DISEÑO DE RIEGO POR ASPERSION

DOCENTE :ING. ROGOBERTO CERNA

CHAVEZ

Universidad Católica los Ángeles de ChimboteESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

INTEGRANTES:HERRERA VASQUEZ EDWINPEREZ MARIN KELSEYSOLIS RAMOS YESSENIAZAVALETA RUIZ FRANK

1. INTRODUCCION

El riego es el requerimiento para compensar la pérdida de agua por evapotranspiración cuando la lluvia es insuficiente, y el objetivo primario es aplicar la cantidad de agua adecuada en el momento oportuno. El riego por aspersión es una técnica de riego donde el agua es aplicada en forma de lluvia sobre la superficie a regar, distribuyéndose por el aire y produciendo un círculo de suelo humedecido. Esta técnica se caracteriza por poseer una alta eficiencia de riego y no requerir prácticamente mano de obra para su funcionamiento.

2. OBJETIVOS

2.1 Del informe Determinar los Criterios y métodos para diseñar un sistema de riego por aspersión.

2.2 Acerca del RiegoEl objetivo del riego es aplicar el agua uniformemente sobre el área deseada, dejándola a disposición del cultivo

3. FUNDAMENTOS TEÓRICO DEL RIEGO POR ASPERSIÓN.

3.1. RIEGO POR ASPERSIÓNEl riego por aspersión es un sistema por medio del cual el agua se suministra en el campo en forma de lluvia. El sistema consiste en las siguientes partes básicas. Bomba, que succiona el agua del canal de conducción u otra

fuente, y lo transporta bajo una cierta presión por un sistema de tubería.

Una o más líneas principales, provistas de conexiones para líneas laterales.

Un número Indeterminado de líneas laterales con conexiones para aspersores.

Un número indeterminado de aspersores para distribuir el agua en forma de gotas.

3.2. PARTES QUE INTEGRAN UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN

3.2.1. Bombas de riegoLa bomba sirve para succionar el agua de la fuente y poner el líquido bajo una cierta presión para su transporte hacia los aspersores con el fin de hacerlos funcionar. 3.2.2. TuberíaLa tubería incluye una o más líneas principales y un número de líneas laterales. La diferencia entre las líneas principales y las laterales estriba en el diámetro y los tipos de conexiones. Las secciones de las líneas principales y de las laterales se conectan entre sí por medio de acoplamientos rápidos.

3.2.3. ASPERSORES

Los aspersores son dispositivos que separan el líquido en gotas y las distribuyen en el campo en un círculo entero o sólo en una parte de un círculo.Para operar, el líquido tiene que estar bajo cierta presión hidráulica. Además, la fuerza del chorro de agua se emplea para hacer girar el aspersor.

3.2.3.1 Tipos de aspersoresAspersores de impactoAspersores de turbina o engranajeAspersores rotativos o de reacciónAspersores circularesAspersores sectoriales

4. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ASPERSIÓN.

Los sistemas de aspersión suelen clasificarse según el grado de movilidad de los diversos componentes que integran el sistema.Los sistemas de aspersión se clasifican en dos grupos: sistemas estacionarios y sistemas de desplazamiento continuo.

5. CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE ASPERSIÓN CONTRA EL SISTEMA DE MICRO ASPERSIÓN Y GOTEO.

GOTEO MICRO ASPERSION ASPERSION Presiones entre 4m y 35m. Sistemas fijos. Descarga por emisor entre

0.7 y 4.5 litro/h. Vida útil de cintas: 2 años. Se presta para zonas más

cálidas para poder producir con facilidad diferentes cultivos.

Interesante para sistemas muy intensivos de producción, en zonas más cálidas, aplicando fertilizantes a través de los emisores.

Adecuado para invernaderos.

Indispensable para arboricultura y cultivos permanentes.

Costo: $850 a $3000/ha (sistemas INIA).

Presiones entre 7m y 30m. Distancia entre líneas y

aspersores 1.5 –5 m. Sistemas fijos (por lo

general). Área mojada por aspersor:

.Entre 0.5 y 25 m2

Descargas por aspersor entre: 33 y 333 litro/h

Se presta para viveros en todos los pisos altitudinales y para cultivos en zonas más cálidas, donde se puede producir con facilidad una variedad de cultivos.

