Operación de Riego y Fertirriego

CURSO DE RIEGO Y

FERTIRRIEGO

PROGRAMA DE CAPACITACIÓN

CONTINUA

ÍNDICE

1. RELACIÓN AGUA-SUELO-PLANTA ................................................................................................ 1

1.1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 1

1.1.1. EL ANÁLISIS DE LAS RELACIONES AGUA – SUELO – PLANTA - ..................................... 1

ATMÓSFERA. ............................................................................................................................... 1

1.2. DEFINICIÓN DE RIEGO: ........................................................................................................ 2

1.3. SISTEMAS DE RIEGO ............................................................................................................ 4

1.3.1. SISTEMAS DE RIEGO TECNIFICADO POR GRAVEDAD .................................................. 4

1.3.1.1. SISTEMA DE RIEGO POR MANGAS ...................................................................... 4

1.3.1.2. SISTEMA DE RIEGO MULTICOMPUERTAS ............................................................ 4

1.3.1.3. SISTEMA DE RIEGO POR IMPULSOS O INTERMITENTE ........................................ 5

1.3.2. PRINCIPALES SISTEMAS DE RIEGO TECNIFICADO A PRESIÓN ..................................... 5

1.3.2.1. SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSION ................................................................... 5

1.3.2.2. SISTEMA DE RIEGO POR MICRO ASPERSIÓN ....................................................... 6

1.3.2.3. SISTEMA DE RIEGO POR GOTEO .......................................................................... 7

1.4. RELACIONES SUELO-AGUA .................................................................................................. 7

1.4.1. CONTENIDO DE AGUA EN EL SUELO............................................................................ 7

1.4.2. POTENCIAL HÍDRICO DEL SUELO ................................................................................. 8

1.4.3. MECANISMO DE RETENCIÓN DE AGUA DEL SUELO .................................................. 10

1.4.4. CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE HUMEDAD. .............................................................. 11

1.4.5. PUNTOS CARACTERÍSTICOS DE LA HUMEDAD DEL SUELO. ....................................... 11

1.4.6. INFILTRACIÓN Y PERMEABILIDAD ............................................................................. 13

1.4.7. DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE RETENCIÓN DE .............................. 14

HUMEDAD. ................................................................................................................................ 14

1.4.8. MEDICIÓN DE LA HUMEDAD DEL SUELO. ................................................................. 15

1.5. RELACIONES AGUA – PLANTA. .......................................................................................... 16

1.5.1. POTENCIAL HÍDRICO EN LAS PLANTAS. ..................................................................... 16

1.5.2. EL AGUA EN LAS CÉLULAS. ........................................................................................ 17

1.6. MOVIMIENTO DEL AGUA EN LA PLANTA. ......................................................................... 18

1.6.1. TRAYECTORIA DEL AGUA EN LA RAÍZ. ....................................................................... 18

1.6.2. TRANSPIRACIÓN. ....................................................................................................... 25

1.7. NIVELES DE EXTRACCIÓN EN EL PERFIL DE SUELO. ........................................................... 27

1.8. EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO (ETC)..................................................................... 28

1.9. NECESIDAD DE AGUA DE LOS CULTIVOS. .......................................................................... 29

1.9.1. CANTIDAD DE AGUA ABSORBIDA POR LOS CULTIVOS: factor ................................. 30

cultivo ........................................................................................................................................ 30

1.9.2. DISPONIBILIDAD DE AGUA EN EL SUELO: factor suelo .............................................. 33

1.10. Salinidad del suelo. ........................................................................................................ 34

2. NECESIDADES HÍDRICAS DE LOS CULTIVOS ............................................................................ 37

2.1.1. CONCEPTO DE EVAPOTRANSPIRACIÓN (ETO) ........................................................... 37

2.1.2. COEFICIENTE DE CULTIVO (KC) .................................................................................. 37

2.2. MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN .................................... 41

2.2.1. MÉTODO DE BLANEY-CRIDDLE (MODIFICADO POR FAO) ......................................... 41

2.2.2. MÉTODO DE PENMAN (MODIFICADO POR FAO) ...................................................... 43

2.2.3. MÉTODO DEL TANQUE EVAPORÍMETRO CLASE A..................................................... 47

2.2.3.1. DESCRIPCIÓN DEL TANQUE EVAPORÍMETRO CLASE A ...................................... 47

2.2.3.2. COEFICIENTE DEL TANQUE EVAPORÍMETRO (KTAN) ........................................ 48

2.2.4. MÉTODO DE LA ESTACIÓN METEOROLÓGICA .......................................................... 50

2.2.5. CÁLCULO DE LA LÁMINA DE RIEGO ........................................................................... 51

2.2.5.1. VOLUMEN DE AGUA DISPONIBLE EN EL SUELO ................................................ 51

2.2.5.2. CÁLCULO DE LA LÁMINA DE RIEGO ................................................................... 51

2.2.5.3. LÁMINA DE RIEGO CUANDO NO SE REQUIERE LAVADO ................................... 51

2.2.5.4. LÁMINA DE RIEGO CUANDO SE REQUIERE LAVADO ......................................... 51

2.2.6. CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE RIEGO EN UN SISTEMA DE RIEGO TECNIFICADO ... 53

2.3. MÉTODOS DE VERIFICACIÓN DE LA HUMEDAD DEL SUELO ............................................. 53

2.3.1. DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD AL TACTO ......................................................... 53

2.3.2. TENSIÓMETROS ......................................................................................................... 54

2.3.3. LISÍMETROS ............................................................................................................... 56

2.3.4. CALICATAS ................................................................................................................. 57

2.3.5. DENDRÓMETROS ....................................................................................................... 58

2.3.6. SENSORES DE HUMEDAD VOLUMÉTRICA (TDT) ........................................................ 58

2.3.7. EJERCICIOS ................................................................................................................. 61

3. OPERAIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE RIEGO ........................................................ 65

3.1. LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA ...................................................................... 65

3.2. ABASTECIMIENTO POR POZOS .......................................................................................... 66

3.3. ALTERNATIVAS DE ACCIONAMIENTO – BOMBAS DE TURBINA ........................................ 69

3.4. PROBLEMAS FRECUENTES EN BOMBAS DE TURBINA VERTICAL ....................................... 69

3.5. REGLAS DE OPERACION EN POZOS PROFUNDOS .............................................................. 74

3.6. COMPONENTES DEL EQUIPO DE RIEGO EN LOSA DE FILTRADO ....................................... 74

3.7. SISTEMA DE FILTRADO ...................................................................................................... 75

3.8. REJILLAS O DECANTADORES. ............................................................................................. 75

3.9. SISTEMAS DE FILTRACIÓN ................................................................................................. 76

3.9.1. HIDROCICLONES ........................................................................................................ 77

3.9.2. FILTROS DE GRAVA .................................................................................................... 77

3.9.3. FILTROS DE MALLA Y ANILLAS ................................................................................... 79

3.10. RED DE DISTRIBUCION DE AGUA ................................................................................... 80

3.11. TUBERÍA PRINCIPAL ....................................................................................................... 81

3.12. TUBERIA SECUNDARIA................................................................................................... 81

3.13. VALVULAS DE CAMPO ................................................................................................... 82

3.14. DISPOSITIVOS DE CONTROL Y MEDIDA DEL RIEGO Y LA ............................................... 82

FERTIRRIGACIÓN. .......................................................................................................................... 82

3.14.1. CONTADORES ............................................................................................................ 82

3.14.2. MANÓMETROS Y REGULADORES DE PRESIÓN .......................................................... 84

3.15. VÁLVULAS ...................................................................................................................... 85

3.15.1. VÁLVULA HIDRÁULICA. .............................................................................................. 85

3.15.2. VÁLVULA ELÉCTRICA ................................................................................................. 86

3.16. DISPOSITIVOS DE CONTROL Y MANIOBRA .................................................................... 86

3.16.1. DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS ....................................................................................... 86

3.16.2. Dispositivos Hidráulicos............................................................................................. 87

3.17. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN ....................................................................................... 88

3.18. MANGUERAS ................................................................................................................. 88

3.19. GOTEROS ....................................................................................................................... 89

3.20. EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA LA FERTILIZACION ........................................................ 90

3.21. USO DE CONTROLADORES DE RIEGO ............................................................................ 93

3.21.1. CONTROLADORES DE RIEGO ..................................................................................... 93

3.21.2. ELEMENTOS QUE PUEDE CONTROLAR ...................................................................... 94

3.21.3. TIPOS DE COMUNICACIÓN CON LA COMPUTADORA ............................................... 94

CENTRAL .................................................................................................................................... 94

3.21.4. Características de la RRTU ......................................................................................... 95

3.21.5. ALMACENAMIENTO DE LA DATOS EN LA COMPUTADORA ...................................... 95

4. FERTIRRIEGO ............................................................................................................................. 96

4.1. CÁLCULO DE NECESIDADES DE FERTILIZANTES ................................................................. 96

4.2. CONTENIDO DE NUTRIENTES DEL FERTILIZANTE. ............................................................. 98

4.3. GRADO DE SOLUBILIDAD DEL FERTILIZANTE ................................................................... 100

4.4. COMPATIBILIDAD DE LOS FERTILIZANTES ....................................................................... 100

4.5. PREPARACIÓN DE SOLUCIONES DE FERTILIZACIÓN ........................................................ 101

4.5.1. DOSIFICACIÓN ......................................................................................................... 101

4.5.2. PREPARACIÓN ......................................................................................................... 102

4.5.3. INYECCIÓN ............................................................................................................... 102

4.5.4. LLENADO REGISTROS ............................................................................................... 103

4.5.5. CONTROL DE CUMPLIMIENTO DE PROGRAMAS DE FERTIRIEGO............................ 103

4.6. TOMA DE MUESTRA PARA ANÁLISIS FOLIAR .................................................................. 104

4.7. DESARROLLO DE EJERCICIOS PRACTICOS ........................................................................ 107

4.8. GUIA PRÁCTICA DE TRANSFORMACIONES DE UNIDADES FERTILIZANTES A MILIEQUIVALENTES POR LITRO ................................................................................................... 111

5. PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE RIEGO POR GOTEO........................ 115

5.1. CONTROL DE LA EJECUCIÓN DEL PROGRAMA ................................................................ 117

5.2. INDICADORES DE MANTENIMIENTO ............................................................................... 118

5.3. PROCEDIMIENTO DE MANTENIMIENTO – TUBERIAS Y MANGUERAS ............................ 120

5.4. MEDICIONES DE CAUDALES Y PRESIONES EN SISTEMAS DE RIEGO ................................ 130

5.4.1. REGULACIÓN DE PRESIONES ................................................................................... 130

5.4.2. MEDICION DE CAUDALES EN LOTES DE RIEGO ....................................................... 131

6. ANEXO ..................................................................................................................................... 134

TECSUP Operación de Riego y Fertirriego

1

1. RELACIÓN AGUA-SUELO-PLANTA

1.1. INTRODUCCIÓN

Mejorar los sistemas de riego es uno de los retos para modernizar el agro nacional.

Este sector que consume el 80% del agua dulce que poseemos, necesita mejorar el

consumo de agua. Más del 90% de los agricultores del país riegan por gravedad o

inundación, lo que hace perder grandes volúmenes de agua. Los agricultores que

emplean sistemas de riego presurizados permiten el ahorro de hasta el 60% de agua,

de este modo el agricultor amplía su frontera agrícola y obtiene una eficiencia de riego

del 90%.

1.1.1. EL ANÁLISIS DE LAS RELACIONES AGUA – SUELO – PLANTA -

ATMÓSFERA. Dada la complejidad del tema y conociendo que esas relaciones ocurren simultáneamente, analizaremos las relaciones entre estos factores por separado para luego integrarlos. A manera de ejemplo analicemos la ecuación básica del balance hídrico en el complejo suelo-cobertura:

Entradas = Salidas ± Cambios de almacenamiento O su equivalente:

P = Q + Et + ΔAlm (1)

En la cual las entradas al complejo están representadas por la precipitación, P. Las salidas están integradas por la escorrentía, Q, y la evapotranspiración, Et. Los cambios de almacenamiento se representan por ΔAlm. Puede notarse que todas las salidas dependen de factores y variables relacionadas con el suelo, la atmósfera y las plantas. La escorrentía depende de factores fisiográficos relacionados con suelos y plantas. La evapotranspiración depende de las plantas, el suelo, el clima y la disponibilidad de agua. Finalmente, la cantidad y cambios de almacenamiento, dependerán de las características de retención de humedad de los suelos. El siguiente cuadro muestra algunos parámetros y variables relacionadas con agua, suelos y plantas con sus respectivas influencias. De la misma manera, la figura N° 1 muestra, en mayor detalle, las relaciones anteriores.


2

Cuadro N° 1: Algunas Relaciones entre Variables y Parámetros en el Balance Hídrico y la

erosión

1.2. DEFINICIÓN DE RIEGO:

Las técnicas de riego se fundamentan en el estudio del transporte de agua en sistemas

de cultivo.

Tradicionalmente, el seguimiento de la humedad del suelo ha sido el método empleado

para programar los riegos. Las relaciones suelo-agua-planta se contemplan de un

modo mucho más dinámico, como un sistema más unificado en el que todos los

procesos son interdependientes. Los modernos sistemas de riego hoy en día permiten

conseguir condiciones de humedad próximas a las óptimas para la absorción para la

planta mediante las raíces, al poder suministrar agua al medio radicular en la cantidad

y frecuencia deseadas, con costos accesibles.

El concepto de disponibilidad del agua del suelo ha sido durante años el criterio básico

para la programación del riego. Inicialmente se admitía que la disponibilidad del agua

para la planta era similar en todo el rango de contenidos de agua del suelo hasta

alcanzar el punto de marchitez; sin embargo, hoy se sabe que la disponibilidad

disminuye con el contenido de agua en el suelo y que las plantas pueden sufrir estés

hídrico, que afecta a su crecimiento y cosecha, mucho antes de llegar al punto de

marchitez. Por ello se ha definido el umbral de humedad del suelo, por encima del cual

no hay estrés hídrico para el cultivo mientras, que por debajo, disminuyen crecimiento

y producción. Al inducir estrés hídrico, se reduce la transpiración y en consecuencia, la

fotosíntesis. Este umbral es el déficit de humedad admisible y es quien determinará la

frecuencia y dosis de riego.

Variable o Parámetro Influencia sobre Escorrentía Evapotranspiración Agua subterránea Almacenamiento Erosión Agua del suelo

Textura X X X X X Estructura X X X X X

Carac. Químicas X X X

Retención humedad X X X X X X

Albedo X Infiltración X X X

Permeabilidad X X

X

Percolación X X X X Cobertura (plantas) X X X X X X

Clima X X X X X X


3

Establecer el momento de riego y la dosis, exige controlar el agua existente a nivel

radicular sin permitir que el contenido descienda por debajo del límite mínimo. Los

métodos más empleados para programar los riegos son tres: método del balance de

agua en el suelo, métodos basados en parámetros del suelo y métodos basados en

parámetros de planta. La práctica del riego, por tanto, debe dar respuesta a cuatro preguntas fundamentales que permitan el uso eficiente y racional del agua:

¿Qué beneficio se espera con el riego? ¿Con qué frecuencia se deben repetir los riegos y cuál es el criterio que determina esta frecuencia? ¿Durante cuánto tiempo o con cuánta agua debe regarse un área agrícola? En qué forma debe aplicarse el agua al suelo?

Figura N° 1.- Relación suelo-agua-planta-atmósfera


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Es decir, debe responderse a preguntas de: Por qué regar?, Cuándo regar?, Cuánto regar? y Cómo regar? Si se encuentra respuesta a estas preguntas, la productividad de las tierras se incrementará apreciablemente, obteniendo así justificación las inversiones de las obras hidráulicas que se realice.

1.3. SISTEMAS DE RIEGO

1.3.1. SISTEMAS DE RIEGO TECNIFICADO POR GRAVEDAD

1.3.1.1. SISTEMA DE RIEGO POR MANGAS

En este sistema se utilizan mangas plásticas

para conducir el agua de riego

en el predio de un punto a otro. Dichas

mangas permiten aplicar el agua a

los surcos por medio de perforaciones a

distancias predeterminadas, en

donde se instalan válvulas. Este sistema de

riego es simple, económico y de

fácil instalación y manejo.

1.3.1.2. SISTEMA DE RIEGO MULTICOMPUERTAS

El riego por Multicompuertas es un sistema de conducción y distribución de

agua de riego dentro de un predio, por medio de tuberías livianas, fáciles de

transportar e instalar, que trabajan a baja presión. Con este sistema se alcanzan

altas eficiencias de aplicación.

CARACTERÍSTICAS: - Sustituye muy bien a los canales de conducción y

distribución, disminuyendo las pérdidas por infiltración, alcanzando alta eficiencia de riego (70%).

Figura N° 2.- riego por mangas


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- Bajos costos de inversión, de instalación, de operación y mantenimiento.

- Gran versatilidad del sistema, que permite regar con agua de pozo y de avenidas.

- Simple de diseñar y fácil de instalar, cuando se utiliza tubería de PVC.

- Mínima inversión y rápida recuperación de capital. - Permite mejorar la fertilización de los cultivos.

1.3.1.3. SISTEMA DE RIEGO POR IMPULSOS O INTERMITENTE El Sistema de Riego por Impulsos, llamado también Discontinuo o Intermitente, consiste en aplicar agua a los surcos en intervalos de tiempo cortos pero frecuentes, en un mismo periodo de riego, por medio de un dispositivo que abre y cierra las compuertas cada cierto tiempo. Puede instalarse en los sistemas de Riego Californiano Fijo y Multicompuertas. CARACTERÍSTICAS:

- Permite altas eficiencias de aplicación, superiores al 75%. - Fácil instalación, operación y mantenimiento. - Mayor economía de agua. - Menor costo que los sistemas presurizados. - Rápida recuperación de la inversión.

1.3.2. PRINCIPALES SISTEMAS DE RIEGO TECNIFICADO A PRESIÓN

1.3.2.1. SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSION Consiste en simular la lluvia pero controlando el tiempo y su intensidad, mediante una amplia gama de aspersores diseñados para operar a diferentes presiones, espaciamientos y tamaños, de acuerdo a los requerimientos de los cultivos. Este sistema permite: - Aplicar agua a los cultivos en forma uniforme y controlada. - Reducir las pérdidas por conducción y distribución. - Disminuir los efectos nocivos de las heladas. - Mejorar la eficiencia y economía en la aplicación de

fertilizantes y pesticidas. - Eliminar los requerimientos de nivelación de suelos. - Eliminar el peligro de erosión de los suelos. - Minimizar la demanda de mano de obra durante el riego. - Uniformizar la aplicación del agua.


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1.3.2.2. SISTEMA DE RIEGO POR MICRO ASPERSIÓN Consiste en aplicar el agua en forma de lluvia fina y suave. Se le considera riego localizado porque esparce la humedad en la zona radicular de la planta. Se aplica generalmente en frutales arbóreos (cítricos, olivos, etc.). Sus componentes son los mismos que se utilizan en el sistema de riego por goteo, excepto los emisores que en éste caso son micro aspersores, los cuales pueden nebulizar el agua o esparcirla en forma de gotas (lluvia fina).

Figura N° 3.- Riego por aspersión

Figura N° 4.- Riego por microaspersión


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1.3.2.3. SISTEMA DE RIEGO POR GOTEO Se le denomina así porque permite la aplicación del agua y los fertilizantes en la zona radicular del cultivo, en forma de 'gotas' de manera localizada, con alta frecuencia, en cantidades estrictamente necesarias y en el momento oportuno. Este sistema de riego permite: - Aplicar el agua de riego en forma localizada, continua, oportuna y eficiente. - Adaptarse a cualquier suelo y condiciones topográficas diversas. - Regar, fertilizar y controlar plagas en forma simultánea, ahorrando tiempo y

jornales. - Eliminar el desarrollo de malezas y la presencia de

plagas y/o enfermedades. - Aplicar el agua y fertilizantes cuando las plantas lo

requieran. - Alcanzar alta eficiencia de aplicación, mayores de 90%.

