brotación.
RECOMENDIONES GENERALES DEL RIEGO EN VIÑA
� El un déficit de agua severo : – reduce la producción de fotoasimilados– disminuye el rendimiento y la calidad de la
cosecha – produce el cierre de estomas– limita la fotosíntesis – disminuye el área foliar y la luz interceptada
RECOMENDIONES GENERALES DEL RIEGO EN VIÑA
� La respuesta de la vid al suministro de agua puede variar entre especies, así como entre los cultivares dentro de Vitis vinifera L.
� El rendimiento de la vid depende:– del nº de racimos. Se inician durante la campaña
de cultivo anterior– el número de flores después de la brotación– el número de bayas y su tamaño
RECOMENDIONES GENERALES DEL RIEGO EN VIÑA
El ciclo reproductivo de la vid tiene lugar durante dos campañas, con la iniciación y diferenciación de los brotes que producen frutos durante el periodo de floración de la temporada anterior � NO aplicar déficit en las primeras etapas de
crecimiento (pre-envero) pues:– Tiene un mayor efecto sobre el desarrollo de las
yemas que cuando se aplica más tarde– Tienen un mayor impacto en el rendimiento de
ese año y de los siguientes
q = 2 (L/h) 2
02-jun 3 4,50 3009‐jun 3 4,50 3016‐jun 8 12,00 8023‐jun 8 12,00 8030‐jun 8 12,00 8007‐jul 8 12,00 8014‐jul 8 12,00 8021‐jul 8 12,00 8028‐jul 8 12,00 8004‐ago 8 12,00 8011‐ago 7 10,50 7018‐ago 7 10,50 7025‐ago 7 10,50 7009‐sep 3 4,50 3016‐sep 3 4,50 3023‐sep 3 4,50 30
100 150,00 1000
Estimacion para Año 2018 con 1000 m3/haAplicación
riego Semanal (m3/ha)
Tiempo de riego Tr (h)Lamina (mm)
Fecha
Aproximación de riego para 2018 al aplicar 1000 m3/haCon datos climáticos de 2017
Con datos climáticos de 2016
q= 2 (L/h) 2
02-jun 6 9,00 6009‐jun 6 9,00 6016‐jun 6 9,00 6020‐jun 6 9,0023‐jun 6 9,0027‐jun 7 10,5030‐jun 7 10,5004‐jul 7 10,5007‐jul 7 10,5011‐jul 7 10,5014‐jul 7 10,5018‐jul 7 10,5021‐jul 7 10,5025‐jul 7 10,5028‐jul 7 10,5001‐ago 7 10,5004‐ago 7 10,5011‐ago 8 12,00 8018‐ago 8 12,00 8025‐ago 5 7,50 5009‐sep 5 7,50 5016‐sep 5 7,50 5023‐sep 5 7,50 50
150 225 1500
Aplicación riego Semanal
(m3/ha)Tiempo de riego Tr (h)Lamina (mm)
Fecha
140
140
140
140
Estimacion para Año 2018 con 1500 m3/ha
120
140
140
Aproximación de riego para 2018 al aplicar 1500 m3/haCon datos climáticos de 2017
Con datos climáticos de 2016
q=2 (L/h) 2
02-jun 8 12,00 8009‐jun 8 12,00 8016‐jun 8 12,00 8020‐jun 8 12,0023‐jun 8 12,0027‐jun 8 12,0030‐jun 8 12,0004‐jul 8 12,0007‐jul 8 12,0011‐jul 8 12,0014‐jul 8 12,0018‐jul 10 15,0021‐jul 10 15,0025‐jul 10 15,0028‐jul 10 15,0001‐ago 10 15,0004‐ago 10 15,0011‐ago 10 15,0018‐ago 10 15,0025‐ago 8 12,00 8009‐sep 8 12,00 8016‐sep 8 12,00 8023‐sep 8 12,00 80
200 300 2000
200
160
200
400
160
Aplicación riego Semanal
(m3/ha)
160
160
Estimacion para Año 2018 con 2000 m3/ha
Tiempo de riego Tr (h)Lamina (mm)
Fecha
Aproximación de riego para 2018 al aplicar 2000 m3/haCon datos climáticos de 2017
Con datos climáticos de 2016
11. RIEGO SOLAR FOTOVOLTAICO
Componentes del sistema
•Paneles solares:• Rs → CC
•Variador de velocidad
•Bomba sumergida
•Microtubo +compresor y manómetro para control nivel de agua en pozo
MICROTUBO
MANÓMETRO
MODELO FOTOVOLTAICO
MODELO HIDRÁULICO
MODELO PRESUD-SOLAR
Potencia de salida CC
(Campo solar)
Potencia de entrada CC (Variador)
Potencia de salida CA (Variador)
Potencia de entrada CA (Bomba)
MODELO FOTOVOLTAICO
Campo solar
Variador de velocidad
Bomba
� Máximo rendimiento al 75% de carga
� A mayor tamaño de motor, curva más plana y mayor rendimiento
� Misma reglas para transformadores
RENDIMIENTO DEL MOTOR
RENDIMIENTO DEL VARIADOR DE VELOCIDAD
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0
Rend
imiento de
l variado
r
Frecuencia
Herramientas de software
MODELO HIDRÁULICO
Nivel de Agua
Nivel Dinámico
Diferencia de Cota
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0:00:00 2:24:00 4:48:00 7:12:00 9:36:00 12:00:00 14:24:00 16:48:00 19:12:00 21:36:00 0:00:00
Radiación (W
/m2)
Hora del día
Curva de Radiación
TendeRadia
MODELO HIDRÁULICO
PROGRAMACION Y CONTROL DEL RIEGO
200 ha de olivar superintensivo (140 kW)
SISTEMA HÍBRIDO: FOTOVOLTAICO + GRUPO ELECTRÓGENO
CONCLUSIONES
Para la adecuada gestión del riego con energíafotovoltaica es fundamental disponer de unaherramienta de gestión en tiempo real del riegosegún la radiación disponible que permitaestablecer la mejor combinación de apertura desubunidades de riego