Adecuado para invernaderos grandes.

Costo ± $3000/ha hasta ± $5500/ha (viveros forestales).

Presiones entre 12m y 45m. Distancia entre líneas y

aspersores: De acuerdo al tipo de aspersor (7-20m).

Área mojada por aspersor: entre 50 y 200 m2.

Descarga por aspersor: entre 0.0625 y 0.9 litro/s (225 a 3240 l/h)

Sistemas móviles. Se presta para todas las alturas

porque se puede implementar en pastos en zonas altas como en otros tipos de cultivo en todos los pisos altitudinales.

El viento puede bajar considerablemente la eficiencia.

Costo: $850 a $1750/ha.

6. DISEÑO DEL SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN

El diseño de una instalación de riego por aspersión es de gran importancia porque permitirá conocer la capacidad del sistema y su adaptación para el riego de determinados cultivos.

El proceso de diseño de una instalación de riego por aspersión comienza reuniendo información de tipo agronómico acerca del tipo de suelo, cantidad y calidad de agua, clima y cultivos, así como sobre la topografía y dimensiones de la zona a regar.

Con toda esta información se definirán las características generales del sistema y se procederá a la planificación y el cálculo hidráulico (diámetros de tuberías, caudales, presiones, características del sistema de bombeo, etc.), de acuerdo con las limitaciones de tipo económico, de mano de obra y del entorno

Aunque sea una división muy artificial y demasiado esquemática, se pueden considerar dos fases en el proceso de diseño:

7. EJEMPLO DE DISEÑO DE RIEGO POR ASPERSIÓN

El lote analizado es un romboide que tiene las siguientes características: Límite norte y sur: 350 metros Límites Este y Oeste: 250 metros Superficie: 8.75 hectáreas Pendiente N-S: 2.4% Pendiente E-O: 3.76% Días de trabajo a la semana (js) = 6 días Horas de trabajo diarias (jd) = 12 horas Eficiencia de riego (E) = 85% Separación de aspersores = 12.5 metros Separación de laterales = 12.5 metros

CARACTERÍSTICAS AGRONÓMICASCaracterísticas del suelo Textura predominante = Franco arenosa Capacidad de campo = 16% Punto de marchitez permanente = 4.0% Fracción de agua disponible en el suelo (f) = 0.55 Velocidad de infiltración básica = 4.99 cm/h Características del cultivo Cultivo = Alfalfa Profundidad radicular = 1 metro Evapotranspiración total = 1,450.1 mm Mes = Octubre Evapotranspiración máxima = 6.4 mm/día

SOLUCIÓN

1.- Lámina de riego (Lr)

Lr = (0.16 - 0.04)*100*0.55 = 6.6 cm

2.- Dosis total de riego (Dp)  

Dp = = 17,060m3 /ha

3.- INTERVALO CRÍTICO DE RIEGO (IRC)

diasEtcLrIrc 103.10

64.06.6

Disposición de laterales El agua se obtendrá desde el punto más alto del lote (punto A en el plano), y se conducirá por una tubería paralela al límite norte del predio, en un tramo de 125 metros, posteriormente, la tubería principal cruza el predio en forma paralela al límite oeste con un tramo de 350 metros. Los laterales serán paralelos al límite oeste del lote y tendrán una longitud de 125 metros. Aspersor usado Se considerará el aspersor Rain-bird modelo 20B-ADJ, el cual tendrá las siguientes características: Presión requerida = 4.0 bar Radio de mojado = 12.5 metros Caudal = 0.34 lps Velocidad de aplicación = 8.0 mm/hora Altura de operación = 2.1 metros

4.- TIEMPO DE RIEGO (TR) Considerando que el tiempo de cambio (tc) entre un sector y otro es de 1 hora, se calcula de la siguiente manera:

horasTr 117.1017.918.0*85.0

6.6

5.- Superficie máxima de riego diaria (Srd)

