Riego localizado

RIEGO LOCALIZADO

BIBLIOGRAFÍA

� PIZARRO, F. Riegos Localizados de alta frecuencia: goteo, microaspersión, exudación.2ª Edición. Ed.Mundi-Prensa. 1990.

� RODRIGO LÓPEZ, J . et al. Riego localizado. IRYDA. ed. Mundi-prensa. 1992.

� QUINZÁ GUERRERO, E.,MARTINEZ BELTRÁN, J. Riego Localizado. Diseño Hidráulico. Curso internacional de técnicas de riego y gestión del regadío.1993

� CONESA, F.V. Vicente . Riegos a presión. Media y alta frecuencia. Ed. Prensa XXI. S.A.

� AVILA, R. et al . Agraria. Agua, Riego y Fertirrigación. Dirección General de Investigación y Formación.

� FUENTES YAGÜE, J.L. Riego localizado. IRYDA.

INTRODUCCIÓN

Características generales:� No se moja todo el volumen de suelo que el sistema

radicular de la planta podría explorar.� Para satisfacer las necesidades de los cultivos se

utilizan pequeñas dosis de riego, que se aplican con alta frecuencia.

� El régimen de humedad del suelo se ve modificado: el suelo constantemente se mantiene con una humedad cercana a la capacidad de campo.

� Es un riego orientado a satisfacer las necesidades de la planta y no a la recarga del suelo.

2 tipos de riego localizado:

Goteo

Microaspersión

Características del riego por goteo:

� Emisión de agua por fuentes puntuales que mantienen baja la tensión del agua en la zona mojada.

� Utilizan pequeños caudales.

� El agua es emitida bajo forma de gotas o pequeños chorros.

� El principal medio de propagación del agua es el suelo.

Características de la microaspersión

� El agua es aplicada en forma de lluvia, cubriendo una parte de la superficie ocupada por la planta.

� Utiliza caudales entre 16 y 200 lt/hora.

� El aire es el principal medio de propagación del agua.

RIEGO POR GOTEO

Ventajas � Menores pérdidas de agua� No entorpece las labores culturales (poda, cosecha, curas, etc.)� Cultivo en condiciones óptimas de absorción.� Requiere poca mano de obra.� Utilización óptima y económica de los fertilizantes. � Adaptable a todo tipo de suelos y topografía.� Permite el uso de agua salina � Permite el uso de pozos con aforos bajos.� Menor incidencia de enfermedades.� Posibilidad de automatización.

Desventajas� Obstrucción de los emisores (requieren de un buen equipo de filtración en

el cabezal).� Mayores costos de instalación

Aplicabilidad del método en zonas húmedas (Uruguay)

� No interesa tanto el ahorro de agua.� No aprovecha las precipitaciones� En general no hay problemas de salinidad.� En suelos fértiles no tiene sentido restringir el desarrollo radicular a un

pequeño volumen de suelo.

Condiciones que favorecen la aplicación del método en el Uruguay

� Presencia de grandes plantaciones de frutales muy mecanizadas

� Invernáculos (problemas de salinización, en el caso de cubiertas de larga duración)

� Cultivos hortícolas de gran valor que justifican mayor inversión (tomate, frutilla, morrón, papa, etc)

� En todos los casos se encontrará respuesta si además se ajustan todos los otros factores de manejo del cultivo (fertilización, salinidad, poda, etc.)

COMPONENTES DEL EQUIPO

Cabezal

Válvulas volumétricas

Regulador de presión

Porta-emisores

Emisores

Tubería de distribución

Tubería secundaria Red de

distribución

Tubería de conducción

Filtro de malla

Toma manométrica

Motobomba

Toma manométricaTanque de fertilizantes

Llave reguladora de abonado

Válvula de no retorno

Filtro de arena

EMISORES:

FUNCIÓN: Permite la salida del agua con un caudal controlado. Es un disipador de presión, construido especialmente para generar una perdida localizada

Requerimientos básicos:

- caudal uniforme y constante, poco sensibles a la variación de presión

- Poca sensibilidad a las obturaciones

- Elevada uniformidad de fabricación

- Resistencia a la agresividad química y ambiental

- Bajo costo

- Reducida pérdida de carga en la conexión

EMISORES:

GOTEROS� Sellados� Desmontables� Goteros en los que su carcasa es la propia tubería (goteros

interlínea )� Goteros integradosPueden ser con una salida o multisalida.