1.4. RELACIONES SUELO-AGUA

1.4.1. CONTENIDO DE AGUA EN EL SUELO

El suelo se constituye por tres fases: sólida, líquida y gaseosa. La fase sólida se compone de partículas minerales y de materia orgánica. El espacio no ocupado por la fase sólida constituye los poros del suelo, que están ocupados por la fase líquida y gaseosa.

- Densidad real (Dr): corresponde a la masa de las partículas por unidad de volumen de partículas (Sólidos). Frecuentemente se asigna un valor promedio de 2.65 g/cm3 debido a que los constituyentes minerales del suelo cambian en un rango muy estrecho.

Dr= Ms / V sólidos

- Densidad aparente (Da): corresponde a la masa de las partículas secas contenida en una unidad de volumen de suelo (Vt), también llamado volumen volumen aparente porque incluye no sólo el volumen de los sólidos sino también el que corresponde a los poros. Se calcula como el cociente entre la masa del suelo seco (Ms) y el volumen de suelo (Vt). La densidad es mayor en suelos compactados debido a la reducción del volumen total (Vt).

Da= Ms / Vt

- El volumen ocupado por los poros del suelo se llama porosidad total. Se expresa como un porcentaje o un tanto por uno del volumen total del suelo, por lo cual no tiene dimensiones. La porosidad de los suelos varía entre 25 y 60 por ciento, aunque normalmente está comprendida entre el 40 y 50 por


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ciento. En suelos con alto contenido de materia orgánica puede superar el 90 por ciento.

% P = (1 – Da/Dr) x 100

- Los poros del suelo están ocupados por agua o por aire, en proporciones variables según el estado de humedad. Cuando todo el espacio poroso está ocupado por agua, se habla de un suelo saturado. La experiencia práctica y la investigación detallada han demostrado la importancia de manejar adecuadamente este balance agua-aire, para proveer tanto a las necesidades de agua de la plantas como a las de aire en sus sistemas radicales. Ese importante balance, que posee implicancias sobre el crecimiento, desarrollo, enfermedades y otros, ocurre a nivel del sistema poroso del suelo. El contenido de humedad en el suelo puede ser expresado de varias maneras, en relación a:

a. La masa de sólidos, y se le llama humedad gravimétrica:

% H. grav. = masa agua/masa del suelo

b. El volumen total, y se le llama humedad volumétrica:

% H. vol. = volumen agua/volumen total

El volumen ocupado por el aire se denomina espacio aéreo y se representa por Ea. Por definición se tiene que:

Ea = % P - % H. vol

En la técnica de riego y drenaje es muy práctico expresar el contenido de agua del suelo en forma de altura o lámina de agua, es decir, de volumen por unidad de superficie. Las unidades más frecuentes son el m3/ha y el mm, entre las que existe esta relación:

1mm = 10 m3/ha

1.4.2. POTENCIAL HÍDRICO DEL SUELO

Desde el punto de vista de la extracción por las plantas del agua del terreno, más que el contenido de humedad interesa conocer la energía con que el agua es retenida.

El agua del suelo está sometida a la acción de una serie de factores que tienden a retenerla o en su defecto a expulsarla.


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El potencial hídrico del suelo se puede considerar como la cantidad de trabajo que es preciso aplicar para transportar reversible e isotérmicamente la unidad de cantidad de agua desde una situación estándar de referencia hasta el punto de suelo considerado.

El potencial se puede medir e términos de trabajo dividido por masa, en cuyo caso la unidad más frecuente es el ergio/gramo (erg/g), o en términos de trabajo divididos por volumen, es decir de presión. Este segundo sistema es el que utiliza por lo general y las unidades empleadas son:

1 bar = 1.020 cm de columna de agua (aprox. 10 m)

= 75.1 cm de columna de mercurio

= 0.987 atm

La equivalencia entre potencial y presión proporciona una idea muy intuitiva de un concepto tan abstracto como el potencial: el agua del suelo está sometida a una presión que tiene varios componentes: unos que tienden a expulsar el agua del suelo (presión positiva) y otros que tienden a retenerla (presión negativa). La suma de estos componentes es el potencial total, y el agua del suelo tenderá a desplazarse desde puntos de alto potencial a puntos de bajo potencial.

El potencial hídrico del suelo, tiene cuatro componentes:

Ψm= potencial mátrico

Ψo = potencial osmótico

Ψg = potencial gravitacional

Ψp =potencial de presión

El potencial gravitacional, es el debido a la altura geométrica del punto considerado respecto al plano de referencia.

El potencial de presión sólo se presenta en el caso de suelos saturados, y corresponde a la presión ejercida sobre el punto considerado por el agua que satura el suelo.

El potencial mátrico, es el generado por los mecanismos de retención de agua por el suelo (adhesión y cohesión). Su valor es siempre negativo ya que la presión que origina se opone a la expulsión de agua del suelo. Cuanto más seco está un terreno, más bajo es el potencial mátrico y mayor es la presión que habría que aplicar para extraer el agua del suelo.

Otro componente del potencial hídrico del suelo es el potencial osmótico. El agua del suelo es una solución salina y por tanto debe dar lugar al fenómeno de


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ósmosis: cuando dos soluciones de distinta concentración están separadas por una membrana semipermeable, se produce un movimiento del agua desde la solución más diluida a la más concentrada. La presión que origina este movimiento es la presión osmótica, que equivale en magnitud al potencial osmótico.

1.4.3. MECANISMO DE RETENCIÓN DE AGUA DEL SUELO

Las relaciones más importantes entre suelo-agua son: a) capacidad de retención de humedad; b) infiltración; c) redistribución; d) ascenso capilar; e) conductividad hidráulica y f) curvas de drenaje de los suelos. El estudio y análisis de esas relaciones requiere de un conocimiento profundo de Física de Suelos, en especial de los “potenciales de agua en el suelo”.

- La retención de humedad se refiere a la capacidad que tienen los suelos de

retener humedad. Esta propiedad de los suelos depende de varios factores entre los cuales se destacan: la textura, la densidad aparente, los coloides del suelo y la materia orgánica. Durante periodos relativamente cortos, esa característica es constante, sin embargo, el manejo de los suelos puede cambiarla en sentido positivo o negativo. Por ejemplo, la adición de materia orgánica mejora la retención; por el contrario, la compactación de los suelos la disminuye.

- La infiltración se refiere al paso del agua desde la superficie del terreno hacia el perfil del suelo. La tasa de infiltración depende de varios factores fijos tales como: a) textura del suelo, b) estratificación del suelo, c) materia orgánica, d) cobertura y de factores circunstanciales tales como contenido de humedad del suelo y forma de aplicación del agua. Hay otros factores modificadores como: compactación, salinidad, encostramiento, etc., que limitan la entrada de agua.

- La redistribución es el proceso mediante el cual el agua se mueve en el suelo de acuerdo a los “potenciales del agua” del mismo. De esa manera, ésta se mueve desde sitios de mayor contenido de humedad (potencial) hacia otros de menor potencial.

- El ascenso capilar es el movimiento del agua desde el nivel freático por efecto de la capilaridad de los suelos. El ascenso capilar depende de la textura y composición de los suelos y de los gradientes de humedad existentes. El ascenso capilar puede alcanzar alturas mayores de un metro.

- La conductividad hidráulica puede definirse como la capacidad de transmisión de agua de los suelos, esta puede ser saturada o no saturada. En la práctica sólo se usa la conductividad hidráulica saturada, comúnmente llamada permeabilidad. Esta propiedad de los suelos depende en gran parte de la textura de los suelos.


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- La curva de drenaje de los suelos indica la forma mediante la cual el suelo pierde agua por efecto de la gravedad.

1.4.4. CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE HUMEDAD.

Los suelos pueden retener humedad de acuerdo a sus características físicas. El agua en el suelo es retenida principalmente por los fenómenos de cohesión y adhesión. En el suelo las partículas del mismo retienen el agua de acuerdo al área de las mismas. La fuerza con que las partículas retienen el agua es conocida como potencial mátrico del agua en el suelo. El término retención de humedad está íntimamente ligado a la disponibilidad de agua para las plantas. Existen tres puntos característicos de humedad en el suelo: a) humedad de saturación; b) capacidad de campo y c) punto de marchitez permanente.

1.4.5. PUNTOS CARACTERÍSTICOS DE LA HUMEDAD DEL SUELO.

La humedad de saturación, es el contenido de humedad cuando el suelo está saturado y en cuyo caso el potencial de agua del suelo es cero. Esa es la máxima capacidad de retención de humedad. Esta característica es utilizada en los estudios de agua subterránea y drenaje. La saturación depende de la textura y densidad aparente del suelo y especialmente de la porosidad del mismo. En la práctica, se considera igual a la porosidad.

La capacidad de campo, CC, es el contenido máximo de humedad del suelo en condiciones de buen drenaje. En otras palabras es el contenido de humedad de un suelo, previamente saturado, luego de la acción de la gravedad. La capacidad de campo puede ser determinada en el campo o en el laboratorio. Para determinarla en el campo se requiere inundar el suelo y luego determinar el contenido de humedad a varios intervalos de tiempo hasta que el contenido de humedad se torne casi constante, lo cual ocurre al cabo de unas 48 horas. La capacidad de campo determinada en el laboratorio es aquella que corresponde a una succión (tensión) de 0.33 atmósferas.

El punto de marchitez permanente, PMP, representa el contenido de humedad del suelo en el cual las plantas se marchitan permanentemente. Al igual que las otras características, depende altamente de la textura del suelo. La determinación del punto de marchitez permanente se determina en el laboratorio y se corresponde con el contenido de humedad a una succión (tensión) de 15 atmósferas. La humedad entre saturación y la capacidad de campo se denomina agua drenable o porosidad drenable y la humedad entre capacidad de campo y punto de marchitez permanente se denomina agua útil o agua aprovechable. El agua disponible es aquella que pueden utilizar las plantas, correspondiendo a la diferencia entre la humedad actual y el punto de marchitez permanente. Esos términos son muy utilizados en riego y drenaje.


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En estudios detallados de retención de humedad, se determina la humedad a diferentes tensiones entre saturación y punto de marchitez y luego se confecciona una curva de valores de tensión versus humedad del suelo. Esa curva se denomina curva característica de retención de humedad y es utilizada para varios fines tales como programación de riego y en modelos de simulación.

La capacidad de retención de agua en un suelo es una propiedad que influye en la frecuencia y el volumen de agua aplicada, y se puede aplicar teniendo en cuenta la textura del suelo y la profundidad de raíces del cultivo implantado. Dependiendo de la textura, el suelo puede almacenar más o menos agua.

Un suelo de textura franco arenosa, por ejemplo: Puede almacenar una humedad disponible de 120 mm de agua por metro de profundidad. Si se aplica a un cultivo de pimientos cuya profundidad de raíces es de 0.45 m, la cantidad teórica de agua disponible será: AD = 120 mm/m x 0.45 m = 54 mm. Es decir, una altura de 54 mm de agua.

Por otra parte, la planta extrae agua en el suelo hasta un nivel que equivale al punto de marchitamiento que se denomina Nivel de agotamiento permisible (NAP) y cuyo valor para cultivos de alto rendimiento es = 0.5. Se debe tener en cuenta que este nivel es el mínimo volumen de agua que el suelo con dicha textura debe de mantener constantemente. En el caso del cultivo del pimiento del ejemplo anterior sería:

AD x profundidad de raíces x NAP = 120 mm/m x 0.45 m x 0.5 = 27 mm de agua.

Se puede conocer de una forma muy aproximada la cantidad de agua disponible en un suelo a partir de los datos de capacidad de campo, punto de marchitez y densidad.

Textura Porosidad (%)

Densidad

aparente

(g/cm3)

Capacidad de

campo

% en peso

Punto de

marchitamiento

% en peso

Arena 32 – 42 1.55 – 1.80 6 – 12 2 – 6

Franco arenoso 40 – 47 1.40 – 1.60 10 – 18 4 – 8

Franco 43 – 49 1.35 – 1.50 18 – 26 8 – 12

Franco arcilloso 47 – 51 1.30 – 1.40 23 – 31 11 – 15

Arcillo arenoso 49 – 53 1.25 – 1.35 27 – 35 13 – 17

Arcilla 51 – 55 1.20 – 1.30 31 – 39 15 – 19

Cuadro N° 2: Propiedades físicas del suelo, capacidad de campo y punto de marchitamiento según textura.

Ejemplo aplicativo:

En un suelo franco arenoso, cuya densidad aparente (Da) = 1.55 g/cm3, cultiva una hectárea de espárrago para producción verde. El sistema radicular del cultivo es en promedio de 40 cm. Si dicho terreno tiene una capacidad de campo de 21 %


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y un punto de marchitez de 10 %, Calcular el agua disponible o utilizable (AD) por las plantas.

Se tiene que el volumen de suelo en una hectárea es:

V = 10 000 m2 x 0.4 m = 4 000 m3, por lo tanto:

1°. El peso de 1 ha es: Da x V = 1.55 x 4 000 : 6 200 t/ha

2°. El agua utilizable para 1 ha de espárrago es igual a la diferencia entre la capacidad de campo y el punto de marchitez:

AD = Cc – PM = 21 – 10 = 11 %

11 % x 6 200 t = 682 t = 682 m3

1.4.6. INFILTRACIÓN Y PERMEABILIDAD

Se conoce por infiltración la velocidad con la que el agua penetra en el suelo desde la parte exterior, de arriba hacia abajo y en todas direcciones, aumentando esta según el contenido de agua en el suelo. A mayor sequedad más infiltración se produce hasta que todos los poros están ocupados por el agua, a partir de ese momento la velocidad de infiltración se estabiliza. En el caso de riego por goteo, depende de la infiltración del caudal del gotero y del tiempo de riego. El volumen de agua que penetra en el suelo en la unidad de tiempo expresa la velocidad de infiltración y se mide en mm/hora.

Esta velocidad de descenso del agua está directamente relacionada con la textura del suelo. En suelos arenosos la velocidad de infiltración puede llegar a los 20 – 25 mm/hora, mientras que en los arcillosos apenas supera los 6 -8 mm/hora y en los de textura media 10 – 15 mm/hora.

La permeabilidad representa la mayor o menor facilidad con la que el suelo es atravesado por el agua de riego. La infiltración está en función de la permeabilidad del suelo y ésta a su vez depende de la porosidad y tamaño de poros y representa la mayor o menor facilidad al paso del agua. La velocidad de infiltración es mayor al inicio del riego, pero a medida que los poros se van rellenando d agua la velocidad disminuye hasta llegar a ser constante.

En el caso de riego por goteo, cuando el gotero expulsa la gota de agua y ésta cae al suelo va formando un pequeño charco debido a que la velocidad de caída del agua es superior a la velocidad de infiltración. Al mismo tiempo, como el movimiento del agua infiltrada, además de ser vertical es horizontal forma un bulbo húmedo más o menos profundo según la textura y caudal del gotero.


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Para fines prácticos, la humedad del suelo debe ser expresada en unidades reales. Combinando las ecuaciones de humedad y densidad aparente se obtiene:

dL= HS x ρ

ap x D

En donde d

L es la lámina de agua en el suelo, HS es la humedad del suelo y D es la

profundidad del mismo. Las unidades de dL

dependerán de las unidades de D. En

riego, drenaje e hidrología la unidad más común es el milímetro, mm, por ser ésta la misma utilizada para la precipitación y evaporación. La lámina también puede ser expresada como fracción en la forma de cm/cm, o sea centímetros de agua por centímetro de profundidad del suelo. La unidad de milímetros tiene la ventaja

adicional por ser equivalente a un litro por metro cuadrado (l/m2

).

1.4.7. DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE RETENCIÓN DE

HUMEDAD. En estudios de suelo con fines de riego, drenaje e hidrología, sólo se determina la capacidad de campo y el punto de marchitez permanente. Estos representan sólo dos puntos de la curva de retención de humedad del suelo. La curva característica de retención de humedad de los suelos sólo se usa para estudios especiales. Es necesario enfatizar que para poder realizar estudios detallados para proyectos de desarrollo y en el manejo de proyectos de riego y drenaje es necesario realizar esas determinaciones. El costo de los análisis requeridos es tan reducido, en comparación con las inversiones, que sería irresponsable no hacerlo.

En el caso de estudios preliminares en proyectos de desarrollo de aguas y tierras, pueden realizarse estimaciones basadas en parámetros físicos de los suelos. Para ello es necesario tener información sobre textura, densidad aparente y materia orgánica de los suelos.

Figura N° 4: Variación del contenido de humedad respecto al contenido de materia orgánica.


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1.4.8. MEDICIÓN DE LA HUMEDAD DEL SUELO.

La humedad del suelo es una variable y como tal no se puede medir continuamente, a no ser por intermedio de aparatos registradores. En la práctica la humedad del suelo se mide con la finalidad de obtener información para aplicaciones tales como: controlar el riego, calibración de modelos de simulación, controlar experimentos agrícolas, estimar la evapotranspiración, etc. Existen varios métodos de medición y estimación de la humedad; entre ellos se pueden mencionar: a) método gravimétrico, b) tensiómetros, c) bloques de resistencia, d) sonda de neutrones, e) TDR, f) sensores de conductividad del suelo.

El método gravimétrico es único método directo de medir la humedad del suelo, el resto de los métodos deben ser calibrados con mediciones gravimétricas. Los tensiómetros miden la tensión del agua en el suelo y deben ser utilizados conjuntamente con la curva característica. Los bloques de resistencia estiman la humedad en base a la resistencia del suelo a conducir agua. La sonda de neutrones estima la humedad en base a volumen correlacionándola con la atenuación de neutrones por el agua. El TDR (Time Domain Reflectometer) se basa en la reflectancia de ondas por causa de la humedad. Los sensores de conductividad, son similares a los bloques, pero en vez de medir resistencia, miden conductividad.

Figura N° 5: Sonda de neutrones

Figura N° 6: Tensiómetros


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1.5. RELACIONES AGUA – PLANTA. El agua es el principal componente de las plantas, en algunos de cuyos órganos representa más del 90 por 100 en peso. Actúa como disolvente y medio de transporte de gases, minerales y otras sustancias esenciales para la vida vegetal y es asimismo un reactivo de procesos fundamentales, como la fotosíntesis.

1.5.1. POTENCIAL HÍDRICO EN LAS PLANTAS. La teoría del potencial hídrico se puede aplicar al agua que contiene las plantas en sus diferentes órganos.

Al igual que en el caso del suelo, el agua de las plantas está sometida a un potencial que es la suma algebraica de cuatro componentes.

Ψ = Ψg + Ψm + Ψp + Ψo

Los potenciales gravimétrico (Ψg), mátrico (Ψm) y osmótico (Ψo) tienen el mismo significado que en el suelo. Añadamos que el Ψo solo se manifiesta en presencia de una membrana semipermeable, situación que se presenta en la absorción del agua del suelo por las raíces. Respecto al potencial de presión Ψp, las células vegetales a diferencia de los animales, presentan una envoltura exterior bastante rígida que es la

Figura N° 8: Los tres factores que normalmente determinan el potencial hídrico son

(a) la gravedad, (b) la presión, y (c) la concentración de solutos en una disolución.

El agua se mueve desde la región con mayor potencial hídrico a la región con menor potencial hídrico, sea cual sea la causa de esta diferencia de potencial. (Modificada

de Curtis, H., and Barnes, N., 1997. “Invitación a la Biología”. 5ª ed. Ed. Panamericana.)

http://www.euita.upv.es/varios/biologia/images/Libros/curtis.gif



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pared celular. En su interior se encuentran los órganos celulares rodeados por la membrana protoplasmática que es semipermeable. Si una célula vegetal entra en contacto con una solución de menor presión osmótica, se produce un flujo de agua hacia el interior de la célula, que se hincha comprimiendo la membrana protoplasmática contra la pared celular. Como ésta es bastante rígida, cambia muy poco de volumen y el hinchamiento provoca presión. A este hinchamiento se le denomina turgencia y en este caso el Ψp es positivo, ya que tendería e expulsar el agua. Por lo contrario en una solución hipertónica, la célula perdería agua y la membrana protoplasmática se despegaría de la pared celular, fenómeno denominado plasmólisis y que ocasiona una disminución de Ψp. En el estado de marchitez total el potencial de presión sería nulo.

