TESIS DE GRADO -...

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE MECÁNICA

ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA

“DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN CON AUTOMATIZACIÓN PARA EL

SECTOR DE UGÑAG, CANTÓN PENIPE”

GUERRERO ARIAS MÓNICA PATRICIA

TESIS DE GRADO

Previa a la obtención del Título de:

INGENIERA MECÁNICA

RIOBAMBA – ECUADOR

2012

ESPOCH

Facultad de Mecánica

CERTIFICADO DE APROBACIÓN DE TESIS

Octubre, 19 de 20012

Yo recomiendo que la Tesis preparada por:

MÓNICA PATRICIA GUERRERO ARIAS

Titulada:

“DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN CON

AUTOMATIZACIÓN PARA EL SECTOR DE UGÑAG, CANTÓN PENI PE”

Sea aceptada como parcial complementación de los requerimientos para el Título de:

INGENIERA MECÁNICA

Ing. Geovanny Novillo A.

DECANO DE LA FAC. DE MECÁNICA

Nosotros coincidimos con esta recomendación:

Ing. José Riofrío

DIRECTOR DE TESIS

Ing. Vicente Trujillo

ASESOR DE TESIS

3

ESPOCH

Facultad de Mecánica

CERTIFICADO DE EXAMINACIÓN DE TESIS

NOMBRE DEL ESTUDIANTE: MÓNICA PATRICIA GUERRERO ARIAS

TÍTULO DE LA TESIS: “DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN

CON AUTOMATIZACIÓN PARA EL SECTOR DE UGÑAG, CANTÓN PENIPE”

Fecha de Examinación: Octubre, 19 de 2012

RESULTADO DE LA EXAMINACIÓN:

COMITÉ DE EXAMINACIÓN APRUEBA NO APRUEBA

FIRMA

Ing. Telmo Moreno (PRESIDENTE TRIB. DEFENSA)

Ing. José Riofrío (DIRECTOR DE TESIS)

Ing. Vicente Trujillo (ASESOR)

* Más que un voto de no aprobación es razón suficiente para la falla total.

RECOMENDACIONES:

El Presidente del Tribunal certifica que las condiciones de la defensa se han cumplido.

f) Presidente del Tribunal

4

DERECHOS DE AUTORÍA

El trabajo de grado que presento, es original y basado en el proceso de investigación y/o

adaptación tecnológica establecido en la Facultad de Mecánica de la Escuela Superior

Politécnica de Chimborazo. En tal virtud, los fundamentos teóricos - científicos y los

resultados son de exclusiva responsabilidad de la autora. El patrimonio intelectual le

pertenece a la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo.

f) Mónica Patricia Guerrero Arias

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por haberme dado la oportunidad de vivir, a mis padres por ser la guía y

apoyo en todo momento, un sincero agradecimiento a la Escuela Superior Politécnica de

Chimborazo, en especial a la Escuela de Ingeniería Mecánica, por brindarme la oportunidad de

obtener una profesión y ser persona útiles a la sociedad.

Y un infinito agradecimiento al Ing. Pacifico Riofrìo e Ing. Vicente Trujillo, por su apoyo

incondicional y dirección durante la vida estudiantil y más en el proyecto de Tesis.

Mónica Patricia Guerrero Arias

DEDICATORIA

Al esfuerzo, sacrificio y amor de mis padres Irma René Arias Bautista y Héctor Aníbal

Guerrero Solís por toda la confianza y apoyo incondicional brindado y por siempre estar

conmigo en los momentos buenos y malos de mi vida. Gracias

Al incalculable e incondicional apoyo de mi esposo Byron Bonilla y a todos los amigos

cercanos que compartimos todos estos años de estudio y amistad.

Mónica Patricia Guerrero Arias

CONTENIDO

Pág.

1. GENERALIDADES .............................................................................................. 1

1.1 Antecedentes ............................................................................................................ 1

1.2 Justificación ............................................................................................................. 2

1.3 Objetivos .................................................................................................................. 3

1.3.1 Objetivo general.. .................................................................................................... 3

1.3.2 Objetivos específicos ............................................................................................... 3

2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO .................................................................... 4

2.1 Sistema de riego por aspersión ................................................................................ 4

2.2 Situación geográfica y política de la zona ............................................................... 5

2.3 Recursos disponibles ............................................................................................... 5

2.3.1 Población. ................................................................................................................ 6

2.4 Análisis de suelos del sector .................................................................................... 6

2.4.1 Característica del suelo.. ......................................................................................... 7

2.4.2 Características físicas del suelo .............................................................................. 7

2.4.3 Características químicas del suelo .......................................................................... 7

2.4.4 Características meteorológicas ............................................................................... 7

3. SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN ......................................................... 8

3.1 Datos generales del proyecto ................................................................................... 8

3.1.1 El caudal .................................................................................................................. 8

3.1.2 Padrón de usuarios y patrón de cultivos. ................................................................ 8

3.2 Diseño agronómico ................................................................................................ 12

3.2.1 Introducción. .......................................................................................................... 12

3.2.2 Descripción de recursos. ....................................................................................... 14

3.2.2.1 Textura del suelo.................................................................................................... 14

3.2.3 Requerimiento de agua y operación de cultivo ..................................................... 14

3.2.3.1 Evaporación.. ......................................................................................................... 14

3.2.3.2 Transpiración. ....................................................................................................... 15

3.2.3.3 Evapotranspiración. .............................................................................................. 15

3.2.4 Cálculo de la evapotranspiración de referencia (ETO).. ...................................... 16

3.2.4.1 Evaporación del tanque evaporímetro (Epan).. .................................................... 17

3.2.5 Determinación de la evapotranspiración de cultivo (Etc). .................................. 19

3.2.6 Precipitación efectiva. ........................................................................................... 25

3.2.6.1 Reposición.............................................................................................................. 26

3.2.7 Determinación del calendario de riego de los cultivos.. ....................................... 26

3.2.7.7 Calendario de riego para maíz .............................................................................. 31

3.2.7.8 Calendario de riego para papa ............................................................................. 32

3.2.7.9 Calendario de riego para alfalfa ........................................................................... 33

3.2.7.10 Calendario de riego para hortalizas ..................................................................... 34

3.2.7.11 Calendario de riego para tomate .......................................................................... 35

3.2.8 Análisis de oferta/demanda. .................................................................................. 36

3.2.9 Selección del aspersor. .......................................................................................... 36

3.2.9.1 De cabeza giratoria. .............................................................................................. 37

3.2.9.2 De cabeza fija o estacionaria.. .............................................................................. 37

3.2.9.4 Características técnicas......................................................................................... 38

3.2.9.5 Aplicaciones principales ........................................................................................ 39

3.2.9.6 Pluviosidad media del sistema (pms). ................................................................... 40

3.2.9.7 Tiempo máximo permisible de riego (tr) ............................................................... 40

3.3 Diseño hidráulico ................................................................................................... 41

3.3.1 Riego parcelario. ................................................................................................... 41

3.3.2 Factores determinantes en el diseño ..................................................................... 47

3.3.3 Análisis de tubería de conducción de la toma a tanque reservorio. ..................... 47

3.3.4 Redes de tuberías ................................................................................................... 50

3.3.4.1 Cálculo del diámetro de la tubería de conducción C1 .......................................... 56

3.3.4.2 Cálculo del diámetro de la tubería de conducción C2 .......................................... 83

3.3.5 Elementos indispensables para el proyecto ......................................................... 141

3.3.5.1 Selección del regulador de presión. .................................................................... 141

3.3.5.2 Selección de la válvula de aire y vacío. ............................................................... 142

3.3.5.3 Selección del hidrante.......................................................................................... 144

3.4 Diseño de obras civiles ........................................................................................ 144

3.4.1 Volumen del tanque reservorio. .......................................................................... 145

3.4.2 Dimensionamiento del tanque reservorio ............................................................ 146

4. AUTOMATIZACIÓN DE SISTEMA DE RIEGO ........................................ 148

4.1 Especificaciones .................................................................................................. 148

4.2 Selección del tipo de control................................................................................ 149

4.3 Diseño del sistema ............................................................................................... 149

4.3.1 Circuito de control. .............................................................................................. 149

4.3.1.1 Control manual .................................................................................................... 149

4.3.1.2 Control automático .............................................................................................. 150

4.3.2 Control de potencia.. ........................................................................................... 152

5. ANÁLISIS DE COSTOS ................................................................................... 153

5.1 Costos de inversión .............................................................................................. 153

5.1.1 Costos directos.. .................................................................................................. 153

5.1.1.1 Costos de materiales.. .......................................................................................... 153

5.1.1.2 Costos de equipos y maquinaria.. ........................................................................ 156

5.1.1.3 Costos de mano de obra. ..................................................................................... 156

5.1.1.4 Costos de transporte. ........................................................................................... 157

5.1.2 Costos indirectos.. ............................................................................................... 157

5.2 Costos totales. ...................................................................................................... 158

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................. 159

6.1 Conclusiones ........................................................................................................ 159

6.2 Recomendaciones ................................................................................................ 161

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BIBLIOGRAFÍA

LINKOGRAFÍA

ANEXOS

PLANOS

LISTA DE TABLAS

Pág.

1 Padrón de usuarios y patrón de cultivos………………………………………….8

2 Porcentaje del patrón de cultivos……………………………………………….12

3 Factores de constitución que determinan la calidad de un suelo cultivable…….14

4 Datos climatológicos de la estación meteorológica Espoch 2000 al 2011………18

5 Tabla e precipitación mensual de lluvia del software Cropwat…………………25

6 Porcentaje de requerimiento…………………………………………….............36

7 Oferta demanda……………………………………………………………….....36

8 Datos técnicos del aspersor x- Cel Wobbler…………………………………...39

9 División por módulos de riego……......................................................................42

10 Especificaciones para tuberías pvc según el caudal……………………………..48

11 Especificaciones para tuberías pvc………………………………………………49

12 Caudales de cada tubería………………………………………………………...52

13 Parámetros indispensables de las tuberías del sistema…………………………..55

14 Accesorios en la tubería de conducción C1……………………………………..59

15 Coeficiente de rugosidad de Hazen–Williams para diferentes materiales………61

16 Tabla de análisis de tubería de conducción C1………………………………….61

17 Cálculos para determinar el diámetro de la tubería lateral C1L1………………..62

18 Accesorios en la tubería lateral C1L1……………………………………………63

19 Pérdidas en la tubería lateral C1L1………………………………………………63

20 Tabla de análisis de tubería de conducción C1L1………………………………..63

21 Cálculos para determinar el diámetro de la tubería de distribución C1L1D1…... 64

22 Accesorios en la tubería de distribución C1L1D1……………………………….65

23 Pérdidas en la tubería de distribución C1L1D1………………………………….65

24 Tabla de análisis de tubería de distribución C1L1D1…………………………...65

25 Cálculos para determinar el diámetro de distribución C1L1D2…………………66

26 Accesorios en la tubería de distribución C1L1D2………………………………67

27 Pérdidas en la tubería de distribución C1L1D2…………………………………67

28 Tabla de análisis de tubería de distribución C1L1D2…………………………..67

29 Accesorios en la tubería de distribución C1L1D3…………………………........69



32 Cálculos para determinar el diámetro de la tubería lateral C1L2………………..70

33 Accesorios en la tubería lateral C1L2…………………………………………...71

34 Pérdidas en la tubería lateral C1L2……………………………………………...71

35 Tabla de análisis de tubería lateral C1L2………………………………………..72

36 Cálculos para determinar el diámetro de la tubería de distribución C1L2D1…...73

37 Accesorios en la tubería de distribución C1L2D1……………………………...73

38 Pérdidas en la tubería de distribución C1L2D1………………………………...74


40 Cálculos para determinar el diámetro de la tubería de distribución

C1L2D2………………............................................................................……...75



43 Tabla de análisis de tubería de distribución C1L1D1………………………….76


C1L2D3………………………………………………………………………...77




48 Cálculos para determinar el diámetro de la tubería lateral C1L2D4……………79





C1L3…………………………………………………………………………….81

53 Accesorios en la tubería lateral C1L3…………………………………………..82

54 Pérdidas en la tubería lateral C1L3……………………………………………..82

55 Tabla de análisis de tubería lateral C1L3……………………………….............82

56 Cálculos para determinar el diámetro de la tubería de conducción C2…………83

57 Accesorios en la tubería lateral C2……………………………………………...84

58 Pérdidas en la tubería de conducción C2……………………………………….84

59 Tabla de análisis de tubería de conducción C2…………………………………85

60 Cálculos para determinar el diámetro de la tubería lateral C2L1……………….86



63 Tabla de análisis de tubería lateral C2L1……………………………………….87


C2L1D1…………………………………………………………………………88




68 Cálculos para determinar el diámetro de la tubería lateral C2L2……………….90



71 Tabla de análisis de tubería lateral C2L2………………………………………..91


C2L2D1………………………………………………………………………….92

73 Accesorios en la tubería de distribución C2L2D1………………………………93


75 Tabla de análisis de tubería distribución C2L2D1………………………………93

76 Cálculos para determinar el diámetro de la tubería de lateral C2L3…………….94

77 Accesorios en la tubería lateral C2L3…………………………………………...95


79 Tabla de análisis de tubería lateral C2L3……………………………………….95


C2L3D1………………………………………………………………………...97


82 Pérdidas en la tubería lateral C2L3D1……………………………………….....97

83 Tabla de análisis de tubería de distribución C2L3D1……………………….....98

84 Accesorios en la tubería. De distribución C2L3D2………………………….....99

85 Pérdidas en la tubería de distribución C2L3D2….….………………………….99

86 Tabla de análisis de tubería de distribución C2L3D2……………………….....99


C2L3D3………………………………………………………………………100

88 Accesorios en la tubería de distribución C2L3D3……………………………101

89 Pérdidas en la tubería lateral C2L3D3………………………………………..101

90 Tabla de análisis de tubería de distribución C2L3D3………………………..101

91 Cálculos para determinar el diámetro de la tubería lateral C2L4…..…………102

92 Accesorios en la tubería lateral c2l4………………………………………….102

93 Pérdidas en la tubería lateral C2L4…………………………………………...103

94 Tabla de análisis de tubería lateral C2L4…………..…………………………103


C2L4D1………………………………………………………………………..104

96 Accesorios en la tubería de distribución C2L4D1…………………………….105

97 Pérdidas en la tubería de distribución C2L4D1……………………………….105

98 Tabla de análisis de tubería de distribución C2L4D1…………………………105


C2L4D2……………………………………………………………….............106


101 Pérdidas en la tubería de distribución C2L4D2……….………………………107

102 Tabla de análisis de tubería de distribución C2L4D2.…………………………107


C2L4D3………………………………………………………………………..108

104 Accesorios en la tubería de distribución C2L4D3……………….....................109

105 Pérdidas en la tubería de distribución C2L43…………………………………109


107Cálculos para determinar el diámetro de la tubería lateral C2L5…...................110

108 Accesorios en la tubería lateral C2L5…………………………………............111

109 Pérdidas en la tubería lateral C2L5…………………………………………...111

110 Tabla de análisis de tubería lateral C2L5……………………………………...111


C2L5D1……………………………………………………………………….112


113 Pérdidas en la tubería de distribución c2l5d1…………………………………113



C2L5D2………………………………………………………………………..114





C2L5D3………………………………………………………………………..116

120 Accesorios en la tubería de distribución C2L5D3……………………………..117



123 Cálculos para determinar el diámetro de la tubería lateral C2L6……………...118

124 Accesorios en la tubería lateral C2L6…………………………………………119

125 Pérdidas en la tubería lateral C2L6……………………………………………119



C2L6D1………………………………………………………………………..121





C2L6D2………………………………………………………………………...123





C2L6D3……………………………………………………………………….125

136 Accesorios en la tubería de conducción C2L6D3……………………………..126




C2L6D4………………………………………………………………………..127

140 Accesorios en la tubería lateral C2L6D4……………………………………...128




C2L6D5…………………………………………………………………..........129


145 Pérdidas en la tubería de distribución C2L6D5………………………………130



C2L6D6………………………………………………………………………..131





C2L6D7………………………………………………………………………..133

152 Accesorios en la tubería de distribución c2l6d7………………………………134

153 Pérdidas en la tubería lateral C2L6D7………………………………………...134



C2L5D8………………………………………………………………………..135





C2L6D9…………………………………………………………………..........137




163 Cálculos para determinar el diámetro de la tubería lateral C2L7……………...139

164 Accesorios en la tubería lateral C2L7…………………………………………140

165 Pérdidas en la tubería lateral C2L7……………………………………………140


167 Grupos de riego………………………………………………………………..148

168 Costo de materiales……………………………………………………………153

169 Costo de equipos y maquinaria………………………………………………..156

170 Costo de mano de obra………………………………………………………...156

171 Costo de transporte…………………………………………………………….157

172 Costos directos………………………………………………………………...157

173 Costos indirectos (15%)……………………………………………………….158

174 Costos totales………………………………………………………………….158

LISTA DE FIGURAS

Pág.

1 Área de riego……………………………………………………………………………6

2 Patrón de cultivos……………………………………………………………………...12

3 Dos casos de localización del tanque de evaporación y sus alrededores……………...17

4 Barras de ETo mensual………………………………………………………………..18

5 Curva típica del Kc……………………………………………………………………20

6 Curva del Kc del maíz…………………………………………………………………20

7 Curva del Kc de la papa……………………………………………………………….21

8 Kc – Curva del kc de la alfalfa………………………………………………………...22

9 Kc – Curva del kc de las hortalizas……………………………………………………23

10 Curva del kc del tomate……………………………………………………………….24

11 Aspersor X- CEL WOBBLER………………………………………………………..38

12 Diagrama de un aspersor con un elevador…………………………………………….39

13 Redes de tuberías de las 143 parcelas………………………………………………...54

14 Gráfica de cota vs longitud de tubería en la conducción C1…………………………...62

15 Gráfica de cota vs longitud de tubería en la lateral L1C1……………………………...64

16 Gráfica de cota vs longitud de tubería de distribución L1C1D1………………………66

17 Gráfica de cota vs longitud de tubería de distribución L1C1D2………………………68

18 Gráfica de cota vs longitud de tubería de distribución C1L1D3………………………70

19 Gráfica de cota vs longitud de tubería en la lateral C1L2……………………………...72




23 Gráfica de cota vs longitud de tubería en la lateral C1L2D4…………………………..81

24 Gráfica de cota vs longitud de tubería lateral C1L3…………………………………...83

25 Gráfica de cota vs longitud de tubería de conducción C2……………………………..85

26 Gráfica de cota vs longitud de tubería en la lateral C2L1……………………………...88





31 Gráfica de cota vs longitud de tubería de distribución C2L3D1…………………….....98

32 Gráfica de cota vs longitud de tubería de distribución C2L3D2……………………...100


34 Gráfica de cota vs longitud de tubería lateral C2L4…………………………………..104

35 Gráfica de cota vs longitud de tubería lateral C2L4D1……………………………….106


37 Gráfica de cota vs longitud de distribución C2L4D3…………………………………110






43 Gráfica de cota vs longitud de tubería de distribución C2L6D1……………………..123






49 Gráfica de cota vs longitud de tubería de distribución C2L6D……………………….135


51 Gráfica de cota vs longitud de tubería de distribución C2L6D9…………………… 139


53 Regulador de presión RH – 1 a 1 1/4”………………………………………………...141

54 Regulador de presión RH – 1 a 1 1/4”………………………………………………...142

55 Válvula plástica de aire BVK…………………………………………………………143

56 Válvula y bayoneta de acople rápido………………………………………………….144

57 Collarín de derivación…………………………………………………………………144

58 Tanque reservorio……………………………………………………………………..145

59 Redes de distribución………………………………………………………………….149

60 Circuito de control…………………………………………………………………….151

61 Circuito de potencia…………………………………………………………………...152

LISTA DE SÍMBOLOS

Símbolo Definición Unidades

Q Caudal de diseño m3/s

Hb Altura Bruta M

hs Altura sobrepresión por golpe de ariete M

D Diámetro M

A Área m2

Vo Velocidad en la conducción m/s

V Volumen del tanque m3

g Gravedad específica m/s2

ρ Densidad del agua Kg/m3

h Altura m

T Espesor nominal de la tubería m

S Separación entre barrotes cm

λ Coeficientes de pérdidas primarias

Hrp Perdidas primarias m

Re Reynolds

ν Viscosidad cinemática del agua m2/s

Ks Coeficiente de rugosidad relativa mm

α Inclinación de la tubería en los anclajes Grados

e’ Espesor teórico de la tubería mm

Kc Factor por corrosión mm

δt Resistencia última a la rotura del material MPa

a Velocidad de propagación de la onda de presión m

dw Densidad del agua Kg/m3

Kp Coeficiente del tanque evaporímetro

Epan Evaporación del tanque evaporímetro mm/día

ETo Evapotranspiración del cultivo de referencia mm/día

Ln lámina neta mm

Lb lámina bruta de riego mm

Z Profundidad de la zona Radicular mm

J Pérdidas de carga por cada metro de tubería

LISTA DE ABREVIACIONES

INEC Instituto Nacional de Estadísticas y Censos de Ecuador

INAR Instituto Nacional de Riego

OLADE Organización Latinoamericana de Energía

SENAGUA Secretaria Nacional del Agua

FAOOrganización para la Agricultura y la Alimentación

LISTA DE ANEXOS

A Adjudicación de toma de agua para el sector de Ugñag.

B Coeficientes de tanque evaporimetro( kp).

C Tabla de valores del coeficiente kc,correspondiente a distintos cultivos y

etapa de desarrollo de los mismos y valores counes de altura(fao – 56).

D Datos meteorológicos de anuarios de la Espoch año 2010-20.

E Propiedades del agua.

F Rugosidad absoluto ks para diferentes materiales utilizadas en la fabricación

de tuberías.

G Diagrama de Moody.

H Catalogo tubería pvc divicion agricola.

I Las perdidas de carga(pc) en m de columna de agua por cada 100m.

J Datos tecnicos del aspersor.

K Cataloco plastigama de perdidas de accesorios de tuberia pvc.

L Catálogo de pérdidas en tubería de polietileno.

M Catálogo de accesorios para selección.

N Válvulas plásticas.

O Válvulas metálicas.

P Válvulas de aire.

Q Reguladores de presión.

RESUMEN

Se ha realizado el “Diseño de un Sistema de Riego por Aspersión con Automatización en el

Sector de Ugñag, Cantón Penipe”, con la finalidad de beneficia a 143 lotes. Teniendo como

recurso disponible el agua de la toma Matus-Penipe que tiene un caudal de 75 lt/s, tres días a

la semana.

Aplicando un estudio agronómico al sector, en la que se recomienda un sistema de riego

semifijo, diseñando un tanque reservorio de 6000m3, instalando dos tuberías de conducción,

10 tuberías laterales y 12 tuberías de distribución teniendo disponible un hidrantes por cada ½

hectárea, recomendando utilizar aspersores tipo Xcel Wobbler de la empresa Plastigama o

dependiendo de la necesidad de cultivos ya que existe una gama de aspersores para diferentes

cultivos.

El diseño cuenta con una automatización diseñada para controlar tres electroválvulas mediante

un Timer, contando con turnos de riego correspondiéndole dos días para cada electroválvula y

respectivos módulos. Optimizando así el recurso hídrico y aumentado nuestra área de riego.

Teniendo como resultado una óptima utilización de suelo por medio de los usuarios llegando a

una producción de suelo del 100% ya que al inicio se contaba solo un 50% de la producción

de cultivos.

El costo del Sistema de Riego por Aspersión es de 51.705,3951 $. USA. El sistema es

satisfactorio para los usuarios ya que con este proyecto se puede sembrar muchos productos

más no solo los que se analizó, porque ahora se tiene mucho más recurso hídrico.

ABSTRACT

The topic of this research work is ¨Designing an Irrigation System by Sprinkling with

Automation in Ugñag sector, Penipe canton¨, in order to benefit 143 batches. The water is an

available resource of Matus-Penipe hydrant, which has a flow rate of 75 l/s, three days a week.

Applying an agronomic study to de sector, this recommends a semi-fixed irrigation system,

designing a reservoir tank of 6000 m3, installing 2 pipelines, 10 lateral pipes, and 12

distribution pipes. Having available a hydrant per ½ acre, recommending use Xcel Wobbler

type of Plastigama company or depending on the need for crops since there is a range of

sprinklers for different crops.

The design has a automation, which is designed to control three valves by timer, counting

irrigation shifts, accounting for two days for each valve and respective modules. Optimizing

water resource and increasing our irrigated area. Resulting in optimal use of land by users

reaching a production of 100% ground since the beginning there were only 50% of crop

production.

The cost of the Sprinkler System is $ 51.705,3951 USA. The system is satisfactory to users

because with this project can be planted much more not only was analyzed, because now it

much more water resources.

1

CAPÍTULO I

1. GENERALIDADES

1.1 Antecedentes

Este país y mucho más esta provincia se encuentra rodeada de recursos naturales hídricos, que

poco han sido aprovechados, que es vital para la agricultura y ganadería.