Según la configuración del paso de agua tenemos:

� De largo conducto: (microtubos) diámetros inferiores a 0.6 mm, flujo laminar

� De laberinto � De orificio � Tipo vortex� Autocompensantes

Clasificación

EMISORES:

TUBERÍAS EMISORAS:Menor costo, para cultivos densos (hortícola)

� Mangueras porosas.� Mangueras tipo “T-tape” o “Bi-wall”:� Mangueras corrugadas: � Mangueras perforadas:

DIFUSORES Y MICROASPERSORES:El agua se desplaza a través del aire antes de llegar al

suelo)

� Difusores: sin piezas móviles, el agua sale por un orificio y choca con un deflector fijo que distribuye el agua

� Microaspersores: son aspersores de baja presión y caudal. Con piezas móviles.

Según el CV de fabricación

Una norma ISO exige que la media de caudales realmente medidos en una muestra de 25 emisores sometidos a la presión nominal, no se desvíe del caudal nominal mas del 5 % (categoría A) o del 10 % (categoría B).

Los emisores se clasifican en:� Categoría A : emisores de elevada uniformidad: CV < 0.05� Categoría B : emisores de baja uniformidad: 0.05 ≤ CV < 0.10

Según la conexión del emisor a la tubería lateral

Interlínea

Sobrelínea

Integrados

Hidráulica de los emisores

Ecuación del emisor: Q (l/h) = K h x

Donde: Q → caudal del emisorK → coeficiente de descargax → exponente de descargah → presión hidráulica a la entrada del emisor (m)

K y x son característicos de cada emisor , los debe proporcionar el fabricante o se pueden obtener a partir de la curva q – h o de la tabla.

De allí se deduce la ecuación del emisor utilizando dos pares de valores:

)/hln(h)/qln(q

x21

21==== x1

1

hq

K ====

Relación Caudal – Presión

Ejemplo:h1 = 10 m; q1 = 3,89 l/hh2 =7 m; q2 = 3,31 l/h

a ecuación del emisor es : Q = 1.38 h0.45

0.45ln(10/7)

31)ln(3.89/3.x ======== 1.38

103.89

K 0.45 ========

El exponente de descarga x, es una medida de la sensibilidad de los emisores a la variación de presión.La relación q – h se puede representar gráficamente, que es la forma usual de presentar esa relación por los fabricantes (también es frecuente el uso de tablas).

Q (l/h)

Laminar x = 1

Turbulentox= 0.5

Autocompensanteperfecto x = 0

h (m)

Además de la relación q-h interesa conocer el entorno de funcionamiento dentro del cual se cumple la ecuación del emisor. Los fabricantes suelen indicar un caudal nominal, que es el punto que define al emisor.

Interesa que los emisores tengan un exponente de descarga bajo, de esa forma para una misma variación de caudal se puede permitir una mayor variación de presión.

De la ecuación del emisor se deduce:

que permite transformar la tolerancia en la variación de caudales a su equivalente en presiones.

Ej: dos goteros con:x = 0.8x = 0.2 Para que la tolerancia de caudales sea del 10 %, cuanto es la tolerancia de

presiones? q1/q2= 1.1

x= 0,8 � h1/h2 =(1.1)1/0,8 = 1.13 13 % de variación de la presiónx= 0,2 � h1/h2 = (1.1) 1/0,2 = 1.61 61 % de variación de la presión

x/

q

q

h

h1

21

21

=

ASPECTOS AGRONÓMICOS DEL RIEGO LOCALIZADO

Una de las mayores ventajas del riego localizado es el ahorro deagua. En lo referente a las pérdidas, la localización se consigue conduciendo el agua por medio de tuberías y aplicándola muy cerca de la planta, con esto se eliminan las pérdidas por infiltración y evaporación en los canales, acequias, surcos, etc., lo cual supone un gran ahorro de agua. En cuanto a la menor necesidad de agua por parte de los cultivos es algo mas complejo de tratar.

En resumen, Localización + alta frecuencia ⇒ disminuir la evaporación directa y aumentar la transpiración

El balance supone una disminución de la ET, cuya magnitud depende de las características de las partes transpirantes = “fracción de área sombreada”, que es la fracción de la superficie del suelo que es sombreada por el cultivo al mediodía (A).