1.5.2. EL AGUA EN LAS CÉLULAS. En la célula vegetal el agua está presente en la pared celular y en el protoplasto, principalmente en la vacuola. Los flujos de entrada y salida del agua del protoplasto dependerán de la relación que exista entre su potencial y el potencial del medio externo. Si Ψ interno = Ψ externo: equilibrio dinámico; no hay flujo neto. Si Ψ interno > Ψ externo: habrá una salida neta de agua del protoplasto, pudiéndose alcanzar el estado de plasmólisis. Si Ψ interno < Ψ externo: hay una entrada neta de agua y, en consecuencia, un aumento de volumen del protoplasto, alcanzándose el estado de turgencia.


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1.6. MOVIMIENTO DEL AGUA EN LA PLANTA.

1.6.1. TRAYECTORIA DEL AGUA EN LA RAÍZ. El sistema radical sirve para sujetar la planta al suelo y, sobre todo, para encontrar las grandes cantidades de agua que la planta requiere. El agua entra en la mayoría de las plantas por las raíces, especialmente por los pelos radicales, situados unos milímetros por encima de la caliptra. Estos pelos, largos y delgados poseen una elevada relación superficie/volumen y, pueden introducirse a través de los poros del suelo de muy pequeño diámetro. Los pelos absorbentes incrementan de esta manera la superficie de contacto entre la raíz y el suelo

Figura N° 9: (a) Célula vegetal turgente. La vacuola central es

hipertónica en relación al fluido que le rodea y, por lo tanto, entra agua (Yinterno < Yexterno). La expansión de la célula depende

del trabajo que hace la pared contrarrestando la tendencia al

ensanchamiento. (b) Una célula vegetal empieza a marchitarse cuando se coloca en una disolución isotónica y el agua ya no

presiona para entrar en la vacuola (Yinterno = Yexterno). (c) La célula en una disolución hipertónica pierde agua hacia el medio

externo y, por lo tanto, se colapsa, separándose la membrana

plasmática de la pared celular (Yinterno > Yexterno). En ese momento se dice que ocurre la plasmólisis. (Modificada de

Curtis, H., and Barnes, N., 1997. “Invitación a la Biología”. 5ª ed. Ed. Panamericana.)




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Desde los pelos radicales, el agua se mueve a través de la corteza, la endodermis (la capa más interna de la corteza) y el periciclo, hasta penetrar en el xilema primario. Este movimiento estará causado por la diferencia de Y entre la corteza de la raíz y el xilema de su cilindro vascular, y el camino seguido estará determinado por las resistencias que los caminos alternativos pongan a su paso. Hay que distinguir dos caminos alternativos: el simplasto (conjunto de protoplastos interconectados mediante plasmodesmos) y el apoplasto (conjunto de paredes celulares y espacios intercelulares) En general, se considera que el apoplasto formado principalmente por celulosa y otras sustancias hidrófilas, presenta una menor resistencia al paso de agua que el simplasto, en el que abundan lípidos, sustancias hidrófobas, orgánulos y partículas que aumentan la viscosidad del medio. El camino que siguen el agua y los solutos en la planta puede ser apoplástico o simplástico, o una combinación de ambos. Pero se piensa que el agua discurre en la raíz mayoritariamente por el apoplasto mojando paredes y espacios intercelulares (Figura N° 11).

Figura N° 10: Pelos radiculares


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- El papel de la endodermis. La endodermis es la capa más interna de la

corteza y se caracteriza porque sus células se disponen de forma compacta no dejando espacios intercelulares y, por la presencia de la banda de Caspary (depósitos de suberina) en sus paredes celulares anticlinales y radiales.

Figura N° 11: Movimiento del agua a través del simplasto y apoplasto


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Debido a la presencia de la banda de Caspary la vía apoplástica en la endodermis presenta una resistencia muy alta, y el flujo de agua a través de estas paredes es prácticamente nulo. La suberificación de la endodermis bloquea la vía apoplástica, y en este punto el agua es forzada a atravesar las membranas citoplasmáticas y los protoplastos de las células endodérmicas, que representa una resistencia de cierta magnitud, pero mucho menor a la resistencia de las paredes. Una vez superada la endodermis, el agua vuelve a encontrar menor resistencia en la vía apoplástica.

Por lo tanto, el flujo de agua hasta el cilindro central se verá influido por la resistencia del simplasto y, de las membranas que deba atravesar, resistencia que puede aumentar si la estructura, la fluidez y funcionalidad de las membranas no son las adecuadas. Debido a que el correcto funcionamiento de las membranas requiere ATP, cualquier factor que afecte negativamente a la respiración (anaerobiosis, bajas temperaturas), afectará al flujo de agua.

Figura N° 12: Estructura de la banda de Caspary


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En las plantas superiores la mayor parte del material vegetal está constituido por agua, la cual alcanza valores entre 80 y 95 %. El agua se encuentra contenida en diferentes proporciones dentro de la planta, dependiendo de la actividad metabólica de cada una de sus partes. Las maderas, granos y semillas de oleaginosas contienen una menor cantidad de agua, ya que éstas realizan una actividad metabólica poco intensa o por ser sistemas en latencia, por lo que sus procesos bioquímicos son mínimos. Sin embargo las semillas al imbibirse en agua y germinar presentan un aumento, tanto en su contenido de agua como en su actividad metabólica. Cuando el tejido vegetal fresco secado a la estufa a 100 °C por 48 h, la materia seca obtenida presenta alrededor de 10 – 20 % del peso fresco inicial. La sustancia vegetal seca de los cultivos agrícolas está compuesta principalmente por carbohidratos, lípido y proteínas. Entre 2 – 10 % restante, representa la composición mineral. En su recorrido a través de la planta, el agua se dirige desde el suelo hasta la atmósfera. La última fase de este movimiento se produce en los estomas de las hojas, donde el agua líquida pasa al estado gaseoso saliendo a la atmósfera exterior. En los estomas, por tanto, se produce una especie de bombeo que eleva el suelo desde el agua desde el suelo a través de las raíces, xilema y hojas.

Figura N° 13: Movimiento del agua a través de la banda de Caspary


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La teoría más aceptada a cerca del movimiento del agua es la de la cohesión, citada por Hales y completada por varios investigadores. De acuerdo a esta teoría, el agua de los distintos órganos de la planta es un sistema continuo conectado a través de las paredes celulares llenas de agua. Cuando el agua se evapora en las hojas, el potencial hídrico en las mismas disminuye y se origina un gradiente de potencial que se va transmitiendo hacia las raíces y el suelo. Los potenciales ocasionados por transpiración pueden ser bajísimos. La enorme magnitud de las fuerzas desarrolladas por el mecanismo de la adhesión entre el agua y las paredes de los conductos xilemáticos, y la cohesión entre moléculas dificulta la cavitación y aunque en los grandes vasos del xilema las columnas de agua se rompen frecuentemente formándose burbujas de aire, el movimiento se transmite por las traqueidas y los vasos de menor diámetro. La absorción del agua del suelo, es decir, el paso a través de las raíces hacia el xilema se produce principalmente por el gradiente de potencial generado por la transpiración de las partes aéreas. Este mecanismo es denominado absorción pasiva porque en él las raíces sólo intervienen proporcionando una superficie de absorción. Existe otro mecanismo de absorción en el que las raíces participan más activamente acumulando sales, lo que crea un gradiente de potencial osmótico y da lugar a la entrada del agua del suelo menos concentrada en sales. Este segundo mecanismo es denominado absorción activa. Existe analogía entre el movimiento del agua y el flujo eléctrico: la velocidad de agua transmitida por los distintos órganos de la planta es directamente proporcional a la diferencia de potencial e inversamente a la resistencia que cada órgano presente al movimiento.

o Las columnas de agua se pueden romper (cavitación y embolia). A pesar de las fuerzas de cohesión de las moléculas de agua, las columnas de agua se pueden romper (cavitar), esto es debido a que los gases disueltos en el agua, bajo tensiones extremas tienden a escapar formando burbujas. Las burbujas pueden interrumpir la columna líquida y bloquear la conducción (embolia).


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Figura N° 14: Las columnas de agua se pueden romper, debido a que los gases

disueltos bajo tensiones extremas tienden a escapar formando burbujas. Las burbujas pueden bloquear la conducción. (Figura modificada de Raven, P.H., Evert, R.F. and Eichhorn, S.E., 1999. “Biology of Plants”. 6th ed., W.H. Freeman and Company).

El agua del vaso bloqueado puede moverse entonces lateralmente hacia otro vaso contiguo y continuar así su camino. Los gases de la burbuja pueden redisolverse si aumenta la presión en el xilema, bien por disminución de la tensión, bien por presión radical (durante la noche).

- Causas:

a. Déficit hídrico asociado a altas tasas de transpiración y altas tensiones

xilemáticas.

b. La congelación del xilema en invierno y su descongelación posterior puede producir burbujas.

c. La acción de patógenos


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1.6.2. TRANSPIRACIÓN. Mediante este proceso se expulsa vapor de agua a través de la epidermis, principalmente por los estomas que son los encargados de regular dicha función, eliminando el exceso de agua que lleva la savia ascendente. El agua evaporada representa cerca del 90% del agua absorbida por las raíces. Todas las partes de la planta, especialmente las hojas, eliminan vapor de agua mediante la transpiración. Al absorber las sales minerales, la planta tomas más agua que la que normalmente necesita, por lo que debe eliminar parte de ella, permitiendo una mayor concentración de agua en las hojas. Con este proceso la planta regula su temperatura desprendiendo vapor de agua y facilitando el ascenso de la savia bruta. La evaporación del agua produce enfriamiento en las superficies de las hojas. Asimismo el efecto de la transpiración crea un flujo de agua a través de la planta que influye en el transporte de nutrientes absorbidos por las raíces, creándose una diferencia de tensión entre las hojas y las raíces que obliga al sistema radicular a la absorción del agua junto a los nutrientes. La transpiración se produce esencialmente durante el día, dependiendo de las condiciones ambientales, luminosidad, temperatura, humedad, etc., que van a influir en la mayor o menor cantidad de agua transpirada. En el caso de cultivos en invernaderos, la transpiración vegetal es más intensa cuanto más seco es el ambiente del invernadero y más cálido.


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Figura N° 15: Representación del potencial hídrico en los diferentes puntos en el camino seguido por el agua desde el suelo a la atmósfera a través de la planta.

La transpiración además de regular la temperatura de la planta, influye en la fotosíntesis, ya que al abrirse los estomas facilitan la entrada de anhídrido carbónico (CO2). La capacidad hídrica de la planta depende del aporte a través de la humedad del suelo y del nivel de transpiración que regula las pérdidas. El equilibrio entre entrada y salida del agua, dependerá esencialmente de la superficie y apertura estomática de la planta, de la intensidad de la iluminación que estimula la apretura de los estomas y de la concentración de CO2 en las células. Así cuando se producen desviaciones negativas a corto plazo, por una disminución en el potencial de humedad en el suelo, esa diferencia entre el agua absorbida y el agua traspirada puede tener de manifiesto síntomas de estrés hídrico. El equilibrio entre absorción de agua y transpiración nos va a permitir mantener el balance de agua adecuado y el crecimiento y desarrollo normal de la planta. La transpiración disminuye a medida que se reduce la humedad del suelo y la del ambiente, y aumente proporcionalmente a la temperatura y a la radiación solar. En cultivos al aire libre, el viento seco moviéndose sobre la hoja produce un incremento de la transpiración.


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1.7. NIVELES DE EXTRACCIÓN EN EL PERFIL DE SUELO.

La mayoría de cultivos presentan una mayor concentración de raíces en los estratos superiores del perfil del suelo. Así, la extracción de humedad es mayor en esta zona. Sin embargo, esta zona se encuentra sujeta a fuertes fluctuaciones de humedad, lo cual limita el crecimiento normal del sistema radicular, sobre todo en el riego por gravedad; en cambio, en suelos uniformes y con un suministro constante de humedad las plantas extraen agua más rápidamente de los estratos superiores del suelo. En el riego por surcos, un esquema para muchos cultivos, de su patrón de extracción de humedad, es la siguiente: para una profundidad dada de desarrollo radicular, la planta extrae aproximadamente 40% de agua del cuarto superior, 30% del segundo cuarto, 20% del tercer cuarto y 10% del último. Bajo riego localizado de alta frecuencia, la planta extrae 65% o más del cuarto superior y 30% del segundo cuarto. A continuación se muestra la diferencia en los patrones de extracción de humedad del suelo, bajo dos sistemas de riego, donde I es el requerimiento de riego (ETc + Fracción de lavado) y R es la fracción de lavado. Figura N° 16: Niveles de extracción de humedad en el perfil del suelo


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1.8. EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO (ETC). La evapotranspiración o necesidad de agua por los cultivos se refiere al agua usada por las plantas en la transpiración más la evaporada directamente desde la superficie del suelo. Normalmente se mide en mm/día o mm/mes, y depende de la interacción entre factores climáticos, botánicos, edáficos y de manejo del cultivo. En un período de 24 horas la evapotranspiración varía de acuerdo a como se comportan los factores que influyen en ella. La evapotranspiración es baja en los primeros estadios de la etapa de crecimiento de la planta; se incrementa a medida que la planta crece en altura, y en área foliar, hasta alcanzar un máximo en la etapa de fructificación y luego disminuye progresivamente hasta la etapa de cosecha. El promedio de la evapotranspiración (ET), durante 7 a 10 días de máximo uso de agua en la estación de máximo crecimiento se denomina, "evapotranspiración máxima". La importancia de este concepto radica, en que se refiere al valor que debe utilizarse en el diseño de cualquier sistema de riego. Se deduce por lo tanto, que la evapotranspiración del cultivo (ETc) varía fundamentalmente según el cultivo el clima. Formulas matemáticas (Thornthwaite – 1948, Penman – 1948, Hargreaves – 1956, Jensen y Haise – 1963, Turc – 1954, etc.) o la evaporación directa del Tanque clase A, permiten estimar la evaporación potencial (ETp), mediante la cual es posible aproximarse a la estimación correcta de la evaporación máxima del cultivo (ETc máxima), para una condición edáfica y climática determinada, en función de la magnitud del área foliar evapotranspirante. El volumen efectivo de agua evapotranspirada hacia la atmósfera por el cultivo se denomina Evapotranspiración real (ETr) o evapotranspiración del cultivo (ETc) y su magnitud está determinada por las características del sistema integrado suelo – planta – atmósfera, así como, por la disponibilidad efectiva de agua en el perfil del suelo.

El manejo agronómico del riego tiene como principal objetivo, la reposición exacta del agua y su almacenamiento en la zona de raíces, agua que ha sido consumida por efecto del poder evaporante de la atmósfera, entre dos eventos consecutivos de riego, evitando así condiciones de disponibilidad hídrica restringida. Así, sí la ET real (para un cultivo dado, es el producto de una determinada condición suelo – clima y de su área foliar efectiva) está en equilibrio dinámico con la velocidad de aporte de agua (equilibrio que rara vez se presenta en campo), la tecnología de riego habrá logrado un régimen óptimo, estableciendo frecuencias y tiempos de riego que eviten que el agua no sea el factor limitante de la producción de plantas.


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1.9. NECESIDAD DE AGUA DE LOS CULTIVOS.

La necesidad de agua de riego (NR), corresponde a la cantidad de agua que debe ser aplicada a la unidad de riego, en los niveles que los cultivos puedan absorberla con facilidad, de acuerdo a sus requerimientos, asegurando su penetración y almacenamiento en la zona radicular.

Si el riego es la única fuente de agua, la necesidad de agua de riego será, como mínimo, igual a la evapotranspiración y normalmente debe ser mayor, con el fin de suplir posibles pérdidas durante el riego, como la necesaria para el lavado de sales, percolación profunda o por distribución desuniforme. En otros términos, el concepto de necesidad de agua de riego, considera la eficiencia de aplicación de agua de riego y las necesidades adicionales por concepto de lavado de sales, si fuere necesario. Por otra parte, si la planta está recibiendo parte del agua a través de otras fuentes, como la lluvia, agua almacenada en el suelo o de napas freáticas, la necesidad de riego puede considerarse menor que la de evapotranspiración.

Figura N° 17. Esquema del tanque evaporímetro Clase A


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La siguiente fórmula es utilizada para relacionar la evapotranspiración de un cultivo en un determinado período, se adapta excelentemente bien a cualquier método de riego ya sea por bordos, surcos, aspersión, goteo, microaspersión etc. lográndose siempre economía de agua, de mano de obra y buenos rendimientos.

ETa = Kc x Eo

ETa : Evapotranspiración actual (mm/día). Eo : Evaporación del tanque Clase A (mm/día). Kc : Coeficiente específico para cada cultivo. Varía

con el estado fenológico para un cultivo determinado.

La necesidad de agua de riego depende básicamente de:

1.9.1. CANTIDAD DE AGUA ABSORBIDA POR LOS CULTIVOS: factor

cultivo La frecuencia de riego, que se refiere al intervalo de tiempo o días que deben suceder entre dos riegos sucesivos, para obtener un óptimo rendimiento y calidad del producto de un determinado cultivo, depende de varios factores. Principalmente, depende del tipo de cultivo, existiendo plantas que se afectan con mayor facilidad que otras cuando se produce déficit de humedad en el suelo. Asimismo, depende del estado de desarrollo vegetativo del cultivo. Las deficiencias de humedad en el suelo afectan los rendimientos, especialmente cuando suceden en periodos críticos para la planta (germinación, floración y polinización). Estos periodos críticos son específicos para cada cultivo. Por otra parte, el desarrollo del sistema radicular tiene enorme influencia en la capacidad de absorción de agua para un determinado cultivo. El tipo de sistema radicular que desarrolla una planta, está determinado por el genotipo. Cada especie tiene su propio hábito de crecimiento. Sin embargo, depende en gran parte de las condiciones del suelo: La estratificación del perfil del suelo. Presencia de agua freática cerca de la superficie. Suelos compactados y/o presencia de estratos densos. Suelos superficiales y/o gravosidad o pedregosidad en el perfil.

Así, la demanda de agua se incrementa, conforme el cultivo alcanza diversos estados fenológicos, durante los cuales el incremento en área foliar de la planta hará aumentar también la capacidad de transpiración, progresivamente desde la germinación hasta el momento de máxima acumulación de materia seca y expansión foliar del cultivo.


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En los cultivos anuales se distinguen cuatro etapas básicas:

▫ PRIMERA ETAPA Etapa Inicial o de establecimiento del cultivo. Desde la siembra y hasta que el cultivo queda plenamente establecido en el campo: en esta etapa se han desarrollado las primeras hojas verdaderas y el cultivo cubre un 10% de la superficie. El consumo de agua por transpiración es limitada, en cambio, las pérdidas por evaporación desde la superficie del suelo pueden alcanzar cantidades significativas. ▫ SEGUNDA ETAPA Etapa de rápido crecimiento del cultivo. Desde el final de la etapa inicial y hasta que el cultivo cubre efectivamente la superficie del suelo, aproximadamente un 80%. El consumo de agua por transpiración se incrementa progresivamente y está en función del aumento del área foliar transpirante, en cambio, la evaporación desde el suelo disminuye conforme el cultivo incrementa su cobertura. ▫ TERCERA ETAPA

Etapa de pleno crecimiento y de máxima evapotranspiración. Comprende desde la fase final del crecimiento rápido hasta el inicio de la maduración del cultivo. Se manifiesta por el inicio en la senectud del follaje (se inicia generalmente por las hojas basales) por translocación de fotosintatos. En muchos cultivos, los mm/día de agua evapotranspirados (evapotranspiración real o del cultivo) puede superar a la evapotranspiración potencial o de referencia (evaluada en base a la evaporación del Tanque clase A o en base a modelos matemáticos). En esta etapa se presenta, el momento de máximo consumo de agua. Se conoce como periodo crítico del ciclo del cultivo. En el cultivo de maíz se ocurre al momento de la polinización. En papa, desde la floración hasta 3 - 4 semanas antes de la cosecha. En el frijol y en muchas leguminosas de grano, al momento de formación de vainas.