Desde hace varias años se han buscado formas de ahorrar agua y de optimizar el uso del suelo,

prueba de estos son la generación de métodos de riego, como es el riego por aspersión, el riego

por goteo, etc.

La implementación del sistema de riego por aspersión, se diseña con el fin de incrementar el

área de riego y ayudar con la siembra de cultivos en todos los meses del año, con lo cual se

incrementará la producción, que permita satisfacer las necesidades alimenticias de los

beneficiarios y genere excedentes que mejoren sus ingresos económicos.

El cantón Penipe en especial el sector de Ugñag es una zona climatológica apta para cultivar y

cosechar productos como maíz, quinua, papa, alfalfa, hortalizas, frutales y otros, por esta

razón que la comunidad tiene la necesidad de implementar un sistema de riego por aspersión

satisfaciendo las necesidades del usuario.

El sistema de riego por aspersión es una de las técnicas más propicias y adecuadas, debido a

que garantiza la utilización total del recurso hídrico, con pequeñas perdidas del mismo, y a la

vez se abarca una mayor área de riego. Esta técnica es posible utilizar ya que podemos

encontrar diferentes tipos de aspersores en nuestros mercados, y se lo seleccionara de acuerdo

a las necesidades requeridas; como tipo de suelo y clase de cultivo.

Uno de los requerimientos fundamentales para la producción de alimentos, es la irrigación de

los campos, ya que resuelve los problemas socio-económicos, desempleo y la migración hacia

los grandes centros poblados por parte de los agricultores.

2

1.2 Justificación

La realización del presente trabajo se justifica por lo siguiente:

• Optimizar los recursos agua y suelo.

• Elaborar una alternativa a los sistemas de riego actuales

• Incrementar áreas productivas para garantizar el suministro de alimentos

• Incentivar a las instituciones involucradas al riego en Chimborazo

Esta investigación tiene como meta diseñar un sistema de riego localizado y por aspersión lo

más económico posible, mediante la aplicación de la hidráulica, hidrología y agronomía.

Las investigaciones destinadas al desarrollo rural, mejoramiento técnico - económico y

optimización de los recursos naturales son en la actualidad los temas más abarcados en el

mundo debido a que cada vez la población mundial crece, pero los recursos naturales tienden a

decrecer, lo que será problema de gran magnitud en los años venideros, por lo tanto debemos

buscar las formas de optimizar al máximo los recursos disponibles.

El desarrollo de esta investigación será un aporte muy valioso para la este sector, debido a los

impactos que podría tener en sus aplicaciones en el desarrollo rural, optimización de los

recursos naturales y el mejoramiento económico de la zona.

El presente diseño está acorde a las necesidades económicas actuales de los agricultores y a las

necesidades hídricas de los cultivos. De esta manera se irá transformando la actividad agrícola,

de un sistema de autoconsumo a un sistema comercial con rentabilidad.

La conducción del agua por tuberías resuelve los inconvenientes del trazado de canales en

terrenos irregulares, no produce pérdidas de agua y ocupa menos terreno productivo.

También es ventajoso para ciertos cultivos el hecho de que proporciona un ambiente húmedo,

lo que impide la deshidratación de tejido joven y en otros casos, favorece la maduración de

algunos frutos.

3

1.3 Objetivos

1.3.1 Objetivo general. Diseñar un sistema de riego por aspersión con automatizaciónpara el

sector de Ugñag, cantón Penipe.

1.3.2 Objetivos específicos

Establecer un estudio general, de la población, de las propiedades físicas e hídricas de los

suelos de la zona de Ugñag.

Determinar la calidad de agua del rio Matus, ubicadas en el cantón Penipe.

Diseñar las obras civiles de captación y conducción del fluido agua.

Seleccionar tuberías, accesorios, aspersores y otros elementos necesarios.

Realizar una distribución adecuada, para satisfacer los requerimientos de la zona de riego,

utilizando la técnica de riego por aspersión.

Optimizar el uso del agua y aumentar el área de riego.

Determinar el costo total del proyecto, para la construcción del mismo.

Aportar al desarrollo agrícola del país y específicamente de la provincia de Chimborazo.

4

CAPÍTULO II

2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

2.1 Sistema de riego por aspersión[1]

El riego se puede definir como la aplicación de agua en forma artificial, no por el producto de

la lluvia, a un determinado terreno con el fin de que este recupere un nivel de humedad que se

aproveche por las plantas que en él están arraigadas permitiéndoles vivir y desarrollarse.

El riego por aspersión se caracteriza por aplicar el agua en forma de lluvia, para obtener este

resultado se hace pasar el agua de riego a través de pequeños orificios, necesitando para ello

de considerables presiones, obtenidas por equipos de bombeo o por grandes desniveles.

Debido a la flexibilidad de su uso y el eficiente control en la aplicación del agua, este método

permite el riego de una amplia gama de suelos que no pueden ser regados adecuada y

eficientemente con métodos tradicionales, tal es el caso de suelos muy arenosos o muy

arcillosos, de alta o baja velocidad de infiltración y con pendientes pronunciadas.

Ventajas del sistema de riego:

• Alta eficiencia de aplicación de agua, 80%, y uniformidad en su penetración en el perfil

del suelo.

• Utilizable en suelos de cualquier pendiente con peligro muy remoto de erosión y sin

necesidad de nivelación de terreno.

• Sin limitación de uso según el tipo de suelo.

• Se puede incorporar en el riego fertilizantes y sustancias de uso fitosanitario.

• La mano de obra de operación se reduce al mínimo, disminuyendo más en el caso de

contar con automatización.

Las unidades básicas que componen el sistema son: el grupo de bombeo, las tuberías

principales con sus hidrantes, los ramales o laterales de riego y los propios emisores. Estos

últimos pueden ser: tuberías perforadas, difusores fijos o toberas y aspersores.

5

2.2 Situación geográfica y política de la zona

El sector de Ugñag se encuentra ubicado en el cantón Penipe, al noreste de la provincia de

Chimborazo, entre 78° 31´ 50” longitud occidental y a 1° 33´ 47” de latitud sur. Está a una

distancia de 22 kilómetros de la ciudad Riobamba capital de provincia.

Según la carta topográfica el lugar se encuentra sobre la cota de 2712m.s.n.m, formando una

masa geográfica de 75.84 hectáreas

Los límites de la zona son:

Norte: provincia de Tungurahua

Sur: Cantón Riobamba

Este: Provincia de Morona Santiago

Oeste: Cantón Guano

2.3 Recursos disponibles

Para el diseño y ejecución del proyecto se dispone del potencial hídrico de 75 lt/s del rio

Matus, la cual se encuentra adjudicada y copia del juicio se encuentra en el anexo 2.1.

Los habitantes de esta comunidad se dedican en gran parte a la agricultura debido a que sus

terrenos son óptimos para esta actividad. Debido a la calidad de suelo y a los problemas de

riego que presentan los usuarios se realiza el diseño de este proyecto para beneficiar en gran

parte a los lugares donde no llega el agua.

6

Figura 1.Área de riego

Fuente:Municipio de Penipe

2.3.1 Población. Según resultados oficiales del INEC, se registraron 6739 habitantesen todo

el cantón, en la que viven 1.064 habitantes en el área urbana y 5675 habitantes en elárea rural.

2.4 Análisis de suelos del sector

El suelo, según los edafólogos es una mezcla de materiales, animales y orgánicos capaces de

soportar la vida vegetal.

Condiciones que debe cumplir el suelo, apto para el cultivo:

• Permitir un buen desenvolvimiento de la raíz

• Tener suficientes nutrientes para la planta

• Conserve la mayor cantidad de agua disponible para la planta

• Sea suficiente mente aireada

• No contenga sustancias toxicas, perjudiciales a la raíz

7

Según el análisis realizo se obtiene que el 45.94% cultivan en suelo de textura franco-arenoso.

El 36.49% en suelos de textura arenosa. El 9.46% en suelos francos. El 5.41% en franco

limosos. El 2.70% en suelos de textura pedregosa.

2.4.1 Característica del suelo. El cantón Penipe se caracteriza por tener una topografía

bastante irregular, por su suelo montañoso.

2.4.2 Características físicas del suelo

• 1% de pendiente

• Un drenaje permisible

• Textura franco-arenoso predominante

• Color pardo

• Suelo poco profundo

2.4.3 Características químicas del suelo

• Ph = 8.2

• Nitrógeno = 30.5 ug/ml. (medio)

• Fosforo = 14.2 ug/ml. (bajo)

• Potasio = 415 ug/ml. (alto)

2.4.4 Características meteorológicas

• Temperatura 14.5 oc

• Precipitación 47.3 mm

• Humedad relativa 87 %

8

CAPÍTULO III

3. SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN

3.1 Datos generales del proyecto[2]

3.1.1 El caudal. Según la adjudicación del rio Matus-Penipe se tiene un caudal de75 lt/s con

el que se va trabajar en el diseño de sistema de riego para una área de 75.84 ha.

3.1.2 Padrón de usuarios y patrón de cultivos. El proyecto, beneficiará a 143 lotes y como

superficie de cobertura de riego 75.84 hectáreas.

Tabla 1.Padrón de usuarios y patrón de cultivos

Código Usuarios Patrón de cultivo Área (m2) 1 Dolores Pilco maíz 1997,60

2 Hros. Quishpe Mancero maíz 905,09

3 Marcelino Duchi nada y maíz 3724,20

4 Marco Flores nada y maíz 1208,16

5 Hros. Manuel Mancero bosque, nada, papa 11498,41

6 Agueda Gavidia maíz, bosque 2726,93

7 Sr. Hidalgo maíz 11416,70

8 Mariana Quishpe maíz, nada 649,97

9 Antuca Quishpe maíz, tomate 154,21

10 Antuca Quishpe maíz, tomate 1145,91

11 Hros. Francisco Quishpe maíz 323,71

12 Hugo Guamán maíz, alfalfa 1343,30

13 Elva Inca nada 516,62

14 Eloy Guayanlema maíz 2020,43

15 Moisés Pilco maíz 2899,16

16 Hros. Quishpe Mancero maíz 2307,15

17 Rubén Ocaña maíz, arveja, tomate, alfalfa 6017,95

18 Marco Flores nada ,maíz, tomate 482,21

19 Marcelo Duchi nada, maíz 342,75

20 Hros. Manuel Inca maíz, nada 315,18

21 Dino Merino maíz, arveja, papa 333,36

22 Alonso Quishpe maíz 315,52

23 Sin Nombre bosque, maíz 256,78

24 Josefina Robalino maíz 2023,27

9


26 Mercedes Granizo maíz, bosque 426,91

27 Hros. Octavio Aveldano alfalfa, maíz 1431,47

28 Luis Brito nada, papa 1605,17

29 Olga Barragán maíz 1770,94

30 Cesar Manobanda nada 496,74

31 Luis Manobanda maíz, papa, nada 2796,39

32 Tanque De Agua nada 1060,24

33 Luis Yuqui bosque, nada, maíz 23481,59

34 Genaro Pilco nada 1443,08

35 Aurelio Yuqui nada, maíz 5786,71

36 Delia Valencia alfalfa, maíz 1645,48

37 Rosario Viñan nada, maíz, bosque 2774,00

38 Hros. Francisco Pilco bosque 1308,09

39 Filia. Salazar nada, maíz, bosque 1764,71

40 Sin Nombre nada, maíz 1751,40

41 Josefina Robalino bosque, nada, alfalfa, maíz 7782,03

42 Elva Inca bosque, nada, maíz 2697,90

43 Zoila Cruz Pilco bosque, nada, maíz, tomate 10955,75

44 Hidalgo bosque, nada 8800,42

45 Jara Seguridad tomate de árbol, papa 17328,44

46 Jara Seguridad alfalfa, maíz 24328,49

47 Zoila Barreto papa, tomate 3015,44

48 Hros. Luis Oñate maíz, nada 7622,57

49 Marcelo Duchi nada, bosque 7622,57

50 Marcelo Baldion maíz, nada 4472,02

51 Aurelio Baldíon maíz, nada 3538,61

52 Gerardo Pilco bosque, maíz, nada 14908,50

53 Clara Palacio maíz, papa, bosque 14774,27

54 Aurelio Yuqui nada, maíz, alfalfa 4710,86

55 Sr. Riofrío papa, maíz, alfalfa 582,50

56 Filia Inca maíz, nada 4667,39

57 Sr. Riofrío arveja, papa, alfalfa 4308,50

58 Carmen Pontón maíz, tomate, alfalfa, bosque 2783,31

59 Diana Merino maíz, papa 2230,13

60 Ing. Riofrío maíz, papa, tomate, alfalfa 9658,28

61 Carmen Pontón maíz, tomate, alfalfa, bosque 1625,22

62 Granizo maíz, bosque 2740,29

63 Cujano maíz, alfalfa, tomate 1114,29

64 Fernando Cujano maíz, alfalfa, tomate 14198,24

65 Carlos Barreto maíz, alfalfa, bosque 3949,22

10

66 Hnos. Granizo nada 1718,34

67 Moisés Pilco maíz 1799,62

68 Hros. Rafael Casco maíz, arveja 6093,30

69 Hros. Amelia Parra maíz, tomate 4395,21

70 Cesar Carrasco maíz 3471,94

71 Aurelia Arce maíz, tomate 2764,10

72 Moisés Pilco maíz, papa, tomate 3980,87

73 Hros. Rafael Casco arveja, maíz 4102,86

74 Hros. María Granizo maíz 3214,78

75 Hros. Alejandra Granizo maíz, papa 2300,97

76 Delia Granizo maíz 1729,92

77 Jara Seguridad bosque, maíz, papa, alfalfa 10119,14

78 Tapia maíz 2511,62

79 Priscila Avilés nada, maíz 2022,16

80 Barragán maíz 2882,84

81 Jara Seguridad bosque, maíz, papa, tomate 1983,93

82 Franklin Samaniego maíz, arveja, papa 2370,30

83 Delia Carrasco nada 755,08

84 Tomas Andino nada, bosque 1389,58

85 Mariana Haro nada, bosque 6720,94

86 Dra. Sánchez bosque, nada 4124,60

87 Mariano Mosquera bosque 6147,81

88 Luis Obando nada 272,27

89 Barreto nada, bosque 2510,92

90 Justo Pallo maíz, nada 2989,40

91 Ocaña arveja, maíz, nada 926,17

92 Luis Brito nada, maíz 882,44

93 Melchor Quispe nada, bosque 5117,96

94 Hros. Juan Vallejo maíz 4176,55

95 Luis Brito nada 179,61

96 Sra. Herrera papa, maíz, 17979,38

97 Tomas Andino nada, bosque 9774,53

98 Delia Carrasco nada 3315,25

99 Bolívar Proaño maíz 713,51

100 Luis Inca nada, bosque 1125,55


102 Gelardina Inca maíz 1211,84

103 Carmen Inca maíz, bosque, nada 4343,64

104 Hros. Ángel Inca maíz, bosque, nada 2279,62

105 Páez Inca maíz, bosque, nada 2507,89

106 Sra. Barragán maíz 4578,61

11

107 Hnos. Granizo Carrasco maíz, papas 2572,67

108 Francisco Cazco nada, maíz 1260,17

109 Jara Segura bosque, nada 3764,51

110 Jara Segura maíz, nada 2262,57

111 Eliza Machado nada, maíz 2611,67

112 Delia Carrasco nada, maíz 6788,81

113 Camilo Y Maruja Plaza nada, papa 4246,10

114 Duchi Gáleas maíz, tomate y papas 11397,32

115 Cazco Alvear maíz, papa, nada, bosque 8899,94

116 Julio Merino maíz, papa y arveja 4803,35

117 Delia Carrasco nada, bosque 9463,79

118 Alberto Gonzales tomate, arveja 4959,00

119 Juan Barragán bosque, nada 1357,50

120 Mario Veloz bosque, nada 795,43

121 Sra. Amada nada, bosque 730,10

122 Lidia Jara nada 682,21

123 Valle Andino maíz, nada, bosque 4795,80

124 Marco Valle maíz, nada, bosque 4888,15

125 Salomón Y Leónidas Plazo nada, bosque 3818,99

126 Carlos Valle nada 1579,54

127 Zenaida Andino nada, maíz 1527,26

128 Sr. Guevara nada, bosque, maíz 19541,10

129 Dra. Sánchez nada, bosque 7299,97

130 Sr. Guevara nada 6155,59

131 Carlos Valle alfalfa, maíz, papa 9431,66

132 Carlos Valle alfalfa, maíz, papa 797,72

133 Luis Granizo (T. Almacenamiento)

nada 14241,96

134 Filia. Granizo nada, bosque 34882,32

135 José Zumba maíz, alfalfa, tomate 7573,50

136 Granizo nada 3230,50

137 Sr. Taco bosque, papa, maíz, nada 24419,16

138 Carlos Zumba maíz, alfalfa, nada 52126,50

139 Froilán Zumba bosque, alfalfa, maíz 14591,50

140 Segundo Reinoso alfalfa, maíz 5672,00

141 Sr. Granizo nada 32306,42

142 Ángel Inca nada, maíz 10083,00

143 Gonzales y otro bosque, nada, maíz 1729,00

Superficie total 758377,96 Fuente: Autora

Tabla

Cultivo

Maíz

Papa

Hortalizas

Alfalfa

Tomate

Nada

Bosque

3.2 Diseño agronómico

3.2.1 Introducción. El diseño de un sistema de riego por aspersión debe ser hecho de

talmanera que los resultados aseguren la operación satisfactoria del sistema para la

producción de la óptima cosecha. Para lograr

con que se cuenta, determinar los requerimientos de agua del cultivo y las operaciones del

cultivo; después de haber visto estos parámetros, se podrá diseñas el sistema de riego por

aspersión.

Para un adecuado diseño agronómico es necesario relacionar entre:

• Clima

Tomate5%

12

Tabla 2.Porcentaje del patrón de cultivos

Cultivo Área (m2) Participación

Maíz 231347,90 31%

Papa 61767,48 11%

Hortalizas 13329,30 2%

Alfalfa 64501,67 7%

Tomate 38052,73 8%

Nada 223547,13 26%

Bosque 125831,74 15%

Fuente: Autora

Figura 2. Patrón de cultivos

Fuente: Autora

El diseño de un sistema de riego por aspersión debe ser hecho de


producción de la óptima cosecha. Para lograr esto, se debe elaborar el inventario de recursos



Para un adecuado diseño agronómico es necesario relacionar entre:

Maiz31%

Papa8%

Hortalizas2%Alfalfa

8%Tomate

5%

Nada29%

Bosque17%

Patrón de Cultivos

El diseño de un sistema de riego por aspersión debe ser hecho de


esto, se debe elaborar el inventario de recursos



Papa8%

Hortalizas

13

• Calidad del agua

• Suelo

• Planta o cultivo

• Topografía

Cuando se suministra agua en cantidades apropiadas y constantes se puede obtener buenos

resultados en la producción agrícola. Las prácticas agronómicas apropiadas pueden incluir:

drenaje, fertilización, rotación de cultivos, mejora de suelos y manejo, control de erosión,

selección de los cultivos mejor situados para las condiciones locales.

El objetivo del diseño agronómico es determinar la evapotranspiración que es el factor básico

para saber los requerimientos de agua de cultivo, tomando en cuenta que el análisis se lo

realizará en el mes más crítico durante la estación de cultivo

Las necesidades de riego están basadas en:

• Las exigencias del régimen de riego.

• El sistema de riego tiene que ser capaz de abastecer el volumen de agua requerido durante

la etapa de máximo consumo de agua por el cultivo.

• Por lo tanto, el primer paso es identificar dicha etapa y obtener los datos pertinentes.

• En base a éstos datos se determina el régimen de riego y se procede al diseño del sistema

de riego.

• El diseño de un sistema de riego por aspersión debe ser hecho de tal manera que los

resultados aseguren la satisfactoria operación del sistema para la producción de la óptima

cosecha.

Muchos campos agrícolas tendrán la rotación de varios cultivos, por esto deben ser diseñados

considerando el cultivo que tenga mayor demanda.

14

3.2.2 Descripción de recursos. Estructura del suelo. Se caracteriza por tener unatopografía

bastante irregular, por su suelo montañoso.

Textura del suelo. La textura del suelo determina tanto la capacidad de retención del

agua de riego como la cantidad de agua aplicable al suelo con su correspondiente

frecuencia de riego.

El análisis realizo del suelo se ha determinado que el suelo es franco arenoso.

Tabla 3.Factores de constitución que determinan la calidad de un suelo cultivable

Textura Franco arenoso

Cc 0.238 Cm³agua/cm³suelo

Pmp 0.119 Cm³agua/cm³suelo

Humedad 0.110 Cm³agua/cm³suelo

Densidad aparente 1.300 Gr/cm³

Densidad real 2.483 Gr/cm³

Porosidad 47.64 %

Fuente: Municipio de Penipe

3.2.3 Requerimiento de agua y operación de cultivo[3]

Evaporación. Luego de un período de lluvia o riego parte de agua aplicada se pierde por

evaporación directa a través de la superficie del suelo. La cantidad de agua perdida, en

términos de porciento de cantidad de agua aplicada, depende la magnitud y frecuencia

de las aplicaciones de agua y la fracción expuesta a la superficie del suelo.

Aplicaciones leves y frecuentes de agua generalmente resultan en altas pérdidas de agua por

evaporación, inclusive en el caso de riego por goteo se estiman que para un suelo totalmente

descubierto, riego uniforme (toda la superficie humedecida) y una evapotranspiración

potencial de 5mm/día, la pérdida de evaporación por agua varía entre el 25% y 90% de la

evapotranspiración potencial para intervalos de riego de 20 días y 2 días respectivamente.

La evaporación del agua depende del poder evaporante en cada punto en que se produce, pero

también de:

15

a) Cantidad de agua en la superficie evaporante

b) Estado de dicha agua, es decir las fuerzas de retención a que puede estar sujeta.

c) Características de dicha superficie, tamaño, naturaleza.

Transpiración. La transpiración se refiere a la evaporación del agua del suelo a través

del sistema vascular de la planta. El volumen de agua transpirada dependerá de muchos

factores como la demanda evapotranspirativa (evapotranspiración potencial), la etapa de

desarrollo del cultivo y la cantidad de agua disponible del suelo de la zona de crecimiento

de las raíces.

Para muchas cosechas se han encontrado que la transpiración comienza a disminuir y las

plantas comienzan a sufrir por falta de agua una vez que aproximadamente la mitad del agua

disponible del suelo en la zona de raíces haya sido extraída por la planta. La capacidad de

retención del agua del suelo, pues, desempeña un rol clave en la determinación de la

frecuencia y la cantidad de riego requerido para satisfacer las necesidades de agua de las

plantas.

Evapotranspiración.Es la suma de la transpiración y el agua que se evapora del suelo.

Factor que determina la cantidad de agua requerida para mantener una deseada

humedad en el suelo y un nivel de salinidad apropiado durante el cultivo.

Para determinar la evapotranspiración correspondiente a cualquier otro cultivo (etc), a partir

de los valores de ETO se requiere de la determinación de un coeficiente de corrección,

denominado coeficiente de cultivo (kc).

Las diferencias entre ETO y la evapotranspiración de un cultivo en particular etc, están

relacionadas con las diferencias fisiológicas entre el cultivo de referencia y el cultivo a

estudiar, así como diferencias entre resistencias aerodinámica y fisiológica del cultivo a la

evapotranspiración.

En la publicación de la fao-56 se incida que las principales características que diferencian a un

cultivo dado de referencia son las siguientes:

16

• Altura del cultivo.- este parámetro afecta la resistencia del cultivo al viento (resistencia

aerodinámica), la cual afecta la magnitud de la evapotranspiración.

• Albedo.-el albedo afecta la cantidad de radiación que es reflejada, lo que modifica el

valor de radiación neta, la cual es la principal fuente de energía para el proceso

evapotranspiratorio.

• Resistencia del cultivo.- cada cultivo tiene un particular número de estomas

(relacionado con su área foliar) y resistencia de los mismos al proceso de

evapotranspiración.

• Evaporación.- cada cultivo cubre una determinada porción de suelo con respecto a su

área total de influencia. Esto produce cambios en la cantidad de agua que es evaporada

a partir de las superficies húmedas al suelo.

3.2.4 Cálculo de la evapotranspiración de referencia (ETO). Para determinar

laevapotranspiración se utiliza los datos proporcionados por la estación meteorológica

ESPOCH, basados en el método del tanque evaporímetro.

A pesar de la diferencia en los procesos ligados a la evaporación del tanque y la

evapotranspiración de superficies cultivadas, el uso de la evaporación del tanque para predecir

el ETO para períodos de 10 días puede ser considerado confiable si se usa correctamente. La

evaporación del tanque está relacionada con la evapotranspiración de referencia de un

coeficiente empírico derivado del mismo tanque:

EpanKpETo *= (1)

Dónde:

ETO: evapotranspiración de referencia (mm/día)

Kp: coeficiente del tanque evaporímetro

Epan: evaporación del tanque evaporímetro (mm/día)

17

Evaporación del tanque evaporímetro (Epan). Son valores que se obtienen de anuarios

referencias de promedios mensuales de la estación meteorológica Espoch.