Cuanto menor es A mayor es la reducción de la ET en riego localizado respecto al riego convencional.El mayor ahorro de agua se consigue con plantaciones jóvenes de árboles, que es cuando “A” alcanza valores reducidos.En cultivos en hilera (hortalizas) la disminución de la ET es prácticamente despreciable

Transpiración

Evaporación

Transpiración

Evaporación

Relación entre la fracción de área sombreada (A) y la Etc con riego convencional (E. Fereres et al, 1981)

Patrón de humedecimientoFormación de bulbo mojado

Charco,

Forma: tipo de suelo y caudal del emisor

Factores que afectan la forma del bulbo de mojado

� Tipo de suelo� Estratificación: presencia de estratos de distinta

porosidad� Caudal del emisor y tiempo de riego

Suelo arcilloso Suelo franco Suelo arenoso

SUELO

B T

SUELO

Pizarro, 1990

Tipo de suelo

Estratos de diferente porosidad

BreslerBresler, 1977, 1977

Caudal y tiempo de riego

KellerKeller, 1978, 1978

Diámetro de mojado por un emisor de 4 lh-1, para una profundidad de raíces de 0.80 m

2.001.701.10Pesada

1.701.251.00Media

1.100.800.50Ligera

Diámetro de Mojado (m)

En capasEstratificadoHomogéneo

Grado de Estratificación del suelo

Textura del suelo

Estratificado se refiere a la textura relativamente uniforme, pero teniendo alguna orientación de partícula o alguna capa de compactación que da más alta permeabilidad horizontal que verticalEn capas se refiere a cambios de la textura con la profundidad, y moderada compactaciónEn esta tabla no aparece definido el volumen de agua aplicado, lo cual esta afectando el diámetro de mojado. Por otra parte, la naturaleza, características, profundidad e inclinación de los estratos influyen notablemente y esto no pueden preverse con carácter general.

¿ Como se moja el suelo ?

Rodrigo López, J. et al. 1992

García Petillo, Mario

Resultados experimentales

Brunosol Eútrico:Emisores de 1.6 lh-1:

• Los diámetros de mojado no superan los 0.55m (3 horas de riego)

• El incremento de las horas de riego no se traduce en mayor área mojada, en cambio hay menor eficiencia por pérdidas por percolación

Emisores de 2 lh-1:

• Los diámetros de mojado no superan los 0.60m (7horas de riego)

• El incremento de las horas de riego produce mayor área mojada, y al mismo tiempo pérdidas de agua por percolación

• El uso de dos líneas de riego mejora la zona mojada siempre y cuando estén lo suficientemente cerca:

• con 1.0m de separación no hay buen contacto entre las zonas mojadas

• con, 0.5m de separación se logra un diámetro de mojado (transversal) de 1.20m

Emisores de 4.0 lh-1:

• Los diámetros de mojado no superan los 0.90m (7horas de riego)

• El incremento de las horas de riego produce mayor diámetro de mojado, y al mismo tiempo pérdidas de agua por percolación

Suelo arenoso

Emisores de 1 y 2 lh-1:

• Los diámetros de mojado fueron menores a 0.60m

• La zona mojada es de escasa profundidad y no hay perdidas de agua por percolación

Emisores de 4 y 6 lh-1:

• 1 hora de riego los diámetros de mojado no superan los 0.45m

• 2 horas de riego, el de 4 lh-1 da un diám. de mojado mayor al logrado con el emisor de 6 lh-1, posiblemente debido a que el primero desarrollo una mancha húmeda mayor.

• La zona mojada es de mayor profundidad y en algunos casos hay perdidas por percolación

Emisor de 8 lh-1:

• Los diámetros de mojado fueron menores a 0.60m

• Existió un buen desarrollo del bulbo de mojado en toda la profundidad del suelo

• Pérdidas por percolación importantes, generando ascenso de la napa freática

2 etapas:a) Cálculo de las necesidades

b) Determinación de:dosisfrecuenciatiempo de riego

número de emisores por plantacaudal del emisordisposición de los emisores.

DISEÑO AGRONÓMICO

a) Cálculo de las necesidades

ETc = ETo x Kc

En riego localizado, cuando el cultivo no llega a sombrear más del 60 % de la superficie total, se debe corregir por el efecto de la localización. En caso contrario no se corrige.

DISEÑO AGRONÓMICO

ET diseño = ETc x Kl

2 situaciones:Manejo del riego: en montes jóvenes debemos corregir por el efecto de

localización.

Diseño del equipo: no corregir , excepto en montes con marcos de plantación muy grandes. En el caso de hortalizas o cultivos densos no se realiza esa corrección.

DISEÑO AGRONÓMICO

Necesidades totales

Nt = ET diseño /(Ea*CU)

donde: Ea= eficiencia de aplicaciónCU= coeficiente de uniformidad

Valores de eficiencia de aplicación en climas húmed os

1.000.950.900.80> 1.50

0.950.900.800.750.75 – 1.50

0.900.850.750.65<0.75

Fina Media Arenosa Muy porosa (grava)

Textura Profundidad de raíces

Eficiencia de aplicación: Porcentaje de agua aplicada que es almacenada en la zona radicular y que esta a disposición de las plantas ( escasas pérdidas en la red de distribución)

Siempre es menor del 100%, principalmente debido al control limitado de la forma como se aplica y se distribuye el agua en el suelo.