▫ CUARTA ETAPA Etapa de maduración del cultivo hasta cosecha. Durante esta etapa, el consumo de agua disminuye significativamente hasta su término. El follaje se seca totalmente en cultivos de crecimiento determinado. Por ejemplo, en el cultivo de maíz, los estados fenológicos son: emergencia, crecimiento lento (8 hojas), crecimiento rápido (totalidad de hojas), floración, polinización, llenado de grano y madurez. Cada uno de estos estados es muy sensible en sus requerimientos hídricos (Kc) y nutricionales. Así, el requerimiento hídrico de este cultivo durante su ciclo vegetativo está entre 450 - 750 mm.


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1 2 3 4 5 6

ESTADOS CRECIMIENTO CRECIMIENTO

FENOLOGICOS EMERGENCIA LENTO RAPIDO FLORACION FRUCTIFICACION MADUREZ

DIAS A LA SIEMBRA 0 30 60 90 120 150 ALTURA (m) 0 0.25 1.00 2.10 2.45 2.30 AREA FOLIAR (cm2/planta) 0 550 1 500 8 500 10 500 9 000 Epoca AGOSTO SETIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE ENERO

Ev. TANQUE A (mm/día) 2.35 3.10 3.70 3.90 4.50 5.20

Kc del CULTIVO de Maíz 0.30 0.55 0.85 1.00 1.15 0.45 ET real (mm/día) 0.71 1.71 3.14 3.90 5.18 2.34

ETc = Ev. TANQUE x Kc

Kc 2 Kc 1

Kc 3

Kc 4

Kc 5

Kc 6

Lo cual significa, que una hectárea de este cultivo necesita, en promedio una lámina de 600 mm. Esta lámina tiene un volumen de 600 mm x 10000 m2 = 6000 m3/ha (1 mm de precipitación o de riego = 10m3/ha = 1l/m2). Si una hectárea de maíz tiene una densidad de 50,000 plantas, la necesidad promedio de agua de cada planta será igual a: 6000/50000 = 0.12 m3 = 120 litros, durante su ciclo vegetativo.

Figura N° 18: Fenología del cultivo de maíz. Fundamentos de Riego. Necesidad de Agua en los cultivos. (Hurtado L. Facultad de Agronomía. Universidad Nacional Agraria La Molina).


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1.9.2. DISPONIBILIDAD DE AGUA EN EL SUELO: factor suelo

La disponibilidad de agua en el suelo depende de la distribución porcentual de las partículas de arena, limo y arcilla (textura) y del tamaño, forma y grado de agregación de las mismas (estructura). El agua del suelo se encuentra alrededor de estas partículas. La capacidad de retención de agua del suelo está directamente relacionada con la superficie específica o interna, que es inversamente proporcional al tamaño de partículas. En otras palabras, un suelo arcilloso, o de textura fina, retendrá más agua que un suelo arenoso. Por otro lado, el agua se mueve más fácil y más rápidamente en un suelo arenoso y en un suelo con estructura estable. Por ello, estos suelos deben regarse con más frecuencia y en cantidades más pequeñas para evitar pérdidas de agua por percolación por debajo de la zona de raíces. La determinación de la capacidad de almacenamiento de agua en un suelo es fundamental para estimar la lámina de agua que puede estar a disposición de los cultivos. La lámina disponible es la máxima cantidad de humedad que puede ser utilizada por las plantas y expresa la cantidad de agua que un suelo puede almacenar entre sus variables hidrodinámicas; capacidad de campo (CC) y punto de marchites permanente (PM). La primera está en función de la naturaleza física del suelo y la segunda de la fisiología, morfología y anatomía de las plantas.

Así mismo, una gran diversidad de factores influye en la disponibilidad del agua del suelo, tales como la distribución, profundidad y actividad de los sistemas radiculares, evapotranspiración, tensión de humedad, permeabilidad, etc. La práctica del riego consiste en aprovechar la capacidad de retención de agua del suelo y su almacenamiento, para reponer periódicamente el agua que las raíces de las plantas extraen en forma continua. La capacidad del suelo para almacenar agua depende de dos factores: la capacidad de retención de agua por unidad de volumen de suelo y la profundidad de suelo ocupado por la mayor proporción de raíces fisiológicamente activas. En riego, el contenido de humedad del suelo es expresado en términos de altura de agua, que indica la lámina de agua capaz de almacenar por unidad de profundidad de suelo. Esta expresión del volumen de agua a aplicar al suelo, a través del riego, permite la introducción del término tiempo de riego, que indica el tiempo (en horas) que debe permanecer el agua sobre el suelo para que penetre el volumen de agua necesaria para humedecer la zona radicular del cultivo a regar. Este concepto está relacionado directamente con el concepto de velocidad de infiltración, uno de los más importantes en las prácticas de riego, ya que a través de él se determina cuánta agua se va a aplicar al suelo, factor fundamental en el diseño de los métodos de riego ya sean gravitacionales o a presión.


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1.10. Salinidad del suelo. El origen de las sales es consecuencia del proceso de meteorización de los minerales primarios que se hacen solubles, además, necesitan los aportes externos como es el agua de riego la cual tiene como componentes, carbonatos, bicarbonatos y exceso de fertilizantes. Las causas que originan la salinidad son varias, entre las cuales destacan:

1. Abuso de los fertilizantes minerales. 2. Riegos con aguas de alto contenido salino. 3. No realizar lavados del suelo. 4. Deficiente drenaje del suelo.

El pretender alcanzar altos rendimientos a partir exclusivamente de fertilizantes inciden en que se eleve el nivel de sales en el suelo, aunque no todos poseen igual incidencia en acumular sales. Los nitratos y cloruros son los de mayor influencia tienen, los abonos fosfatados, por el contrario, tienen bajo índice de salinidad. Cuando hay una concentración de sales solubles mayor de 4 dS/m el suelo es salino y perjudicial para las plantas. Los iones responsables de la salinidad son: Sodio (Na+), magnesio (Mg++), calcio (Ca++), sulfatos (SO4

2-), bicarbonatos (HCO3

-), cloruros (Cl-), nitratos (NO3-), etc., existentes en el

propio suelo, como consecuencia de la roca madre, o aportados por el agua de riego y los fertilizantes. Las sales que mayor efecto producen en la salinización del suelo y en la toxicidad de las plantas son (Cl2Mg) por su alta solubilidad, cloruro de sodio (ClNa) y cloruro de calcio (Cl2Ca), frecuentes, éstos dos últimos, en los suelos salinos, son muy solubles y con alta toxicidad para las plantas; carbonato de sodio (CO3Na2) por su alta alcalinidad y por su gran solubilidad; sulfato de magnesio (SO4Mg) por su gran solubilidad y sulfato de sodio (SO4Na2) por su alta toxicidad y solubilidad. El ión cloruro al ser muy móvil en el suelo y en la planta termina por desplazarse a los brotes terminales, pudiendo causar quemaduras y necrosis cuando se encuentra a concentraciones elevadas en el extracto saturado del suelo. La acción dañina del sodio se produce al sustituir en el complejo de cambio a los cationes calcio y magnesio provocando la alcanización del suelo y dependiendo de los niveles de concentración de sodio los efectos pueden ser más o menos dañinos. Para medir la cantidad de sales en la solución suelo y en el agua de riego se utiliza la conductividad (CE). Esta medida se basa en la velocidad con que la corriente eléctrica atraviesa una solución salina. Dicha medida se lleva a cabo en el extracto de pasta saturada. Para expresar la C.E. del suelo y la del agua se utilizan varias unidades:


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Una de ellas es el mho/cm que es la inversa de ohm (ohmio), unidad de resistencia eléctrica. Al ser la medida de mho/cm muy grande para los valores normales de los suelos se utilizan submúltiplos: 1mmho/ cm = 10-3 mho/cm = 1 000 micromho/cm (umho/cm). Otras unidades son: Milisiemens por centímetro (mS/cm) Decisiemens por metro (dS/m) Siendo: 1 dS/m : 1 mmho/cm = 1 ms/cm El contenido total de sales (ST) y la conductividad eléctrica (CE) están relacionados según la siguiente expresión:

ST = 0.64 CE En donde: ST se expresa en g/litro y la CE en mmho/cm, mS/cm o dS/m Entre la CE y la concentración en miliequivalentes por litro (meq/l) de la suma de cationes existe la siguiente relación: meq/l (cationes) = 10 x CE en mmos/cm, dS/m, mS/cm

Además, la CE está relacionada con la presión osmótica (PO) de la solución del suelo mediante la siguiente expresión: PO = 0.36 (dS/m) que evalúa el riesgo de salinidad y el esfuerzo que deben realizar las raíces para vencer la fuerza con que las sales retienen el agua. Hay diversas formas de clasificar los suelos por su contenido en sales, por ejemplo en dS/m Suelo no salino ……………………. 0 – 2 (dS/m) Ligeramente salino……………….. 2 – 4 (dS/m) Suelo salino …………………………. 4 – 8 (dS/m) Fuertemente salino ………………. 8 – 16 (dS/m) Extremadamente salino ……….. > 16 (dS/m) Además de la conductividad eléctrica hay otro índice, que es la Relación de Absorción de Sodio (RAS o SAR), relacionado con la mayor o menor probabilidad de salinización y alcalización del suelo, que mide el contenido de sodio en comparación con el contenido de calcio y magnesio. También el porcentaje del sodio intercambiable (PSI) que se expresa en %. Una RAS elevada junto a un porcentaje alto en sodio de cambio puede bloquear la asimilación de calcio, potasio y magnesio.


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La RAS en el extracto saturado del suelo no es una medida directa de la alcalinidad de un suelo, sino el riesgo de sodificación. Cuanto menor sea la RAS menor riesgo de daño por sodio. RAS < 1 …………………………. Bajo RAS entre 1 y 5 ………………. Medio RAS > 5 …………………………. Alto El RAS se obtiene a partir de la expresión:

RAS = Na+ / √ (1/2 (Ca++ + Mg++) Tenemos el siguiente ejemplo: El análisis del extracto saturado de un suelo ha dado los siguientes niveles para el sodio, calcio y magnesio: Na : 7.3 meq/l, Ca : 4.45 meq/l, Mg : 7.4. Calcular la RAS:

RAS = 7.3 / √ (1/2 x (4.45 + 7.4)) = 3

Por el contrario el PSI mide la alcalinidad o lo que es lo mismo, la parte de la capacidad de intercambio catiónico ocupado por el catión sodio y se determina en el complejo de cambio, siendo alcalino cuando el PSI es mayor del 15 %. El PSI se determina mediante la siguiente expresión: PSI (%) = [Na+ / (Na++Ca+++Mg+++K+)] x 100 Ejemplo de cálculo del PSI:

Cationes meq/ 100 g Calcio (Ca++) 6.53

Magnesio (Mg++) 1.72

Potasio (K+) 0.89

Sodio (Na+) 0.27

PSI = [0.27 / (0.27 + 6.53 + 1.72 + 0.89)] x 100 = 2.85 % De acuerdo al PSI obtenido el suelo se considera normal. En suelos enarenados y riego por goteo se permiten valores de PSI de hasta el 10 % sin que el suelo pueda presentar problemas de permeabilidad y pueda afectar a los cultivos. Los porcentajes mayores de 15 son característicos de suelos sódicos o salino-sódicos, con graves problemas de permeabilidad y difíciles de recuperar.


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Dependiendo del sistema de riego, el efecto de la salinidad puede ser un problema. Por ejemplo en riego por goteo la sal se acumula en la superficie rodeando la mancha húmeda dejada por el gotero y alrededor del bulbo húmedo. Por eso es importante que al final de la campaña del cultivo y sobretodo antes de iniciar otro ciclo se de uno o dos riegos copiosos, para lavar las sales y llevarlas a zonas alejadas de las raíces.

2. NECESIDADES HÍDRICAS DE LOS CULTIVOS 1. EVAPOTRANSPIRACIÓN Y COEFICIENTE DE CULTIVO

2.1.1. CONCEPTO DE EVAPOTRANSPIRACIÓN (ETO) La evapotranspiración ó uso consuntivo del cultivo, es la suma de la transpiración y la evaporación. En la transpiración, el agua absorbida por las raíces es emitida a la atmósfera por las hojas en forma de vapor de agua. La evaporación es el agua evaporada de la superficie del suelo y del follaje. La evapotranspiración es afectada por la temperatura, humedad relativa del aire, viento, las características de la cobertura vegetal y la disponibilidad de agua en el suelo.

2.1.2. COEFICIENTE DE CULTIVO (KC) El coeficiente de cultivo (Kc) expresa la relación entre la evapotranspiración del cultivo en estudio y la evapotranspiración del cultivo de referencia.

Kc = Evapotranspiración del cultivo en estudio (mm/día) Evapotranspiración del cultivo de referencia (mm/día)

Este coeficiente se determina empíricamente comparando la evapotranspiración del cultivo en estudio vs la del cultivo de referencia. El Kc no es constante durante el desarrollo del cultivo, inicialmente es bajo y con el desarrollo de las plantas aumenta. Con la senectud del cultivo, nuevamente disminuye.


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Cuadro 3. Kc (FAO) para algunos cultivos de campo anuales Tomado de: Avidan. A. Determinación del Régimen de Riego de los Cultivos – La Evapotranspiración de los Cultivos. Haigud, 1999

Cuadro 4. Kc (FAO) para hortalizas Tomado de: Avidan. A. Determinación del Régimen de Riego de los Cultivos – La Evapotranspiración de los Cultivos. Haigud, 1999


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Cuadro 5. Kc (FAO) para cítricos Tomado de: Avidan. A. Determinación del Régimen de Riego de los Cultivos – La Evapotranspiración de los Cultivos. Haigud, 1999


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Cuadro 6. Kc (FAO) para viñedos Tomado de: Avidan. A. Determinación del Régimen de Riego de los Cultivos – La Evapotranspiración de los Cultivos. Haigud, 1999


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2.2. MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN Es necesario determinar la evapotranspiración en zonas geográficas donde no existan estudios previos al respecto. Para estimar la evapotranspiración en campo se considera el consumo de agua de un cultivo de referencia bajo cobertura completa que no tenga limitaciones de humedad (normalmente alfalfa ó pastos). El uso consuntivo bajo estas condiciones es llamado evapotranspiración potencial. Actualmente existen varios métodos de determinación de la evapotranspiración potencial usando datos climatológicos, siendo los principales:

2.2.1. MÉTODO DE BLANEY-CRIDDLE (MODIFICADO POR FAO) Método muy usado, y que se basa en que la ET varía directamente con las sumas de los productos de multiplicar la temperatura promedio mensual del aire con el porcentaje mensual de horas de luz por día, considerando un cultivo que crece activamente con humedad suficiente en el suelo. Es más adecuado para regiones áridas y semiáridas. El factor de uso consuntivo de Blaney-Criddle (f) se calcula así:

f (mm/día) = % de horas de luz por día promedio anual * (0.46 * Tm + 8.13)

Donde: Tm = temperatura media diaria (°C), promedio mensual Con los datos de la región geográfica se calcula Eto:

Eto cultivo de referencia (mm/día) = a + b * (f)

Donde: a y b = coeficientes de la regresión lineal entre (f) y Eto (f) = factor de uso consuntivo de Blaney-Criddle


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Cuadro 7: Porcentaje mensual de horas de luz para latitudes del Hemisferio Sur Tomado de: Avidan. A. Determinación del Régimen de Riego de los Cultivos – La

Evapotranspiración de los Cultivos. Haigud, 1999


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2.2.2. MÉTODO DE PENMAN (MODIFICADO POR FAO) Este método estima el uso consuntivo del cultivo de referencia y predice la Eto para regiones de climas fríos ó calientes, así como áridas ó húmedas. El método distingue entre la influencia del viento durante el día y la noche, y toma en consideración a la humedad relativa y radiación solar. La fórmula de Penman (modificada por FAO) es la siguiente:

Eto cultivo de referencia (mm/día) = c * (W + Rn + (1-W) * (f(u) * (ea-ed))

Donde: c = factor de ajuste para Penman (cuadro 6) W = factor de ponderación para Penman (cuadro 7) Rn = radiación total neta (mm/dia, por medición directa) f(u) = función del viento (ver fórmula) ea = presión del vapor de agua a saturación (cuadro 8) ed = presión del vapor de agua ambiente

f(u) = 0.27 (1 + (velocidad del viento diaria media en km/dia / 100)

ed = ea (mbar) * (humedad relativa diaria % / 100)


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Cuadro 8. Factor de Ajuste para Penman Tomado de: Avidan. A. Determinación del Régimen de Riego de los Cultivos – La Evapotranspiración de los Cultivos. Haigud, 1999


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Cuadro 9. Factor de Ponderación para Penman Tomado de: Avidan. A. Determinación del Régimen de Riego de los Cultivos – La Evapotranspiración de los Cultivos. Haigud, 1999


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Cuadro 10. Presión de Vapor de Agua a Saturación Tomado de: Avidan. A. Determinación del Régimen de Riego de los Cultivos – La Evapotranspiración de los Cultivos. Haigud, 1999


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2.2.3. MÉTODO DEL TANQUE EVAPORÍMETRO CLASE A Dado que existe una íntima relación entre los procesos de evapotranspiración de un cultivo (Etc) y la evaporación del tanque clase A (Etan), el uso de este tanque permite estimar la evaporación de una superficie de agua libre de dimensiones standard, a través del efecto de la temperatura, el viento y la humedad relativa del aire. Este es el método más usado para determinar evapotranspiración.

2.2.3.1. DESCRIPCIÓN DEL TANQUE EVAPORÍMETRO CLASE A Es circular, con un diámetro de 120.5 cm y 25.4 cm de profundidad. Es de hierro galvanizado y pintado con una capa de pintura de aluminio, siendo montado sobre una plataforma de madera parihuela de 5 cm de altura perfectamente nivelada. El tanque debe estar rodeado de pasto corto en radio de 50 m. Debe existir protección contra animales, para evitar que estos puedan beber el agua del interior del tanque. Se llena el tanque con agua hasta 5 cm de su borde, debiendo evitarse que el nivel del agua baje mas allá de 7.5 cm por debajo del borde. Dentro del tanque debe existir un micrómetro ó regla graduada que permite leer el nivel del agua. Dicha lectura debe ser diaria y en hora fija. La evaporación del tanque clase A se obtiene en base a la diferencia de nivel en el agua en un periodo de 24 horas, y se expresa en mm/día. De acuerdo a la experiencia local, se recomienda colocar un tanque evaporímetro clase A cada 100 hectáreas cuando las condiciones topográficas sean homogéneas. En caso que las condiciones topográficas lo exijan (pendientes, presencia de montañas, etc) se recomienda colocar los tanques más cercanos entre sí.


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Figura 19. Tanque Evaporímetro Clase A Tomado de: Avidan. A. Determinación del Régimen de Riego de los Cultivos – La Evapotranspiración de los Cultivos. Haigud, 1999

2.2.3.2. COEFICIENTE DEL TANQUE EVAPORÍMETRO (KTAN) El medio que rodea el tanque y su ubicación influyen sobre el volumen de agua evaporada. Se deben considerar la cobertura vegetal circundante, dirección y velocidad del viento, humedad relativa.


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Cuadro 11. Coeficiente del Tanque Evaporímatro Ktan Tomado de: Avidan. A. Determinación del Régimen de Riego de los Cultivos – La Evapotranspiración de los Cultivos. Haigud, 1999


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De donde resulta que la evaporación medida en el tanque es:

Evaporación (mm/dia) = Etan (mm/dia) * K tan

Muchos agricultores no usan el coeficiente del Tanque Evaporímetro Ktan, usando directamente la lectura diaria del tanque A como factor para determinar sus láminas de riego. Esta práctica es muy común, por ejemplo, entre los agricultores de la Irrigación Chavimochic en la Región La Libertad.

2.2.4. MÉTODO DE LA ESTACIÓN METEOROLÓGICA

Existen en el mercado varios modelos de estaciones meteorológicas, que de acuerdo a condiciones locales previamente programadas, arrojan lecturas directas de evapotranspiración, calculados con frecuencia a través del método de Penman. Otros datos que arrojan las estaciones son temperaturas máximas y mínimas, radiación, humedad relativa, velocidad y dirección del viento y precipitación. Estos datos son sumamente útiles y de fácil uso para la determinación de las láminas de riego.