3.2.4.1 Coeficiente del tanque evaporímetro (Kp).Para seleccionar el coeficiente apropiado

para un tanque evaporímetro dado, se debe considerar no solamente el tipo de tanque, sino

también la cobertura del suelo donde se ubica el tanque, sus alrededores así como el viento y

las condiciones generales de humedad. La localización y el ambiente del tanque evaporímetro

también tienen influencia en los resultados ver anexo B.

Lo último es particularmente cierto en casos en que el tanque evaporímetro se encuentra

situado en suelos bajo barbecho y no en campos cultivados. Bajo esta característica, dos casos

se consideran comúnmente:

• Caso A: en que el tanque evaporímetro se localiza en una zona de pasto corto verde y

está rodeado por un suelo en barbecho

• Caso B: en que el tanque evaporímetro se localiza sobre un suelo en barbecho y está

rodeado de un cultivo verde. Este es el caso que utiliza la estación meteorológica

Espoch.

Figura 3. Dos casos de localización del tanque de evaporación y sus alrededores

Fuente:FAO

Análisis manual para el mes de julio:

Epan: 3.37 mm/día (datos de anuario)

18

Kp: 0.6 (anexo B)

3.04mm/díaETo

3.37mm/día*0.6ETo

Epan*KpETo

===

Mediante el software Croptwat de la FAO se obtiene la tabla siguiente en donde se calcula los

valores de Eto para todos los meses en base a los datos de los anuarios desde el año 2000 al

2011 (anexo D).

Tabla 4. Datos climatológicos de la estación meteorológica Espoch 2000 al 2011

Fuente: Estación meteorológica Espoch

Como se observar en la tabla 3.5 la evapotranspiración de referencia determinada para el

sistema de riego a implementarse está en el rango mínimo de 3,91 mm por día para el mes de

junio y julio, mientras que la evapotranspiración de referencia máximo nos da para el mes de

noviembre con un promedio de 3.88 mm por día.

19

Figura 4. Barras de ETO mensual

Fuente: Estación meteorológica Espoch

3.2.5 Determinación de la evapotranspiración de cultivo (Etc).Para calcular el valor deETc,

la fao-56 propone una metodología basada en la siguiente ecuación:

EToKcETc *= (2)

Dónde:

Etc: evapotranspiración del cultivo (mm/día)

Eto: evapotranspiración del cultivo de referencia (mm/día)

Kc: coeficiente de cultivo

3.2.5.1 Coeficiente de cultivo (kc). Este coeficiente es un factor

determinadoexperimentalmente en varios lugares del mundo y sus valores son diferentes para

las distintas fases de desarrollo de cada cultivo. Al graficar estos valores en función al tiempo,

se encuentra que forman una curva acampanada en la que los mismos se ubican al comienzo y

al final del ciclo vegetativo (cuando el cultivo esta pequeño y después de la formación del

fruto) y los máximos coinciden aproximadamente con la floración.

El coeficiente de cultivo integra, en la forma de un coeficiente de corrección, todas las

características fisiológicas y aerodinámicas del cultivo estudiado. El valor de kc integra los

efectos de la transpiración de las plantas y la evaporación que ocurre a partir de las superficies

húmedas del suelo.

20

3.2.5.2 Construcción de la curva del coeficiente del cultivo[3].La construcción de la curva del

coeficiente del cultivo se realiza de la siguiente forma: a todos los días ubicamos entre el día

de siembra (día cero) y el día correspondiente al final de la etapa inicial (45), se les asigna el

valor de kc correspondiente a la etapa inicial. Luego a los días ubicados entre el último día de

la etapa de desarrollo y al último día de la etapa intermedia, se le asigna el valor

correspondiente a la etapa intermedia. Finalmente, al último día de la etapa final se le asigna

el valor de kc correspondientes al resto de los días serán valores mencionados, los cuales

pueden ser obtenidos por extrapolación.

Presentamos valores del coeficiente del cultivo kc (anexo C), correspondientes a distintos

cultivos y etapa de desarrollo de los mismos y valores comunes de altura de los mismos

basados en la FAO – 56.

Figura 5. Curva típica del Kc

Fuente: FAO

A continuación tenemos los valores de kc de los productos según el análisis de cultivo q se

realizó con los usuarios.

Kc – días siembra cosecha –profundidad reticular –agotamiento para el cultivo de maíz

Figura 6. Curva del kc del maíz

21

Fuente: FAO

De acuerdo a la información introducida en el software Croptwat de la FAO como resultado

tenemos que, para el cultivo de maíz tenemos un kc inicial de 0,30, un kc intermedio 1,20 y un

kc final 0,35, el periodo de siembra cosecha de 180 días, es así que para la etapa inicial se

logra determinar 35 días, para la etapa de desarrollo 45 días, para la etapa media 60 días y para

la etapa de senescencia 40 días, la profundidad radicular inicia con 30 cm y finaliza con 50 cm

por la temporada, la altura máxima del cultivo nos llegara hasta 200 cm, el agotamiento critico

de consumo de agua se dará hasta el 0.80% como máximo, y 0,55% como mínimo, esta

información nos sirve para calcular el requerimiento de agua del cultivo.

Kc – días siembra cosecha –profundidad reticular –agotamiento para el cultivo de papa

Figura 7. Curva del kc de la papa

22

Fuente: FAO


tenemos que, para el cultivo de papa tenemos un kc inicial de 0,50, un kc intermedio 1,15 y un

kc final 0,75, aducimos que estamos sembrando el 14 de septiembre cosechamos el 11 de

abril, con un periodo de siembra cosecha de 210 días, es así que para la etapa inicial se logra

determinar 35 días, para la etapa de desarrollo 55 días, para la etapa media 60 días y para la

etapa de senescencia 60 días, la profundidad radicular inicia con 30 cm y finaliza con 60 cm

por la temporada, la altura máxima del cultivo nos llegara hasta 60 cm, el agotamiento critico

de consumo de agua se dará hasta el 0.50% como máximo, y 0,25% como mínimo, esta


Kc - días siembra cosecha –profundidad reticular –agotamiento para el cultivo de alfalfa

Figura 8. Kc – curva del kc de la alfalfa

Fuente: FAO


tenemos que, para el cultivo de alfalfa tenemos un kc inicial de 0,40, un kc intermedio 0,95 y

un kc final 0,9, aducimos que estamos sembrando el 14 de septiembre cosechamos el 13 de

23

septiembre, es de anotar que este cultivo es perenne y el ciclo dura todo el año, es así que para

la etapa inicial se logra determinar 150 días, para la etapa de desarrollo 30 días, para la etapa

media 150 días y para la etapa de senescencia 35 días, la profundidad radicular se mantiene en

120 cm de inicio a fin de temporada, la altura máxima del cultivo nos llegara hasta 70 cm, el

agotamiento critico de consumo de agua se dará hasta el 0.55% como máximo, esta


Kc–días siembra cosecha–profundidad reticular–agotamiento para el cultivo de hortalizas

Figura 9. Kc – curva del kc de las hortalizas

Fuente: FAO


tenemos que, para el cultivo de hortaliza tenemos un kc inicial de 0,70, un kc intermedio 1,05

24

y un kc final 0,95, aducimos que estamos sembrando el 14 septiembre el 17 de diciembre, con

un periodo de siembra cosecha de 95 días, es así que para la etapa inicial se logra determinar

20 días, para la etapa de desarrollo 30 días, para la etapa media 30 días y para la etapa de

senescencia 15 días, la profundidad radicular inicia con 25 cm y finaliza con 60 cm por la

temporada, la altura máxima del cultivo nos llegara hasta 60 cm, el agotamiento critico de

consumo de agua se dará hasta el 0.50% como máximo, y 0,30% como mínimo, esta

información nos sirve para calcular el requerimiento de agua del cultivo

Kc –días siembra cosecha–profundidad reticular – agotamiento para el cultivo de tomate

Figura 10. Curva del kc del tomate

Fuente: FAO

25

De acuerdo a la información introducida en el software CROPTWAT de la FAO como

resultado tenemos que, para el cultivo de tomate tenemos un kc inicial de 0,85, un kc

intermedio 0.95 y un kc final 0,85, aducimos que estamos sembrando el 14 de septiembre y

cosechamos el 30 de junio, con un periodo de siembra cosecha de 290 días, es así que para la

etapa inicial se logra determinar 60 días, para la etapa de desarrollo 80 días, para la etapa

media 90 días y para la etapa de senescencia 60 días, el agotamiento critico de consumo de

agua se dará hasta el 0.50% como máximo, y 0,30% como mínimo, esta información nos sirve

para calcular el requerimiento de agua del cultivo.

3.2.6 Precipitación efectiva. Es indispensable conocer la frecuencia y el volumen de las

lluvias para poder planificar el riego. Como en un período dado cabe prever que las lluvias

variaran considerablemente de un año para otro, se podrá considerar que unas lluvias medianas

basadas en unos datos cortos constituyen, en el mejor de los casos, una aproximación muy

somera y expuesta a grandes errores. Además, no toda la lluvia que cae resulta efectiva, parte

de ella se pierde en forma de escorrentía, percolación profunda o evaporación.

Tabla 5.Tabla de precipitación mensual de lluvia del software Croptwat

Fuente: estación meteorológica Espoch

26

La lluvia efectiva no es sino una parte de la lluvia total. Parte de la lluvia puede perderse

debido a la escorrentía superficial, a una percolación profunda por debajo de la biosfera o a la

evaporación de la lluvia interceptada por las hojas de las plantas. En las regiones de lluvias

fuertes e intensas puede ocurrir que solamente entre y quede almacenada en la biosfera una

parte de ellas y, por consiguiente, la eficiencia de la lluvia será baja. En el caso de lluvias

frecuentes y ligeras puede ser muy importante la intercepción por las hojas de las plantas; las

plantas húmedas tienden a transpirar menos, lo cual queda sin embargo más que contrarrestado

por el aumento de evaporación de la lluvia interceptada por esas hojas.

Reposición[4].La reposición es la cantidad de agua en mm que se encuentra en la

diferencia de la evapotranspiración del cultivo y la precipitación efectiva, obteniendo así

un resultado de la absorción de agua por las raíces que compensa las pérdidas debido a

la transpiración por las hojas.

En días calurosos y secos la planta necesita ejercer una función rápida de agua para detener la

pérdida. Si el agua disponible del suelo es poca, o la superficie de absorción de las raíces es

reducida, ocurrirá un marchitamiento temporal de la planta durante las horas de calor y sequía.

Es indispensable esta condición atenderla si el ritmo de absorción es suficiente para abastecer

la cantidad de agua determinada por el ritmo de transpiración. Por lo tanto debe regarse las

zonas de raíces antes de ser utilizadas toda el agua disponible.

Reposición = etc (mm/día) – precipitación efectiva (mm/día) (3)

3.2.7 Determinación del calendario de riego de los cultivos. La información obtenida a

partir de las estaciones meteorológicas es de una alta precisión, lo que permite hacer

estimaciones confiables de la cantidad de agua que los cultivos necesitan para obtener una

producción óptima.

Los valores de evapotranspiración de los cultivos (etc) vienen expresadas en unidades de

milímetros por día. Por ejemplo si hablamos de que un cultivo de zanahoria evapotranspira

una tasa de 3mm/día, esto equivale a decir que el cultivo necesita diariamente una lámina de

agua de 3 mm, repartida uniformemente en el área cultivada. Esta lámina deberá ser

suministrada al cultivo a través de riego o lluvia.

En la práctica, el riego no es aplicado diariamente sino cada cierto número de días,

denominado como frecuencia o intervalo de riego. Para determinar la frecuencia con que se

27

debe aplicar el riego al cultivo debemos considerar la cantidad máxima de agua que el suelo

puede retener, en la zona de influencia de las raíces del cultivo, que puede ser disponible para

las plantas.

3.2.7.1 Determinación del agua útil para riego.Aunque el cultivo puede extraer agua hasta el

punto de marchitez permanente, a medida que el suelo se seca las plantas comienzan a emplear

significativamente cantidades de energía para extraer el agua, lo que se traduce en situaciones

de estrés, imposibilidad de satisfacer la demanda evapotranspiratoria, y posible reducción de

productividad. Estas condiciones de estrés hídrico se manifiestan a partir de un contenido de

humedad intermedio o umbral entre capacidad de campo y punto de marchitez.

AU= (cc - Pmp) * da * z (4)

Dónde:

Au= agua útil o lámina total de agua, disponible para las plantas, en la zona reticular [mm]

Cc = contenido de humedad a capacidad de campo [m ³/m³]

Pmp = contenido de humedad a punto de marchites permanente [m³/m³]

Da = densidad aparente del suelo [gr/cm³]

Z = profundidad de la zona radicular [mm]

3.2.7.2 Determinación de la lámina neta de riego. Con el fin de considerar la cantidad de agua

disponible para la planta, que puede ser fácilmente extraída por las plantas, se calcula la

denominada lámina neta, a través de la siguiente expresión:

Ln = umbral x Au (5)

Dónde:

Au= agua útil o lámina total de agua, disponible para las plantas, en la zona reticular [mm]

Ln = lámina neta [mm]

Umbral = umbral de riego [fracción]

El valor del umbral de riego depende de la sensibilidad del cultivo a la reducción del agua

disponible en el suelo, factores climáticos y factores económicos. Para cultivos delicados y

28

con un valor económico importante tal como hortalizas y flores, es común adoptar umbrales

de riego entre 0.3 y 0.4 (30 – 40%).

3.2.7.3 Determinación de la frecuencia de riego. Conocida la lámina de agua que el suelo

puede retener y definido el umbral de riego según el tipo de cultivo se procede a calcular la

frecuencia de riego máxima, a través de la siguiente ecuación:

ETc

LnmaxFR = (6)

Dónde:

Frmax = frecuencia de riego máxima [días]

Ln = lámina neta [mm]

Etc = evapotranspiración de cultivo [mm/día]

El valor de la frecuencia máxima representa el intervalo máximo entre riegos que permite

satisfacer la demanda evapotranspiratoria de cultivo, en función del tipo del suelo y el umbral

de riego adoptado. En la práctica se puede aplicar el riego utilizando cualquier intervalo de

tiempo menor o igual al calculado.

3.2.7.4 Determinación de la lámina bruta de riego,Finalmente la lámina de riego a aplicar se

calcula a través de la siguiente ecuación:

Ef

FRETcLb

×= (7)

Dónde:

Lb = lámina bruta de riego [mm]

Fr = frecuencia de riego [días]

Etc = evapotranspiración del cultivo [mm/día]

Ef = eficiencia del sistema de riego [%]

3.2.7.5 Determinación del volumen de riego[29]

El volumen de agua a aplicar se determina como:

29

Vriego = lb x área (8)

Dónde:

Vriego = volumen de riego a aplicar [litros]

lb = lámina bruta de riego [mm]

Área = área cultivada [m²]

Para el área cultivada a aplicar trabajaremos con una referencia de 10000 m2

3.2.7.6 Análisis tipo:Para realizar un cálculo tipo tomaremos como referencia al cultivo de la

alfalfa ya que se le denomina como el más crítico, en su etapa inicial en el mes de enero con

una z= 600mm como la alfalfa es perenne el mismo valor de z se utilizara par todo el año.

Agua útil:

102mm AU

600mm0.18)x1.0x-(0.35AU

x ZDa x ) PMP - CC ( = AU

==

Evapotranspiración del cultivo:

1.16mm/diaETc

mm/dia 0.4x2.89 ETc

Eto x Kc = ETc

==

Reposición de agua necesaria:

0.64Rep

0.561.16Rep

(día) efectivaión Precipitac - (día) Etc =Rep

=−=

Lámina neta:

51mmLn

0.5x102mmLn

AU x umbral =Ln

==

30

Frecuencia máxima de riego:

dias4443.9maxFR

mm/dia1.16

51mmmaxFR

ETc

LnmaxFR

≈=

=

=

Para la lámina bruta es necesario la eficiencia del tipo de riego, para aspersión es del

70%.

mmLb

Lb

Ef

FRETcLb

737.0

4416.1

=

×=

×=

Volumen de riego:

ltriegoV

mx

730000

21000073riegoV

Area x Lb = riegoV

=

=

A continuación se presenta los cálculos de volumen de agua necesario para cada cultivo,

mediante las ecuaciones analizadas anteriormente.

31

Calendario de riego para maíz

Kc: Fases: Días Z (mm) Umbral 0,5

Inicial 0,30

Inicial 20 50 Cc (m3/m3)

0,35

Intermedio 1,20

Desarrollo 35 200 Da

(gr/cm3) 1,0

Final 0,35

Intermedio 40 300 Pmp (m3/m3)

0,18

Final 30 400 Eficiencia

riego 70 %

Total: 125

Area riego

10000 M2

Meses Eto

diaria (mm)

Prec. Mes (mm)

Precipit. Efectiva

mes (mm).

Precipi efectiva

día (mm).

Eto mensual

(mm) Kc Etc mes

(mm)

Etc día

(mm)

Au (cc-pmp)*da*z

(mm)

Lamina neta au*

umbral (mm)

Frecue de riego (días)

Numero de

riegos mes

Lamina bruta (mm)

Volumen de riego

(lt)

Volumen de riego

(m3)

Enero 2,89 23,80 16,66 0,56 89,59 0,3 26,88 0,90 8,50 4,25 5 6 6 60714 61

Febrero 2,52 41,20 28,84 0,96 70,56 0,3 21,17 0,71 8,50 4,25 6 5 6 60714 61

Marzo 2,83 81,90 57,33 1,91 84,90 0,3 25,47 0,85 8,50 4,25 5 6 6 60714 61

Abril 2,68 76,40 53,48 1,78 80,40 1,2 96,48 3,22 34,00 17,00 5 6 24 242857 243

Mayo Cosecha y preparación de suelo para nuevo ciclo

Junio 2,93 20,00 14,00 0,47 87,90 1,2 105,48 3,52 51,00 25,50 7 4 36 364286 364

Julio 3,28 2,20 1,54 0,05 98,40 1,2 118,08 3,94 51,00 25,50 6 5 36 364286 364

Agosto 3,20 11,80 8,26 0,28 96,00 0,4 33,60 1,12 68,00 34,00 30 1 49 485714 486

Septiembre 3,57 7,20 5,04 0,17 107,10 0,4 37,49 1,25 68,00 34,00 27 1 49 485714 486

Octubre Cosecha y preparación de suelo para nuevo ciclo

Noviembre 2,74 52,70 36,89 1,23 82,20 0,4 32,88 1,10 68,00 34,00 31 1 49 485714 486

Diciembre 3,48 42,30 29,61 0,99 104,40 0,4 41,76 1,39 68,00 34,00 24 1 49 485714 486

Total 3096 (m3/año)

32

Calendario de riego para papa


Inicial 0,50


0,35

Intermedio 1,15

Desarrollo 60 200 Da (gr/cm3)

1,0

Final 0,75


0,18


riego 70 %

Total: 240

Area riego

10000 M2

Meses Eto diaria (mm) Prec.m(mm)

Precipita efectiva

mes (mm).

Precipit. efectiva

día (mm).

Eto mensual

(mm) Kc Etc mes

(mm)

Etc día

(mm) Au Lamina

neta

Frecuencia de riego (días)

Numero de

riegos mes

Lamina bruta (mm)

Volumen de riego

(lt)

Volumen de riego

(m3)

Enero 2,89 23,80 16,66 0,56 89,59 0,5 44,80 1,49 8,50 3,40 2 13 9 94009 94

Febrero 2,52 41,20 28,84 0,96 70,56 0,5 35,28 1,18 34,00 13,60 12 3 42 416327 416

Marzo 2,83 81,90 57,33 1,91 84,90 1,2 97,64 3,25 42,50 17,00 5 6 21 211180 211

Abril 2,68 76,40 53,48 1,78 80,40 1,2 92,46 3,08 42,50 17,00 6 5 21 211180 211

Mayo 3,30 12,40 8,68 0,29 99,00 0,8 74,25 2,48 68,00 27,20 11 3 52 518095 518

Junio 2,93 20,00 14,00 0,47 87,90 0,8 65,93 2,20 68,00 27,20 12 2 52 518095 518

Julio 3,28 2,20 1,54 0,05 98,40 0,5 49,20 1,64 8,50 3,40 2 14 10 97143 97

Agosto 3,20 11,80 8,26 0,28 96,00 0,5 48,00 1,60 34,00 13,60 9 4 39 388571 389

Septiembre Cosecha y preparación de suelo para nuevo ciclo

Octubre 3,81 19,90 13,93 0,46 114,30 1,2 131,45 4,38 42,50 17,00 4 8 21 211180 211

Noviembre 2,74 52,70 36,89 1,23 82,20 0,8 61,65 2,06 68,00 27,20 13 2 52 518095 518

Diciembre 3,48 42,30 29,61 0,99 107,88 0,8 80,91 2,70 68,00 27,20 10 3 50 501382 501

Total 3685 M 3/año)

33

Calendario de riego para alfalfa

Kc: Fases: Días Umbral 0,5

Inicial 0,40 Inicial Permanente Cc (m3/m3) 0,35

Intermedio 0,95 Desarrollo Permanente Da (gr/cm3) 1,0

Final 0,90 Intermedio Permanente Pmp (m3/m3) 0,18

Final Permanente z (mm) 600

Total: Eficiencia riego 70 % Área riego 10000 M2

Meses Eto diaria (mm)

Prec. Mes(mm)

Precipi. efectiva

mes (mm).

Precipita efectiva

día (mm).

Eto mensual

(mm) Kc

Etc mes

(mm)

Etc día

(mm) Au

Lamina neta au*

umbral (mm)


Numero de

riegos mes

Lamina bruta (mm)

Volumen de riego

(lt)

Volumen de riego

(m3)

Enero 2,89 23,80 16,66 0,56 89,59 0,4 35,84 1,16 102,00 51,00 44 1 182 1821429 1821

Febrero 2,52 41,20 28,84 0,96 70,56 0,4 28,22 0,94 102,00 51,00 54 1 195 1951531 1952

Marzo 2,83 81,90 57,33 1,91 84,90 0,4 33,96 1,13 102,00 51,00 45 1 182 1821429 1821

Abril 2,68 76,40 53,48 1,78 80,40 1,0 80,40 2,68 102,00 51,00 19 2 73 728571 729

Mayo 3,30 12,40 8,68 0,29 99,00 1,0 99,00 3,30 102,00 51,00 15 2 73 728571 729

Junio 2,93 20,00 14,00 0,47 87,90 1,0 87,90 2,93 102,00 51,00 17 2 73 728571 729

Julio 3,28 2,20 1,54 0,05 98,40 1,0 98,40 3,28 102,00 51,00 16 2 73 728571 729

Agosto 3,20 11,80 8,26 0,28 96,00 1,0 96,00 3,20 102,00 51,00 16 2 73 728571 729

Septiembre 3,57 7,20 5,04 0,17 107,10 0,9 96,39 3,21 102,00 51,00 16 2 81 809524 810

Octubre 3,81 19,90 13,93 0,46 114,30 0,9 102,87 3,43 102,00 51,00 15 2 81 809524 810

Noviembre 2,74 52,70 36,89 1,23 82,20 0,9 73,98 2,47 102,00 51,00 21 1 81 809524 810

Diciembre 3,48 42,30 29,61 0,99 107,88 0,9 97,09 3,24 102,00 51,00 16 2 78 783410 783

Total 12449

(m3/año)

34

Calendario de riego para hortalizas


Inicial 0,70


0,35

Intermedio 1,05

Desarrollo 30 250 Da (gr/cm3)

1,0

Final 0,95


0,18


riego 70 %

Total: 95

Área riego

10000 M2

Meses Eto diaria (mm)

Prec .mes(mm)

Preci efectiva

mes (mm).

Precip Efectiva

día (mm).

Eto mensual

(mm) Kc Etc mes

(mm)

Etc día

(mm) Au Lamina

neta


Numero de

riegos mes

Lamina bruta (mm)

Volumen de riego (lt)

Volumen de riego

(m3)

Enero 2,89 23,80 16,66 0,56 89,59 0,7 62,71 2,09 17,00 6,80 3 9 13 134299 134

Febrero 2,52 41,20 28,84 0,96 70,56 1,1 74,09 2,47 42,50 17,00 7 4 25 247813 248

Marzo 2,83 81,90 57,33 1,91 84,90 1,1 89,15 2,97 51,00 20,40 7 4 28 277551 278

Abril Cosecha y preparación de suelo para nuevo ciclo

Mayo 3,30 12,40 8,68 0,29 99,00 0,7 69,30 2,31 17,00 6,80 3 10 14 138776 139

Junio 2,93 20,00 14,00 0,47 87,90 1,1 92,30 3,08 42,50 17,00 6 5 23 231293 231

Julio 3,28 2,20 1,54 0,05 98,40 1,1 103,32 3,44 51,00 20,40 6 5 28 277551 278

Agosto Cosecha y preparación de suelo para nuevo ciclo

Septiembre 3,57 7,20 5,04 0,17 107,10 0,7 74,97 2,50 17,00 6,80 3 11 14 138776 139

Octubre 3,81 19,90 13,93 0,46 114,30 1,1 120,02 4,00 42,50 17,00 4 7 23 231293 231

Noviembre 2,74 52,70 36,89 1,23 82,20 1,1 86,31 2,88 51,00 20,40 7 4 28 277551 278

Diciembre 3,48 42,30 29,61 0,99 107,88 1,0 102,49 3,42 102,00 40,80 12 3 59 593742 594


35

Calendario de riego para tomate

Kc: Fases: Días Umbral 0,5

Inicial 0,85 Inicial Permanente Cc (m3/m3) 0,35

Intermedio 0,95 Desarrollo Permanente Da (gr/cm3) 1,0

Final 0,85 Intermedio Permanente Pmp (m3/m3) 0,18

Final Permanente z (mm) 600

Total: Eficiencia riego 70 % Área riego 10000 M2

Meses Eto

diaria (mm)

Prec. (mm)

Precipi efectiva

mes (mm).