DISEÑO AGRONÓMICO

Uniformidad:

El coeficiente de uniformidad (CU) es un indicador de que tan bien (o mal) se distribuye el agua en la superficie regada por los emisores. Es una medida de la capacidad del sistema de entregar el mismo volumen de agua a través de los emisores y no una medida de que tan bien se distribuye el agua dentro de la zona radicular

DISEÑO AGRONÓMICO


b) Determinación de:número de emisores por plantacaudal del emisordisposición de los emisores.

dosisfrecuenciatiempo de riego

DISEÑO AGRONÓMICO

Número de emisores por planta

⇒ determinar cuanta superficie se debe mojar⇒ determinar cuanto moja un emisor

a) Volumen o superficie de suelo a mojarmínimo de volumen de suelo a humedecer. “porcentaje de superficie mojada”

Keller y Karmeli (1974): área mojada por los emisoresárea total.

H. Abreu P = área mojada por los emisoresÁrea sombreada

DISEÑO AGRONÓMICO

DISEÑO AGRONÓMICO

Área mojada por los emisores

Área ocupada por la planta

Marco de plantación

Ejemplo:

Cultivo: Duraznero adulto (diámetro de copa: 2.5m ---- Área= 5m2

Suelo: Brunosol

Marco plantación: 4 * 2.5m

Emisores de 4 l/h ------- diámetro de mojado 0.65m ----

Área mojada de 0.65*2.5m = 1.63m2

P%= 1.63/5 = 33 %

Valores mínimos para el caso de árboles:Clima húmedo 20 %Clima árido 33 % (Keller)

Para nuestras condiciones se recomienda un 50 % de suelo mojado, respecto a la superficie ocupada por la planta

En cultivos herbáceos el valor de P debe ser mayor, llegando incluso al 70 %.

Valores altos de P aumentan la seguridad del sistema, pero aumentan su costo (mayor número de emisores, diámetros mas grandes, etc.)

DISEÑO AGRONÓMICO

Superficie a mojar = Sup. Ocupada por la planta x % de mojado

b) Superficie (área) mojada por un emisorÁrea mojada por un gotero (Ae) = Diam2 * 3.1416 / 4

Diámetro de mojado depende de:textura del sueloestratificacióncaudal del goterotiempo de riego o volumen aplicado

DISEÑO AGRONÓMICO

Determinación del diámetro de mojado

Uso de fórmulas (poco práctico y muy limitado por los datos necesarios)

Pruebas de campo (es la mejor opción, fácil de realizar y no necesitan un equipo costoso, pero no es frecuente que se realice a nivel de diseño).

Uso de tablas o gráficas

Distancia entre emisores

� Nº de líneas por fila de árboles

Distancia entre goteros = dist, entre árboles* Nº líneas / Nº goteros

� Disposición de los emisores:Lateral simpleLateral dobleGoteros multisalidaDisposición en serpientes

Los bulbos deben solaparse por lo que la distancia entre goteros debe ser menor al diámetro de mojado del gotero

En el caso de laterales con goteros incorporados o interlínea, se selecciona un distanciamiento y se comprueba si cumple con el P mínimo, y con el solapamiento entre bulbos de mojado (15 - 30 % del radio)

DISEÑO AGRONÓMICO

� Solapamiento(s):

1) Máxima separación admitida (15% solapamiento)

Separación entre emisores = φ Mojado - (radio de mojado* % solap.)

Ejemplo:

Goteros de 4l/h en un suelo de textura mediaDiámetro de mojado: 0.90mSe (15%) = 0.90 - (0.45*0.15)= 0.832 mSe (30%) = 0.90 - (0.45*0.30) = 0.765m

2) % solapamiento cuando son emisores incorporados%solape: (φ mojado - Se)/radio de mojado

DISEÑO AGRONÓMICO

Ejemplo:

Seleccionar el espaciamiento entre goteros mas adecuado para un suelo de textura media y caudal emitido de 4 l/h

Distanciamientos disponibles: 0.75m, 1.00m, 1.25mDiámetro de mojado: 0.90m

%solap. = (0.90 - 0.75)/0.45 = 0.33 (sirve)%solap. = (0.90 - 1.00)/0.45 = no hay solapamiento%solap. = (0.90 - 1.25)/0.45 = no hay solapamiento

¿ Y si el suelo es mas arenoso?Probablemente se deberá seleccionar una menor

separación entre emisores.