Figura 20. Estación Meteorológica Davis Tomado de: Catálogo Estación Davis


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2.2.5. CÁLCULO DE LA LÁMINA DE RIEGO

2.2.5.1. VOLUMEN DE AGUA DISPONIBLE EN EL SUELO Es útil como referencia de la cantidad total de agua que está disponible para las plantas. Se calcula el volumen de agua disponible en el perfil del suelo ocupado por las raíces del cultivo.

VD (m3/ha/profundidad de raíces) = (Hcc – Hpm) * (Pea) * (zr) * 100

Donde: VD = Volumen de agua disponible, a la profundidad radicular efectiva Hcc = Contenido de humedad a capacidad de campo (%) Hpm = Contenido de humedad a punto de marchitez (%) Pea = Peso específico aparente del suelo (gr/cm3) Zr = Profundidad radicular efectiva del cultivo (m)

2.2.5.2. CÁLCULO DE LA LÁMINA DE RIEGO

La regla de oro para el cálculo de la lámina de riego es:

1 mm / ha = 10 m3 / ha = 10,000 L / ha

2.2.5.3. LÁMINA DE RIEGO CUANDO NO SE REQUIERE LAVADO

Lámina de riego (mm/ha) = (Kc x Eto) / Ea

Donde: Eto = evapotranspiración en mm/dia Ea = eficiencia de aplicación del riego

2.2.5.4. LÁMINA DE RIEGO CUANDO SE REQUIERE LAVADO El lavado es necesario cuando la conductividad eléctrica de la solución suelo representa un riesgo para el adecuado crecimiento de las plantas (mediciones mayores a 1 ds/m). Se relaciona la CE del agua y la CE de la solución suelo que será el objetivo de la aplicación, a través de la necesidad de lavado:

NL = CE / 2 CEe

Donde: NL = necesidad de lavado


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CE = conductividad eléctrica del agua de riego CEe = conductividad eléctrica esperada en el extracto de saturación de la solución suelo, se usa el valor 1.5 ds /cm Entonces, la lámina de riego sería:

Lámina de riego con lavado (mm/ha) = Lámina de riego + (Lámina de riego/Ea x NL)

Ejemplo: Calcular lámina de riego para plantación de vid, con las siguientes características: Evaporación de tanque 6mm; corrección de tanque de 0.75; Kc del cultivo 0.85, considerar necesidades de lavado: LR = (Kc x Eto) / Ea LR = (0.85 x 6 mm x 0.75) / Ea = (3.83 mm/dia) / Ea Si la eficiencia de aplicación es de 0.95: LR = 4.03 mm/dia ó 40.3 m3/ha/día (no considera necesidades de lavado). Fórmula 2.2.1. Considerando las necesidades de lavado: CE = 0.8 ds / cm (agua de riego) CEe =1.5 ds /cm (extracto de saturación adecuado para 100% de rendimiento) NL = 0.8 / 2 x 1.5 = 0.27 LR = 4.03 + (4.03 x 0.27) LR = 5.12 mm/dia ó 51.2 m3/ha/dia (27% de incremento de lámina de riego por lavado). Fórmula 2.2.2


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2.2.6. CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE RIEGO EN UN SISTEMA DE RIEGO

TECNIFICADO

Ejemplo: Campo de tomate con riego por goteo. Goteros de 1.6 l/h cada 60 cm. Distancia entre surcos de 1.4 m. Determinar capacidad de riego/ha del sistema de riego tecnificado. La cantidad de manguera requerida / ha será 10,000 m2 / 1.4 m = 7,142.9 m * 1.03 (factor usado para considerar manguera de iniciales y finales de surcos) = 7,357 m de manguera / ha El número de goteros / ha será: 7,357 m de manguera / 0. 6 m entre goteros = 12,261 goteros / ha La capacidad de riego / ha será: 12,261 goteros / ha * 1.6 l/h = 19,619 litros / ha / hora ó 19.619 m3 / ha / hora

2.3. MÉTODOS DE VERIFICACIÓN DE LA HUMEDAD DEL SUELO

Los métodos de verificación de la humedad del suelo sirven para el control del riego, contribuyendo al uso eficiente del agua y los fertilizantes. Entre los métodos más frecuentemente usados están los tensiómetros, lisímetros y calicatas. Menos usados son los dendrómetros y los medidores de resistencia eléctrica.

2.3.1. DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD AL TACTO

Este método se basa en determinar la humedad del suelo a través de una inspección al tacto. Aunque es un método rústico, la información es inmediata y se obtiene en el campo, permitiendo tomar decisiones rápidamente.


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Figura 21. Determinación de Humedad por Tacto Cultivo de Esparrago

Tomado de: Fdo. Agricultor CAMPOSOL. S.A

2.3.2. TENSIÓMETROS Constan de un tubo cerrado lleno de agua; un extremo termina en una cápsula de cerámica porosa y en el otro extremo lleva un manómetro o medidor de vacío. Cuando el suelo se seca succiona agua del tubo a través de la cápsula de cerámica, creando en este un vacío parcial que es detectado por el manómetro.


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Figura 22. Tipos de Tensiómetros, Vacuómetro y Trasmisión de Datos en tiempo Real por Radio

Tomado de: Fdo. MV CAMPOSOL S.A

Figura 23. Tensiómetros de trasmisión de Datos en tiempo Real por Radio Tomado de: Catalogo Netafim


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Grafico Nº 12. Monitoreo de Tensiones

2.3.3. LISÍMETROS Depósitos enterrados de paredes verticales, abiertos en su parte superior y relleno del terreno que se quiere estudiar. La superficie del suelo está sometida a los agentes atmosféricos y recibe las precipitaciones naturales. El agua de drenaje es medida, al igual que la humedad y la temperatura del suelo a diferentes profundidades.


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Grafico Nº 13. Lisímetro instalado en campo

2.3.4. CALICATAS Agujero hecho en el terreno de tamaño variable, que permite observar el movimiento del agua en el perfil del suelo, y el desarrollo radicular de las plantas del campo.

Figura 24. Calicata para verificar humedad


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2.3.5. DENDRÓMETROS

Aparatos que miden el diámetro del tallo de las plantas, dato que se relaciona con el requerimiento de agua de las mismas. A falta de agua, el diámetro de las plantas disminuye. Usado principalmente para cultivos de árboles frutales.

Figura 25. Calicata para verificar humedad

2.3.6. SENSORES DE HUMEDAD VOLUMÉTRICA (TDT)

Consta de varillas metálicas que se introducen en el suelo y un emisor receptor de impulsos magnéticos. Genera un pulso electromagnético y mide el tiempo que tarda en recorrer las varillas, que será mayor o menor atendiendo al contenido de humedad del suelo.

Figura 26. Sensor de Humedad TDT


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Grafico Nº 14. Monitoreo de Humedad Volumétrica por TDT


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Grafico Nº 15. . Monitoreo del consumo de agua por horas en el cultivo de espárrago.


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2.3.7. EJERCICIOS 1. Interpretar el siguiente grafico de reporte de las tensiones registradas de un

campo de con cultivo de espárrago.


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2. Interpretar el siguiente gráfico del porcentaje de humedad en un cultivo de pimientos.


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3. Asuma que hoy es 14 de mayo del 2010 Riego anterior fue el 10 de mayo del 2010 Plantación de maracuyá Riego por goteo Kc cultivo: 0.3 CE Suelo: 1.4 dS/m

CE Agua: 1.9 dS/m Datos de la Estación Meteorológica

¿Calcular la lámina de riego para hoy?

4. Determinar capacidad de riego de un sistema por goteo con las características siguientes: Goteros de 2.3 l/h Goteros cada 60 cm Distancia entre líneas de plantas: 2.2 m Distancia entre plantas: 0.25 m Dos líneas de mangueras por plantas

Día Temperatura

Max (°C) Temperatura

Min (°C) Velocidad del viento

(km/h) ETo (mm) Precipitación (mm)

01/05/2010 24.80 21.10 9.19 4.37 0.00

02/05/2010 25.60 21.80 7.50 4.51 0.00

03/05/2010 24.70 20.80 10.11 3.84 0.76

04/05/2010 25.30 20.30 9.48 3.26 0.00

05/05/2010 24.00 20.00 9.09 3.52 0.00

06/05/2010 24.40 20.60 7.84 3.75 0.00

07/05/2010 24.10 20.10 6.67 3.36 0.50

08/05/2010 24.20 20.20 8.25 4.83 0.00

09/05/2010 24.30 20.70 14.26 4.46 0.00

10/05/2010 24.70 20.20 5.15 3.88 0.00

11/05/2010 24.60 20.80 7.71 4.16 0.00

12/05/2010 24.90 20.80 7.44 4.44 0.00

13/05/2010 24.80 20.60 6.70 3.56 0.00

14/05/2010 24.00 20.60 11.68 4.87 0.00

15/05/2010 25.10 20.60 8.44 4.25 0.00


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5. Calcular lámina de riego (frecuencia de riego cada 4 días) para el riego de hoy (día 0) de una plantación de papayos. Eto estación meteorológica: Día -7. 3 mm Día -6: 4 mm Día -5: 6 mm Día -4: 3 mm Día -3: 2 mm Día -2: 1.5 mm Día -1: 1 mm Hoy: 0 mm Kc cultivo: 0.25 Suelo CE: 0.76 ds/m Agua CE: 1.9 ds/m

6. Para una plantación de vid de mesa zona norte del país, mes de noviembre.

Eb = 6 mm/dia. Kp = 0.75 ( Dato de tabla para dicha zona). Kc = 0.85 Etapa media del cultivo. Ef = 0.90 (Riego por Goteo). CEi = 0.8mmhos/cm. (C.E agua de riego) CEe= 1.5 mmhos/cm. (C.E del extracto de saturación para 100% de rendimiento) Calcular: Lámina de Riego Considerando Lixiviados?


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3. OPERAIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE RIEGO

Dentro del sistema se encuentran diferentes sectores que se denominan:

Lote ó Subunidad de riego: Es el área que se riega con una Válvula. Turno ó Unidad de riego: Es la superficie que se riega simultáneamente tomando un

conjunto de lotes ó subunidades de riego.

Filtrado ó Operación de riego: Es la superficie que se riega a la vez con la misma batería de filtrado.

3.1. LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA

El abastecimiento de agua para el campo puede provenir de un pozo en aquellas zonas con derecho de extracción de agua subterránea, o de un canal en los lugares donde exista disponibilidad para ello. En zonas como CHAVIMOCHIC existe un abastecimiento de canal debido a la turbiedad de sus aguas en ciertas épocas del año existen pozas desarenadoras y sedimentadoras. su construcción se efectúa con retroexcavadora y se le da el talud necesario en función del tipo de suelo. Por lo general estas pozas se ubican en las zonas altas muy cerca altas canales de abastecimiento.

Figura 27. Canal de CHAVIMOCHIC.


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Figura 28. Otras formas de Abastecimiento de agua.

3.2. ABASTECIMIENTO POR POZOS

CAUDAL Es el volumen de líquido desplazado por la bomba en

una unidad de tiempo. Se expresa generalmente en litros por segundo (l/s), metros cúbicos por hora (m³/h), galones por minuto

(gpm).


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Figura 29. Vistas y Brocas para la creación de un Pozo.

BROCAS

UTILIZADAS PARA

PERFORACION DE

POZOS POR

ROTACION


68

Figura 30. Esquema interno de un pozo.

NIVEL ESTATICO

NIVEL DINAMIC

CONO DE DEPRESION

NIVEL DEL AGUA SIN

MOVIMIENTO EN ESTADO EN

REPOSO

NIVEL DE AGUA EN

MOVIMIENTO CUANDO SE

ESTA EXPLOTANDO

EL POZO

ALTURA DE LA BOMBA (H) Es la energía neta transmitida al fluido por unidad de

peso a su paso por la bomba centrífuga. Se expresa normalmente en metros del líquido

bombeado.


69

3.3. ALTERNATIVAS DE ACCIONAMIENTO – BOMBAS DE TURBINA

Figura 31. Tipos de Bombas de Turbina.

3.4. PROBLEMAS FRECUENTES EN BOMBAS DE TURBINA VERTICAL

1

TE

MP

ER

AT

UR

A D

E

RO

DA

MIE

NT

OS

> 7

0º

Causas:

Presión del sistema mayor a la del diseño.

Desalineamientos del cabezal de descarga por montaje inadecuado.

Eje de la bomba torcido.

Desbalance o desalineamiento de los acoplamientos de la transmisión.

Acoplamiento desalineado.

Bombeo de arena, limo o materiales extraños.

Velocidad de rotación alta.

Lubricación incorrecta de los rodamientos.


70

2

ELE

VA

DO

CO

NS

UM

O D

E P

OT

EN

CIA

Causas:

Impulsor rebajado incorrectamente.

Ajuste del juego de los impulsores incorrecto.


Desgaste de los componentes de la bomba.

Bomba desalineada.

Acoplamiento desalineado.

Bombeo de arena, limo o materiales extraños.

Bocina s o empaques muy ajustados contra el eje

Impulsores rozando los tazones.

Desbalance eléctrico del motor.

Velocidad de rotación alta.

La bomba no gira o conexión de fases del motor cambiadas.

Lubricación incorrecta de los rodamientos.

3

CA

UD

AL I

NS

UFIC

IEN

TE

Causas:

Problemas de vórtice en la succión.

Cavitación.

Impulsor rebajado incorrectamente.

Nivel de agua bajo.

Sumergencia insuficiente.

NPSH insuficiente.

Presión del sistema mayor a la del diseño.

Fugas por las juntas de los tazones o de las columnas.


Impulsor o tazón obstruido.

Desgaste de los componentes de la bomba.

Velocidad de rotación baja.


71

4

VIB

RA

CIO

N A

NO

RM

AL

Causas:

Ingreso del aire a la bomba.

Problemas de vórtice en la succión.

Cavitación.

Impulsores desbalanceados.


Desalineamiento del cabezal de descarga por montaje inadecuado.


Desbalance o desalineamiento de los acoplamientos de la transmisión.

Bocinas desgastados.

Resonancia. Frecuencia del sistema cercana a la velocidad de la bomba.

Impulsores rozando con tazones.

Rodamiento del motor gastado o incorrectamente posicionado.

Desbalance eléctrico del motor.

5

RU

IDO

AN

OR

MA

L

Causas:

Cavitación.

Velocidad excesiva del fluido en las tuberías.

Impulsores rozando con tazones.

Materiales extraños en la bomba.

Bocinas sin lubricación.

6

NO

HA

Y D

ES

CA

RG

A

DE

AG

UA

Causas:

Nivel de agua por debajo de la succión.

Válvula de succión cerrada (en cierto tipo de instalaciones)

Impulsor o tazón obstruido.

Canastilla obstruida.

Válvula de aire tapada

No hay transmisión de potencia desde el motor.

La bomba no gira o conexión de fases del motor cambiadas.


72

7 PR

ES

ION

IN

SU

FIC

IEN

T

E

Causas:

Ingreso de aire a la bomba.

Cavitación.

Fugas por las juntas de los tazones o de las columnas.


Velocidad de rotación baja.

8

CO

RR

OS

ION

No es deseable que el líquido a bombear, contenga partículas abrasivas (por ejm. arena).

Composición del líquido bombeado:

Por ejemplo, contenido de microorganismos y/o sustancias que podría alterar su composición química, aumentar su grado de acidez (PH<7), y de esta manera acelerar la corrosión de los componentes de la bomba.

Figura 32. Ejemplo de una Estación de Bombeo.


73

Figura 33. Características de una Bomba.

CARACTERISTICAS DE LA BOMBA - Lubricada por aceite - Lubricada por agua - 1800 rpm - Motor eléctrico / combustión - Impulsor cerrado / semi-abierto - Pozo vertical

¿QUE ES CAVITACION?

Fenómeno que ocurre cuando la presión absoluta dentro del impulsor se reduce hasta alcanzar la presión de vapor del líquido bombeado y se forman burbujas de vapor. El líquido comienza a “hervir”.

Estas burbujas colapsan al aumentar la presión dentro de la bomba originando erosión del metal.

Se manifiesta como ruido, vibración; reducción del caudal, de la presión y de la eficiencia. Originan deterioro del sello mecánico.


74

3.5. REGLAS DE OPERACION EN POZOS PROFUNDOS

Eficacia: • Maximizar el volumen almacenado en los estanques principales (sin rebasar).

Eficiencia:

• Minimizar el consumo de petróleo Indicador: m3 petróleo / m3 agua.

Monitoreo del pozo profundo

1 Caudal instantáneo : Diario

2 Profundidad dinámica o estática : Diario

3 Caudal especifico (l/s/m depresión) : Diario

4 Contenido de arena : Mensual

5 Control de la curva de la bomba : Mensual

6 Caracterización bacterias : Semestral

7 Prueba Caudal variable : Anual

8 Medición del fondo de pozo : Cada desmontaje

3.6. COMPONENTES DEL EQUIPO DE RIEGO EN LOSA DE FILTRADO

Es el conjunto de elementos que sirven para proveer presión y caudal al sistema, filtrar el agua, inyectar fertilizantes, medir volúmenes, etc. Los componentes principales son:

El equipo de bombeo que provee el caudal y la presión suficiente para el

funcionamiento del equipo. Sistema de filtrado, compuesto por uno o varios filtros de acuerdo al caudal y

tipos de impurezas.

Aparatos de control y medición de caudales y presiones Válvulas de aire, reguladoras de presión, de alivio, etc.


75

Figura 34. Losa de Filtrado.

3.7. SISTEMA DE FILTRADO

Es una parte clave del sistema cuya función es mejorar la calidad física del agua. El problema de taponamiento de goteros es uno de los problemas mas graves que suele presentarse en las instalaciones de riego por el menor diámetro de los orificios de salida. Las obstrucciones se pueden producir por: Partículas minerales en suspensión (arcilla, limo y arena) Materia orgánica.

Precipitados (principalmente carbonatos)

Para evitar la entrada de estos elementos al sistema se deben tomar precauciones desde el ingreso del agua al reservorio.

3.8. REJILLAS O DECANTADORES.

Las rejillas se usan en la entrada del agua al reservorio para retener grandes elementos tales como ramas, basura y hojas. Los decantadores se utilizan para separar principalmente arenas. Consisten en depósitos donde el agua pierde velocidad y las partículas sedimentan en el fondo.


76

Figura 35. Vista de una Rejilla.

3.9. SISTEMAS DE FILTRACIÓN

Figura 36. Algunos Sistemas de Filtración.


77

3.9.1. HIDROCICLONES Se utilizan para separar gravillas y arenas (partículas gruesas). Tiene la forma de un cono invertido donde el agua ingresa por un costado en forma inclinada y sale por la tapa superior Las arenas decantan y se depositan en un recipiente inferior que es necesario limpiarlo frecuentemente.

Figura 37. Esquema de funcionamiento de un hidrociclón.

3.9.2. FILTROS DE GRAVA

Son tanques metálicos o de plástico reforzado que contienen arena o grava tamizadas de un determinado tamaño. El agua se filtra al pasar por el estrato de arena/grava. El espesor de este no debe ser inferior a 50 cm y la velocidad del agua debe ser inferior a 60 m/hora lo que equivale a un caudal de 60 m3/hora por m2 de superficie filtrante. Son muy efectivos para retener substancias orgánicas y partículas pequeñas, porque se emplea todo el espesor de la arena.

DEPOSITO DE ARENAS

ENTRADA

SALIDA


78

Figura 38. Filtro de grava en retrolavado.

Retienen partículas siete veces más pequeñas que el diámetro efectivo de la grava. Las pérdidas de carga son de 1 a 3 m cuando están limpios y de 5 a 6 m cuando están sucios. Para conocer el momento en que la limpieza es necesaria, se debe medir la presión antes y después del filtro Para ello se utiliza un manómetro interconectado. Si la diferencia de presión entre antes de filtros y después de filtros es alrededor del 30 %, se debe proceder al retrolavado. Esto consiste en invertir el flujo del agua dentro del filtro y darle salida al exterior. El retrolavado limpia aceptablemente el filtro, sin embargo una vez por temporada, debe abrirse para la remoción manual de sedimentos que el retrolavado no pudo extraer. Asimismo se debe inspeccionar que la grava no haya perdido las características originales.

Figura 39. Conjunto de Filtros de Gravas.