Precipi efectiva día

(mm).

Eto mensual

(mm) Kc

Etc mes

(mm)

Etc día

(mm) Au Lamina

neta


Numero de

riegos mes

Lamina bruta (mm)

Volumen de riego

(lt)

Volumen de riego (m3)

Enero 2,89 23,80 16,66 0,56 89,59 0,9 76,15 2,54 102,00 51,00 20 1 73 728571 729

Febrero 2,52 41,20 28,84 0,96 70,56 0,9 59,98 2,00 102,00 51,00 26 1 73 728571 729

Marzo 2,83 81,90 57,33 1,91 84,90 0,9 72,17 2,41 102,00 51,00 21 1 73 728571 729

Abril 2,68 76,40 53,48 1,78 80,40 0,9 68,34 2,28 102,00 51,00 22 1 73 728571 729

Mayo 3,30 12,40 8,68 0,29 99,00 0,9 84,15 2,81 102,00 51,00 18 2 73 728571 729

Junio 2,93 20,00 14,00 0,47 87,90 0,9 74,72 2,49 102,00 51,00 20 1 73 728571 729

Julio 3,28 2,20 1,54 0,05 98,40 0,9 83,64 2,79 102,00 51,00 18 2 73 728571 729

Agosto 3,20 11,80 8,26 0,28 96,00 0,9 81,60 2,72 102,00 51,00 19 2 73 728571 729

Septiembre 3,57 7,20 5,04 0,17 107,10 0,9 91,04 3,03 102,00 51,00 17 2 73 728571 729

Octubre 3,81 19,90 13,93 0,46 114,30 0,9 97,16 3,24 102,00 51,00 16 2 73 728571 729

Noviembre 2,74 52,70 36,89 1,23 82,20 0,9 69,87 2,33 102,00 51,00 22 1 73 728571 729

Diciembre 3,48 42,30 29,61 0,99 107,88 0,9 91,70 3,06 102,00 51,00 17 2 73 728571 729


36

3.2.8 Análisis de oferta/demanda. Realizado el análisis de cultivo se concluye q los

usuarios de Ugñag cultivan en su mayoría los siguientes productos con su respectiva

superficie y requerimiento hídrico:

Tabla 6. Porcentaje de requerimiento

Cultivo Volumen M3/ha

Superficie sembrada

Requerimiento total m3

Maíz 3.096 23,10 71528

Papa 3.685 6,20 22849

Hortalizas 2.549 23,70 60403

Alfalfa 12.449 6,50 80920

Tomate 8.743 3,80 33223

Total 30.522 63,30 268.922

Fuente: Autora

Con el caudal obtenido y el requerimiento necesario realizamos los análisis para obtener la

fiabilidad del proyecto, observando la tabla 3.4 podemos concluir q el proyecto es fiable.

Tomando en cuenta que se tiene 5 días de riego para el cantón Penipe, correspondiéndole 3

días a la semana para el sector de Ugñag realizamos la oferta hídrica para todo el año.

Tabla 7.Oferta demanda

Oferta (m3/año)

Demanda (m3/año)

Excedente (m3/año)

933.120 268.922 664.198 Fuente: Autora

3.2.9 Selección del aspersor.Existe una gran variedad de aspersores que varían en la

presión que requieren y la cantidad de agua que arroja, es decir, el diámetro que pueden

regar en una posición.

El tipo de aspersor depende de la necesidad del usuario del sistema de riego, el usuario

tiene la alternativa de utilizar riego por aspersión como riego por goteo o por gravedad

utilizando la presión según las necesidades

37

Los aspersores por sus características pueden ser:

De cabeza giratoria. Este tipo de aspersores giran alrededor de un eje vertical, la rotación

resulta del torque causado por la reacción que produce el agua al salir desde la boquilla al

impactarse sobre el brazo giratorio del aspersor, existen tres clases de aspersores de este

tipo que son:

• De giro rápido.- usado para riego de jardines y plantas ornamentales

• Gran cañón.- puede descargar 5 a 70 l/s y cubre un diámetro de 75 a 190m

• De giro lento.- con una descarga de 7 a 75 l/min y cubre un diámetro de 10 a 40m,

cabe señalar que este tipo de aspersores son equipados con una o dos boquillas que

varían en sus diámetros de 1.5 mm a 15 mm.

De cabeza fija o estacionaria. Son utilizados normalmente en, arbustos e invernadero.

En sistemas de riego agrícola este tipo es usado en forma de rociador (sistema de

pivote central).

De boquilla. Es aplicable a regiones con una alta humedad relativa, porque la

velocidad máxima de aplicación que pueda dar es aproximadamente de ¼ in/h

con boquillas especiales de 1/3 in/h. Como desventaja, se puede decir que es uno de

los más costosos.

Los más utilizados en la agricultura son los giratorios porque giran alrededor de su eje y

permiten regar superficies de 40º, 90º, 180º, 270º y 360º, al utilizar un deflector, lo que

resulta de utilidad en algunos diseños en jardines, por ejemplo, para evitar mojar troncos

de árboles, senderos o luces.

los más utilizados en la agricultura son los giratorios porque giran alrededor de su eje y

permiten regar superficies de 40º, 90º, 180º, 270º y 360º, al utilizar un deflector, lo que

resulta de utilidad en algunos diseños en jardines, por ejemplo, para evitar mojar troncos

de árboles, senderos o luces.

38

Impulsados por la presión de trabajo del agua que determina el diámetro mojado del

aspersor, de esta manera a mayor presión, mayor radio de alcance, entregando además

mayor caudal.

El modelo de aspersor que hemos adoptado por recomendación de los técnicos de Israriego

y del centro experimental de riego Espoch, para nuestro diseño es de volumen reducido y

aspersor que brinda el requerimiento es del tipo “x Cel Wobbler” cuyos datos técnicos y

aplicaciones anotamos a continuación:

Características técnicas[5].Existen una variedad de aspersores según la necesidadaquí

explicamos la característica de un aspersor más común en la utilización de riegos.

El aspersor se encuentran marcados con una presión de trabajo de 25 psi para su

funcionamiento y con caudales que 1,23 Gpm así como su espaciamiento máximo entre

aspersores es de 10m, son los datos que usaremos para realizar los cálculos respectivos; que

veremos más adelante.

Figura 11. Aspersor x- Cel Wobbler

Fuente: Catalogo Plastigama

39

Tabla 8. Datos técnicos del aspersor x- Cel Wobbler

Fuente: Catálogo Plastigama

Aplicaciones principales[6]

• El x-Cel Wobbler con su nuevo diseño de balanceo mucho más suave, maximiza el

área de cobertura, proporcionando una notable uniformidad.

• Irrigación en altura y germinación de hortalizas, patatas, flores, viveros e

invernaderos.

• Desarrollados especialmente con los soportes elevadores con conectores para

aspersores de ½” que es una varilla galvanizada de 5/16”, tubo y conectores

rápidos de polietileno de 8 mm de diámetro y 1m de longitud así como se muestra la

figura.

Figura 12. Diagrama de un aspersor con un elevador

Fuente: autor

40

• Mayor diámetro a bajas presiones, con menos pérdida de evaporación

• De construcción fuerte y de gran durabilidad, único aspersor con dos años de garantía.

• Menos pérdida de agua con una aplicación inmediata parecida a una lluvia natural.

• El x-Cel Wobbler disponible en conexión a rosca hembra de ½” y ¾”.

Trabajaremos con el cultivo de alfalfa el volumen de agua necesario por día es de 23.95 m3,

es una referencia para el cálculo del diseño del tanque reservorio que se analizará en obras

civiles.

Pluviosidad media del sistema (pms). Este parámetro (mm/h) representa la

pluviosidad que se obtendría si se distribuyera uniformemente el caudal emitido por

el aspersor en la superficie que teóricamente riega de acuerdo al marco adoptado.

EAsp*Elat

Q*227.12Pms= (9)

Dónde:

Pms = pluviosidad del sistema (mm/h)

Q = caudal del aspersor (gpm) ver tabla 3.7

Elat = espaciamiento entre laterales = 10m

Easp = espaciamiento entre aspersores = 10m

h

mm2.79

10m*10m

1.23GPM*227.12Pms ==

Para que el sistema sea realmente rentable no suele ser frecuente que la pluviosidad supere

los 3 o 4 mm/h, en este caso tenemos 2.79mm/h.

Tiempo máximo permisible de riego (tr) [3].Es el tiempo aproximado para completar

un riego en el campo.

Pms

Lbrt = (10)

Dónde:

T r = tiempo de riego (h)

Lb = lamina bruta por riego (mm/riego) = /12 = 15.16 mm/riego

41

Pms = pluviosidad del sistema (mm/h) = hmm /79.2

2.79mm/h

15.16mmrt =

43.5=rt

Como se puede observar el tiempo determinado para que el aspersor se encuentre en cada

marco de riego es de 5 horas 26 segundos, para que luego el agricultor cambie al siguiente

marco de riego.

3.3 Diseño hidráulico

3.3.1 Riego parcelario[7].Hoy en día la utilización del agua en la región andina, ha

revolucionado la cultura del uso en el que se destaca la maximización del beneficio del

recurso por unidad de superficie con el mayor rendimiento económico y social. En este

sentido la presente estrategia se levanta sobre el concepto de la tecnificación del riego

parcelario, donde no prima el volumen de agua disponible por familia, sino la necesidad del

cultivo.

Los aspectos técnicos que se considerarán como criterio para la implementación de las

parcelas demostrativas son: el tipo de cultivo, extensión de la parcela, topografía y

capacidad de inversión de la familia.

El manejo y mantenimiento del sistema será de responsabilidad personal del dueño de cada

parcela respondiendo a las recomendaciones técnicas, transferidas mediante el proceso del

desarrollo de este proyecto.

Para la comunidad de Ugñag se ha optado que la mejor alternativa es la implementar un

sistemas semifijos con ramales fijos en donde se dota de un hidrante por cada ½ hectárea

como se indica en el plano “diseño de redes” de manera que cada usuario tendrá la facilidad

de colocar los accesorios necesarios al hidrante y podrán disfrutar de los beneficios del

riego por aspersión con su ramal móvil.

A los 143 lotes de proyecto se les agrupo en 9 módulos con un caudal equivalente para

cada uno tabla 3.9, y poder distribuir una tubería lateral por modulo y las tuberías de

distribución o terciarias que necesiten.

42

Tabla 9.División por módulos de riego

Módulos de riego del sistema de riego Ugñag

Numero Usuarios Área (m2) Hectáreas Módulos Q. asignado

1 Mariana Quishpe 649,97 0,0650 1 0,05

2 Antuca Quishpe 154,21 0,0154 1 0,01

3 Antuca Quishpe 1145,91 0,1146 1 0,08

4 Hros. Francisco Quishpe 323,71 0,0324 1 0,02

5 Hugo Guamán 1343,30 0,1343 1 0,09

6 Elva Inca 516,62 0,0517 1 0,04

7 Eloy Guayanlema 2020,43 0,2020 1 0,14

8 Hros. Manuel Inca 315,18 0,0315 1 0,02

9 Dino Merino 333,36 0,0333 1 0,02

10 Alonso Quishpe 315,52 0,0316 1 0,02

11 Sin Nombre 256,78 0,0257 1 0,02

12 Josefina Robalino 2023,27 0,2023 1 0,14


14 Mercedes Granizo 426,91 0,0427 1 0,03

15 Hros. Octavio Aveldano 1431,47 0,1431 1 0,10

16 Luis Brito 1605,17 0,1605 1 0,11

17 Olga Barragán 1770,94 0,1771 1 0,12

18 Cesar Manobanda 496,74 0,0497 1 0,03

19 Luis Manobanda 2796,39 0,2796 1 0,20

20 Tanque De Agua 1060,24 0,1060 1 0,07

21 Luis Yuqui 23481,59 2,3482 1 1,64

22 Genaro Pilco 1443,08 0,1443 1 0,10

23 Aurelio Yuqui 5786,71 0,5787 1 0,41

24 Delia Valencia 1645,48 0,1645 1 0,12

25 Rosario Viñan 2774,00 0,2774 1 0,19

26 Hros. Francisco Pilco 1308,09 0,1308 1 0,09

27 Flia. Salazar 1764,71 0,1765 1 0,12

28 Sin Nombre 1751,40 0,1751 1 0,12


43

30 Elva Inca 2697,90 0,2698 1 0,19

31 Marcelo Baldion 4472,02 0,4472 1 0,31

32 Aurelio Baldion 3538,61 0,3539 1 0,25

33 Clara Palacio 14774,27 1,4774 1 1,03

34 Aurelio Yuqui 4710,86 0,4711 1 0,33

35 Sr. Riofrío 582,50 0,0583 1 0,04

36 FiliaInca 4667,39 0,4667 1 0,33

37 Sr. Riofrío 4308,50 0,4308 1 0,30

38 Luis Obando 272,27 0,0272 1 0,02

39 Barreto 2510,92 0,2511 1 0,18

110439,62 11,04 7,73

1 Dolores Pilco 1997,60 0,1998 2 0,14

2 Hros. Quishpe Mancero 905,09 0,0905 2 0,06

3 Marcelino Duchi 3724,20 0,3724 2 0,26

4 Marco Flores 1208,16 0,1208 2 0,08

5 Hros. Manuel Mancero 11498,41 1,1498 2 0,80

6 Agueda Gavidia 2726,93 0,2727 2 0,19

7 Moisés Pilco 2899,16 0,2899 2 0,20

8 Hros. Quishpe Mancero 2307,15 0,2307 2 0,16

9 Rubén Ocaña 6017,95 0,6018 2 0,42

10 Marco Flores 482,21 0,0482 2 0,03

11 Marcelo Duchi 342,75 0,0343 2 0,02

12 Zoila Cruz Pilco 10955,75 1,0956 2 0,77

13 Hidalgo 8800,42 0,8800 2 0,62

14 Jara Seguridad 17328,44 1,7328 2 1,21

15 Marcelo Duchi 7622,57 0,7623 2 0,53

16 Gerardo Pilco 14908,50 1,4909 2 1,04

93725,29 9,37 6,56

1 Sr. Hidalgo 11416,70 1,1417 3 0,80

2 Jara Seguridad 24328,49 2,4328 3 1,70

44

3 Hnos. Granizo 1718,34 0,1718 3 0,12

4 Moisés Pilco 1799,62 0,1800 3 0,13

5 Hros. Rafael Cazco 6093,30 0,6093 3 0,43

6 Hros. Amelia Parra 4395,21 0,4395 3 0,31

7 Cesar Carrasco 3471,94 0,3472 3 0,24

8 Aurelia Arce 2764,10 0,2764 3 0,19

9 Jara Segura 2262,57 0,2263 3 0,16

10 Eliza Machado 2611,67 0,2612 3 0,18

11 Delia Carrasco 6788,81 0,6789 3 0,48

12 Camilo Y Maruja Plaza 4246,10 0,4246 3 0,30

13 Duchi Gáleas 11397,32 1,1397 3 0,80

83294,18 8,33 5,83

1 Zoila Barreto 3015,44 0,3015 4 0,21

2 Hros. Luis Oñate 7622,57 0,7623 4 0,53

3 Cujano 1114,29 0,1114 4 0,08

4 Fernando Cujano 14198,24 1,4198 4 0,99

5 Carlos Barreto 3949,22 0,3949 4 0,28

6 Moisés Pilco 3980,87 0,3981 4 0,28

7 Hros. Rafael Cazco 4102,86 0,4103 4 0,29

8 Hros. María Granizo 3214,78 0,3215 4 0,23

9 Hros. Alejandra Granizo 2300,97 0,2301 4 0,16

10 Delia Granizo 1729,92 0,1730 4 0,12

11 Jara Seguridad 10119,14 1,0119 4 0,71

12 Tapia 2511,62 0,2512 4 0,18

13 PriscilaAvilés 2022,16 0,2022 4 0,14

14 Barragán 2882,84 0,2883 4 0,20

15 Jara Seguridad 1983,93 0,1984 4 0,14

16 Delia Carrasco 3315,25 0,3315 4 0,23

17 Bolívar Proaño 713,51 0,0714 4 0,05

18 Luis Inca 1125,55 0,1126 4 0,08


45

20 Hnos. Granizo Carrasco 2572,67 0,2573 4 0,18

76018,09 7,60 5,32

1 Carmen Pontón 2783,31 0,2783 5 0,19

2 Diana Merino 2230,13 0,2230 5 0,16

3 Ing. Riofrío 9658,28 0,9658 5 0,68

4 Carmen Pontón 1625,22 0,1625 5 0,11

5 Granizo 2740,29 0,2740 5 0,19

6 Franklin Samaniego 2370,30 0,2370 5 0,17

7 Delia Carrasco 755,08 0,0755 5 0,05

8 Tomas Andino 1389,58 0,1390 5 0,10

9 Mariana Haro 6720,94 0,6721 5 0,47

10 Dra. Sánchez 4124,60 0,4125 5 0,29

11 Mariano Mosquera 6147,81 0,6148 5 0,43

12 Justo Pallo 2989,40 0,2989 5 0,21

13 Ocaña 926,17 0,0926 5 0,06

14 Hros. Juan Vallejo 4176,55 0,4177 5 0,29

15 Luis Brito 179,61 0,0180 5 0,01

16 Sra. Herrera 17979,38 1,7979 5 1,26

17 Tomas Andino 9774,53 0,9775 5 0,68

76571,17 7,66 5,36

1 Cazco Alvear 8899,94 0,8900 6 0,62

2 Julio Merino 4803,35 0,4803 6 0,34

3 Delia Carrasco 9463,79 0,9464 6 0,66

4 Alberto Gonzales 4959,00 0,4959 6 0,35

5 Juan Barragán 1357,50 0,1358 6 0,10

6 Mario Veloz 795,43 0,0795 6 0,06

7 Sra. Amada 730,10 0,0730 6 0,05

8 Lidia Jara 682,21 0,0682 6 0,05

9 Segundo Reinoso 5672,00 0,5672 6 0,40

10 Sr. Granizo 32306,42 3,2306 6 2,26

46

11 Ángel Inca 10083,00 1,0083 6 0,71

12 Gonzales Y Otro 1729,00 0,1729 6 0,12

81481,74 8,15 5,70

1 Luis Brito 882,44 0,0882 7 0,06

2 Melchor Quispe 5117,96 0,5118 7 0,36

3 Gerldina Inca 1211,84 0,1212 7 0,08

4 Carmen Inca 4343,64 0,4344 7 0,30

5 Hros .Ángel Inca 2279,62 0,2280 7 0,16

6 Páez Inca 2507,89 0,2508 7 0,18

7 Sra. Barragán 4578,61 0,4579 7 0,32

8 Francisco Cazco 1260,17 0,1260 7 0,09

9 Jara Segura 3764,51 0,3765 7 0,26

10 Valle Andino 4795,80 0,4796 7 0,34

11 Marco Valle 4888,15 0,4888 7 0,34

12 Salomón Y Leónidas Plazo 3818,99 0,3819 7 0,27

13 Carlos Valle 1579,54 0,1580 7 0,11

14 ZenaidaAndino 1527,26 0,1527 7 0,11

15 Sr. Guevara 19541,10 1,9541 7 1,37

16 Dra. Sánchez 7299,97 0,7300 7 0,51

17 Sr. Guevara 6155,59 0,6156 7 0,43

18 Carlos Valle 9431,66 0,9432 7 0,66

19 Carlos Valle 797,72 0,0798 7 0,06

85782,43 8,58 6,00

1 Luis Granizo

(T. Almacenamiento) 14241,96 1,4242 8 1,00

2 Filia. Granizo 34882,32 3,4882 8 2,44

3 José Zumba 7573,50 0,7574 8 0,53

4 Granizo 3230,50 0,3231 8 0,23

59928,28 5,99 4,19

47

1 Sr. Taco 24419,16 2,4419 9 1,71

2 Carlos Zumba 52126,50 5,2127 9 3,65

3 Froilán Zumba 14591,50 1,4592 9 1,02

91137,16 9,11 6,38

Fuente: Autora

La tubería de conducción c1 cubre los módulos 9, 6 y 3, la tubería de conducción c1 los

módulos 1, 2, 4, 5, 7 y 8

3.3.2 Factores determinantes en el diseño[7] [8].Existen muchos factores que se tomaron

en consideración para planificar el sistema de riego y determinar las necesidades de agua

para sus cultivos, entre los factores principales que se consideraron fueron los siguientes:

características físicas y topográficas del suelo, fuentes de provisión de agua, sistemas de

administración parcelaria de agua, patrón de cultivos y factores ambientales.

Es importante antes de planificar un sistema de riego parcelario se realicen algunas

preguntas fundamentales. ¿por qué regar? ¿cuánto regar? ¿cuándo regar? ¿cómo regar?

La respuesta correcta a estas interrogantes permitirá hacer uso racional y eficiente del agua

y evitar riego en exceso o deficiencia, condiciones que repercutirán sobre el uso del suelo y

en el rendimiento de los cultivos.

Los sistemas tradicionales de riego, si bien han sido un aporte valioso en un determinado

momento para el mantenimiento de los cultivos, también han causado erosión pérdida de

suelo fértil y se han utilizado grandes volúmenes de agua.

3.3.3 Análisis de tubería de conducción de la toma a tanque reservorio. El primer tramo

es el de la toma de agua Matus-Penipe hacia el tanque reservorio los cuales se encuentran

en las siguientes cotas:

• Tanque de toma Matus: 2694 msnm

• Tanque reservorio: 2679 msnm

El sistema de conducción de agua se realizará por gravedad ya que contamos con una

diferencia de alturas de 15 m la cual nos brinda suficiente presión para lograr el llenado del

tanque reservorio y con una longitud de 335.712m de la toma hasta el tanque

48

reservorio.Para este proyecto seleccionamos el tubo de pvc para uso agrícola porque

trabajan a grandes presiones con períodos de vida útil prolongada, no se producen

corrosión, ni la formación de depósitos ni incrustaciones en las paredes interiores

conservando inalterable su sección hidráulica.

El caudal disponible es de 75 lt/s el cual se utiliza para la selección de la tubería con

material de pvc de la empresa Plastigama.

Tabla 10. Especificaciones para tuberías pvc según el caudal


Según el caudal disponible tenemos una tubería entre 200, 225, 250, 315 y 355 mm, otro

parámetro indispensable para la selección hay que tener en cuenta una velocidad mayor a

1m/s para que no exista sedimentación. El diámetro que nos brinda esta condición es la de

250mm con una velocidad de 1.77 m/s y una pérdida de carga de 0.96 m de columna de

agua por cada 100 m de tubería.

Y ahora las características de la tubería de pvc de diámetro de 250mm:

||

49

Tabla 11. Especificaciones para tuberías pvc


Para una tubería de 250mm tenemos unión por cementado solvente (e/c) y por sellado

elastométrico (u/z) esta unión consiste en unir las tuberías de 335.712m mediante una pega

especial que se comercializa en la misma distribuidora, y debido a esta unión no existe

perdidas secundarias. Determinamos la perdida por cada metro de tubería:

metropor 0.0096c

P100

0.96

100

Pcc

P

=

==

mca3.22rP

m 335.712*0.0096rP

Lt*cPrP

=

=

=

4.72psiatm0.322rP ==

50

3.3.4 Redes de tuberías[8] [12] [14].La red de tuberías que conducen el agua por la

superficie a regar se compone de ramales de alimentación que conducen el agua principal

para suministrar a los ramales secundarios o laterales y a sus distribuciones, que conectan

directamente con los aspersores.

Todo esto supone un estudio técnico adecuado ya que de él dependerá el éxito de la

instalación.Para realizar el cálculo del diámetro de tubería utilizaremos las ecuaciones

correspondientes a cada incógnita y valor q se necesite.

Existen tres casos de flujo en tuberías que son básicos para la resolución de problemas

complejos, que son:

Datos Incógnitas

1º caso: q, l, d, υ, k Hf

2º caso: hf, l, d, υ, k Q

3º caso: hf, q, l, υ, k D

Dónde:

Q = caudal m³/seg.