DISEÑO AGRONÓMICO


b) Determinación de:número de emisores por plantacaudal del emisordisposición de los emisores.

dosisfrecuenciatiempo de riego

DISEÑO AGRONÓMICO

Dosis:Necesidades totales * Marco de plantación: litros/planta

Frecuencia de riego: diaria

Duración del turno de riego (Tr)

Tr = Dosis por planta(l/p) = Q got(l/h) x Nº de got/pl

Para el diseño del equipo se considera el monte adulto (Et diaria máx), sin aplicar coeficiente de localización.

El tiempo de riego permite definir el número de sectores máximo que se podrán regar en el momento de máxima demanda, teniendo en cuenta la jornada de riego.

Cuando se esta manejado el riego considero la ETc de ese periodo en particular, por lo tanto será variable durante todo el ciclo del cultivo.

DISEÑO AGRONÓMICO

Ej: Tiempo de riego= 5h

Superficie total= 4há

Jornada de riego =20 h (con automatización)

4 sectores 1 há por sector

Esta superficie se puede subdividir en una superficie mas reducida

3

1

2

2 4

1

4 3

DISEÑO HIDRÁULICO

Coeficiente de uniformidad

CU= q25 / qa

q25 = caudal medio de los emisores que constituyen el 25 % de mas bajo caudal

qa = caudal medio de todos los emisores

CU evaluación de instalaciones en funcionamientodiseño de nuevas instalaciones.

En el diseño, la uniformidad es una condición que se impone. Se elige un CU y se debe mantener durante el diseño hidráulico.

DISEÑO HIDRÁULICO

Ejemplo

Nt = 5 mm/día CU de 0.90

Para que el 25 % menos regado reciba 5 mm/día habrá que regar con

Nt = 5/0.90 =5.56 mm/día;

Y si CU =0.70 , Nt = 5/0.70 =7.14 mm/día

Con este criterio de CU, el 75 % de las plantas recibe un exceso de agua, en el caso de CU= 0.90 el exceso es de 10 % y en el caso de CU = 0.70 el exceso será de 30 %.

Cuanto mayor es el valor de CU mas cara es la instalación.

100% uniformidad, baja eficiencia

Alta uniformidad, alta eficiencia

Baja uniformidad, alta eficiencia

Situación anterior donde se aumenta el tiempo de ri ego para que las plantas subirrigadas reciban el agua requerida

Causas de una baja uniformidad:

Hidráulicos: elección equivocada de los diámetros de tuberíaConstructivos: (coeficiente de variación de fabricación)Obstrucciones y alteración de los emisores (envejecimiento)Diferencias de temperatura

Valores recomendados de CU: la elección del CU es una cuestión económica en la que se debe comparar el costo y la posibilidad del mayor consumo de agua y la mayor inversión inicial.

0.65 – 0.750.70 – 0.85Uniforme (i > 2% ) u ondulada

0.70 – 0.800.80 – 0.90Uniforme (i < 2%)Mangueras o cintas de exudación en cultivos anuales


0.75 – 0.800.85 – 0.90Uniforme (i < 2%)Emisores espaciados menos de 2.5m en cultivos permanentes o semipermanentes


0.80 – 0.850.90 – 0.95Uniforme (i < 2%)Emisores espaciados mas de 4m en cultivos permanentes

Clima húmedoClima árido

Coeficiente de UniformidadPendiente Emisores

DISEÑO HIDRÁULICO

Etapas:

� Tolerancia de caudales ⇒ Tolerancia de presiones

� Diseño de laterales

� Diseño de terciarias

� Diseño de principales

1) Considerar una determinada variación de presiones

Ej: 20 % variación de presión: Hmáx/Hmin = 1.2 mca

Si x = 0.8 Qmáx/Qmin =1.16Si x = 0.5 Qmáx/Qmin = 1.1

Este criterio funciona muy bien en el caso de aspersión, donde los emisores tienen un

exponente de descarga muy constante, igual a 0.5 y el coef. de variación de fabricación

es bajo, no debe usarse en riego localizado ya que para una misma variación de

presiones la variación de caudales puede ser muy distinta según sea el x del emisor y

también su CV.

Tampoco se tiene en cuenta la calidad del emisor ni la uniformidad de riego

Tolerancia de caudalesHay que mantener el CU prefijado (en el diseño agronómico)

3 formas :

x1

min

max

min

max

====

QQ

HH

2) Considerar una determinada variación de caudales.