79

3.9.3. FILTROS DE MALLA Y ANILLAS

Es utilizado normalmente al inicio de la batería de filtrado; cuando los sistemas de prefiltración no son totalmente efectivos y aun arrastran partículas. Estos filtros alojan en su interior un cartucho con malla de diferentes diámetros u orificios. La malla puede ser metálica o plástica. El tamaño del orificio se define por el número de aberturas por pulgada lineal (25,4

mm) lo cual se denomina mesh. Para

riego por goteo se recomienda una malla de 140-150 mesh (110-106 micrones) y para microaspersión 100-120 mesh (150-120 micrones). Los Filtros de Anillas Son similares a los de malla pero el conjunto filtrante está constituido por una serie de discos o anillas con ranuras en ambas caras, que superpuestos forman los conductos de paso del agua. Su efecto en gran medida es la de limpieza en profundidad como las de grava. Pueden retener gran cantidad de sedimentos antes de obstruirse

Ambos tipos de filtros tiene una pérdida de carga de 1 a 3 m cuando están limpios y debe procederse a su limpieza con valores de 5 m. La limpieza puede hacerse en forma manual o por retrolavado.

Figura 40. Filtros de El Filtro de Malla Malla.

Figura 41. Filtros de Anillas.


80

Figura 42. Procesos de Filtración y Retrolavado.

3.10. RED DE DISTRIBUCION DE AGUA

Figura 43. Esquema de una

red de distribución.


81

3.11. TUBERÍA PRINCIPAL Llamada también tubería matriz esta tubería generalmente es la de mayor diámetro en toda la red ya que sera la encargada de distribuir el caudal necesaria para los turnos de riego. Su encuentra generalmente a un profundidad de 1.2 metros, el material que se utiliza es el PVC (polivinilo de carbono) el diseño indicara la presión que deberá resistir dependiendo la topografía en que deberá ser instalada dicha tubería deberá ser solicitada con un factor de seguridad adicional a la presión nominal que podrá variar entre 40m.c.a hasta 50 m.c.a.

Figura 44. Instalación de La Línea Matriz.

3.12. TUBERIA SECUNDARIA. Es también conocida tubería divisora o porta laterales de riego, es así que esta es donde se realiza las perforaciones para la instalación de las mangueras de riego. En los extremos de esta tubería por cada lote deberá llevar unos accesorios (tapas roscadas que se puedan retirar fácilmente) que nos permitan realizar la purga inicial o de mantenimiento programado por temporadas de producción.

Figura 45. Ejemplos de Tuberías Secundarias.


82

La profundidad de la zanja de la terciaria debe ser como mínimo 0,60 m y bien compactada luego del tapado. Asimismo se debe tener la precaución de no quebrar las salidas de riego y que no queden tirantes par a evitar que el conector se desprenda.

3.13. VALVULAS DE CAMPO

Son las válvulas que se instalan en el campo para suministrar el agua a las diferentes unidades de riego. Pueden ser simples (tipo esféricas) para operación manual o hidráulicas. En esta últimas la presión hidráulica acciona un diafragma que corta la presión y el flujo del caudal. Se pueden accionar manualmente, en el lugar de instalación o a distancia con mandos hidráulicos o eléctricos.

Figura 46. Válvulas Hidráulicas de Campo.

3.14. DISPOSITIVOS DE CONTROL Y MEDIDA DEL RIEGO Y LA

FERTIRRIGACIÓN.

3.14.1. CONTADORES

Existen una gran variedad de contadores de agua, algunos de los cuales no cumplen un requisito muy importante: además de medir el caudal instantáneo deben ser totalizadores. Otros requisitos a tener en cuenta en la elección de un contador son la precisión, sensibilidad al aire e impurezas del agua, pérdida de carga que ocasionan y su coste. De los muchos tipos existentes vamos a describir tres:


83

2.6.4.1.1 CONTADOR WOLTMAN.

Consiste en una carcasa en cuyo interior un molinete gira con una velocidad en función de la del agua. Un tren de ejes y engranajes transmite el giro del molinete a un dial en el que se puede medir el caudal instantáneo y el totalizado. Puede ser de hélice axial o vertical. En los de hélice axial el eje del molinete es paralelo a la tubería; un inconveniente es que su funcionamiento se ve afectado por los remolinos que pueden formarse en la vena líquida, y se evita colocando en la entrada un tramo de tubería recta. Los de hélice vertical tienen el eje del molinete perpendicular a la tubería. Sólo pueden instalarse en tuberías horizontales y frente a los de hélice axial tienen la ventaja de que no necesitan tamo recto a la entrada. Como desventaja figura una mayor pérdida de carga y la menor gama disponible de diámetros.

Figura 47. Contador Woltman.

2.6.4.1.2 CONTADOR PROPORCIONAL

El agua circula a través del contador pasa por dos cámaras (a y b). En la cámara “b”, la tobera (T) produce un estrechamiento, lo que ocasiona un aumento de la velocidad y en consecuencia una disminución de la presión. Por tanto la presión en “a” es superior a la presión en “b”. El contador está entre ambas cámaras de forma que el diferencial de presiones circula a través de él. Cuanto mayor es el caudal en la tubería, mayor es la depresión y el caudal derivado por el contador: lo que mide es proporcional a lo que circula por la tubería. La medición se produce por medio de una turbina y un juego de engranajes. Son algo menos precisos que los contadores Woltman y


84

producen una pérdida de carga del mismo orden. Debe instalarse de modo que se evite los puntos de posible acumulación de aire, debe estar en un plano horizontal.

3.14.2. MANÓMETROS Y REGULADORES DE PRESIÓN

Los manómetros son dispositivos de medida de la presión. Hay que tener en cuenta que el error de calibrado de los manómetros afectan a la presión absoluta pero no a las presiones diferenciales, que son con frecuencia los datos que necesitamos. En consecuencia es conveniente instalar tomas de manómetro de conexión rápida y utilizar el mismo manómetro para la lectura de los distintos puntos. Por otro lado, el término regulador de presión hace referencia a dispositivos que mantienen la presión constante, en unos casos aguas arriba del regulador y en otros aguas abajo. En el primer caso se denominan sostenedores de presión y en segundo reductores de presión. Sin embargo, se denominan reguladores de presión a una sola de las dos variantes, concretamente a los reductores de presión. La regulación de presión puede tener dos finalidades distintas: Mantener la uniformidad del riego. El caso típico es el de los reguladores

que se instalan al principio de cada subunidad de riego.

Protegen las instalaciones contra presiones excesivas, ahorrando el mayor costo de instalar elementos de un timbraje más alto.

Los reguladores pueden ser exclusivamente dinámicos o realizar también una regulación estática. En el primer caso sólo actúan cuando el agua está circulando. Los de regulación estática se cierran cuando no hay caudal en la conducción; pueden ser necesarios en instalaciones sometidas constantemente a presión, como es el caso de las conectadas a depósitos, redes comunitarias de riego, etc. Existen muchos tipos de reguladores de presión • De muelle • De nivel hidráulico • Derivados de la válvula hidráulica • De gran diámetro


85

3.15. VÁLVULAS

3.15.1. VÁLVULA HIDRÁULICA.

Es un mecanismo que abre o cierra el paso del agua en respuesta a una orden hidráulica o neumática. En combinación con otros mecanismos pueden actuar como regulador de presión, limitador de caudal, válvula volumétrica, etc. Mediante la adición de un solenoide puede responder a órdenes eléctricas en vez de hidráulicas. Es por tanto un elemento esencial en muchos automatismos. Las válvulas hidráulicas, en función de su posición de partida, se clasifican en dos tipos: Normalmente abiertas, que se cierran al recibir la orden hidráulica. Normalmente cerradas, que se abren al recibir la orden hidráulica.

Figura 48. Hidroválvula de mando manual y automático (eléctrico).


86

3.15.2. VÁLVULA ELÉCTRICA

Estas válvulas de accionamiento automático son esenciales en los automatismos. Abren, cierran o gradúan el paso de agua por medio de un pistón o diafragma, respondiendo a una señal enviada por un elemento de control (dispositivo electro-magnético llamado solenoide). Cuando las válvulas son de un diámetro muy pequeño (inferior a ¾ de pulgada), es el mismo solenoide el que suele cerrar el paso de agua en la tubería. En diámetros superiores, la válvula solenoide abre o cierra el paso de agua en un circuito secundario que envía la señal de presión a la válvula principal. Un caso particular de esta es la válvula de pulsos.

Figura 49. Válvula eléctrica

3.16. DISPOSITIVOS DE CONTROL Y MANIOBRA Engloba a todos los dispositivos encargados de actuar sobre válvulas e hidroválvulas.

3.16.1. DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS

Los dispositivos eléctricos pueden agruparse en:

Actuadores eléctricos: Se acoplan a las válvulas. Abriendo y cerrando directamente.

Solenoides: o Controlan el flujo dentro del circuito de maniobra. Actúa sobre otros actuadores. o Regulan la apertura y el cierre de las electroválvulas.


87

3.16.2. Dispositivos Hidráulicos.

También llamados pilotos. Permiten el control hidráulico de las válvulas, permitiendo su empleo en la regulación de la presión en la red y en funciones de protección.

Figura 50. Conexiones básicas para el funcionamiento de las hidroválvulas en sus diferentes

modalidades.


88

3.17. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN

Dentro de este grupo se encuentran las válvulas de alivio rápido, de retención y ventosas.

Figura 51. Válvula de ventosa

3.18. MANGUERAS

Son las mangueras que se ubican dentro del cultivo a lo largo de la hilera de plantas. Normalmente son de 17 y 20 mm de diámetro en función del caudal a distribuir y la longitud de riego. El material es polietileno de baja densidad y soportan hasta una presión de 3 - 8 m.


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Figura 52. Mantenimiento de Goteros.

3.19. GOTEROS

Son los dispositivos instalados en la manguera que controlan la salida del agua.

Figura 53. Ejemplos de Goteros.

Los Goteros deben reunir las siguientes características:

Caudal uniforme y poco sensible a la variación de presión. Dependiendo de la pendiente del terreno, pueden ser autocompensados.

Poca sensibilidad a las obturaciones. Resistencia a productos químicos y al ambiente. Estabilidad de la relación caudal-presión en su vida útil. Pérdida de carga reducida en sus conexiones.


90

3.20. EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA LA FERTILIZACION

Una unidad de fertirrigación está compuesta de: tanque de fertilizantes para la solución madre, válvula de retención, filtro principal, medidor de agua y el equipo de inyección. La inyección química puede ser realizada de tres formas:

A Tanque de

Fertilización

Opera a base de una válvula de estrangulamiento ubicada en el sistema de riego, lo que produce que una parte del flujo de agua en la línea principal sea derivada a través del tanque de fertilizante el que puede o no contener una bolsa para retener el producto a ser inyectado.

B Inyector Venturi

El inyector opera según el principio Venturi en el que existe una constricción con una entrada específica y una salida en la tubería, lo que crea un vacío. Este causa un ascenso en la velocidad del flujo provocado la succión de la solución fertilizantes en este punto. La tasa de inyección dependerá de la pérdida de presión generada en la constricción.

Ventajas: Desventajas:

- No requiere una fuente externa de energía. - Costo relativamente bajo. - Sección a tanque abierto. - Fácil de conectar a sistemas computarizados.

- Alta pérdida de presión. - Cualquier fluctuación de la presión afectará la tasa de inyección. - Cada modelo tiene un rango de presión.


91

Figura 52. Inyector Venturi.


92

C Bombas

Inyectoras Eléctricas

El elemento de inyección constituye el corazón de todo sistema de fertirrigación. Existe una gran variedad de bombas dosificadoras; de engranaje, rotativa, pistón o diafragma para desarrollar presiones que excedan la presión del sistema de riego e inyectar la solución.

Ventajas: Desventajas:

- Se puede ajustar a un amplio rango de descargas suministrando una

concentración continua y uniforme. - Permite realizar la fertirrigación desde un punto central. - No hay pérdidas de carga del

sistema.

- Relativamente complicado de Operar. - Alto costo de adquisición y mantenimiento. - Sólo usa soluciones líquidas. - Requiere una fuente externa de

energía.

Figura 53. Bombas Inyectoras Eléctricas.


93

3.21. USO DE CONTROLADORES DE RIEGO

3.21.1. CONTROLADORES DE RIEGO

La automatización sirve para programar y controlar el programa de riego y de fertilización que se planea realizar. Esto se realiza desde la consola del equipo y/o computador con el programa del controlador. Desde este punto se pueden programar las actividades de varias baterías de filtrado.

En el pasado sin un controlador de riego: Abrir y Cerrar Válvulas se realizaba de forma manual No permitía controlar inicio y fin de riego para un grupo de válvulas el cual hacia difícil el controlar la lectura exacta del hidrómetro por turnos de riego.

En la actualidad con un controlador de riego:

Control de las operaciones de campo en tiempo real. Acumula los datos los cuales se traducen en registros digitalizados

que pueden ser graficados en sus mismos programas o con ayuda de otros programas y ocurrencias del dia (como fallas) .

Incorpora factores externos para condicionar el riego. Como sensores de humedad, temperatura, tensiómetros, etc.

Figura 54. Esquema Típico de Automatización.

CONSOLA

COMPUTADORA

ESTACION METEREOLOGICA

BOMBA

VALVULAS DE CAMPO

TENSIOMETROS

SOLENOIDES

FERTIMETROS

FILTRO


94

3.21.2. ELEMENTOS QUE PUEDE CONTROLAR

Válvula principal – Reguladora Sostenedora. Grupo de válvulas en campo – Turnos de riego. Centros de Fertilización. Estación de Bombeo. Grupos de Filtros – retrolavados automáticos. Elementos Secundarias de control: Sensores Analógicos

Tensiómetro Radiación Solar EC/pH Temperatura. Hidrómetros Real y Virtual. Unidad de Phytomonitoreo.

3.21.3. TIPOS DE COMUNICACIÓN CON LA COMPUTADORA

CENTRAL

Se permite construir una red de hasta 64 controladores. Conexión directa por un cable – hasta 30 metros. Conexión de larga distancia por cable – a través de módulos RS-485 –

hasta 4 Km.

Figura 55. Sistema de Control y Comunicación.


95

3.21.4. Características de la RRTU

La RRTU recibe una señal de radio del controlador y de acuerdo a su comando ésta abre o cierra correctamente.

Un receptor de radio que se adapta a una frecuencia, según el requerimiento en la zona de instalación.

Una tarjeta interfase que incluye 2 o 4 salidas (12V/DC) tipo Latch. Una pila lithium, 3.6V/DC, que puede sostener en condiciones del

campo hasta 3 años.

La Electrónica está construida dentro de una fundición epóxica –

100% resistente al agua.

Cada unidad tiene código binario, programado por un Terminal propio.

Figura 56. Tablero de Comando de RRTU.

3.21.5. ALMACENAMIENTO DE LA DATOS EN LA COMPUTADORA

El programa de control adquiere varios tipos de datos, como acumulación de válvulas, caudal de hidrómetros, información de riego, sensores de datos y mucho más.

Los datos se almacenan en una sola base de datos, por tiempo ilimitado.


96

4. FERTIRRIEGO

4.1. CÁLCULO DE NECESIDADES DE FERTILIZANTES

Los elementos esenciales para la planta Son 16 elementos químicos (nutrientes) que son esenciales para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Tres elementos; carbono, oxígeno e hidrógeno son tomados por las plantas del aire y del agua; los trece restantes provienen del suelo y se denominan minerales. Dentro de ellos distinguimos a los macronutrientes (Nitrógeno, Fósforo, Potasio, Azufre, Calcio y Magnesio) y los micronutrientes (Fierro, Cobre, Manganeso, Zinc, Molibdeno, Cloro y Boro).

Elemento Símbolo Forma Iónica

% P.S.

Fuente Clasificación

Carbono C

89

Aire Macronutriente

Oxígeno O Aire Macronutriente

Hidrógeno H Aire Macronutriente

Nitrógeno N NO3-, NH4+

4.0 Suelo/aire Macronutriente

Fósforo P HPO4-, H2PO4-

0.5 Suelo Macronutriente

Potasio K K+ 4.0 Suelo Macronutriente

Azufre S SO4-, SO3-

0.5 Suelo Secundario

Magnesio Mg Mg++ 0.5 Suelo Secundario

Calcio Ca Ca++ 1.0 Suelo Secundario

Boro B BO3-, HBO3-

0.006 Suelo Micronutriente

Fierro Fe Fe++, Fe+++

0.02 Suelo Micronutriente

Manganeso Mn Mn++ 0.02 Suelo Micronutriente

Molibdeno Mo MoO4- 0.0002 Suelo Micronutriente

Cobre Cu Cu++ 0.001 Suelo Micronutriente

Zinc Zn Zn++ 0.003 Suelo Micronutriente

Cloro Cl Cl- 0.1 Suelo Micronutriente

Sodio Na Na+ 0.03 Suelo

Figura 57. Elementos que todas las plantas necesitan.


97

% P.S. = Típico Contenido de nutriente en la Planta expresado en % del peso Seco

Cuando un suelo no proporciona alguno de estos nutrientes en la cantidad suficiente que la requerida por las plantas, es necesario aplicarlo a través de un fertilizante que contenga dicho nutriente y que no permita la disminución del rendimiento y/o calidad de las cosechas. Dentro de este esquema podemos resaltar la importancia de los cinco principales nutrientes: El nitrógeno:

Importante en fformación de clorofila. Producción fotosintética de carbohidratos. Síntesis de proteínas.

Figura 58. El Nitrógeno en las plantas El fósforo:

Importante en transferencia de energía dentro del tejido celular. Composición de cromosomas, DNA, RNA. Desarrollo radicular.

Figura 59. El Fosforo en las plantas.

El potasio:

Importante en ssíntesis de proteínas, carbohidratos, clorofila. Translocación y almacenamiento de carbohidratos

El calcio:

Importante en la formación de pectatos de calcio que actúan en el proceso de absorción de nutrientes.

Forma sales con los ácidos orgánicos e inorgánicos, regulando la presión osmótica de las células.


98

El magnesio:

Importante en forma parte de la molécula de clorofila, la cual produce la síntesis de carbohidratos.

Es un activador enzimático. Finalmente, la absorción de los nutrientes por la planta está determinada no sólo por la "disponibilidad" de los nutrientes contenidos en el suelo, sino también por el suministro de estos a la superficie radicular.

4.2. CONTENIDO DE NUTRIENTES DEL FERTILIZANTE.

Los fertilizantes contienen uno o más nutrientes según su formulación; la combinación con otros fertilizantes complementarios se hace para lograr las cantidades totales de nutrientes que se desee aplicar. Un fertilizante es un compuesto químico y como tal es una sal inerte, sin carga; y que al entrar en contacto con el agua del suelo o de la solución, se disocia dejando los nutrientes en forma iónica.


99

Figura 60. Cuadro de Fertilizantes solubles simples y mezclas solubles cristalizadas.


100

4.3. GRADO DE SOLUBILIDAD DEL FERTILIZANTE

La solubilidad de un fertilizante es una de las características principales a tener en cuenta en el fertirriego. Los fertilizantes deben ser muy solubles y selectos en cuanto a su composición respecto a los nutrientes que aportan, para aprovecharla al máximo sin sobrepasar la concentración que puede tolerar el volumen del agua a regar. La solubilidad de un producto está influenciada por tres factores: temperatura, presión y pH. La temperatura del agua, entonces juega un papel directo e importante en la solubilidad de un fertilizante (a mayor temperatura mayor solubilidad). Algunos fertilizantes al ser aplicados en el agua bajan la temperatura de esta; si se quiere agregar otro fertilizante, la solubilidad de este último se verá afectada; siendo conveniente esperar restablecer la temperatura inicial. Los fertilizantes sólidos solubles empleados en fertirrigación puedan ser aplicados como un solo nutrientes (ej. Urea), o como un compuesto de varios elementos (ej. fosfato monoamónico, nitrato de potasio, nitrato de calcio). Los fertilizantes líquidos son simples y/o compuestos, pero debido a su solubilidad, la concentración del elemento es menor (especialmente de uno de sus elementos componentes.)

4.4. COMPATIBILIDAD DE LOS FERTILIZANTES

Los fertilizantes son sales, que en contacto con el agua se disocian formando iones (aniones y cationes); diferentes iones pueden interactuar en la solución y precipitar (formando compuestos insolubles), con el consiguiente riesgo de no estar disponibles para las raíces o con alto riesgo de taponar emisores, disminuyendo consecuentemente la eficiencia de aplicación de los nutrientes.