L = longitud de la tubería en m.

D = diámetro de la tubería en mm.

Υ = viscosidad cinemática para el agua, en función de la temperatura en m²/seg.

K = medida del tamaño de las proyecciones rugosas en m.

Hf = pérdida de energía a lo largo del tubo y locales expresada en kg m/kg.

Para nuestro diseño nos corresponde adoptar el 3er caso con d (diámetro) desconocido.

Utilizaremos las siguientes ecuaciones:

Ecuación de continuidad:

2V*2A1V*1AQ == (11)

Incógnitas que son: v, d; y tres en la ecuación del número de Reynolds:

ν

D*VeR = (12)

51

La rugosidad relativa también es desconocida:

D

K (13)

Para simplificar este problema partimos de la ecuación de continuidad:

2πD

Q4

A

QV == (14)

g2D

V 2*L*λhf = (15)

Reemplazamos la ecuación

5gD2π

28LQ*λ1

2g*

2

4

2D*π

2Q*

D

L*λ1hf =

=

λ1*1

Cg.hf2

π

28LQ*λ1

5D == (16)

Donde c1:

g.hf2π

28LQ1

C =

Reemplazamos en la ecuación:

D2

C

D

1*

πv

4Qe

R == (17)

Donde c2:

πv

4Q2

C = (18)

c1 y c2 son valores conocidos.

Para la solución de este tipo de problemas nos basamos en el siguiente procedimiento:

1.-se atribuye un cierto valor de λ (entre 0.02 y 0.040).

2.- se calcula d en base a la ecuación

3.- se calcula re en la ecuación

4.- se encuentra la rugosidad relativa k/d.

52

5.- con re y k/d se calcula con la ecuación de fanno un nuevo valor de λ:

2

0.9Re

5.74

3.7D

Ks

log

0.25λ

+

= (19)

6.- utilizando el nuevo λ se repite el proceso anterior.

7.- cuando el valor del no cambia todas las ecuaciones se satisfacen y el problema está

resuelto.

Cuando se usan tuberías de diámetro normalizado se toma la de diámetro superior al

resultado obtenido, para mayor seguridad. Para nuestro diseño de las tuberías tenemos un

caudal máximo diario de 20.18 lit/seg por cada distribución para cubrir las 41 parcelas

aproximadamente por día.

En la tabla siguiente se presenta los caudales diseñados para cada uno de los módulos con

los que se va a trabajar en el diseño.

Se ha diseñado tres módulos para tener una facilidad de riego mediante turnos; modulo1

lunes y jueves, modulo2 martes y viernes, modulo3 miércoles y sábado. Con una

temperatura de agua de 14.5 0c, la viscosidad cinemática a esta temperatura es de 1.165 x

10-6, interpolada de anexo K.

Tabla 12. Caudales de cada tubería

Tubería Nº hidrantes Q. c/ramal Q.máx.

Tubería de conducción C1 (grupo a) 2

15,11 lt/seg

Tubería lateral C1L1 2 5,582

Tubería de distribución C1L1D1 8 2,967








53


Tubería de conducción C2 (grupo b) 0

20,176 lt/seg

Tubería de laterales C2L1 9 9,327








Tubería de conducción C2 (grupo c) 0

20,128 lt/seg


Tubería de distribución C2L4D1 6 0.32

















Tubería de laterales C2L7 7 1,059 Fuente: Autora

54

Figura 13: Redes de tuberías de las 143 parcelas

Fuente: Autora

55

Por la teoría del flujo laminar (pérdidas de carga por fricción) que fue desarrollada

independientemente por Hagen y Poiseuille para el cálculo de las ecuaciones, consideraron

una sección de tubo horizontal. Llegando así a obtener una ecuación que representa la

pérdida de energía más crítica, esto aplicaremos en las siguientes tablas para el cálculo de

los diámetros pre dimensionados de la tubería.

Tabla 13.Parámetros indispensables de las tuberías del sistema

Tubería Q c/ramal

(lt/s) Longitud (m) Cota mayor Cota menor Hf

Tubería de conducción c1 15,06 513,42 2680 2670 10

Tubería lateral c1l1 5,6 292,27 2670 2644 26

Tubería de distribución c1l1d1 2,967 164,01 2663 2639 24









Tubería de conducción c2 20,176 604,2 2680 2619 61

Tubería de laterales c2l1 9,327 284,34 2679 2645 34







Tubería de distribución c2l3d3 0,297 299.23 2636 2621 15

Tubería de conducción c2 20,128







56














Fuente: Autora

Cálculo del diámetro de la tubería de conducciónC1

Utilizando las ecuaciones del análisis anterior tenemos:

( )( )( )

401*9.631

10.2s

m9.82

π

20.01506513.42m81

C −=

=

Con ello asumimos un λ = 0.03 y determinamos el diámetro:

45

15

10*9.631*0.03D

C*λD−=

=

0.123D =

Ahora encontramos Reynolds:

( )16459.216

610*1.165π

0.0150642

C

vπ

4Q2

C

=

−

=

=

g.hf2π

28LQ

1C =

57

Además encontramos k para tubería de pvc anexo F:

0.123

0.0000015

D

K =

Aplicando la ecuación de fanno:

0.01692

0.9133814.76

5.74

3.70.123

0.0000015

log

0.25λ =

+

=

Ahora iteramos nuevamente con este nuevo valor de λ = 0.0169

0.110D

410*9.631*0.01695D

1C*λ5D

=

−=

=

Ahora encontramos Reynolds:

149629.230.110

16459.216e

R ==

Además encontramos k para tubería de pvc:

0.110

0.0000015

D

K =


0.01652

0.9149629.23

5.74

3.70.110

0.0000015

log

0.25λ =

+

=

Con el valor de λ se obtiene un diámetro de 0.110m, ahora en el catálogo de Plastigama

(anexo H), de tubería pvc buscamos un diámetro interior al próximo superior por seguridad,

133814.760.123

16459.216e

R

D2

C

eR

==

=

58

el diámetro comercial de tubería será de 125mm de diámetro interior 120mm, espesor de

2.2 y con una ´presión de trabajo de 73 psi.

Para la utilización óptima del aspersor es necesaria la presión de 25 psi, y debido a las

pendientes se tiene una presión distinta en varios puntos de las tuberías, es por ello que se

adoptan reductores de presión en puntos donde sean necesarios, por lo tanto la presión de

trabajo de las tuberías será la requerida.

Recalculamos todos los parámetros para determinar pérdidas primarias y secundarias:

2g

2V

sD

Lλ

rh ⋅

=

149629.230.110

16459.216e

R ==

Además encontramos k para tubería de pvc:

0.12

0.0000015

D

K =


0.01682

0.9149629.23

5.74

3.70.110

0.0000015

log

0.25λ =

+

=

La pérdida de energía se representa en las tuberías y pueden ser de dos clases:

• Pérdidas secundarias que se producen por los accesorios en la tubería como las

debidas a codos, bifurcaciones, juntas de unión, válvulas, etc.

• Perdidas primarias a lo largo del conducto por el cual va el líquido (rozamiento del

líquido a través de la longitud de las paredes del tubo).

59

En el catálogo de Plastigama para accesorios en tubería se determina sus coeficientes de

pérdida en cantidad de longitud de tubería de pvc, en la tubería de conducción tenemos los

siguientes elementos:

Tabla 14. Accesorios en la tubería de conducciónC1

ELEMENTOS DIÁMETRO PÉRDIDA UNITARIA

CANTIDAD PÉRDIDA TOTAL

Tubería pvc longitud 6m 125 86

Válvula de gatillo con brida soldable e/c 125 46,62 1 46,62

Válvula de compuerta de bronce reforzada 125 1,06 1 1,06 Válvula plástica de aire rm 2pulg

automática 2 " 2

Collarín con derivación reforzada 125mm*2 plg

2

Codo de 90º 125 4,63 1 4,63

Tee 125mm con reducción a 63mm e/c 125 2,93 1 2,93


Reductor buje e/c de 125 a 110 1

Reductor buje e/c de 110 a 90 1

Reductor largo e/c de 90 a 63 1

Codo de 90º 125 4,63 2 9,26

Válvula de bola con universal soldable e/c 125 47.1 2 94.2

Tee 125mm con reducción a 75mm 2.93 2 5.86

167.49 Fuente: Autora

aLL

TL +=

(20)

167.49m513.42mT

L +=

680.91mT

L =

Se determina las pérdidas debido a la longitud de tubería:

1.332(0.120)*π

0.01506*4V

2πD

Q4V

==

=

60

2g

2V

sD

Lλ

rh ⋅

= (21)

9.8*2

21.33

0.120

680.910.0168

rh ⋅

=

8.624mcar

h =

En los sistemas de riego debemos tener baja presión. Entendiendo en esto un límite

superior práctico de 1,5 kg/cm2 como máximo. La velocidad de agua en las tuberías, como

valor máximo recomendable es de 2 m/seg. Bajo ninguna circunstancia la velocidad

máxima deberá ser mayor a 5 m/s. La velocidad mínima recomendable es 0.6 m/s.

Velocidades inferiores dan oportunidad a la sedimentación. Pérdida por fricción se define a

la pérdida de energía producto de la resistencia que la tubería opone al paso del agua.

Ahora para realizar una investigación más real determinamos la pérdida de fricción en

tubería mediante la ecuación de Hazen y Williams, la cual es la más ampliamente utilizada

mediante la fórmula general tiene la siguiente expresión:

L*Jhf = (22)

Dónde:

J = pérdidas de carga por cada metro de tubería, expresada en metros.

L = longitud de la tubería de conducción, en metros.

( ) 4.86d*1.85C*0.28

1.85QJ=

(23)

Dónde:

q = caudal a transportar (m³/s).

d = diámetro interior de la tubería (m)

c = coeficiente de rugosidad de Hazen y Williams

61

Tabla 15. Coeficiente de rugosidad de Hazen – Williams para diferentes materiales

Fuente: Autora

Aplicando las ecuaciones anteriores

( )0.0125

4.860.120*1.85150*0.28

1.850.01516J ==

Por lo tanto las pérdidas son: 6.417mcahf

315.5m * 0.0125hf

==

Se determina que mediante la fórmula de Hazen – Williams es la manera más rápida y

confiable para determinar pérdidas en las tuberías.

Tabla 16.Tabla de análisis de tubería de conducciónC1

Abscisa

Longi Hor. (m)

Long Des (m)

Longi Acum (m)

Caudal M3/s

Diámetro C

J M/m

Hf Mca

V M/s Interno Comercial

0+000.00 0 0,00 0,00

0+100.00 100 102,61 102,61 0,01506 0,1200 125mm pvc 0,5mpa 150 0,0125 1,28 1,33

0+200.00 100 102,61 205,22 0,01506 0,1200 125mm pvc 0,5mpa 150 0,0125 2,56 1,33

0+300.00 100 108,08 313,30 0,01506 0,1200 125mm pvc 0,5mpa 150 0,0125 3,90 1,33

0+400.00 100 100,00 413,30 0,01506 0,1200 125mm pvc 0,5mpa 150 0,0125 5,15 1,33

0+500.00 100 100,12 513,42 0,01506 0,1200 125mm pvc 0,5mpa 150 0,0125 6,40 1,33

Cotas Presiones Observaciones

Terreno Piezómetrica Proyecto Estática Dinámica

2.680,00 2.680,00 2.679,20 0,00 0,00 Reservorio

2.657,00 2.678,72 2.656,20 23,00 21,72

2.634,00 2.677,44 2.633,20 46,00 43,44

2.675,00 2.676,10 2.674,20 5,00 1,10

2.675,00 2.674,85 2.674,20 5,00 -0,15 C1l3

2.670,00 2.673,60 2.669,20 10,00 3,60 C1l1 c1l2

Fuente: Autora

62

Figura 14. Gráfica de cota vs longitud de tubería en la conducción C1

Fuente: Autora

Cálculo del diámetro de la tubería lateral C1L1

Se realiza el análisis de la tubería lateral c1l1 con un caudal de 5.6 lt/seg y longitud de

292.27m guiándonos con el cálculo tipo anterior determinamos los datos de la tabla

Tabla 17.Cálculos para determinar el diámetro de la tubería lateral C1L1

C1 Λ asumido Diámetro (m) C2 Reynolds K/d Λ calcula

2,91574e-05 0,03 0,0614 6104,558885 99375,70445 2,44184e-05 0,0180

0,0180 0,0555 110023,0711 2,70346e-05 0,0177

Fuente: Autora

Con el valor de λ se obtiene un diámetro de 0.0555m, ahora en el catálogo de Plastigamade

tubería pvc buscamos un diámetro interior al próximo superior por seguridad, el diámetro

comercial de tubería será de 63mm, diámetro interior de 60mm, espesor de 1.5mm y con

una presión de trabajo de 63mpa = 91psi.

El valor de la tubería de 63mm es un diámetro ideal, pero recomendamos un diámetro

mayor de 75mm ya q la presión en esta tubería es menor y disminuye las pérdidas de carga.

Diámetro interior 72mm, espesor de 1.5mm y una presión de 50mpa = 73psi.

Ahora determinamos los elementos en la tubería lateral C1L1 para ver la cantidad de

pérdida en metros de columna de agua que se muestra en la siguiente tabla:

2.630,00

2.640,00

2.650,00

2.660,00

2.670,00

2.680,00

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00Cot

a de

Tub

ería

Longitud de Tubería

63

Tabla 18. Accesorios en la tubería lateral C1L1

Elementos Diámetro Pérdida unitaria

Cantidad Pérdida

total


Válvula de bola con universal soldable espigo campana 75 32 1 32

Válvula de compuerta de bronce reforzada 75 0,9 1 0,9

Válvula plástica de aire vbk rm 1pulg 2

Collarín con derivación reforzada 75mm * 1 plg 2

Codo de 45º 75 0,8 1 0,8

Tee 75mm con reducción a 63mm 2,4 2 4,8

Reductor largo de 63mm a 50mm, 25mm y 40mm 3

Reductor buje e/c de 75mm a 63mm 1

Tee de 75 mm 75 2,4 2 4,8 Codo de 90º 75 1,4 2 2,8

Válvula de bola con universal soldable e/c 75 38 2 76

122,1

Fuente: Autora

Recalculamos los parámetros para determinar pérdidas primarias y secundarias:

Tabla 19.Pérdidas en la tubería lateral C1L1

Diámetro interior (m)

Velocidad (m/seg) L (m) La Lt Hr (mca)

0,072 1,375 292,27 122,1 414,37 9,824

Fuente: Autora

Toda la tubería se la analiza en la tabla con sus respectivas velocidades, perdidas de

fricción, presiones:

Tabla 20. Tabla de análisis de tubería de conducción C1

Abscisa Long Long Long Caudal Diámetro

J Hf V

Hor. (m)

Des (m)

Acum (m) M3/s Interno Comercial M/m M M/s

0+000.00 0 0,00 0,00

0+046.57 46,57 46,58 46,58 0,00560 0,0720 75 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0240 1,12 1,38

0+149.72 149,72 150,12 196,70 0,00560 0,0720 75 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0240 4,72 1,38

0+020.79 20,79 20,81 217,51 0,00560 0,0720 75 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0240 5,22 1,38

0+040.02 40,02 41,50 259,01 0,00560 0,0720 75 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0240 6,22 1,38

0+032.71 32,71 33,26 292,27 0,00560 0,0720 75 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0240 7,01 1,38

64

Cotas Presiones Terreno Piezómetro Proyecto Estática Dinámica Observaciones

2.670,00 2.670,00 2.668,80 0,00 3,60

2.671,00 2.668,88 2.669,80 -1,00 1,49

2.660,00 2.665,28 2.658,80 10,00 8,88 C1l1d1

2.661,00 2.664,78 2.659,80 9,00 7,38

2.650,00 2.663,78 2.648,80 20,00 17,39

2.644,00 2.662,99 2.642,80 26,00 22,59 C1l1d2 c1l1d3

Fuente: Autora

Figura 15. Gráfica de cota vs longitud de tubería en la lateral L1C1

Fuente: Autora

Cálculo del diámetro de la tubería de distribución C1L1D1

Se realiza el análisis de la tubería de distribución C1L1D1 con un caudal de 2.967 lt/seg y

longitud de 164.1m guiándonos con el cálculo tipo anterior determinamos los datos de la

tabla.

Tabla 21.Cálculos para determinar el diámetro de la tubería de distribución C1L1D1

C1 λ asumido Diámetro (m) C2 Reynolds K/d λ calcula 4,97572e-06 0,03 0,0431 3234,326 74987,399 3,47773e-05 0,0192

0,0192 0,0394 82016,727 3,80373e-05 0,0188

Fuente: Autora


de tubería pvc buscamos un diámetro interior al próximo superior por seguridad, el

2.640,002.645,002.650,002.655,002.660,002.665,002.670,002.675,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00

Cot

a de

Tub

ería


65

diámetro comercial de tubería será de 50mm, diámetro interior de 47.4mm, espesor de

1.3mm y con una presión de trabajo de 63 mpa = 91 psi.

Ahora determinamos los elementos en la tubería de distribución C1L1D1 para ver la

cantidad de pérdida en metros de columna de agua que se muestra en la tabla

Tabla 22.Accesorios en la tubería de distribución C1L1D1

Elementos Diámetro Pérdida unitaria Cantidad Pérdida

total


Codo de 45º 50 1,3 1 1,3

Tee de 50 mm 50 2,2 8 17,6 Codo de 90º 50 3,2 8 25,6

Válvula de bola con universal soldable e/c 50 35,8 8 286,4

330,9 Fuente: Autora


Tabla 23. Pérdidas en la tubería de distribución C1L1D1

Diámetro interior (m) Velocidad (m/seg)

L (m) La Lt Hr (mca)

0,0477 1,660 164,01 330,9 494,91 27,481

Fuente: Autora



Tabla 24. Tabla de análisis de tubería de distribución C1L1D1

Abscisa Long Long Long Caudal Diámetro C J Hf V

Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+077.27 77,27 77,91 77,91 0,00296 0,0474 50 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,06 4,40 1,68

0+084.95 84,95 86,10 164,01 0,00296 0,0474 50 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,06 9,26 1,68

66

Cotas Presiones

Terreno Piezómetro Proyecto Estática Dinámica

2.663,00 2.663,00 2.661,80 0,00 8,88

2.653,00 2.658,60 2.651,80 10,00 14,49

2.639,00 2.653,74 2.637,80 24,00 23,63

Fuente: Autora

Figura 16. Gráfica de cota vs longitud de tubería de distribución L1C1D1

Fuente: Autora




tabla

Tabla 25.Cálculos para determinar el diámetro de distribución C1L1D2

C1 λ

asumido Diámetro (m) C2 Reynolds K/d λ calcula

3,46834e-08 0,03 0,0160 271,435 16990,925 9,3895e-05 0,0271 0,0271 0,0157 17337,316 9,58093e-05 0,0270

Fuente: Autora




1.2mm y con una presión de trabajo de 1.25 mpa = 185 psi.

2.635,00

2.640,00

2.645,00

2.650,00

2.655,00

2.660,00

2.665,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00

Cot

a de

Tub

ería


67



Diámetro interior 22.6mm, espesor de 1.2mm y una presión de 1mpa = 145psi.


cantidad de pérdida en metros de columna de agua que se muestra en la tabla



Cantidad Pérdida total


Codo de 45º 25 0,5 1 0,5

Tee de 25 mm 25 0,8 4 3,2 Codo de 90º 25 0,5 4 2


51,3

Fuente: Autora





0,0226 0,621 142,03 51,3 193,33 4,538 Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+047.64 47,64 49,13 49,13 0,00024 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,02 0,97 0,60

0+044.52 44,52 44,92 94,05 0,00024 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,02 1,87 0,60

0+047.89 47,89 47,98 142,03 0,00024 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,02 2,82 0,60

68

Cotas Presiones


2.644,00 2.644,00 2.642,80 0,00 22,59

2.632,00 2.643,03 2.630,80 12,00 33,61

2.626,00 2.642,13 2.624,80 18,00 38,72

2.623,00 2.641,18 2.621,80 21,00 40,77

Fuente: Autora

Figura 17. Gráfica de cota vs longitud de tubería de distribución L1C1D2

Fuente: Autora


Se realiza el análisis de la tubería de distribución C1L1D3 con un caudal de 1.621lt/seg y

longitud de 181.75m pero con un hf de cero lo cual no podemos calcular el diámetro ideal;

pero si podemos obtenemos el diámetro recomendado por medio de tablas directamente

utilizando el caudal de trabajo.

Con el caudal en el catálogo de Plastigama de tubería pvc anexo 3.8 recomendamos un

diámetro de tubería de 40mm, diámetro interior de 37.6mm, espesor de 1.2mm y una

presión de trabajo de 0.63mpa=91psi.Ahora determinamos los elementos en la tubería de

distribución C1L1D3 para ver la cantidad de pérdida en metros de columna de agua que se

muestra en la tabla

2.620,00

2.625,00

2.630,00

2.635,00

2.640,00

2.645,00

2.650,00

0,00 50,00 100,00 150,00

Cot

a de

Tub

ería

Longitud de tubería

69


Elementos Diámetro Pérdida unitaria Cantidad Pérdida total


Codo de 90º 40 2 1 2

Tee de 40 mm 40 1,5 5 7,5

Codo de 90º 40 2 5 10 Válvula de bola con universal

soldable e/c 40 22 5 110

129,5

Fuente: Autora



Diámetro interior (m) Velocidad (m/seg) L (m) La Lt Hr (mca)

0,0012 1433,275 181,75 129,5 311,25 815553675,01

Fuente: Autora




Bscisa Longi Longi Long Caudal Diámetro C J Hf V

Hor. (m)

Des (m)

Acum (m)

M3/s Interno Comercial

M/m M M/s

0+000.00 0 0,00 0,00

0+119.18 119,18 119,18 119,18 0,00160 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,06 6,65 1,44

0+062.57 62,57 62,57 181,75 0,00160 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,06 10,14 1,44

Cotas Presiones


2.590,00 2.590,00 2.588,80 0,00 22,59

2.590,00 2.583,35 2.588,80 0,00 15,94

2.590,00 2.579,86 2.588,80 0,00 12,45

Fuente: Autora

70

Figura 18. Gráfica de cota vs longitud de tubería de distribución C1L1D3

Fuente: Autora


Se realiza el análisis de la tubería lateral C1L2 con un caudal de 5.83 lt/seg y longitud de

703.99m guiándonos con el cálculo tipo anterior determinamos los datos de la tabla.


C1 λ asumido Diámetro (m) C2 Reynolds K/d calcula 3,41223e-05 0,03 0,0634 6355,282 100254,302 2,36624e-05 0,0180

0,0180 0,0572 111041,020 2,62084e-05 0,0176

Fuente: Autora



diámetro comercial de tubería será de 63mm, diámetro interior de 60mm, espesor de 1.5mm

y con una presión de trabajo de 0.63 mpa = 91 psi.



Diámetro interior 72mm, espesor de 1.2mm y una presión de 0.5mpa = 73psi.

0,00

500,00

1.000,00

1.500,00

2.000,00

2.500,00

3.000,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00

Cot

a de

Tub

ería


71


pérdida en metros de columna de agua que se muestra en la tabla:



Cantidad Pérdida

total


Válvula de bola con universal soldable espigo campana 75 38 1 38



Collarín con derivación reforzada 75mm * 1 plg 2 Codo de 90º 75 3,7 1 3,7


Reductor largo de 63mm a 40mm, 32mm y 50mm 3


Reductor largo de 63mm a 25mm 1

Codo de 45º 75 1,7 1 1,7

Codo de 75º 75 3,7 1 3,7

Tee de 75 mm 2,4 1 2,4

Codo de 90º 38 1 38

Válvula de bola con universal soldable e/c 1

95,6 Fuente: Autora




Velocidad (m/seg)


0,072 1,432 703,99 95,6 799,59 20,502

Fuente: Autora



72

Tabla 35. Tabla de análisis de tubería lateral C1L2

Abscisa Long Longi Longi Caudal Diámetro C J Hf V

Hor. (m) Des (m) Acum (m) M3/s Interior Comercial M/m M M/s

0+000.00 0 0,00 0,00

0+100.00 100 100,04 100,04 0,00583 0,0720 75 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0259 2,59 1,43

0+200.00 100 100,04 200,08 0,00583 0,0720 75 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0259 5,17 1,43

0+300.00 100 101,27 301,35 0,00583 0,0720 75 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0259 7,79 1,43

0+400.00 100 100,02 401,37 0,00583 0,0720 75 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0259 10,38 1,43

0+500.00 100 100,12 501,49 0,00583 0,0720 75 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0259 12,97 1,43

0+600.00 100 102,18 603,67 0,00583 0,0720 75 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0259 15,61 1,43

0+700.00 100 100,32 703,99 0,00583 0,0720 75 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0259 18,20 1,43

Cotas Presiones

Terreno Piezómetro Proyecto Estática Dinámica Observaciones

2.670,00 2.670,00 2.668,80 0,00 3,60

2.667,00 2.667,41 2.665,80 3,00 4,02

2.664,00 2.664,83 2.662,80 6,00 4,43

2.648,00 2.662,21 2.646,80 22,00 17,81

2.646,00 2.659,62 2.644,80 24,00 17,22

2.641,00 2.657,03 2.639,80 29,00 19,64 C1l2d1

2.620,00 2.654,39 2.618,80 50,00 37,99 C1l2d2

2.612,00 2.651,80 2.610,80 58,00 43,40 C1l2d3 c1l2d4

Fuente: Autora

Figura 19.Gráfica de cota vs longitud de tubería en la lateral C1L2

Fuente: Autora

2.600,002.610,002.620,002.630,002.640,002.650,002.660,002.670,002.680,00

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00Cot

a de

Tub

ería


73



longitud de 168.62m guiándonos con el cálculo tipo anterior:

Tabla 36. Cálculos para determinar el diámetro de la tubería de distribución C1L2D1


0,0204 0,0283 60561,321 5,30788e-05 0,0201

Fuente: Autora






mayor de 40mm ya q la presión y la velocidad en esta tubería es menor y los diámetros no

varían mucho al ideal y disminuye las pérdidas de carga. Diámetro interior 37.6mm,

espesor de 1.2mm y una presión de 0.63mpa = 91psi.