Tampoco en este caso se tiene en cuenta la variación de fabricación de fabricación del emisor,

Tolerancia de caudales

qa = Caudal medioqmin = Caudal mínimoPa = presión mediahmin = Pmin = presión mínimaPmax = presión máximaCV = coeficiente de variación de fabricacióne = nº de emisores de los que recibe agua una misma planta (si es menor que 1 se

utiliza e = 1)

)*27.1

1(100

*min

eCV

qCUq a

−=

3) Considerar x, CV y CU

Fijando el valor del CU y conociendo qa (caudal medio) se puede obtener qn (caudal mínimo) :

x1

minmin

x

=⇒=K

qhKhq


M depende de las características topográficas del terreno y del número de diámetros que se usen en una misma tubería.

2.03 diámetros

2.72 diámetros

4.3Diámetro constante

M

La diferencia máxima de presiones permitida en la subunidad de riego (∆Ps), compatible con el CU elegido, será proporcional a la diferencia entre la presión media que produce el caudal medio y la presión mínima del sector:

∆Ps = M[Pa-(Pmin)s]

El valor de ∆Ps deberá repartirse entre los laterales y la tubería terciaria

Ejemplo:

CU: 0.90 (del diseño agronómico) Ecuación del emisor Q = 1.38 h0.45

Qa: 4 l/hCV del emisor: 0.04e: 4

l/h3.69

40.04*1.27

1

4*0.90qmin =

−=

Con el caudal mínimo del sector de riego puedo obtener la presión mínima del sector usando la ecuación del emisor (q = Khx)

Pa = (qa / K) 1/x = (4/1.38)1/0.45 = 10.64 m

∆P = 4.3(10.64 –8.90) = 7.48 m

7.48 m son lo que se pueden perder en la terciaria y en el lateral, en principio se puede considerar que la mitad se pierde en el lateral y la otra mitad en la terciaria.

Por lo tanto, en principio hf lateral = 3,74m = hf terciaria

8.90m38.169.3

Kq

P45.0

1x

1

minmin =

=

=

Caudal por línea

Diseño de la línea porta goteros

80m (0.8% pendiente)

Ubicamos en un croquis las líneas porta-goteros

Determinamos las longitudes (máximas) de los laterales

Caudal unitario de la línea porta-goteros Qu (lts/hora/m. lineal) = Q got / Dist(got)

Emisores a 0.75mCaudal 4.0 l/hPlantas a 2.5m

Efecto de las conexiones : Es una pérdida de carga que se origina en un punto singular y por lo tanto podrá hacerse equivalente a la que se produce en una longitud de lateral recto (fe) (long. equivalente).Dependerá del tipo de conexión y del diámetro interno de la tubería

LDQ

fhf ***0826.0 5

2

====2

0.9Re5.74

3.71DK

log

0.25f

+

=

Pérdidas de carga en laterales

Calculamos las pérdidas de carga para tuberías de diferente diámetroDarcy – Weisbach

υvD

Re =

L = Lreal + L. equiv. debida a las conexiones de los emisores

Pequeño Estándar Grande

0.080.110.1416

0.110.150.2013.2

0.180.240.3210.3

feDi mas

frecuente

87.1

91.18D

fe =84.1

04.23D

fe =

Valores de fe para Diámetros internos mas frecuentemente utilizados

Del cuadro obtenemos el valor de fe, para un emisor; éste valor multiplicado por el número de emisores en la línea, nos da la longitud equivalente total que debo agregar a la longitud real del lateral.

Longitud total = long. real + (fe x nº de emisores)

89.1

38.14D

fe =

Grande Estándar Chica

fe = 0.23m

Interlínea

Ejemplo:

Longitud del lateral: 80 m Separación entre emisores (Se): 0.75 m

Nº emisores = 80 / 0.75 = 107

fe (conexión pequeña, Di : 13.6 mm) = 0.11

Longitud total = 80 + (0.11 * 107)= 91,7 m

Ejemplo: Lateral de 80 m 80/0.4 = 107 emisores x 4= 427 l/hSe = 0.75 m CSM (n= 107; Se/2) =0.353qa= 4 l/hPa =10.64 m

Pendiente =0.8 % bajando (0.008 m/m) (hg=0.64m)Se prueban diferentes diámetros de tubería de PEBD con un caudal de 0.000119 m3/s y 91,7m

0,700,3531.980,03260,0001140,00000284890,490,0002430,017620

2.460,3536.970,03050,0001470,000002109860,820,0001450,013616

hftotalCSMhffK/DK(m)ReVelAreaDi(m)DN(mm)

Tubos.exe

Utilizando la formula de Darcy - Weisbach

⇒⇒⇒⇒ Elijo la tubería de DN 16mm

Se selecciona aquel diámetro de tubería cuyas pérdidas de carga no superen las permitidas (del ejemplo: 3.74 m)

En todos los casos debe tenerse en cuenta las difer encias topográficas.