101

Figura 61. Compatibilidad Química de los Fertilizantes.

Las interacciones más comunes son:

- Ca++ + S04= - Ca++ + HPO4= - Mg++ + S04=

' CaS04 (precipitado) ' CaHP04 (precipitado) ' MgS04 (precipitado)

Los micronutrientes por otro lado, pueden reaccionar con las sales del agua de riego formando precipitados, por lo tanto, es recomendable aplicarlos en forma quelatada.

4.5. PREPARACIÓN DE SOLUCIONES DE FERTILIZACIÓN Determinar el volumen de solución a ser aplicada por unidad de fertirriego. Aquí se debe tener en cuenta la cantidad y tipo de fertilizante y la capacidad del tanque fertilizador.

4.5.1. DOSIFICACIÓN En la curva de fertirrigación aparecen las necesidades nutricionales del cultivo la cual para efectos prácticos es calculada semanalmente. De esta manera el Jefe de Riego calcula su equivalente en fertilizante.


102

4.5.2. PREPARACIÓN

La forma de preparación de las soluciones es como sigue:

El operador llenará los tanques o depósitos de Fibra de vidrio, de uso exclusivo para este fin, hasta una altura específica señalado por el Jefe de Riego.

El orden de disolución de los fertilizantes es como sigue:

Si se fertiliza con

Debe contener

URFOS

Acido bórico

Sulfato de magnesio

Cloruro de potasio

URFOS

Nitrato de amonio o UREA

Acido Fosfórico

Acido bórico

Acido fosfórico

Sulfato de magnesio

Cloruro de potasio

Nitrato de amonio o UREA

En caso de que la solución lleve calcio es recomendable su aplicación separada de cualquier fuente fosforada.

4.5.3. INYECCIÓN

Una vez preparada la solución madre el Operador del hidratante comprobará que el turno de riego a inyectar tenga la presión adecuada e iniciará la labor de fertirrigación.

Posteriormente abrirá la llave de alimentación de agua de los equipos y por último la llave que conecta la salida del equipo con el sistema de riego en sí.

Si el equipo utilizado para inyectar es un Venturi o un TMB el Operador primero abrirá la llave que conecta la alimentación de los equipos con los tanques de solución madre.

Si el equipo a utilizar emplea una centrífuga: primero se abrirán las llaves de alimentación de agua, de succión de la solución madre y de alimentación del sistema de riego. Luego se activará el motor eléctrico que acciona la centrífuga.


103

4.5.4. LLENADO REGISTROS

VER ANEXO

4.5.5. CONTROL DE CUMPLIMIENTO DE PROGRAMAS DE FERTIRIEGO

Figura 62. Formato de Control para Programa de Fertiriego.

Figura 63. Extractores de

soluciones del suelo.


104

Figura 64. Cuadro de Control de Llegada de Fertilizantes al suelo.

4.6. TOMA DE MUESTRA PARA ANÁLISIS FOLIAR

El resultado del análisis de diferentes partes de la planta varía considerablemente. Generalmente la hoja es el órgano más útil para diagnóstico por su marcada variación en composición con diferentes niveles de fertilidad. La lámina foliar presenta casi siempre más altos contenidos de nutrientes que otros órganos de la planta. El análisis foliar varía con la edad del tejido. Como normal general las hojas jóvenes tienen mayor contenido de N, P y K, pero mas bajo Ca y Mg que las hojas viejas de la misma planta, la cual ha translocado N, P y K a hojas fisiológicamente más activas. Si las muestras analizadas corresponden a la misma edad fisiológica. Muestrear en un determinado estado de desarrollo permite en cierta forma obtener tejido fisiológicamente similar. Las primeras hojas completamente desarrolladas constituyen un buen parámetro para analizar, ya que ocurren cambios rápidos en la composición con el envejecimiento de las hojas; haciendo posible una comparación durante un periodo de tiempo más amplio. La composición de las hojas esta afecta por la Luz, este es un factor importante en árboles.


105

El efecto de la posición puede ser minimizado seleccionando hojas completamente desarrolladas tomadas al azar de varias plantas a la misma altura.

Figura 65 Toma de Muestras CE (mS)

Es evidente que la información que proporciona el análisis foliar puede ser una mejor herramienta de diagnóstico si se tiene un análisis físico-químico del suelo y observaciones de campo en cuanto al aspecto fitosanitario del cultivo, prácticas agronómicas, riego, luminosidad, síntomas de deficiencia o toxicidad, lo cual constituye el diagnóstico visual.

Para lograr mayor productividad y mejor compresión en el manejo del suelo se requiere de:

1. Diagnóstico visual. 2. Diagnóstico del análisis de suelo 3. Diagnóstico de análisis foliar

Cada uno de ellos proporciona información específica, siendo entre si complementaria. La habilidad del agrónomo en el manejo de estos tres diagnósticos constituye la base de una mejor aproximación a los objetivos propuestos.


106

Cultivo Etapa de

Crecimiento

Parte de la planta que se debe

tomar para la muestra

Número de hojas que se deben

tomar

Espárrago

Entrando a la maduración del 1ª y/o 2ª brote (pinta

del fruto)

Se toman las ramas del tercio superior;

eliminando las puntas de las

mismas.

20 -25

Figura 66. Cuando y de donde tomar muestras para el análisis foliar.


107

4.7. DESARROLLO DE EJERCICIOS PRACTICOS

A. EJERCICIOS DE PROGRAMACION DIARIA DE FERTILIZACIÒN

Primero se calculan los kilos de cada elemento a usar: Kg nutriente a usar* = total m3 de agua por parcela/día x PPM del elemento 1000 m3* Luego, con el resultado anterior los kilos de cada fertilizante a usar: kg fertilizante a usar = 100 kg del fertilizante a usar x kilos del nutriente a usar* concentración del nutriente en el fertilizante En el ejemplo: Se hará fertilización proporcional 24-8-42 PPM El total de fertilizantes a utilizar se calcula con reglas de tres simple:

POTASIO: 42 PPM (nos solicitan 7 PPM con nitrato de potasio; 35 PPM con cloruro de potasio). a.- Nitrato de potasio: 1000 m3 --- 7 kg potasio 2730 m3 --- x kg potasio x = 19.11 kg potasio 100 kg nitrato de potasio --- 45 kg potasio

x kg nitrato de potasio --- 19.11 kg potasio x = 42.47 kg nitrato de potasio

En 42.47 kg nitrato de potasio hay además 5.7 kg N (=42.47 kg nitrato potasio x 13.5/100) b.- Cloruro de potasio: 1000 m3 --- 35 kg potasio 2730 m3 --- x kg potasio x = 95.6 kg potasio 100 kg cloruro de potasio --- 60 kg potasio

x kg cloruro de potasio --- 95.6 kg potasio x = 159.3 kg cloruro de potasio

FOSFORO: 8 PPM a.- Ácido fosfórico 1000 m3 --- 8 kg fósforo 2730 m3 --- x kg fósforo x = 21.84 kg fósforo 100 kg ácido fosfórico --- 61 kg fósforo

x kg ácido fosfórico --- 21.84 kg fósforo x= 35.8 kg ácido fosfórico

NITRÓGENO: 24 PPM a.- Nitrato de amonio 1000 m3 --- 24 kg nitrógeno 2730 m3 --- x kg nitrógeno x = 65.5 kg nitrógeno Como tenemos 5.7 kg de nitrógeno del nitrato de potasio = 65.5 – 5.7 = 59.8 kg nitrógeno faltantes 100 kg nitrato de amonio --- 31 kg nitrógeno


108

x kg nitrato de amonio --- 59.8 kg nitrógeno x = 193 kg nitrato de amonio

En resumen se usarán los siguientes fertilizantes:

42.47 kg nitrato de potasio 159.3 kg cloruro de potasio 35.8 kg ácido fosfórico 193 kg nitrato de amonio

B. EJERCICIOS DE PREPARACIÓN DE UNA SOLUCIÓN MADRE La solución madre se preparará en 2000 lt de agua. En esta solución serán disueltos los fertilizantes calculados en el item 2. Este volumen deberá ser repartido proporcionalmente en los 2730 m3 de agua de riego. El cálculo de la cantidad de solución madre por turno por día será:

TURNO 1: 814 m3 / 2730 m3 x 100 = 29.8 % de la solución madre = 596 m3




Por ciclo dividir las cantidades de solución madre por turno por dia entre 3. *1000 m3 equivale a 1,000,000 litros de agua INFORMACIÓN GENERAL LÀMINA DE RIEGO: 35 m3/ha/día. ÀREA TOTAL PARCELA: 97.04 Ha. ÀREA POR TURNOS: TURNO 1 (26.48 ha); TURNO 2 (41.54 ha); TURNO 3

(29.02 ha). FÒRMULA DE FERTILIZACIÒN PROPORCIONAL: 20-8-20 PPM. FERTILIZANTES A USAR y su NPK (%): nitrato de amonio (31-0-0); ácido

fosfórico (0-61-0); nitrato de potasio (13.5-0-45); cloruro de potasio (0-0-60). POTASIO: 25% vía nitrato de potasio; 75% vía cloruro de potasio. RIEGO DE CORTINAS: 189 m3/día.


109

B.1 EJERCICIO PROGRAMA DIARIO DE RIEGO:

El total de agua a aplicar en el dia por parcela, por turno y por ciclo serà:

AGUA POR PARCELA/DÌA: 35 m3/ha x 97.04 ha + 189 m3 (cortinas) =

3586 m3

Por turnos serà:

TURNO 1: 35 m3/ha x 26.48 ha = 927 m3

Equivale a 25.9% del riego del dia

TURNO 2: 35 m3/ha x 41.54 ha = 1454 m3


TURNO 3: 35 m3/ha x 29.02 ha = 1016 m3


Cortinas : 189 m3 Equivale a 5.3% del riego del dia

B.2 EJERCICIO DE PROGRAMA DIARIO DE FERTILIZACIÒN

Primero se calculan los kilos de cada elemento a usar:

Kg nutriente a usar* = total m3 de agua por parcela/dìa x PPM del elemento 1000 m3*

Luego, con el resultado anterior los kilos de cada fertilizante a usar:

kg fertilizante a usar = 100 kg del fertilizante a usar x kilos del nutriente a usar* concentración del nutriente en el fertilizante

En el ejemplo, se hará fertilización proporcional 20-8-20 PPM El total de fertilizantes a utilizar se calcula con reglas de tres simple:

POTASIO: 20 PPM (solicitan 5 PPM con nitrato de potasio; 15 PPM con cloruro de

potasio). a.- Nitrato de potasio: 1000 m3 --- 5 kg potasio 3586 m3 --- x kg potasio x = 17.93 kg potasio 100 kg nitrato de potasio --- 45 kg potasio

x kg nitrato de potasio --- 17.93 kg potasio x = 39.9 kg nitrato de potasio

En 39.9 kg nitrato de potasio hay además 5.4 kg N (=39.9 kg nitrato potasio x 13.5/100)


110

b.- Cloruro de potasio: 1000 m3 --- 15 kg potasio 3586 m3 --- x kg potasio x = 53.8 kg potasio 100 kg cloruro de potasio --- 60 kg potasio

x kg cloruro de potasio --- 53.8 kg potasio x = 89.7 kg cloruro de potasio

FOSFORO: 8 PPM a.- Àcido fosfórico 1000 m3 --- 8 kg fósforo 3586 m3 --- x kg fósforo x = 28.7 kg fósforo 100 kg ácido fosfórico --- 61 kg fósforo

x kg ácido fosfórico --- 28.7 kg fósforo x= 47 kg ácido fosfórico

NITRÓGENO: 20 PPM a.- Nitrato de amonio 1000 m3 --- 20 kg nitrógeno 3586 m3 --- x kg nitrógeno x = 71.7 kg nitrógeno Como tenemos 5.4 kg de nitrógeno del nitrato de potasio = 71.7 – 5.4 = 66.3 kg nitrógeno faltantes 100 kg nitrato de amonio --- 31 kg nitrógeno

x kg nitrato de amonio --- 66.3 kg nitrógeno x = 214 kg nitrato de amonio

En resumen se usarán los siguientes fertilizantes:

214 kg nitrato de amonio (N.A) 47 kg ácido fosfórico (A.F) 89.7 kg cloruro de potasio (KCl) 39.9 kg nitrato de potasio (N.P)

Estos fertilizantes deberán distribuirse por turno, de acuerdo a la distribución en porcentaje del agua de riego, de la siguiente manera:

TURNO 1: 25.9 % del riego del día = 55.4 kg N.A; 12.2.kg A.F; 23.2 kg KCl; 10.3 kg N.P

TURNO 2: 40.5 % del riego del día = 86.7 kg N.A; 19 kg A.F; 36.3 kg KCl; 16.2 kg N.P

TURNO 3: 28.3 % del riego del día = 60.6 kg N.A; 13.3 kg A.F; 25.4 kg KCl; 11.3 kg N.P

Cortinas : 5.3 % del riego del día = 11.3 kg N.A; 2.5 kg A.F; 4.8 kg KCl; 2.1 kg

N.P


111

4.8. GUIA PRÁCTICA DE TRANSFORMACIONES DE UNIDADES

FERTILIZANTES A MILIEQUIVALENTES POR LITRO

A continuación se detalla la metodología para lograr la transformación de unidades fertilizantes aplicadas durante un período determinado del cultivo a concentraciones de los nutrientes en función de la lámina de agua aplicada. De este modo se logra aplicar el concepto de concentración de cada elemento por volumen de agua aplicada y correlacionar de mejor manera la interpretación de análisis y su movimiento en el perfil de suelo. Se hace necesario conocer valores y factores de conversión que se usan para cada transformación.

Cuadro 16: cuadro de conversiones de unidades fertilizantes y nutrientes

UNIDAD NUTRIENTES

FACTOR DE CONVERSIÓN

UNIDAD FERTILIZANTE

NO3 0,2259 N

NH4 0,8224 N

P 2,2914 P2O5

K 1,2046 K20

Ca 1,3992 CaO

Mg 1,6579 MgO

S 3 SO4

Multiplicar

Dividir


112

Cuadro 17: cuadro de pesos equivalentes de iones

NOMBRE COMÚN ION

PESO EQUIVALENTE

FORMULA QUIMICA

Ion Calcio 20,04 Ca++

Ion Magnesio 12,15 Mg++

Ion Sodio 23 Na+

Ion Potasio 39,1 K+

Ion Cloro 35,46 Cl-

Azufre 16,03 S

Cuadro 3: cuadro de pesos equivalentes de las principales sales fertilizantes

SAL FERTILIZANTE PESO

EQUIVALENTE RIQUEZA

(p/p)

Nitrato amónico 33,5 % 80 95.7

Solución N-20 80 57.15

Nitrato potásico 101.1 99

Sulfato potásico 87.1 92.8

Fosfato monoamónico (MAP)

114.9 97.5

Fosfato monopotásico (MKP)

136 98.5

Ácido fosfórico 55% 97.9 75

Ácido fosfórico 40% 97.9 55.35

Nitrato cálcico 82 92

Sulfato de magnesio 123.2 100

Nitrato de magnesio 74.2 90

Sulfato amónico 66 99

Ácido nítrico 60% 63 60

Acido Sulfúrico 49 98


113

Ejemplo 01: Aportes del Agua de Riego: Los resultados del análisis reportaron una concentración de 3 meq/l de Ca2+ en el agua de riego. Sabemos que : meq/L x PE = mg/L = ppm. = gr. /m3. Entonces : 3 meq/L Ca2+ x 20 = 60 gr. / m3. Volumen de riego : Se aporta 27 m3/hora de riego. En un mes se aporta 1620 m3. 60 gr. /m3 x 1620 m3. = 97200 gr. = 97.2 Kg. Ca2+ Pasamos de Ca2+ a CaO (Cuadro Nº 01). 97.2 Kg. Ca2+ x 1.3992 = 136 Kg. CaO Concluimos que el agua de riego con ese volumen mensual aporta 136 Kg. de Oxido de Calcio. Esta cantidad transformada en un producto comercial al mes sería: Nitrato de Calcio (25.5%) : 533 kg. Sulfato de Calcio (10%) : 1360 Kg. Ejemplo 02: Deseamos calcular los meq/l aportados con 200 kilos de Sulfato de Potasio en un volumen mensual de 1620 m3. El sulfato de potasio (comercial) tiene una concentración de oxido de potasio al 50%. Entonces : 200 x 0.5 = 100 Kg. K2O Luego pasamos de K2O a K+ (Cuadro 01)

100 Kg. K2O / 1.2046 = 83.01 Kg. K+ Finalmente : meq/L x PE = gr. /m3 Meq/L x PE = 83010 gr. / 1620 m3. Meq/L x PE = 51.24 ppm. Meq/L de K+ = 1.31


114

Concluimos que la concentración de Potasio (K+) aportada con este volumen mensual de agua es de 1.31 meq/l. Ejemplo 03: Calcular los meq/l aportados con 50 kilos de Nitrato de Amonio en un volumen semanal de 400 m3. Entonces : 50,000gr/400 m3 = 125 gr. /m3 Nitrato de amonio (ó ppm) Luego : meq/L x PE = gr. /m3 (ó ppm)

Meq/L de NO3 = 125/80 Meq/L de NO3 = 1.56

Concluimos que la concentración de nitrato (NO3) aportada con este volumen de agua es de 1.56 meq/l.


115

5. PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE RIEGO POR GOTEO

Monitoreo Periódico de Todos los Elementos del Proyecto cada Proyecto con su

complejidad/simplicidad. Es necesario programar un Plan de Mantenimiento

Preventivo de cobertura total del Proyecto hasta el último detalle. Considerando el

cultivo, el período de lluvias/seca, la calidad del agua, el sistema instalado, etc,

etc.

Con un Registro correcto y detallado a través de los años recibiremos

informaciones que contribuirán a mejorar el desempeño del sistema instalado, la

economía de Energía y los Costos de Mantenimiento.

CR

ITE

RIO

S P

AR

A L

A E

JE

CU

CIO

N D

E L

OS

MA

NT

EN

IMIE

NT

OS

Inicio de la Operación Inicio de Registro de

Datos

Realizar mantenimiento preventivo

programado.

La programación será en temporadas de

bajo consumo de agua.

Seguir instrucciones del fabricante.

Registrar eventos y mantenimientos

realizados.

Mantener seguridad física de los

componentes.

Preocuparse por protección del sistema

(pinturas, corrosión, etc.,).

Inventario de Componentes de Equipo de

Riego.

Análisis Estadístico de la Data de

Mantenimiento


116

Monitoreo de los Elementos de seguridad y control operacional Hidráulicos

Válvulas de alivio, válvulas de aire, etc.

Automatización hidráulica

Válvulas Reductoras y Sostenedoras de Presión

Filtros de Succión de las Motobombas

Válvulas de Pie (Check Valve)

Monitoreo de los Elementos de seguridad y control operacional Eléctricos

Ajuste de tornillos en los tableros eléctricos

Limpieza de Filtros en los Tableros eléctricos

Motores eléctricos=>Aceite y grasas

Automatización electro-electrónica

Puesta a Tierra

Presostatos, fluxostatos, boyas de nivel

Fusibles, varistores, etc.

Cajas de Conexiones, oxidación de terminales, etc.

Cables/radios de comando

Solenoides, Placas Solares, Baterias

Figura 67. Monitoreo de componentes Hidráulicos


117

Entrenamiento continuo de los operadores

Operarios y Responsables por el Sistema deberán conocer todos los detalles

del mismo, lo que ofrecerá una rápida acción correctiva, caso tengan una

ocurrencia imprevista.

Nuevos Operarios y Responsables, deberán tener un conocimiento básico del

sistema que tendrán que operar.

5.1. CONTROL DE LA EJECUCIÓN DEL PROGRAMA Registro de los datos en el día de la Instalación del Proyecto.

Comparación sistemática de los datos “base”, cualquier cambio de los

mismos indicara algún evento no Planificado/Proyectado.

Elementos de Control de los datos referenciales, precisan estar al alcance de

los responsables por la Operación y Mantenimiento del Proyecto.