Determinamos los elementos en la tubería de distribución C1L2D1 para ver la cantidad de

pérdida en metros de columna de agua que se muestra en la tabla.

Tabla 37. Accesorios en la tubería de distribución C1L2D1


total Tubería pvc longitud 6m 40

28

Codo de 45º 40 1 1 1 Codo de 90º 40 2 1 2

Tee de 40 mm 40 1,5 5 7,5 Codo de 90º 40 2 5 10

Válvula de bola con universal soldable e/c

40 22 5 110

130,5

Fuente: Autora


74



0,0376 1,414 168,62 130,5 299,12 16,338

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)

Acum (m) M3/s Interior Comercial M/m M M/s

0+000.00 0 0,00 0,00

0+022.75 22,75 26,71 26,71 0,00157 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,05 1,44 1,41

0+076.60 76,6 78,25 104,96 0,00157 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,05 5,66 1,41

0+044.53 44,53 45,24 150,20 0,00157 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,05 8,09 1,41

0+018.39 18,39 18,42 168,62 0,00157 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,05 9,09 1,41

Cotas Presiones


2.641,00 2.641,00 2.639,80 0,00 19,64

2.627,00 2.639,56 2.625,80 14,00 32,20

2.611,00 2.635,34 2.609,80 30,00 43,98

2.603,00 2.632,91 2.601,80 38,00 49,54

2.602,00 2.631,91 2.600,80 39,00 49,55

Fuente: Autora

75


Fuente:Autora



longitud de 159.96m guiándonos con el cálculo tipo anterior.


C1 Λ asumido Diámetro (m) C2 Reynolds K/d Λ calcula 5,76858e-07 0,03 0,0280 1182,758 42194,700 5,35122e-05 0,0218

0,0218 0,0263 44986,391 5,70527e-05 0,0215

Fuente: autor



comercial de tubería será de 32mm, diámetro interior de 29.6mm, espesor de 1.2mm y con

una presión de trabajo de 0.8 Mpa = 116 psi.


cantidad de pérdida en metros de columna de agua que se muestra en la tabla:

2.600,00

2.610,00

2.620,00

2.630,00

2.640,00

2.650,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00

Co

ta d

e T

ub

eri

a

Longitud de Tuberia

76



Cantidad Pérdida

total


Codo de 90º e/c 32 1,5 2 3

Tee de 32 mm e/c 32 0,9 5 4,5 Codo de 90º e/c 32 1,5 5 7,5


90 Fuente: Autora



Fuente: Autora

Toda la tubería se la analiza en la tabla con sus respectivas velocidades, perdidas de fricción, presiones:


Abscisa Longi Longi Longi Caudal Diámetro C J Hf V

Hor. (m)

Des (m)

Acumu (m) M3/s Interior Comercial M/m M M/s

0+000.00 0 0,00 0,00

0+034.25 34,25 34,77 34,77 0,00109 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,09 3,03 1,58

0+080.11 80,11 82,82 117,59 0,00109 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,09 10,25 1,58

0+042.37 42,37 42,37 159,96 0,00109 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,09 13,94 1,58

Cotas Presiones

Terreno Piezómetro Proyecto Estática dinámica

2.620,00 2.620,00 2.618,80 0,00 37,99

2.614,00 2.616,97 2.612,80 6,00 40,96

2.593,00 2.609,75 2.591,80 27,00 54,75

2.593,00 2.606,06 2.591,80 27,00 51,05

Fuente: Autora


0,0296 1,577 159,96 90 249,96 23,012

77

Figura 21.Gráfica de cota vs longitud de tubería de distribución C1L2D2

Fuente: Autora


Se realiza el análisis de la tubería de distribución c1l2d3 con un caudal de 2.375 lt/seg y


Tabla 44. Cálculos para determinar el diámetro de la tubería de distribución c1l2d3


0,0199 0,0379

68384,874 3,96206e-05 0,0196

Fuente: Autora







2.590,00

2.595,00

2.600,00

2.605,00

2.610,00

2.615,00

2.620,00

2.625,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00

Cot

a d

e T

uber

ia

Longitud de Tuberia

78





Codo de 45º e/c 50 1,3 1 1,3



248,5

Fuente: Autora


Tabla 46.Pérdidas en la tubería de distribución C1L2D3



0,0474 1,346 209,52 248,5 458,02 17,472

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+079.74 79,74 80,25 80,25 0,00237 0,0474 50 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,04 3,00 1,34

0+128.28 128,28 129,27 209,52 0,00237 0,0474 50 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,04 7,83 1,34

Cotas Presiones


2.612,00 2.612,00 2.610,80 0,00 43,40

2.603,00 2.609,00 2.601,80 9,00 49,40

2.587,00 2.604,17 2.585,80 25,00 60,57

Fuente: Autora

79


Fuente: Autora




Tabla 48.Cálculos para determinar el diámetro de la tubería lateral C1L2D4


0,0234 0,0270 32278,442 5,55892e-05 0,0231

Fuentes: Autora

Con el valor de λ se obtiene un diámetro de 0.027m, ahora en el catálogo de Plastigama de



una presión de trabajo de 0.80 mpa = 116 psi.



2.602,00

2.604,00

2.606,00

2.608,00

2.610,00

2.612,00

2.614,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00

Co

ta d

e T

ub

eri

a

Longitud de Tuberia

80




Codo de 90º e/c 32 1,2 1 1,2

Tee de 25 mm e/c 32 0,5 5 2,5 Codo de 90º e/c 32 1,2 5 6

Válvula de bola con universal soldable e/c 32 11,4 5 57

66,7

Fuente: Autora




Velocidad (m/seg)


0,0296 1,161 289,35 66,7 356,05 19,153

Fuente: Autora



Tabla 51 tabla de análisis de tubería de distribución C1L2D4


Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+115.15 115,15 116,71 116,71 0,00079 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,05 5,65 1,15

0+172.54 172,54 172,64 289,35 0,00079 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,05 14,01 1,15

Cotas Presiones


2.612,00 2.612,00 2.610,80 0,00 37,87

2.593,00 2.606,35 2.591,80 19,00 51,22

2.587,00 2.597,99 2.585,80 25,00 48,86

Fuente: Autora

81

Figura 23. Gráfica de cota vs longitud de tubería en la lateral C1L2D4

Fuente: Autora

Cálculo del diámetro de la tubería de distribución C1L3

Se realiza el análisis de la tubería de distribución C1L3 con un caudal de 3.698 lt/seg y


Tabla 52. Cálculos para determinar el diámetro de la tubería de distribución C1L3

C1 Λ asumido

Diámetro (m) C2 Reynolds K/d Λ calcula

2,12202e-05 0,03 0,0576 4022,468 69777,977 2,60206e-05 0,0194 0,0194 0,0528 76123,098 2,83867e-05 0,0191

Fuente: Autora

Con el valor de λ se obtiene un diámetro de 0.0528m, ahora en el catálogo de

PLASTIGAMA de tubería pvc buscamos un diámetro interior al próximo superior por

seguridad, el diámetro comercial de tubería será de 63mm, diámetro interior de 60mm,

espesor de 1.5mm y con una presión de trabajo de 0.63 Mpa = 91 psi.



2.585,00

2.590,00

2.595,00

2.600,00

2.605,00

2.610,00

2.615,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00

Co

ta d

e T

uber

ia

Longitud de Tuberia

82




Tubería pvc longitud 6m 63

53

Válvula de bola con universal soldable espigo campana 63 37,9 1 37,9


Válvula plástica de aire vbk rm 1pulg

2

Collarín con derivación reforzada 75mm * 1 plg

2

Codo de 45º 63 1,5 1 1,5

Tee de 75 mm e/c 63 2,3 10 23

Codo de 90º e/c 63 1,5 10 15


, 457,2

Fuente: Autora


Tabla 54. Pérdidas en la tubería lateral C1L3

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+100.1 100,1 100,22 100,22 0,00369 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0269 2,70 1,31

0+133.21 133,21 133,23 233,45 0,00369 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0269 6,29 1,31

0+086.29 86,29 86,87 320,32 0,00369 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0269 8,63 1,31


0,06 1,305 320,32 457,2 777,52 21,479

83

Cotas Presiones


2.675,00 2.675,00 2.673,80 0,00 -0,15

2.670,00 2.672,30 2.668,80 5,00 2,15

2.668,00 2.668,71 2.666,80 7,00 0,56

2.658,00 2.666,37 2.656,80 17,00 8,22

Fuente: Autora

Figura 24. Gráfica de cota vs longitud de tubería lateral C1L3

Fuente: Autora

Cálculo del diámetro de la tubería de conducción C2

Se realiza el análisis de la tubería de distribución C2 con un caudal de 20.76 lt/seg y


Tabla 56.Cálculos para determinar el diámetro de la tubería de conducción C2

C1 λasumido Diámetro (m) C2 Reynolds K/d λcalcula 0,00033349 0,03 0,1000 21993,854 219917,833 1,49986e-05 0,0154

0,0154 0,0875 251311,277 1,71396e-05 0,0150

Fuente: Autora




2.2mm y con una presión de trabajo de 0.50 Mpa = 73 psi.

2.655,00

2.660,00

2.665,00

2.670,00

2.675,00

2.680,00

0,00 50,00 100,00150,00200,00250,00300,00350,00

Cot

a de

Tub

ería


84

El valor de la tubería de 110mm es un diámetro ideal, pero recomendamos un diámetro un

poco mayor de 125 mm ya q la presión y la velocidad en esta tubería es menor y los

diámetros no varían mucho al ideal y disminuye las pérdidas de carga. Diámetro interior

120mm, espesor de 2.5mm y una presión de 0.50mpa = 73psi.

Ahora determinamos los elementos en la tubería de conducción C2 para ver la cantidad de


Tabla 57. Accesorios en la tubería lateral C2


Cantidad Pérdida

total


Válvula de gatillo con brida soldable e/c 125 46,62 1 46,62


Válvula plástica de aire rm 2pulg automática 2 " 2

Collarín con derivación reforzada 125mm*2 plg 2 " 2



Reductor largo e/c de 63 a 32 1

68,19

Fuente: Autora


Tabla 58pérdidas en la tubería de conducción C2


Velocidad (m/seg)


0,12 1,784 604,2 68,19 672,39 13,687

Fuente: Autora



85

Tabla 59. Tabla de análisis de tubería de conducción C2


Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+100.00 100 100,00 100,00 0,02018 0,1200 125mm pvc/ec 0,5 mpa 140 0,0243 2,43 1,78

0+200.00 100 100,84 200,84 0,02018 0,1200 125mm pvc/ec 0,5 mpa 140 0,0243 4,89 1,78

0+300.00 100 102,18 303,02 0,02018 0,1200 125mm pvc/ec 0,5 mpa 140 0,0243 7,38 1,78

0+400.00 100 100,40 403,42 0,02018 0,1200 125mm pvc/ec 0,5 mpa 140 0,0243 9,82 1,78

0+500.00 100 100,18 503,60 0,02018 0,1200 125mm pvc/ec 0,5 mpa 140 0,0243 12,26 1,78

0+600.00 100 100,60 604,20 0,02018 0,1200 125mm pvc/ec 0,5 mpa 140 0,0243 14,71 1,78

Cotas Presiones Terreno Piezómetro Proyecto Estática Dinámica Observaciones

2.680,00 2.680,00 2.679,00 0,00 0,00 Reservorio

2.679,00 2.677,57 2.678,00 1,00 -1,43 C2l1

2.666,00 2.675,11 2.665,00 14,00 9,11

2.645,00 2.672,62 2.644,00 35,00 27,62 C2l2 c2l7

2.636,00 2.670,18 2.635,00 44,00 34,18 C2l3 c2l4

2.630,00 2.667,74 2.629,00 50,00 37,74

2.619,00 2.665,29 2.618,00 61,00 46,29 C2l5 c2l6

Fuente: Autora

Figura 25. Gráfica de cota vs longitud de tubería de conducción C2

Fuente: Autora

2.580,002.590,002.600,002.610,002.620,002.630,002.640,002.650,002.660,002.670,002.680,002.690,00

0,00 100,00 200,84 303,02 403,42 503,60 604,20

Cot

a de

Tub

ería


86


Se realiza el análisis de la tubería de lateral C2L1 con un caudal de 9.327 lt/seg y longitud

de 284.34m guiándonos con el cálculo tipo anterior.


c1 λ asumido Diámetro (m) C2 Reynolds K/d λ calcula

6,02122e-05 0,03 0,0710 10170,631 143214,424 2,

11218e-05 0,0168

0,0168 0,0632 160913,718 25,37321e-05 0,0164

Fuente: Autora



diámetro comercial de tubería será de 75mm, diámetro interior de 72mm, espesor de 1.5mm

y con una presión de trabajo de 0.50 mpa = 73 psi.


poco mayor de 90 mm ya q la presión y la velocidad en esta tubería es menor y los

diámetros no varían mucho al ideal y disminuye las pérdidas de carga. Diámetro interior

86.4mm, espesor de 1.8mm y una presión de 0.50mpa = 73psi.





Cantidad Pérdida


47

Válvula de gatillo con brida soldable e/c 90 40 1 40



2


2

Codo de 90º 90 3,9 2 7,8

Tee 90mm con reducción a 63mm

2,5 1 2,5

Reductor largo de 63mm a 50mm

1

Tee de 90 mm e/c 90 2,5 9 22,5

87

Codo de 90º e/c 90 3,9 9 35,1


468,8

Fuente: Autora


Tabla 62 pérdidas en la tubería lateral C2L1


0,0864 1,591 284,34 468,8 753,14 18,473 Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+089.46 89,46 92,62 92,62 0,00933 0,0864 90 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0254 2,35 1,59

0+020.50 20,5 20,50 113,12 0,00933 0,0864 90 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0254 2,87 1,59

0+030.00 30 31,62 144,74 0,00933 0,0864 90 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0254 3,68 1,59

0+139.60 139,6 139,60 284,34 0,00933 0,0864 90 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0254 7,22 1,59

Cotas Presiones Terreno Piezómetro Proyecto Estática dinámica Observaciones

2.679,00 2.679,00 2.677,80 0,00 -1,43

2.655,00 2.676,65 2.653,80 24,00 20,21 C2l1d1

2.655,00 2.676,13 2.653,80 24,00 19,69

2.645,00 2.675,32 2.643,80 34,00 28,89

2.645,00 2.671,78 2.643,80 34,00 25,34

Fuente: Autora

88

Figura 26.Gráfica de cota vs longitud de tubería en la lateral C2L1

Fuente: Autora





C1 λasumido Diámetro (m) C2 Reynolds K/d λcalcula 1,74659e-06 0,03 0,0350 2660,934 76062,660 4,28774e-05 0,0192

0,0192 0,0320 83205,976 4,69042e-05 0,0188

Fuente: Autora






poco mayor de 50 mm ya q la velocidad en esta tubería es menor, la presión es la misma y

los diámetros no varían mucho al ideal y disminuye las pérdidas de carga. Diámetro interior

47.4mm, espesor de 1.4mm y una presión de 0.63mpa = 91psi.



2.620,00

2.630,00

2.640,00

2.650,00

2.660,00

2.670,00

2.680,00

2.690,00

0,00 92,62 113,12 144,74 284,34

Co

ta d

e T

ub

eri

a

Longitud de Tuberia

89





Tee de 50 mm e/c 50 2,2 5 11

Codo de 90º e/c 50 3,2 5 16 Válvula de bola con universal

soldable e/c 50 35,8 5 179

206

Fuente: Autora



Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+085.00 85 88,60 88,60 0,00244 0,0474 50 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,04 3,50 1,38

Cotas Presiones


2.655,00 2.655,00 2.653,80 0,00 20,21

2.630,00 2.651,50 2.628,80 25,00 41,72

Fuente: Autora



0,0474 1,383 88,6 206 294,6 11,423

90


Fuente: Autora


Se realiza el análisis de la tubería de distribución C2L2 con un caudal de 5.528 lt/seg y

longitud de 507.46m guiándonos con el cálculo tipo.

Tabla 68. Cálculos para determinar el diámetro de la tubería lateral C2L2


0,0179 0,0530 113707,844 2,8304e-05 0,0176

Fuente: Autora





Ahora determinamos los elementos en la tubería lateral c2l2 para ver la cantidad de pérdida

en metros de columna de agua que se muestra en la tabla:

2.625,002.630,002.635,002.640,002.645,002.650,002.655,002.660,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00

Cot

a de

Tub

ería


91

Tabla 69.Accesorios en la tubería lateral C2L2


Cantidad Pérdida

total





Collarín con derivación reforzada 75mm * 1 plg 2 Codo de 90º 63 3,4 1 3,4


Tee de 63 mm e/c 2,3 16 36,8

Codo de 90º e/c 3,4 16 54,4

Válvula de bola con universal soldable e/c 37,9 16 606,4

742

Fuente: Autora




Velocidad (m/seg)


0,06 1,955 507,46 742 1249,46 71,390

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+086.21 86,21 87,18 87,18 0,00552 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0568 4,95 1,95

0+150.05 150,05 152,83 240,01 0,00552 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0568 13,63 1,95

0+133.09 133,09 133,33 373,34 0,00552 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0568 21,20 1,95

0+068.24 68,24 68,24 441,58 0,00552 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0568 25,08 1,95

0+065.69 65,69 65,88 507,46 0,00552 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0568 28,82 1,95

92

Cotas Presiones

Terreno Piezómetro Proyecto Estática dinámica Observaciones

2.645,00 2.645,00 2.643,80 0,00 27,62

2.632,00 2.640,05 2.630,80 13,00 35,67

2.603,00 2.631,37 2.601,80 42,00 55,99 C2l2d1

2.595,00 2.623,80 2.593,80 50,00 56,42

2.595,00 2.619,92 2.593,80 50,00 52,55

2.590,00 2.616,18 2.588,80 55,00 53,81

Fuente: Autora


Fuente: Autora

Cálculo del diámetro de la tubería distribución C2L2D1





0,0231 0,0374 33831,157 4,00623e-05 0,0228

Fuente: Autora





2.580,002.590,002.600,002.610,002.620,002.630,002.640,002.650,00

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00

Cot

a de

Tub

ería


93




Elementos Diámetro Pérdida unitaria Cantidad

Pérdida total


Codo de 90º 40 1,5 3 4,5







Velocidad (m/seg)


0,0367 1,098 170,99 126,3 297,29 11,394

Fuente: Autora



Tabla 75. Tabla de análisis de tubería distribución C2L2D1


Hor. (m) Des (m) Acum (m) M3/s Interno Comercial M/m M M/s

0+000.00 0 0,00 0,00

0+067.78 67,78 67,79 67,79 0,00116 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,03 2,09 1,04

0+027.56 27,56 28,01 95,80 0,00116 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,03 2,95 1,04

0+024.69 24,69 25,01 120,81 0,00116 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,03 3,72 1,04

0+034.37 34,37 34,37 155,18 0,00116 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,03 4,77 1,04

0+015.30 15,3 15,81 170,99 0,00116 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,03 5,26 1,04

94

Cotas Presiones


2.603,00 2.603,00 2.601,80 0,00 35,67

2.602,00 2.600,91 2.600,80 1,00 34,59

2.597,00 2.600,05 2.595,80 6,00 38,73

2.593,00 2.599,28 2.591,80 10,00 41,96

2.593,00 2.598,23 2.591,80 10,00 40,90

2.597,00 2.597,74 2.595,80 6,00 36,41

Fuente: Autora


Fuente: Autora




Tabla 76.Cálculos para determinar el diámetro de la tubería de lateral C2L3


0,0184 0,0587 98817,609 2,55544e-05 0,0181

Fuente: Autora





2.592,00

2.594,00

2.596,00

2.598,00

2.600,00

2.602,00

2.604,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00

Cot

a de

Tub

ería


95





total








Codo de 90º 63 3,4 3 10,2

Tee 63mm con reducción a 32mm, 40mm y a 25mm 2,3 3 6,9

Tee de 63 mm e/c 63 2,3 13 29,9

Codo de 90º e/c 63 3,4 13 44,2


622,6

Fuente: Autora





0,06 1,882 824,25 622,6 1446,85 78,701

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+260.79 260,79 264,31 264,31 0,00532 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0530 14,02 1,88

0+156.32 156,32 156,35 420,66 0,00532 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0530 22,31 1,88

0+079.22 79,22 79,22 499,88 0,00532 0,0474 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,1672 83,56 3,01

96

0+054.17 54,17 54,17 554,05 0,00532 0,0474 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,1672 92,61 3,01

0+022.98 22,98 22,98 577,03 0,00532 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0530 30,60 1,88

0+069.91 69,91 69,91 646,94 0,00532 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0530 34,31 1,88

0+034.79 34,79 34,79 681,73 0,00532 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0530 36,16 1,88

0+142.43 142,43 142,52 824,25 0,00532 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0530 43,72 1,88

Cotas Presiones


2.636,00 2.636,00 2.634,80 0,00 34,18

2.593,00 2.621,98 2.591,80 43,00 63,16

2.590,00 2.613,69 2.588,80 46,00 86,85 C2l3d1 c2l3d3

2.590,00 2.552,44 2.588,80 46,00 49,29 C2l3d2

2.590,00 2.543,39 2.588,80 46,00 2,68

2.590,00 2.605,40 2.588,80 46,00 18,07

2.590,00 2.601,69 2.588,80 46,00 29,76

2.590,00 2.599,84 2.588,80 46,00 39,60

2.585,00 2.592,28 2.583,80 51,00 46,89

Fuente: Autora


Fuente: Autora



longitud de 244.5m guiándonos con el cálculo tipo anterior

2.580,00

2.590,00

2.600,00

2.610,00

2.620,00

2.630,00

2.640,00

0,00 200,00 400,00 600,00 800,00 1.000,00

Cot

a de

Tub

ería


97



0,0245 0,0458 26291,697 3,27699e-05 0,0242

Fuente: Autora




1.3mm y con una presión de trabajo de 0.63 Mpa = 91 psi.

Tenemos el diámetro de 50 como ideal pero como podemos ver en el anexo h para el caudal

q se tiene existen diferentes diámetros de tubería, recomendamos un diámetro menor par

así obtener una mayor velocidad dentro de lo recomendado; el diámetro recomendado es de

32mm, diámetro interior de 29.6mme espesor de 1.2mm y una presión de 0.80mpa=116psi.

Ahora determinamos los elementos en la tubería lateral C2L3D1 para ver la cantidad de




Cantidad Pérdida

total


Codo de 90º e/c 32 1,5 2 3



108

Fuente: Autora


Tabla 82.Pérdidas en la tubería lateral C2L3D1


Velocidad (m/seg)


0,0296 1,604 244,5 108 352,5 37,881

98

Fuente: Autora




Abscisa Longi Long Longi Caudal Diámetro C J Hf V

Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+056.09 56,09 56,09 56,09 0,00110 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,09 5,01 1,60

0+054.88 54,88 55,78 111,87 0,00110 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,09 10,00 1,60

0+107.71 107,71 108,17 220,04 0,00110 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,09 19,67 1,60

0+024.28 24,28 24,46 244,50 0,00110 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,09 21,85 1,60

Cotas Presiones


2.590,00 2.590,00 2.588,80 0,00 86,85

2.590,00 2.584,99 2.588,80 0,00 81,84

2.600,00 2.580,00 2.598,80 -10,00 66,85

2.590,00 2.570,33 2.588,80 0,00 67,18

2.587,00 2.568,15 2.585,80 3,00 68,00

Fuente: Autora


Fuente: Autora

2.586,002.588,002.590,002.592,002.594,002.596,002.598,002.600,002.602,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00

Cot

a de

Tub

ería


99



longitud de 14.18m guiándonos con el cálculo tipo anterior determinamos los valores.