Lateral horizontal:

P inicial = Pa + ¾ hf =10.64 + 0.75(2.46)= 12.49mP min = Pa – ¼ hf = P inicial –hf= 12.49-2.46= 10.03m

Lateral descendente

a) cuando el desnivel es menor a las pérdidas por fricción, o sea que el desnivel no compensa las pérdidas de carga por fricción: el punto de menor presión se encuentra en una posición intermedia

P inicial = Pa + ¾ hf - hg/2 = 10.64 + 0.75(2.46) - 0.64/2= 12.17m

P min = P max - t’hf = 12.17 – t’ (2.46) = 12.17 – 0.783(2.46)= 10.24m

P final = Pa – 0.25(hf) + hg/2 = 10.64 – 0.25* 2.46 +0.64/2 = 10.345m57.1

*357.01'

+

−=HfHg

HfHgt

Calculo de presiones en el lateral (P inicial, P ma x, P min, P final)

783.046.264.0

*357.046.264.0

1'57.1

=

+

−=t

∆Plateral= 12.17 - 10.24= 1.93m

Laterales alimentados por un punto intermedio� En el caso de terreno horizontal el punto óptimo es el medio: se divide el

caudal y la longitud en dos permitiendo el uso de tuberías laterales mas finas.

� En el caso de terrenos con pendiente el punto óptimo estará más cerca del extremo más elevado.

Plano Con pendiente

DISEÑO DE LAS TERCIARIAS O LÍNEAS DE ABASTECIMIENTO

Hidráulica de las líneas de abastecimiento

�La hidráulica es similar a la de las líneas porta-goteros, es decir que existe derivación de agua a intervalos equidistantes.

�En nuestras condiciones, se diseñarán tuberías terciarias de un solo diámetro. En el caso de sectores grandes pueden diseñarse con varios diámetros.

�Las tuberías a utilizar son normalmente de PVC (enterradas) o de polietileno (mas caras pero pueden estar expuestas al sol y son flexibles)

�En el calculo de la terciaria se iguala P inicial del lateral con P media de la terciaria y a partir de esa presión se calcula P MAX y P MIN de la terciaria , la diferencia de esos valores debe ser menor al tolerado para la terciaria. En el ejemplo: 5.5m, (7.48-1.93)

P MAX (t) = P inical (l) + ¾ hf (t) - hg(t)/2 (terciaria en bajada)

P final(t) = P max(t) - t’hf(t)

PMIN del SECTOR= Pfinal (t) - t' hf(l)

P MAX, es la presión máxima del sector, es la que debe llegar a la entrada del sector de riego

La diferencia entre la P MAX y la P MIN del sector no debe superar el valor tolerado (en el ejemplo, 7.48 m)

Ej. Tubería terciaria de 70m, con derivaciones cada 5 m, horizontalPerdida de carga admisible: 5.5 mQt = 426.7 l/h*14 =5973 l/h(0.00166m3/h)CSM (14; Se/2)= 0.365

Tubería de PVC DN40 PN4 Hf = 2.03m

Tubería de PVC DN32 PN4: Hf = 6.94 m no sirve, utilizo la anterior

Calculo las presiones en la terciariaP inicio del lateral medio: 12.17 mHg = 0 (terreno horizontal)P máx: 12.17+ ¾(2.03) = 13.69 mP final: 13.69 – 2.03 = 11.66 mPmín. del sector = P final - hf lateral

11.66 – 1.93 = 9.73mCalculo el nuevo CU: Qa= 4 l/hQmin = 1.38 hmin0.45 = 1.38*9.730.45= 3.84 l/h

en este caso cumplo con el requerimiento de mantener el CU y se mejora, el 75 % de las plantas que son sobreirrigadas reciben un 6 % mas de agua, con el CU inicial el exceso era del 10 %.

94.0484.3

*)4

04.0*27.11( =−=CU


plano

PMAX =13.69m

Lateral medioPa = 10.64m

Pmin=9.73m-t’hf

Pfinal(t) =11.66m

Pinicial =12.17m

= 3.96m = ∆∆∆∆Psector

⇒ Qmin ⇒ CU= 94%

- ¾ hf (terciaria)

- hf (terciaria)

- ¾ hf – hg/2


PMAX

PMIN

Q SECTOR2

Coeficiente de Uniformidad= 0.94

Corregir Necesidades totales

Corregir Tiempo de Riego

Tubería Principal

El diseño de la tubería principal, es igual que para el caso de aspersión, es una tubería que conduce un caudal conocido y que debe llegar con determinada presión al sector de riego.