Los elementos de control deberán estar calibrados para ofrecer una

información real.


118

Figura 68. Programa Diario y Semanal de Control

5.2. INDICADORES DE MANTENIMIENTO

Figura 69. Ejemplo de Indicadores

Dia

ria

(p

or

lo m

en

os u

na

ve

z

al

día

)

O Observar “personalmente”

O Bombas, Filtros, Pre-Tratamientos, Canales, etc

O Presión en diferentes puntos del sistema

O Caudal en las operaciones de Riego

O Volumen de agua utilizado

O Volumen de fertilizantes utilizados

O Tensión de la Red eléctrica

O Corriente eléctrica en las bombas

O Horas de trabajo de las bombas

O Energía – consumo de Kwh

O Automatización

O Aplicación de oxidantes/floculantes/coagulantes

Se

ma

na

l O Perdidas de agua en las mangueras(fugas)

O Depende del Proyecto/Sistema

O Limpieza de finales de matrices

O Limpieza de finales de tuberías secundarias

O Limpieza de finales de mangueras


119

Los Indicadores de mantenimiento:

Voltajes

Amperajes

Presiones

Caudales

Me

nsu

al

• Motobombas Filtros.

• Limpieza de Tanques de Decantación, Piscinas, Reservorios etc.

• Válvulas Hidráulicas en el Campo.

• Calidad del agua – Depende del Proyecto.

• Control de la calidad del agua.

• Lectura del Hierro Total en el Agua Bruta.

• Lectura del pH en el Agua Bruta.

• Lectura de Turbidez.

• Total de sólidos en suspensión.

An

ua

l /T

em

po

rad

a

• Entrenamiento del Equipo de Operaciones y Mantenimiento.

• Mantenimiento Preventivo del Sistema.

• Cambio de piezas desgastadas.

• Captación de las motobombas.

• Mejoría en la Calidad del agua.

• Evaluación de los Pré-tratamientos.

• Test de Desempeño de las Motobombas.

• Válvulas Hidráulicas.

• Válvulas de Aire y Antivacío.

• Válvulas de retención.

• Otros elementos en el sistema.


120

5.3. PROCEDIMIENTO DE MANTENIMIENTO – TUBERIAS Y MANGUERAS

1

MANTENIMIENTO DE TUBERIA PRINCIPAL Y SECUNDARIA

• Hacer un lavado después de limpiar los filtros.

• Para un buen lavado se requiere una velocidad de flujo mínima de 1.0 m/seg.

• Llenar las tuberías con agua y elevar la presión a la requerida.

• Elevar la presión en los reguladores de presión de aguas abajo.

• Abrir las válvulas en los extremos de línea y dejar que el agua salga hasta que esté completamente limpia.

Figura 70. Ubicación del Tubo Principal y Secundario


121

2

MANTENIMIENTO DE LAS MANGUERAS DE RIEGO

• Activar el sistema de riego y caminar a lo largo de los laterales comprobando visualmente el funcionamiento de los goteros.

• Comprobar el funcionamiento de los primeros goteros de cada lateral.

• Revisar que la presión en el extremo de la línea sea la requerida por la programación del sistema.

• Abrir los extremos de línea una vez por mes con el sistema en funcionamiento, para arrastrar toda la suciedad acumulada.

• Abrir simultáneamente las válvulas instaladas en los extremos de la línea principal y la secundaria.

• Lavar los laterales abriendo un número limitado de laterales.

Figura 71. Ejemplos de Mantenimiento de las Mangueras de Riego


122

3

PLAN DE EMERGENCIA ANTE LA RUPTURA DE TUBERÍA MATRIZ

PRINCIPAL

• Al detectarse la fuga, comunicar de inmediato al trabajador mas cercano que porte radio (supervisores, ingenieros, regadores, personal de mantenimiento de riego ò vigilantes) y al jefe de mantenimiento de riego. Actuar rápido.

• Cierren la válvula mariposa que permite el paso de agua de ingreso al aductor donde se presente la fuga.

• En el lapso de tiempo transcurrido hasta que se cierre la válvula de mariposa, es posible que la válvula antirotura ya haya cerrado automáticamente, pues està regulada para reaccionar en pocos minutos después de detectada la fuga.

• Para operar manualmente el cierre de la válvula antirotura se siguen los siguientes pasos: girar el indicador de la válvula de 3 vías hasta la posición CLOSE; esperar hasta que la válvula cierre.

• En el lugar donde no se encuentre válvula antirotura existe una válvula mariposa. Para cerrar esta válvula girar el timón hasta que el indicador llegue al punto CLOSE.

• El personal de riego reunirá a todo el personal de mantenimiento para la reparación inmediata. Además hará las coordinaciones para el apoyo de traslado de herramientas, materiales y accesorios necesarios para la reparación.


123

4

PROCEDIMIENTO DE MANTENIMIENTO DE FILTROS DE ANILLOS

PR

OC

ED

IM

IEN

TO

DE

MA

NT

EN

IM

IEN

TO

QU

ÍM

IC

O (

TR

IM

ES

TR

AL)

• Responsabilidad del regador una persona entrenada adicional.

• Cerrar válvula mariposa de 6”que permite ingreso de agua a batería de filtrado.

• Eliminar presión excedente abriendo válvula de ¾” de la batería de filtrado a la atmósfera.

• Esperar a que las 3 presiones en el manómetro de la batería de filtrado marquen 0 m.c.a.

• Aflojar seguros metálicos de los cascos de los filtros de anillos.

• Sacar los cascos de protección.

• Sacar filtros de anillos completos, aflojar manualmente el cuerpo mediante torsión suave.

• Aflojar con desarmador el cuerpo de los filtros, retirar pernos.

• Colocar juego de filtros de repuesto, colocar casco de protección y sello de jebe, ajustar el seguro metálico en la misma secuencia en que se desarmó.

• Presurizar la batería de filtrado abriendo la válvula mariposa de 6”

• Los filtros retirados son lavados.

• Ensartar los filtros de cada cuerpo en alambre. Hacer anillo con el alambre.

• Colocarse guantes y máscara protectora.

• Preparar solución: 100 lt agua + 10 lt Filterwash. Mezclar la solución por 2 minutos.

• Sumergir los anillos en la solución madre por 12 horas.

• Al cabo de 12 horas, enjuagar con agua. Verificar completa limpieza de anillos.

• Mantener estos anillos limpios para ser usados en el mantenimiento de otra batería de filtrado.

• Realizar esta operación trimestralmente.

PR

OC

ED

IMIE

NT

O D

E

MA

NT

EN

IM

IEN

TO

CO

N

AG

UA

A P

RE

SIÓ

N

(SE

MA

NA

L)

• Responsabilidad del regador.

• Cerrar la válvula mariposa de 6” quye permite ingreso de agua a batería de filtrado.

• Eliminar presión excedente abriendo válvula de ¾” de la batería de filtrado a la atmósfera.

• Esperar a que las 3 presiones en el manómetro de la batería de filtrado marquen 0 m.c.a.

• Aflojar los seguros metálicos de los cascos de los filtros de anillos.


124

• Sacar los cascos de protección.

• Sacar filtros de anillos completos, aflojar manualmente el cuerpo mediante torsión suave.

• Lavar los filtros con agua a presión hasta que se observen limpios.

• Colocar juego de filtros, colocar casco de protección y sello de jebe, ajustar el seguro metálico, en la misma secuencia en que se desarmó

• Presurizar la batería de filtrado abriendo la válvula mariposa de 6”

Figura 72. Mantenimiento de Filtros de Anillos

Recuerde que; que si usa

ACIDO para la limpieza deberá estar con EQUIPO DE

PROTECCION PERSONAL


125

5a

PROCEDIMIENTO DE MANTENIMIENTO DE SOLENOIDES

PR

OC

ED

IMIE

NT

O D

E

DE

SM

ON

TA

JE

ELÈ

CT

RIC

O

• Desconectar la manguera comando de alta presión de ingreso a la barra de solenoides, aflojando la tuerca de la “T” de 8 mm (sentido antihorario)

• Retirar la “T” de 8mm x 1/8” x 8 mm (une a la Tee de 8 mm con la platina con imán), girando en sentido antihorario.

• Retirar la unión de 8 mm que ajusta la platina con el imán, girando en sentido antihorario.

• Retirar platina con imán junto con la bobina del eje jalando con la mano hacia arriba. Cuidar no caer el oring del eje. Separar bobina de platina con imán.

• Limpiar platina con imán, sacar oxido con trapo industrial, pasar grasa EP-2, limpiar exceso con trapo industrial.

5b


PR

OC

ED

IMIE

NT

O D

E

MO

NT

AJE

ELÈ

CT

RIC

O • Recolocar la bobina dentro de la

platina con imán.

• Colocar en el eje empujando hacia abajo, de modo que el imán quede en la parte inferior de la platina.

• Volver unión de 8mm que ajusta la platina girando en sentido horario con llave francesa de 8”

• Volver Tee de 8mm x 1/8”” x 8 mm a la unión de 8 mm, girando con la mano en sentido horario.

• Antes de conectar las mangueras de comando de alta presión, realizar el mantenimiento de la parte hidráulica del solenoide.


126

5c


PR

OC

ED

IMIE

NT

O D

E

DE

SM

ON

TA

JE

HID

RÀ

ULIC

O

• Responsabilidad de personal entrenado de mantenimiento de riego.

• Ejecución anual.

• Desconectar las mangueras de comando que unen las Tees de 8mm.

• Retirar tornillo que sujeta la manija de la válvula de apertura manual, girando en sentido antihorario con desarmador estrella.

• Retirar la manija usando como palanca al desarmador plano. Depositar todos los accesorios retirados en el balde.

• Cambiar la Tee de 8mm a posición transversal. Retirar los dos seguros que unen las bases inferior y superior, empujando con desarmador plano.

• Lavar los dos diafragmas inferiores con agua y trapo industrial.

5d


PR

OC

ED

IMIE

NT

O D

E M

ON

TA

JE

HID

RÀ

ULIC

O

• Colocar el accesorio interior dentro de la base inferior y superior.

• Unir las bases colocando los seguros, empujando con los dedos en dirección al codo 8mm x 1/8”

• Regresar Tee de 8m en dirección correcta. Volver manija y seguro de bocina a su lugar original.

• Regresar el tornillo que asegura la manija girando en sentido horario con el desarmador estrella mediano, dejar la manija en posición A.

• Conectar mangueras de comando a todas las Tees de 8mm. Conectar manguera de comando que une la Tee de 8mm x 1/8” x 8mm (sobre la bobina)

• Conectar la manguera de comando que ingresa agua de alta presión a la barra de solenoides girando en sentido horario para ajustar la tuerca de la Tee de 8mm.

• Colocar en el eje empujando hacia abajo, de modo que el imán quede en la parte inferior de la platina.


127

• Volver unión de 8mm que ajusta la platina girando en sentido horario con llave francesa de 8”

• Volver Tee de 8mm x 1/8”” x 8 mm a la unión de 8 mm, girando con la mano en sentido horario.

6

PROCEDIMIENTO DE MANTENIMIENTO DE TANQUES DE EVAPORACIÓN TIPO A

PR

OC

ED

IMIE

NT

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INS

TA

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CIÓ

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AN

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E A

• Responsabilidad del regador encargado

• Ubicar posición dell tanque de acuerdo a las recomendaciones conocidas: 100 mt de àrea verde, zona plana

• Nivelar y apsionar suelo adecuadamente

• Colocar parihuela, revisar nivelaciòn

• Colocar tanque de evaporación. Revisar que el fondo del tanque estè nivelado

• Preparar con 3 dias de anticipación 400 lt de agua tratada con floculante e hipoclorito

• Colocar soporte de pipeta. Verificar nivelación. Colocar pipeta de modo que los puntos 0 y 100 mm de esta se ubiquen en ambos extremos del soporte de la pipeta

• Llenar el tanque con agua tratada hasta la posición 0 de la pipeta.

• Cubrir el tanque con la malla de protección

PR

OC

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• Todos los días a la misma hora (por ejemplo 17:00 h) leer el nivel de agua en la pipeta. Restar este dato del obtenido el dia anterior a la misma hora. Esta diferencia es la evaporación de las ultimas 24 horas

• No permitir que el nivel de agua en el tanque estè debajo de 7.5 cm del borde superior del tanque

• Una vez por semana, a la hora de lectura del tanque, debe cambiarse de agua y limpiar el tanque. Verificar nivelación adecuada.


128

PROCEDIMIENTO DE MANTENIMIENTO DE VÁLVULA DE TRES VÍAS Y FILTROS DE LÍNEA

VA

LV

ULA

S D

E 3

VÍA

S

PROCEDIMIENTO

• Hacer coincidir en lo posible con el mantenimiento de válvulas hidráulicas de 6”

• Verificar que la batería de filtrado no este regando.

• Cerrar la válvula mariposa de 6” que permite ingreso de agua a la batería de filtrado

• Eliminar la presión excedente abriendo válvula ¾” hacia la atmósfera.

• Verificar que las tres presiones en manómetro marquen 0 m.c.a

• Retirar las mangueras de comando de los 3 puertos de la válvula de 3 vías, aflojando los seguros de 8 mm. Marcar cada manguera.

• Verificar que la manguera de comando este en buenas condiciones, en caso que presente picadura o rajadura proceder a su cambio.

• Retirar codos de 8 mm de la válvula de 3 vías.

• Retirar válvula de 3 vías girando en sentido antihorario.

• Proceder al lavado de todos los orificios de la válvula de tres vías, sumergir con detergente en el balde y con la ayuda del desarmador más el trapo sacar toda la suciedad de los orificios.

• Con el cepillo dental lavar el enroscado hembra de la válvula hidráulica

• Terminado el lavado de la válvula de 3 vías se procede a:

• Teflonado de la rosca macho del filtro de línea ( cuatro vueltas )

• Proceder a colocar la válvula de 3 vías ajustando en sentido horario hasta que quede en posición inicial (teniendo en cuenta que no entren en mala posición para evitar que los hilos se roben).

• Teflonear los codos de 8 mm (3 vueltas)

• Colocar los codos ajustando hasta obtener una posición correcta.

• Colocar manguera de comando a los 3 puertos ajustando los seguros de 8 mm (automático, alta presión y venteo). Colocar de acuerdo a la marca indicada.

• Dejar en posición auto (automático).


129

PROCEDIMIENTO DE MANTENIMIENTO DE VÁLVULA DE TRES VÍAS Y FILTROS DE LÍNEA

FIL

TR

O D

E L

INE

A

PROCEDIMIENTO

• Retirar manguera comando aflojando seguro del codo o Tee de 8 mm del filtro de línea.

• Sacar codo o tee de 8 mm.

• Retirar filtro de línea con la ayuda de la llave francesa

• Proceder a su lavado en la solución de agua y detergente en el balde y empleando el cepillo dental para eliminar la suciedad adherida en el filtro de malla metálica. Sacar el filtro de la malla metálica para un mejor lavado.

• Sacar seguro del filtro de línea.

• En caso de deterioro del filtro de línea proceder a su cambio

• Caso esté limpio el filtro de línea, proceder a :

• Colocar malla metálica y seguro.

• Teflonar el enroscado macho del filtro de línea (cuatro vueltas)

• Ajustar con la llave francesa teniendo cuidado no robar hilos del filtro lineal.

• Teflonear el codo de 8 mm

• Proceder a colocar la manguera de comando de 8 mm al codo o tee de 8 mm.

• Una vez colocados todos los filtros de línea de la batería, presurizar la batería de filtrado abriendo la válvula mariposa de 6” ( lentamente ).

• Comprobar el funcionamiento de la válvula de 3 vías y del filtro de línea manual y automáticamente ( cerrando y abriendo ).

• Realizar este mantenimiento trimestralmente.


130

5.4. MEDICIONES DE CAUDALES Y PRESIONES EN SISTEMAS DE RIEGO

5.4.1. REGULACIÓN DE PRESIONES

Una vez presurizado el sistema, se procede a realizar la regulación de presiones de

los equipos existentes en el campo de acuerdo al sistema de riego instalado (esto se

indica en los planos de diseño):

Se inicia la regulación de la presión de salida: mediante el piloto regulador en

las válvulas sostenedoras y reguladoras de caudal.

La regulación de las presiones en los lotes de los diferentes turnos de riego se

realizan en las mismas válvulas ubicadas en cada lote: para esto se hace uso

de un instrumento llamado manómetro (el cual puede variar hasta 2 m.c.a.

más o menos). Las presiones en campo de trabajo, va a depender del tipo de

manguera o cinta y del tipo de gotero que se haya instalado, ya que pueden

ser auto-compensadas o no auto-compensadas.

En las no auto-compensadas se debe regular de acuerdo a especificaciones

técnicas.

En las auto-compensadas regular según el rango de funcionamiento,

especificado en los manuales.


131

5.4.2. MEDICION DE CAUDALES EN LOTES DE RIEGO

A. Coeficiencia de Variación vs. Cobertura de Tasas de Aplicación:

Las válvulas que alimentan al sector, deben ser ajustadas a la presión

requerida, de acuerdo a la curva del gotero para cada sector.

Seleccionar puntos de medición según indicado en la imagen - 1

(16 - 25 puntos en total)

En el caso específico, recomendamos dividir el área según el siguiente

croquis:


132

Los números 1 – 5 muestran la ubicación de puntos de medición

a lo largo de la sub matriz. En cada número, se tomo 2 líneas –

10 líneas en total.

Las letras A – C muestran la ubicación de puntos de medición a

lo largo de las líneas de gotero. En cada letra, se tomo 2

goteros.

En total son 15 puntos de medición (en rojo) con 4 goteros por

punto, 60 goteros fueron aforados en total.

En cada punto de medición, se debe medir el caudal de 2-3 goteros. La

forma de medición de caudal es a través de una probeta milimétrica, con

un tiempo de medición de 36 segundos. Para obtener el valor en Litros

Por Hora, el valor debe ser multiplicado por 100. (en una hora hay 3,600

segundos)

Para asegurar la correcta presión de trabajo del sistema, se debe medir

en forma paralela la presión en cada punto de medición. Este se hace con

manómetro y aguja.

Los datos deben ser registrados y evaluados según el archivo : “Colección

de Datos”.

En caso de que el régimen de la tasa de riego sea variable, se debe

repetir tres veces la evaluación, en la tasa máxima, la tasa media y la

tasa mínima. Ej. 10, 8, 6 Lt/Hr/M2. La tasa debe ser ajustada a través de

la regulación de presión, de acuerdo a la curva de gotero.

La evaluación debe ser repetida por lo menos 3 veces durante el ciclo de

lixiviación. Después de la puesta en marcha, en el medio del siglo y al

final.


133

B. Modo de evaluación:

La hoja de calcula debe arrojar los siguientes resultados:

Desviación estándar

Tasa de Riego Promedio (Lt/Hr/M2)

Coeficiente de Variación (CV) en porcentaje: Desviación estandar

/ Promedio tasa de riego

Los datos obtenidos deben ser comparados en cada medición donde se

considera lo siguiente:

La primera evaluación después de la puesta en marcha, demuestra el CV

al inicio del riego. En este caso, el CV es resultado del diseño, topografía

y CV de fabricación del gotero.

La segunda, tercera..... ultima medición demuestra un incremento en el

CV producto de una tendencia de taponamiento.

La tendencia del incremento del CV o Taponamiento debe ser evaluada.

Ej.

Adicionalmente, se debe revisar que la tasa de riego proyectada es la tasa

que aparece en todas las mediciones.

Si en la medición de la puesta en marcha la tasa de riego es la proyectada,

y el Cv es razonable (CV < 10%), el sistema de riego esta bien diseñada.

En caso que la tasa de riego es mayor a lo proyectado y el CV es razonable,

se espera que una vez se ajusta la tasa de riego a lo proyectado, bajara la

presión y baja el CV.

medición Tendencia de Taponamiento

Baja Alta

Puesta Marcha % %

Semana 3 % %

Semana 6 % %

Semana 9 (ultima) % %


134

6. ANEXO


135

Ejemplo de un Registro Diario de Fertirriego


136

Ejemplo de un Programa de Fertirriego

Operación de Riego y Fertirriego

Documents

Transcript of Operación de Riego y Fertirriego