Como la cota de la tubería es la misma, hf=0 entonces con el valor del caudal en el catálogo

de Plastigama de tubería pvc recomendamos un diámetro de tubería de 40mm, diámetro

interior de 37.6mm, espesor de 1.2mm y una presión de trabajo de 0.63mpa=91psi.

Tabla 84.Accesorios en la tubería. De distribución C2L3D2



Codo de 45º e/c 40 1 1 1

Tee de 40 mm e/c 40 1,5 3 4,5 Codo de 90º e/c 40 2 5 10






Velocidad (m/seg)


0,0376 1,341 46,18 103,5 149,68 10,957

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)

Acum (m) M3/s

interno Comercial M/m M M/s

0+000.00 0 0,00 0,00

0+164.04 46,18 46,18 46,18 0,00148 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,05 2,23 1,33

100

Cotas Presiones


2.590,00 2.590,00 2.588,80 0,00 49,29

2.590,00 2.587,77 2.588,80 0,00 47,06

Fuente: Autora


Fuente: Autora



longitud de 299.23m guiándonos con el cálculo tipo anterior determinamos los valores.



0,0278 0,0211 15535,732 7,12583e-05 0,0277 Fuente: Autora



diámetro comercial de tubería será de 25mm, diámetro interior de 22.6 mm, espesor de

1.2mm y con una presión de trabajo de 1 Mpa = 145 psi.


pérdida en metros de columna de agua que se muestra en la tabla.

0,00

500,00

1.000,00

1.500,00

2.000,00

2.500,00

3.000,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00

Cot

a de

Tub

ería


101




Codo de 90º e/c 25 1,2 1 1,2



68,9 Fuente: Autora


Tabla 89. Pérdidas en la tubería lateral C2L3D3

Fuente: Autora




Longi Longi Longi Caudal Diámetro C J Hf V

Hor. (m) Des (m) Acum (m) M3/s Interior Comercial M/m M M/s

0 0,00 0,00

46,18 46,87 46,87 0,00030 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,03 1,39 0,74

108,72 108,79 155,66 0,00030 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,03 4,61 0,74

80,37 80,39 236,05 0,00030 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,03 6,99 0,74

63,17 63,18 299,23 0,00030 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,03 8,86 0,74

Cotas Presiones


2.636,00 2.636,00 2.634,80 0,00 34,18

2.628,00 2.634,61 2.626,80 8,00 40,79

2.624,00 2.631,39 2.622,80 12,00 41,57

2.622,00 2.629,01 2.620,80 14,00 41,19

2.621,00 2.627,14 2.619,80 15,00 40,32

Fuente: Autora


Velocidad (m/seg)


0,0296 1,604 244,5 108 352,5 37,881

102


Fuente: Autora



325.65m guiándonos con el cálculo tipo anterior



0,0183 0,0503 103509,576 2,97973e-05 0,0179

Fuente: Autora














2.620,00

2.625,00

2.630,00

2.635,00

2.640,00

0,00 50,00 100,00150,00200,00250,00300,00350,00

Cot

a de

Tub

ería


103

Codo de 90º 63 3,4 2 6,8

Codo de 45 63 1,5 1 1,5



Tee de 63 mm e/c 63 2,3 6 13,8

Codo de 90º e/c 63 3,4 6 20,4


313,2

Fuente: Autora




Velocidad (m/seg)


0,06 1,691 365,25 313,2 678,45 29,547

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+100.00 100 101,79 101,79 0,00478 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0435 4,43 1,69

0+108.72 108,72 108,72 210,51 0,00478 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0435 9,16 1,69

0+080.37 80,37 88,48 298,99 0,00478 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0435 13,01 1,69

0+063.17 63,17 66,26 365,25 0,00478 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0435 15,89 1,69

Cotas Presiones


2.636,00 2.636,00 2.634,80 0,00 34,18

2.617,00 2.631,57 2.615,80 19,00 48,75 C2l4d1

2.617,00 2.626,84 2.615,80 19,00 44,02

2.599,00 2.622,99 2.597,80 37,00 58,17

2.597,00 2.620,11 2.595,80 39,00 57,29 C2l4d2 c2l4d3

Fuente: Autora

104


Fuente: Autora






0,0267 0,0188 18549,533 7,97642e-05 0,0265

Fuente: Autora




una presión de trabajo de 1 Mpa = 145 psi.



2.590,00

2.600,00

2.610,00

2.620,00

2.630,00

2.640,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 400,00

Cot

a de

Tub

ería


105

Tabla 96 accesorios en la tubería de distribución C2L4D1



Codo de 45º e/c 25 0,5 2 1

Tee de 25 mm e/c 25 0,8 5 4 Codo de 90º e/c 25 1,2 7 8,4


81,8

Fuente: Autora



Fuente: Autora




Bscisa Longi Longi Longi Caudal Diámetro C J Hf V

Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+102.21 102,21 102,61 102,61 0,00032 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,03 3,47 0,80

0+070.92 70,92 70,95 173,56 0,00032 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,03 5,86 0,80

0+044.11 44,11 45,23 218,79 0,00032 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,03 7,39 0,80

Cotas Presiones


2.617,00 2.617,00 2.615,80 0,00 46,29

2.608,00 2.613,53 2.606,80 9,00 51,82

2.606,00 2.611,14 2.604,80 11,00 51,43

2.596,00 2.609,61 2.594,80 21,00 59,90

Fuente: Autora



0,0226 0,798 218,79 81,8 300,59 11,444

106

Figura 35. Gráfica de cota vs longitud de tubería lateral C2L4D1

Fuente: Autora




tabla.



0,0267 0,0190 18360,718 7,89523e-05 0,0266

Fuente: Autora




una presión de trabajo de 1 mpa = 145 psi.



2.590,00

2.595,00

2.600,00

2.605,00

2.610,00

2.615,00

2.620,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00

Cot

a de

Tub

ería


107






40,6 Fuente: Autora


Tabla 101.Pérdidas en la tubería de distribución c2l4d2



0,0226 0,798 218,79 40,6 259,39 9,899

Fuente: Autora




Abscisa Longi Long Long Caudal Diámetro C J Hf V

Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+028.19 28,19 29,05 29,05 0,00032 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,03 0,98 0,80

0+070.75 70,75 71,93 100,98 0,00032 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,03 3,41 0,80

0+020.03 20,03 20,03 121,01 0,00032 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,03 4,09 0,80

Cotas Presiones


2.597,00 2.597,00 2.595,80 0,00 46,29

2.590,00 2.596,02 2.588,80 7,00 52,31

2.577,00 2.593,59 2.575,80 20,00 62,88

2.577,00 2.592,91 2.575,80 20,00 62,20

Fuente: Autora

108


Fuente:Autora






0,0267 0,0188 18539,174 7,97197e-05 0,0265

Fuente: Autora







2.575,00

2.580,00

2.585,00

2.590,00

2.595,00

2.600,00

0,00 50,00 100,00 150,00

Cot

a de

Tub

ería


109



Cantidad Pérdida

total


Codo de 90º e/c 25 1,2 1 1,2



55,2

Fuente: Autora





0,0226 0,798 229,82 55,2 285,02 10,852

Fuente: Autora



Tabla 106 tabla de análisis de tubería de distribución C2L4D3


Hor . (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+113.34 113,34 114,20 114,20 0,00032 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,03 3,86 0,80

0+040.28 40,28 40,33 154,53 0,00032 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,03 5,22 0,80

0+075.05 75,05 75,29 229,82 0,00032 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,03 7,77 0,80

Cotas Presiones


2.597,00 2.597,00 2.595,80 0,00 46,29

2.583,00 2.593,14 2.581,80 14,00 56,43

2.581,00 2.591,78 2.579,80 16,00 57,07

2.575,00 2.589,23 2.573,80 22,00 60,53

Fuente: Autora

110

Figura 37. Gráfica de cota vs longitud de distribución C2L4D3

Fuente: Autora



705.08m guiándonos con el cálculo tipo anterior.



0,0178 0,0559 117473,694 2,68293e-05 0,0175

Fuente: Autora







2.570,00

2.575,00

2.580,00

2.585,00

2.590,00

2.595,00

2.600,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00

Cot

a de

Tub

ería


111



Pérdida total





Collarín con derivación reforzada 75mm * 1 plg 2 Codo de 90º 63 3,4 1 3,4 Codo de 45 63 1,5 3 4,5

Tee de 63 mm e/c 2,3 2 4,6


Tee de 63 mm e/c 63 2,3 3 6,9

Codo de 90º e/c 63 3,4 3 10,2


184,3

Fuente: Autora



Velocidad (m/seg)


0,06 2,131 705,08 184.3 887,08 59,789

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+100.00 100 101,27 101,27 0,00602 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0667 6,75 2,13

0+200.00 100 100,84 202,11 0,00602 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0667 13,48 2,13

0+300.00 100 100,12 302,23 0,00602 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0667 20,15 2,13

0+0400.00 100 100,08 402,31 0,00602 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0667 26,83 2,13

0+500.00 100 100,04 502,35 0,00602 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0667 33,50 2,13

0+600.00 100 102,61 604,96 0,00602 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0667 40,34 2,13

0+700.00 100 100,12 705,08 0,00602 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,0667 47,02 2,13

112

Cotas Presiones


2.619,00 2.619,00 2.617,80 0,00 46,29

2.603,00 2.612,25 2.601,80 16,00 55,54

2.590,00 2.605,52 2.588,80 29,00 71,06

2.585,00 2.598,85 2.583,80 34,00 84,91

2.581,00 2.592,17 2.579,80 38,00 96,08 C2l5d1

2.578,00 2.585,50 2.576,80 41,00 17,24 Regulador de presión

2.555,00 2.578,66 2.553,80 64,00 40,90

2.550,00 2.571,98 2.548,80 69,00 62,89 C2l5d2 c2l5d3

Fuente: Autora

Figura 38.Gráfica de cota vs longitud de tubería lateral C2L5

Fuente: Autora






0,0189 0,0479 87992,816 3,1303e-05 0,0185

Fuente: Autora

2.540,002.550,002.560,002.570,002.580,002.590,002.600,002.610,002.620,002.630,00

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00

Cot

a de

Tub

ería


113






pérdida en metros de columna de agua que se muestra en la tabla: Tabla 112. Accesorios en la tubería de distribución C2L5D1


Cantidad Pérdida

total


Codo de 45º e/c 63 1,5 3 4,5



485,2

Fuente: Autora



Velocidad (m/seg)


0,06 1,368 400,36 485,2 885,56 26,109

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)

Acum (m)

M3/s Interno Comercial

M/m M M/s

0+000.00 0 0,00 0,00

0+123.54 123,54 124,33 124,33 0,00386 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,03 3,64 1,37

0+166.03 166,03 166,54 290,87 0,00386 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,03 8,52 1,37

0+033.68 33,68 34,05 324,92 0,00386 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,03 9,51 1,37

0+075.28 75,28 75,45 400,37 0,00386 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,03 11,72 1,37

114

Cotas Presiones


2.581,00 2.581,00 2.579,80 0,00 46,29

2.567,00 2.577,36 2.565,80 14,00 56,65

2.554,00 2.572,48 2.552,80 27,00 64,78

2.549,00 2.571,49 2.547,80 32,00 68,78

2.544,00 2.569,28 2.542,80 37,00 71,57

Fuente: Autora


Fuente: Autora






0,0233 0,0281 32753,835 5,34638e-05 0,0231

Fuente: Autora





2.540,00

2.550,00

2.560,00

2.570,00

2.580,00

2.590,00

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00

Cot

a de

Tub

ería


115





Pérdida total


Codo de 45º e/c 32 0,7 1



105 Fuente: Autora




Velocidad (m/seg)


0,0296 1,225 291,63 105 396,63 23,663

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m) Acum (m) M3/s Interno Comercial M/m M M/s

0+000.00 0 0,00 0,00

0+026.17 26,17 26,34 26,34 0,00084 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,05 1,43 1,22

0+015.63 15,63 15,63 41,97 0,00084 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,05 2,28 1,22

0+032.10 32,1 32,24 74,21 0,00084 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,05 4,03 1,22

0+054.56 54,56 55,30 129,51 0,00084 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,05 7,03 1,22

0+117.07 117,07 117,18 246,69 0,00084 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,05 13,38 1,22

+44.84 44,84 44,94 291,63 0,00084 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,05 15,82 1,22

116

Cotas Presiones


2.550,00 2.550,00 2.548,80 0,00 46,29

2.547,00 2.548,57 2.545,80 3,00 47,86

2.547,00 2.547,72 2.545,80 3,00 47,02

2.544,00 2.545,97 2.542,80 6,00 48,27

2.535,00 2.542,97 2.533,80 15,00 54,27

2.530,00 2.536,62 2.528,80 20,00 52,91

2.527,00 2.534,18 2.525,80 23,00 53,47

Fuente: Autora


Fuente: Autora






0,0180 0,0537 111382,886 2,79477e-05 0,0176

Fuente: Autora

Con el valor de λ e obtiene un diámetro de 0.0537m, ahora en el catálogo de Plastigama de


2.525,00

2.530,00

2.535,00

2.540,00

2.545,00

2.550,00

2.555,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00

Cot

a de

Tub

ería

TíLongitud de Tubería

117


una presión de trabajo de 63mpa = 91 psi.



Tabla 120 accesorios en la tubería de distribución C2L5D3


Cantidad Pérdida

total


Codo de 90º e/c 63 1,2 1 1,2



55,2 Fuente: Autora


Tabla 121. Pérdidas en la tubería de distribución c2l5d3


Velocidad (m/seg)


0,0226 0,798 229,82 55,2 285,02 10,852

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+070.36 70,36 70,54 70,54 0,00548 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,06 3,95 1,94

0+043.97 43,97 44,52 115,06 0,00548 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,06 6,45 1,94

0+051.73 51,73 52,34 167,40 0,00548 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,06 9,38 1,94

0+091.01 91,01 91,28 258,68 0,00548 0,0600 63 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,06 14,49 1,94

118

Cotas Presiones


2.550,00 2.550,00 2.548,80 0,00 46,29

2.545,00 2.546,05 2.543,80 5,00 47,34

2.538,00 2.543,55 2.536,80 12,00 51,85

2.530,00 2.540,62 2.528,80 20,00 56,91

2.523,00 2.535,51 2.521,80 27,00 58,80

Fuente: Autora


Fuente: Autora


Se realiza el análisis de la tubería lateral C2L6 con un caudal de 8.264lt/seg y longitud de




0,0169 0,0581 154926,682 2,57965e-05 0,0165

Fuente: Autora



2.520,00

2.525,00

2.530,00

2.535,00

2.540,00

2.545,00

2.550,00

2.555,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00

Cot

a d

e tu

berí

a


119



Con este diámetro ideal tenemos velocidades muy altas las cuales no son recomendadas

para el diseño por esta razón recomendamos un diámetro mayor de 90mm, diámetro interior

de 86.4mm, espesor de 1.8mm y una presión de trabajo de 50mpa =73psi. Disminuyendo

así las velocidades y las pérdidas de carga.





total





Collarín con derivación reforzada 75mm * 1 plg 2 Codo de 45 90 1,5 3 4,5


Reducto largo e/c de 63mm a 25, 32, 40 y 50 9

Tee de 63 mm e/c 90 2,3 7 16,1

Codo de 90º e/c 90 3,4 7 23,8





Diámetro interior (m) Velocidad (m/seg)


0,0864 1,410 676,04 369.1 1029,04 19,965

Fuente: Autora



120


Abscisa Longi Longi Longi Caudal diámetro C J Hf V

Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+055.56 55,56 58,72 58,72 0,00826 0,0864 90 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0203 1,19 1,41

0+105.62 105,62 106,30 165,02 0,00826 0,0864 90 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0203 3,35 1,41

0+088.23 88,23 88,69 253,71 0,00826 0,0864 90 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0203 5,15 1,41

0+021.35 21,35 21,35 275,06 0,00826 0,0864 90 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0203 5,58 1,41

0+185.34 185,34 186,12 461,18 0,00826 0,0864 90 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0203 9,36 1,41

0+073.94 73,94 73,97 535,15 0,00826 0,0864 90 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0203 10,86 1,41

0+033.44 33,44 33,81 568,96 0,00826 0,0864 90 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0203 11,54 1,41

0+079.49 79,49 83,95 652,91 0,00826 0,0864 90 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0203 13,25 1,41

0+022.34 22,34 23,13 676,04 0,00826 0,0864 90 mm pvc/ec 0,5 mpa 150 0,0203 13,71 1,41

Cotas Presiones


2.619,00 2.619,00 2.617,80 0,00 46,29 C2L6D1

2.600,00 2.617,81 2.598,80 19,00 64,10 C2L6D2

2.588,00 2.615,65 2.586,80 31,00 73,94

2.579,00 2.613,85 2.577,80 40,00 81,14

2.579,00 2.613,42 2.577,80 40,00 80,71 C2L6D3

2.562,00 2.609,64 2.560,80 57,00 17,24 C2L6D4 C2L6D5

2.560,00 2.608,14 2.558,80 59,00 65,38

2.555,00 2.607,46 2.553,80 64,00 69,70 C2L6D6 C2L6D7

2.528,00 2.605,75 2.526,80 91,00 17,24 C2L6D8

2.522,00 2.605,29 2.520,80 97,00 100,53 C2L6D9

Fuente: Autora

121


Fuente: Autora






0,0264 0,0180 19335,517 8,3144e-05 0,0262

Fuente: Autora







2.500,00

2.520,00

2.540,00

2.560,00

2.580,00

2.600,00

2.620,00

2.640,00

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00

Cot

a de

Tub

ería


122





Codo de 45º e/c 25 0,5 3 1,5







Velocidad (m/seg)


0,0226 0,798 34,19 149,3 183,49 6,916

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)

Acum (m)

M3/s Interior Comercial

M/m M M/s

0+000.00 0 0,00 0,00

0+033.96 33,96 34,19 34,19 0,00032 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,03 1,16 0,80

Cotas Presiones


2.619,00 2.619,00 2.617,80 0,00 46,29

2.615,00 2.617,84 2.613,80 4,00 49,14

Fuente: Autora

123


Fuente: Autora




Tabla 131cálculos para determinar el diámetro de la tubería de distribución C2L6D2

Fuente: Autora




una presión de trabajo de 0.63mpa = 91 psi.

El diámetro ideal tiene una velocidad baja pero en el catálogo de Plastigamade tubería pvc,

con el caudal que se tiene nos recomiendan un diámetro menor con una velocidad que

satisface la recomendada para proyecto. Diámetro comercial de tubería de 40mm, diámetro

interior de 37.6mm, espesor de 1.2mm y con una presión de trabajo de 0.63mpa = 91 psi.



2.614,502.615,002.615,502.616,002.616,502.617,002.617,502.618,002.618,502.619,002.619,50

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00

Cot

a de

Tub

ería



0,0238 0,0449 29562,850 3,34257e-05 0,0236

124



Cantidad Pérdida

total


Codo de 90º e/c 40 2 1

Tee de 40 mm e/c 40 1,5 7 10,5 Codo de 90º e/c 40 2 7 14







0,0367 1,150 249,55 156,5 406,05 17,601

Fuente: Autora




Abscisa Longi Long Long Caudal diámetro C J Hf V

Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+055.56 55,56 55,70 55,70 0,00121 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,03 1,85 1,09

0+105.62 105,62 105,62 161,32 0,00121 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,03 5,37 1,09

0+088.23 88,23 88,23 249,55 0,00121 0,0376 40 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,03 8,30 1,09

Cotas Presiones


2.579,00 2.579,00 2.577,80 0,00 81,14

2.583,00 2.577,15 2.581,80 -4,00 75,29

2.583,00 2.573,63 2.581,80 -4,00 71,78

2.583,00 2.570,70 2.581,80 -4,00 68,84

Fuente: Autora

125


Fuente: Autora






0,0220 0,0541 41751,288 2,77405e-05 0,0217

Fuente: Autora

Con el valor de λ e obtiene un diámetro de 0.0541m, ahora en el catálogo de Plastigamade




El diámetro ideal tiene una velocidad baja pero en el catálogo de Plastigama de tubería pvc,






2.578,502.579,002.579,502.580,002.580,502.581,002.581,502.582,002.582,502.583,002.583,50

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00

Cot

a de

Tub

ería


126

Tabla 136. Accesorios en la tubería de conducción C2L6D3




Tee de 50mm e/c 50 2,2 3 6,6 Codo de 90º e/c 50 3,2 5 16




Tabla 137 pérdidas en la tubería de distribución C2L6D3


Velocidad (m/seg)


0,0474 1,174 177,41 165,8 343,21 11,059

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)

Acum (m)


M/m M M/s

0+000.00 0 0,00 0,00

0+114.27 114,27 114,29 114,29 0,00207 0,0474 50 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,03 3,33 1,17

0+063.11 63,11 63,12 177,41 0,00207 0,0474 50 mm pvc/ec 0,63 mpa 150 0,03 5,16 1,17

Cotas Presiones


2.579,00 2.579,00 2.577,80 0,00 80,71

2.581,00 2.575,67 2.579,80 -2,00 75,39

2.582,00 2.573,84 2.580,80 -3,00 72,55

Fuente: Autora


127

Fuente: Autora




tabla.

Tabla 139.Cálculos para determinar el diámetro de la tubería de distribución c2l6d4


0,0232 0,0358 33305,688 4,18915e-05 0,0229

Fuente: Autora




1.2mm y con una presión de trabajo de 0.63mpa = 91 psi.







2.578,00

2.579,00

2.580,00

2.581,00

2.582,00

2.583,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00

Cot

a de

Tub

ería


128

Tabla 140.Accesorios en la tubería lateral C2L6D4


Cantidad Pérdida

total


Codo de 90º e/c 32 1,5 1

Codo de 45º e/c 32 0,7 1 0,7

Tee de 63 mm e/c 32 0,9 10 9 Codo de 90º e/c 32 1,5 12 18






Velocidad (m/seg)


0,0296 1,590 256,23 192,7 448,93 44,860

Fuente: Autora



Tabla 142.Tabla de análisis de tubería de distribución C2L6D4


Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+128.89 128,89 128,95 128,95 0,00109 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,09 11,33 1,58

0+063.76 63,76 64,04 192,99 0,00109 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,09 16,96 1,58

0+064.24 64,24 64,24 257,23 0,00109 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,09 22,61 1,58

Cotas Presiones


2.572,00 2.572,00 2.570,80 0,00 17,24

2.568,00 2.560,67 2.566,80 4,00 9,91

2.562,00 2.555,04 2.560,80 10,00 10,28

2.562,00 2.549,39 2.560,80 10,00 4,63

129

Fuente: Autora

Figura 46.Gráfica de cota vs longitud de tubería lateral C2L6D4

Fuente: Autora



longitud de 164.02m guiándonos con el cálculo tipo.



0,0238 0,0326 29952,952 4,59486e-05 0,0235

Fuente: Autora










cantidad de pérdida en metros de columna de agua que se muestra en la tabla.

2.560,002.562,002.564,002.566,002.568,002.570,002.572,002.574,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00

Cot

a de

Tub

ería


130


Elementos diámetro Pérdida unitaria

Cantidad Pérdida

total


Codo de 90º e/c 32 1,5 2



105 Fuente: Autora




0,0296 1,304 164,02 105 269,02 18,417

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+062.60 62,6 62,61 62,61 0,00090 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,06 3,84 1,30

0+042.27 42,27 42,56 105,17 0,00090 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,06 6,44 1,30

0+020.83 20,83 20,93 126,10 0,00090 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,06 7,72 1,30

0+037.91 37,91 37,92 164,02 0,00090 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,06 10,05 1,30

Cotas Presiones


2.562,00 2.562,00 2.560,80 0,00 17,24

2.561,00 2.558,16 2.559,80 1,00 14,40

2.556,00 2.555,56 2.554,80 6,00 16,80

2.554,00 2.554,28 2.552,80 8,00 17,52

2.555,00 2.551,95 2.553,80 7,00 14,19

Fuente: Autora

131


Fuente: Autora






0,0260 0,0234 20553,322 6,3986e-05 0,0258

Fuente: Autora








interior de 22.6mm, espesor de 1.2mm y con una presión de trabajo de 1mpa = 145 psi.