Para determinar la presión que debe dar la bomba habráque sumarle las pérdidas de carga localizadas (reguladores de presión, válvulas, filtros, equipo de fertirriego, accesorios, etc.)

3

1

2

2 4

1

4 3

AUTOMATIZACIÓN DEL RIEGO

Algunos aspectos sobre la instalación del equipo

Profundidad de la zanja:

Con tráfico: 0.60m

Sin tráfico: 0.30m

En cultivos densos …

Coeficiente de uniformidad (CU)

Nº de emisores por planta (e)

Caudal medio del emisor (qa)


Tolerancia de presiones

CV de fabricación del emisor

Ecuación del emisor

Caudal de laterales y terciarias

Distribución de la red de riego

Diámetros y régimen de presiones en laterales y terciarias

Secundarias

Primarias

Cabezal

Dosis y tiempo de riego Plano topográfico

Espaciamiento entre emisores

Fórmulas de tuberías

Conexiónemisor - lateral

Diseño hidráulicoDatos del Diseño Agronómico Otros datos

-40 -20 0 20 40

-40 -20 0 20 40

-90

-70

-50

-30

-10

-40 -20 0 20 40

-40 -20 0 20 40

-110

-90

-70

-50

-30

-10

1.6 lh-1 3 horas 1.6 lh-1 7 horas

0.55m 0.50m

RESULTADOS

Brunosol Eútrico

Melilla

SUELO ARCILLOSO

-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160

-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160

-80

-60

-40

-20

-80

-60

-40

-20

-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140

-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140

-50

-30

-10

2.0 lh-1 7 horas2.0 lh-1 3 horas

0.60m

RESULTADOS

Brunosol Eútrico

Melilla

-60 -40 -20 0 20 40

-60 -40 -20 0 20 40

-90

-70

-50

-30

-10

4 lh-1 3 horas

-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40

-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40

-100

-80

-60

-40

-20

4 lh-1 7 horas

0.65m 0.90m

RESULTADOS

Brunosol Eútrico

Melilla

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

Tratamiento 2: 1.6 lh-1 (2horas)

0.50m

PercolaciPercolacióónn

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10


0.50m


-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

Tratamiento 2: 1.6 lh-1 (3hs15’)

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0


Brunosol Eútrico

CRS

RESULTADOS

SUELO ARCILLOSO

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-30-101030507090110130150170190210230250


0.70m


-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-30-101030507090110130150170190210230250


-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-30-101030507090110130150170190210230250

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-30-101030507090110130150170190210230250


0.70m


-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0


-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0


0.55m


Brunosol Eútrico

CRS

RESULTADOS

Suelo arenoso

1 lh-1 2 lh-1 4 lh-1 6 lh-1 8 lh-1

-20 -10 0 10 20

-20 -10 0 10 20

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-20 -10 0 10 20

-20 -10 0 10 20

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-20 -10 0 10 20

-20 -10 0 10 20

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-40 -20 0 20 40

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-40 -20 0 20 40

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

1 hora de riego

0.45m 0.60m0.25m

RESULTADOS

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60

-60 -40 -20 0 20 40 60

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

Suelo arenoso

1 lh-1 2 lh-1 4 lh-1 6 lh-1 8 lh-1

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-40 -20 0 20 40

1 lh 2horas

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-40 -20 0 20 40

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60

-60 -40 -20 0 20 40 60

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-60 -40 -20 0 20 40 60

-60 -40 -20 0 20 40 60

-90

-70

-50

-30

-10

2 horas de riego

RESULTADOS

Suelo arenoso

1 lh-1 2 lh-1 4 lh-1 6 lh-1 8 lh-1

-20 0 20

-20 0 20

1lh 4 h

-90

-70

-50

-30

-10

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-40 -20 0 20 40

2lh 4h

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-60 -40 -20 0 20 40 60

-60 -40 -20 0 20 40 60

-90

-70

-50

-30

-10

-40 -20 0 20 40

-40 -20 0 20 40

-90

-70

-50

-30

-10

-40 -20 0 20 40

-40 -20 0 20 40

-90

-70

-50

-30

-10

4 horas de riego

RESULTADOS

Riego localizado

Documents

Transcript of Riego localizado