26.935712*6*1011*7*87500 mSrd

6.- Número de laterales por riego (N)

Considerando que:1)La separación entre laterales es de 12.5 metros2)Los laterales tendrán 119 metros de largo3)La superficie mínima de riego es de 9357.6 m2

4)No existen restricciones de agua

65.12*1256.9357

N Laterales por cada puesta de riego

7.- Número de aspersores por lateral (n)

1115.12

125n Aspersores/lateral

8.- CAUDAL REQUERIDO POR UNIDAD DE RIEGO (QL)Considerando que cada lateral tiene 11 aspersores, de los cuales 10 giran 360° y su caudal es de 0.34 lps, mientras que el último aspersor de cada lateral únicamente gira 180° y su caudal es de 0.17 lps.

lpsQl 42.216*)17.010*34.0(

9.- Caudal requerido por jornada de riego (diario)

jornadamQs /323.8486.3*11*42.21

DISEÑO HIDRÁULICO

Bomba m125

350 m

250 m

A

B

C

Características del terreno y del diseño de riego

Dado a que el terreno presenta pendiente a favor, esta se aprovechará permitiendo una pérdida de carga igual a la pendiente, de tal forma de disminuir los requerimientos de potencia y eliminar las diferencias de presión entre un extremo y otro de la tubería.

10.- PÉRDIDA DE CARGA (PÉRDIDAS POR FRICCIÓN)

Ecuación válida para diámetros no inferiores a 50mmSe ha despejado el término D (diámetro) quedando:

D = ( 3157 * Q1.852 * L / hf * C1.852) 0.2053

Considerando que hf = desnivel

Sector A-B Este va desde la bomba hasta que se conecta con tubería dispuesta en sentido Este – Oeste, sus características son: Largo = 125 m Pendiente del terreno = 2.4% Desnivel = 3 m

D = ( 3157 * Q1.852 * L / hf * C1.852) 0.2053

D = ( 3157 * 771121.852 * 125 / 3 * 1501.852)0.2053 = 120.7 mm

 

SECTOR B-C

En este tramo se usará el mismo criterio, es decir, permitir que la tubería tenga una pérdida de carga menor o igual al desnivel del terreno. Longitud Norte – Sur = 350 m Cota inicial = 97 m Desnivel = 13.1 m Cota final = 83.9 m Pendiente del terreno = 3.76%  

D = ( 3157 * 771121.852 * 350 / 3 * 1501.852)0.2053 = 110.18 mm

Para los tramos A-B y B-C la tubería usada será el de diámetro comercial más cercano que es la de 125 mm.

 Las características de los laterales son:  Longitud = 112.5 m (con aspersores de igual gasto) Número de aspersores por lateral = 11 Caudal por lateral = 3.57 lps (12,852 lph)

Para 42.1 m de presión, se podría aceptar una diferencia de hasta un 20%, es decir hasta 8.4 m. Con fines prácticos del ejercicio, se aceptarán 6 m como máxima diferencia aceptada.

11.-CALCULO DEL COEFICIENTE DE SALIDAS MÚLTIPLES

Teniendo en cuenta que la variación en el caudal hará que varíe las pérdidas de carga, hay que usar el coeficiente F de Christiansen considerando que cada lateral tiene 11 salidas, la expresión queda como sigue:

3977.0121154.0

11*21351.0 F

12.- Pérdida de carga efectiva

Si hfe = 6 m

39799.0*6 hf

mhf 01.1539799.06

REQUERIMIENTOS DE POTENCIA

Los datos del problema son:

Qs = 21.42 lps Eficiencia del motor (Em) = 95% Eficiencia de la bomba (Eb) = 80%

Carga total Carga en inicio del tramo A

= 42.5 Pérdida de carga por filtros

= 8.0 Pérdida de carga por accesorios, se asume un 10% de a+b) =

5.1 Profundidad del agua

= 2.0 Suma 57.6

POTENCIA DE LA BOMBA

HPHP 3.208.0*766.57*42.21

Potencia del motor

HPHP 4.2195.0*8.0*766.57*42.21