2.552,00

2.554,00

2.556,00

2.558,00

2.560,00

2.562,00

2.564,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00

Cot

a de

Tub

ería


132



Cantidad Pérdida

total


Codo de 45º e/c 25 0,5 2 1

Tee de 25mm e/c 25 0,8 5 4 Codo de 90º e/c 25 1,2 7 8,4


80,8 Fuente: Autora





0,0226 1,102 185,52 80,8 266,32 18,832

Fuente: Autora



Tabla 150. Tabla de análisis de tubería de distribución c2l6d6

Abscisa Longi Long Longi Caudal diámetro C J Hf V

Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+033.96 33,96 34,19 34,19 0,00044 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,06 2,10 1,10

0+101.11 101,11 101,13 135,32 0,00044 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,06 8,32 1,10

0+049.95 49,95 50,20 185,52 0,00044 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,06 11,40 1,10

Cotas Presiones


2.555,00 2.555,00 2.553,80 0,00 69,70

2.551,00 2.552,90 2.549,80 4,00 71,60

2.549,00 2.546,68 2.547,80 6,00 67,38

2.544,00 2.543,60 2.542,80 11,00 69,30

Fuente: Autora

133


Fuente: Autora






0,0258 0,0185 21432,085 8,12424e-05 0,0256

Fuente: Autora







2.542,00

2.544,00

2.546,00

2.548,00

2.550,00

2.552,00

2.554,00

2.556,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00

Cot

a de

Tub

ería


134



Cantidad Pérdida

total


Codo de 45º e/c 25 0,5 1 0,5



54,5

Fuente: Autora


Tabla 153. Pérdidas en la tubería lateral C2L6D7

Fuente: Autora




Abscisa Longit Longi Long Caudal Diámetro C J Hf V

Hor . (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+045.62 45,62 48,02 48,02 0,00036 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,04 2,02 0,90

0+068.78 68,78 69,24 117,26 0,00036 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,04 4,93 0,90

0+027.62 27,62 27,91 145,17 0,00036 0,0226 25 mm pvc/ec 1 mpa 150 0,04 6,10 0,90

Cotas Presiones


2.555,00 2.555,00 2.553,80 0,00 69,70

2.540,00 2.552,98 2.538,80 15,00 82,68

2.532,00 2.550,07 2.530,80 23,00 87,77

2.536,00 2.548,90 2.534,80 19,00 82,60

Fuente: Autora



0,0226 0,905 145,17 54,5 199,67 9,442

135


Fuente: Autora





C1 λ asumido Diámetro (m) C2 Reynolds K/d λ calcula 8,13328e-10 0,03 0,0075 49,054 6504,312 0,00019889 0,0353

0,0353 0,0078 6296,919 0,000192549 0,0356

Fuente: Autora







2.530,00

2.535,00

2.540,00

2.545,00

2.550,00

2.555,00

2.560,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00

Cot

a de

Tub

ería


136



Cantidad Pérdida

total


Codo de 90º e/c 25 1,2 1 1,2



27,2 Fuente: Autora





0,0226 0,112 24,28 27,2 51,48 0,052

Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)

Acum (m)


M/m M M/s

0+000.00 0 0,00 0,00

0+013.73 13,73 13,73 13,73 0,00005 0,0226 25 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,00 0,01 0,11

0+009.29 9,29 10,55 24,28 0,00005 0,0226 25 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,00 0,02 0,11

Cotas Presiones


2.528,00 2.528,00 2.526,80 0,00 17,24

2.528,00 2.527,99 2.526,80 0,00 17,23

2.523,00 2.527,98 2.521,80 5,00 22,22

Fuente: Autora

137


Fuente: Autora






0,0287 0,0158 13716,385 9,48444e-05 0,0286

Fuente: Autora









Pérdida total


Codo de 90º e/c 25 1,2 2 2,4

2.522,002.523,002.524,002.525,002.526,00

2.527,002.528,002.529,00

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00

Cot

a de

tube

ría


138

Tee de 25mm e/c 25 0,8 4 3,2 Codo de 90º e/c 25 1,2 6 7,2


67,4 Fuente: Autora



Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+087.01 87,01 87,01 87,01 0,00020 0,0226 25 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,01 1,22 0,50

0+008.52 8,52 12,39 99,40 0,00020 0,0226 25 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,01 1,39 0,50

0+005.54 5,54 5,63 105,03 0,00020 0,0226 25 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,01 1,47 0,50

Cotas Presiones


2.522,00 2.522,00 2.520,80 0,00 100,53

2.522,00 2.520,78 2.520,80 0,00 99,31

2.513,00 2.520,61 2.511,80 9,00 108,13

2.512,00 2.520,53 2.510,80 10,00 109,05

Fuente: Autora


Velocidad (m/seg)


0,0226 0,496 105,24 67,4 172,64 2,747

139


Fuente: Autora


Se realiza el análisis de la tubería de distribución C2L7 con un caudal de 1.059lt/seg y




0,0227 0,0316 36563,066 4,75085e-05 0,0225

Fuente; Autora





Con este diámetro ideal tenemos velocidades bajas por las cuales no son recomendadas

para el diseño, por esta razón recomendamos un diámetro comercial menor de 32mm,

diámetro interior de 29.6mm, espesor de 1.6mm y una presión de trabajo de 0.80mpa

=116psi.



2.510,002.512,002.514,002.516,002.518,002.520,002.522,002.524,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00

Cot

a de

Tub

ería


140



Cantidad Pérdida


40




2


2

Tee de 32 mm e/c

0,9 1 0,9

Codo de 90º e/c 32 1,5 2 3

Tee de 32 mm e/c 32 0,9 5 4,5

Codo de 90º e/c 32 1,5 9 13,5


142,2

Fuente: Autora



Fuente: Autora





Hor. (m)

Des (m)


0+000.00 0 0,00 0,00

0+038.56 38,56 38,77 38,77 0,00105 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,0820 3,18 1,53

0+144.37 144,37 144,79 183,56 0,00105 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,0820 15,05 1,53

0+030.04 30,04 30,45 214,01 0,00105 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,0820 17,55 1,53

0+023.57 23,57 23,91 237,92 0,00105 0,0296 32 mm pvc/ec 0,8 mpa 150 0,0820 19,51 1,53



0,0296 1,539 237,92 142,2 380,12 34,867

141

Cotas Presiones


2.645,00 2.645,00 2.643,80 0,00 27,62

2.641,00 2.641,82 2.639,80 4,00 28,44

2.630,00 2.629,95 2.628,80 15,00 27,57

2.625,00 2.627,45 2.623,80 20,00 30,07

2.629,00 2.625,49 2.627,80 16,00 24,11

Fuente: Autora


Fuente:Autora

3.3.5 Elementos indispensables para el proyecto[6]

3.3.5.1 Selección del regulador de presión. Estos reguladores de presión estarán instalados

como un elemento de la tubería , estarán enterrados en el suelo ubicadas en los ramales de

distribución de acuerdo al cuadro de la tablas 77, 81, 83, 85, 87 y 89 estudiadas

anteriormente donde se utiliza reguladores de presión rh – 1 a 1 1/4” para sistemas de riego

por goteo y aspersión ver anexo Q.

Figura 53. Regulador de presión rh – 1 a 1 1/4”

Fuente: catalogo Plastigama

2.620,002.625,002.630,002.635,002.640,002.645,002.650,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00

Cot

a de

Tub

ería


142

Y las características y aplicaciones a ese importante elemento son:

• Conexión de entrada rosca hembra de 1 1/4” y salida con rosca hembra de 1”, para

medianos caudales de 10 a 32 gpm.

• Para aumentar el caudal, instale múltiples reguladores de presión en paralelo para

módulos de mediano y alto caudal.

• Mantienen la presión dinámica constante, cualquiera que sea la presión de entrada

(especial para sistemas con cintas de riego a baja presión).

• Módulos más económicos que las válvulas hidráulicas con piloto regulador.

• Disponible en 10 y 50 psi.

• Mantienen la presión de salida constante aún con presiones dinámicas de entrada

mayores de 100 psi.

• No necesita ajuste.

• Mantienen la presión dinámica constante, cualquiera que sea la presión de entrada.

• Módulos más económicos que las válvulas hidráulicas con piloto regulador.

Por lo que se analizó siempre antes de la entrada a cada tubería lateral serán colocados

reguladores de presión de 10 psi y en algunas parcelas antes del hidrante respectivo.

Figura 54. Regulador de presión rh – 1 a 1 1/4”


3.3.5.2 Selección de la válvula de aire y vacío. Para la selección de la válvula de aire se la

realiza mediante la asesoría de técnicos de Israriego y centro experimental de riego Espoch,

ya en las conducciones hidráulicas es esencial evitar la formación de burbujas de aire o

143

vacíos de aire dentro del sistema de riego. Tanto las condiciones derivadas de la formación

de burbujas de aire como de vacíos de aire contribuyen a que se generen problemas de

rendimiento y posibles daños al equipo.

Las válvulas de aire estarán instaladas, al inicio y al final de cada una de las tuberías de

conducción y laterales, se insertaran mediante un collarín en este caso se realiza la

selección de la válvula de evacuación de aire y alivio de vacío de aire de ¾” macho, ver

anexo P.

Figura 55. Válvula plástica de aire bvk

Fuente: Catalogo Plastigama

Las aplicaciones de este tipo de válvulas son las siguientes:

• En la salida de la bomba para descargar el aire durante la puesta en marcha del

sistema, y para introducir aire en el sistema de riego, durante el apagado del

sistema.

• Válvulas flujo abajo, para brindar alivio de vacío durante el apagado de la válvula.

• En el punto más alto de la pendiente, para brindar alivio de vacío durante el apagado

del sistema.

• Todos los puntos altos del sistema de riego, para ofrecer alivio continúo de aire en

grandes volúmenes.

• En las conducciones principales, cada 300 metros, para introducir grandes

volúmenes de aire en el sistema de riego durante el apagado y evitar el colapso de

los tubos.

144

Selección del hidrante [2].Los hidrantes son implementos de riego que se construyen

de varios accesorios la misma que está enterrada o dentro de una caja armada.

Figura 56. Válvula y bayoneta de acople rápido


El hidrante está constituido por la Tee, un codo de 90° y la llave.

Parte esencial también es el collar de derivación en donde la selección va a depender del

diámetro de la línea lateral que nos encontremos pero según el catálogo de PLASTIGAMA

tenemos:

Figura 57. Collarín de derivación


3.4 Diseño de obras civiles[9] [10]

Los tanques de almacenamiento pueden ser construidos directamente sobre la superficie del

suelo o sobre torre cuando por razones de servicio se requiera elevarlos. En el primer caso,

los estanques son generalmente de concreto armado, de forma rectangular y dividida en

145

varias celdas para facilitar su limpieza; o de forma cilíndrica; o de pirámide truncada como

en nuestro caso.

Dimensiones del reservorio:

Figura 58. Tanque reservorio.

Fuente: Autora

3.4.1 Volumen del tanque reservorio. Se debe demostrar que el volumen de agua

disponible es igual o mayor al volumen requerido por lo tanto tenemos que el agua de la

toma Matus tiene un caudal disponible de 75 lit/seg y la cantidad de agua que tendríamos

en un día será de:

3m6480dQ

1dia*dia

3m6480dQ

1dia

24h*

1h

3600seg*

1000lt

31m*

seg

lit75dQ

=

=

=

El caudal requerido se calculó en el calendario de riego con el análisis de cultivos:

3m580.36rQ

dia*dia

3m580.36rQ

365

1año*

año

3m211832rQ

=

=

=

Por lo tanto se cumple que:

146

6480580.36dQrQ

≤

≤

Se pretende llenar el tanque después de cada tres días de riego, volumen del tanque

reservorio tendrá la capacidad de almacenaje de 6000 m3.

3.4.2 Dimensionamiento del tanque reservorio

Asumo la relación l2/l1 = 1, h = 10 m, p = 0.5 y vt = 6000 m³.

( ) ( )

×

−××××−

××

++××

+

=

1L2L

2

htV2Ph21/L2L4

2Ph

1L2L

1Ph1L

2L1

1L (24)

( ) ( )[ ] ( )

m28.971L

12

10

600020.51021420.510110.51011

1L

=

×

−××××−×++××+=

Ajustando l1 = 29 m

L2 = 1 x l1

L2 = 1 x 29 =29 m

i1 = l1 - 2 x h x p (25)

I1 = 29 – 2 x 10 x 0.5 = 19 m

I1 = 19 m

I2 = l2 - 2 x h x p (26)

i2 = 29 – 2 x 10 x 0.5 = 19 m

i2 = 19 m

147

( )( ) 3m6010

2

1019192929dV

2

h2I1I2L1LdV

=××+×=

××+×=

(27)

Vrequerido< vdisponible

6000 < 6010 [m³]

El volumen disponible en el tanque es mayor que el volumen requerido en función de las

medidas dadas, se recomienda realizar un mallado alrededor del tanque para evitar

cualquier accidente.

El tiempo de almacenamiento para el tanque reservorio es de 22 horas con 30 minutos

148

CAPÍTULO IV

4. AUTOMATIZACIÓN DE SISTEMA DE RIEGO

4.1 Especificaciones [11]

El diseño de las redes de conducción están divididas en dos, las cuales cubren todo el

sistema de riego; la conducción c1 cubre tres módulos de riego y la conducción c2 cubre 7

módulos en dos partes por el cual se realizó un horario de riego q se especifica en la tabla:

Tabla 167. Grupos de riego

Tubería de conducción Laterales Turnos de riego

C1 Grupo a C1l1

Lunes y jueves C1l2 C1l3

C2

Grupo b C2l1

Martes y viernes C2l2 C2l3

Grupo c

C2l4 Miércoles y

sábado C2l5 C2l6 C2l7

Fuente: Autora

Para trabajar con un riego manual estamos muy bien pero para una automatización

necesitaremos varias electroválvulas o válvula motora para la conducción C2 ya q en la

misma tubería tenemos los grupos de riego. Por esta razón para tener una automatización

más simple y económica se le divide en dos tuberías a la distribución C2 con las mismas

características y reducimos de 7 electroválvulas a 2.

149

Figura 59.Redes de distribución

Fuente: Autora

4.2 Selección del tipo de control

El sistema va a controlas la apertura y cierre de las electro válvulas según el horario de

riego. El sistema que se va a utilizar es el de controlar por medio de un timer los días de

apertura y cierre de las electroválvula. Este timer va a controlar la bobina del electro

válvula o válvula motora según la necesidad.

4.3 Diseño del sistema

El funcionamiento del sistema se compone de dos circuitos. El accionamiento de la

automatización mediante el timer puede ser al mismo tiempo manual y/o automático el cual

nos permite un mejor control durante el riego.

4.3.1 Circuito de control.El circuito de control está conectado a las líneas de energía y se

componen de:

Control manual

• Un fusible.- que controla altos voltajes, el caso de existir descargas este se funde

150

• Conmutador a 3 posiciones.- este funciona como un interruptor que puede

controlar el funcionamiento manual y automático

• Pulsador normalmente cerrado p1.- permite el paso directo de la corriente y la

pulsación para desconectar el sistema teniendo el control del funcionamiento.

• Pulsador normalmente abierto p2.- permite el paso de la corriente solo al darle

una pulsación, permitiendo así q la bobina del contactor c1 se energicé y se cierre el

contacto normalmente abierto c1 del contactor permitiendo el paso de la energía

hacia la bobina de la electroválvula.

• Bobina del contactor c1.- se energiza permitiendo el cierre del contacto c1 y el

paso de la energía para activar la electro válvula

• Relé térmico normalmente cerrado.- es de seguridad para proteger al electro

válvula en caso de descargas.

Control automático

• Un fusible.- que controla altos voltajes, el caso de existir descargas este se funde

• Conmutador a 3 posiciones.- este funciona como un interruptor que puede

controlar el funcionamiento manual y automático.

• Relé programable.- aquí es donde se programado todo el circuito de control los

días y la hora en que se desea q se abra y se cierre las electroválvulas;

energizándose para permitir que el contacto del relé programado de cierre y pase la

señal hacia el la bobina contactor y encender la bobina de la electroválvula

• Bobina del contactor c1.- se energiza permitiendo el paso de la energía para activar

la electro válvula

• Relé térmico normalmente cerrado.- es de seguridad para proteger al electro

válvula en caso de descargas.

• Los focos.- nos indica la señal de funcionamiento si es automático o manual y tiene

cada electroválvula para así también identificar cual está en funcionamiento.

151

Figura 60. Circuito de control

L1

L2

MANUAL

AUTOMATICO1

2

7

Rp

8Rp (NA)

FUSIBLE A

P1 (OFF)

P2 (ON)

(NC)

(NA)c1 (NA)

C1

4

3

A1

A2

3 4

34

Rt (NC)

MANUAL

AUTOMATICO1

2

7

Rp

8Rp (NA)

FUSIBLE B

P1 (OFF)

P2 (ON)

(NC)

(NA)c1 (NA)

C1

4

3

A1

A2

3 4

34

Rt (NC)

MANUAL

AUTOMATICO1

2

7

Rp

8Rp (NA)

FUSIBLE C

P1 (OFF)

P2 (ON)

(NC)

(NA)c1 (NA)

C1

4

3

A1

A2

3 4

34

Rt (NC)

Fuente: Autora

152

4.3.2 Control de potencia. Es aquí donde se encuentra la bobina de la electroválvula que se

activa cuando el contactor es activado permitiendo la apertura y cierre de la electroválvula.

Figura 61. Circuito de potencia

L1

L2

C1

V A

C1

V B

C1

VC

Fuente: Autora

153

CAPÍTULO V

5. ANÁLISIS DE COSTOS

El presupuesto general del sistema de riego por aspersión en el sector de Ugñag, incluye el

presupuesto individual considerando los estudios técnicos, compra de tuberías y accesorios

seleccionados de acuerdo a los estudios técnicos realizados, trabajos de hormigón, excavación

y lo necesario para este proyecto.

5.1 Costos de inversión [13]

5.1.1 Costos directos.Son los cargos por concepto de material, de mano de obra y de gastos,

correspondientes directamente a la construcción, adquisición de equipos y accesorios y puesta

en marcha del sistema de riego por aspersión.

Para analizar los costos directos de nuestro proyecto se consideran los siguientes aspectos:

• Costo de materiales

• Costo de mano de obra

• Costo de equipos y maquinaria

• Costos de transporte

Costos de materiales.Aquí puntualiza los costos de los diferentes materiales necesarios

para construcción del proyecto. Se debe aclarar que en esta lista están incluidos los

materiales necesarios para la obra civil como es el tanque de depósito.

Tabla 168. Costo de materiales

Sistema de riego Ugñag- costo de materiales

Ítem Denominación Unidad Cantidad Precio unitario Subtotal

1 Codo de 90° pvc e/c 125mm U 3 8,19 24,57

2 Codo de 45° pvc e/c 90mm U 3 3,86 11,58

3 Codo 90° pvc e/c 90mm U 18 3,98 71,64

4 Codo 90° pvc e/c 75mm U 21 2,58 54,18

5 Codo 45° e/c 75mm U 2 2,14 4,28

6 Codo 90° pvc e/c 63mm U 55 1,85 101,75

7 Codo 45° e/c 63mm U 5 1,23 6,15

154

8 Codo 90° pvc e/c 50mm U 15 1,56 23,4

9 Codo 45° e/c 50mm U 2 0,95 1,9

10 Codo 90° pvc e/c 40mm U 26 0,96 24,96

11 Codo 45° e/c 40mm U 2 0,74 1,48

12 Codo 90° pvc e/c 32mm U 65 0,4 26

13 Codo 45° e/c 32mm U 2 0,32 0,64

14 Codo 90° pvc e/c 25mm U 66 0,16 10,56

15 Codo 45° e/c 25mm U 8 0,2 1,6

16 Collar derivación 125mm a 2" U 2 16,5 33

17 Collar derivación 90mm a 1" U 2 4,9 9,8




21 Regulador de presión rh 10psi U 3 19,85 59,55

22 Vál. Bola c/univ. soldable e/c 90mm U 16 200,39 3206,24




26 Vál.gatillo universal soldable e/c 125 U 2 265,67 531,34

27 Válvula de bola con universal soldable

E/c 125mm U 2 85,23 170,46


e/c 90mm U 16 66,64 1066,24


e/c 75mm U 3 40,79 122,37


e/c 63mm U 48 32,64 1566,72


e/c 32mm U 7 25,04 175,28

32 Válvula plástica de aire vbk rm 1pulg U 12 10,17 122,04

33 Vál. de compuerta de bronce reforzada 125 U 2 196,83 393,66

34 Vál. de compuerta de bronce reforzada 90mm U 2 119 238

35 Vál. de compuerta de bronce reforzada 75mm U 2 52,4 104,8

36 Vál. de compuerta de bronce reforzada 63mm U 5 48,32 241,6

37 Vál. de compuerta de bronce reforzada 32mm U 1

0

38 Tee 125mm con reducción a 63mm e/c U 6 25,56 153,36



41 Tee 90mm con reducción a 63mm U 10 5,89 58,9




45 Tee de 40 mm e/c U

0,89 0

46 Tee de 32 mm e/c U 6 0,56 3,36

155

47 Tee de 63 mm e/c U 38 2,28 86,64

48 Reductor buje e/c de 125 a 110 U 1 10,7 10,7

49 Reductor buje e/c de 110 a 90 U 1 2,72 2,72

50 Reductor buje e/c de 63mm a 25mm U 2 3,68 7,36

51 Reductor largo de 63mm a 50mm U 1 1,35 1,35

52 Reductor largo e/c de 90 a 63 U 10 5,63 56,3

53 Reducto largo e/c de 63mm a 32 U 4 1,96 7,84

54 Reducto largo e/c de 63mm a 40 U 2

0

55 Reductor largo de 63mm a 50mm U 7,93 1,16 9,1988

56 Reductor largo e/c de 63 a 32 U 22 1,96 43,12

57 Alambre Kg 45,47 0,893 40,60471

58 Agua M^3 20 0,92 18,4

59 Arena M^3 800 8,929 7143,2

60 Cal Kg 80 0,221 17,68

61 Cemento Qq 300 5,839 1751,7

62 Clavos Kg 100 0,679 67,9

63 Estacas de madera U 300 0,33 99

64 Guaipe Lb 75 0,195 14,625

65 Kit conector pvc rh ½ U 200 1,85 370

66 Lija Hojas 50 0,33 16,5

67 Pingos M 600 0,723 433,8

68 Polilimpia Gl 10 22,58 225,8

69 Ripio M^3 15 8,929 133,935

70 Kalipega 3785cc Gl 30 37,95 1138,5

71 Tubería pvc 25mmx6m e/c 1mpa U 147 3,57 524,79

72 Tubería pvc 32mmx6m e/c 1,25mpa U 232 4,68 1085,76





77 Varilla 10mm Qq 9 3 27

78 Varilla 12mm Qq, 28 11,69 327,32

79 Piola Rollo 1 3,5 3,5

80 Polipega 946cc U 2 11,69 23,38

Suma 38352,3935

12 % iva 4602,28722

Total 42954,6807

Fuente: Autora

156

Costos de equipos y maquinaria.A continuación se describen los equipos, máquinas y

herramientas necesarias para la ejecución de las obras civiles e hidráulicas.

Tabla 169. Costo de equipos y maquinaria

Sistema de riego Ugñag- equipos y maquinaria

Ítem Denominación Horas/equipo Costo /hora (usd) C. Subtotal (usd)

1 Herramientas menores 200 0,2 40

2 Equipo de excavación 110 0,48 52,8

3 Compactadora 18 1,8 32,4

4 Concretera de un saco + encofrado 50 2,4 120

5 Cortadora dobladora de hierro 48 1 48

6 Equipo de topografía 72 3 216

7 Taladro a batt.12v bosh 24 1,25 30

8 Tarraja 15 1,56 23,4

10 Cizalla 20 0,28 5,6

11 Manómetro 24 0,16 3,84

12 Entenalla 72 0,15 10,8

Total 582,84

Fuente: Autora

Costos de mano de obra. A continuación se va a detallar los costos de mano de obra,

según los salarios del registro oficial nº 358 estipulado 2011 como se indica a

continuación.

Tabla 170.Costo de mano de obra

Sistema de riego Ugñag- mano de obra

Ítem Denominación Categoría Sal. Real x hora

(usd) Hor-hombre

(usd) C. Subtotal

(usd)

1 Técnico agricultor

C1 1,75 17 21,25

2 Maestro mayor C1 2,13 120 255,6

3 Albañil E2 1,75 120 150

4 Ayudante E2 1,75 101 126,25

5 Peón E2 1,75 298 372,5

Total 1231,94 Fuente: Autora

157

Este aporte no lo tomamos en cuenta ya que se tiene el aporte integro de la comunidad para la

realización del proyecto

Costos de transporte.En la siguiente tabla se detalla los costos de transporte para cada

sistema de equipos, materiales, y del personal que eventualmente tengan que trasladarse

fuera del área del proyecto

Tabla 171. Costo de transporte

Sistema de riego Ugñag- costo de transporte

Ítem Denominación Unidad Valor unitario(usd) C. Subtotal

(usd)

1 Sistema de línea de conducción de tkpres/

tk deposito 1 116 116

2 Sistema de línea de conducción 1 264,24 264,24

3 Sistema de líneas regantes y aspersores 1 107,35 107,35

4 Sistema de tanque de almacenamiento 1 500,88 500,88


Sumando todas las cantidades anteriores se obtiene que los costos directos totales asciende

al valor de 45756.931 usd.

Tabla 172. Costos directos

sistema de riego Ugñag- costos totales Ítem Denominación Sub. Total

1 Costos de materiales 42954,681 2 Costos de equipos 582,84 3 Costos de mano de obra 1231,94 4 Costos de transtorte 988,47


5.1.2 Costos indirectos.Son todos los gastos de tipo general no incluidos en los costos

directos, pero que intervienen para que el proyecto sea factible, son considerados como costos

indirectos, en estos costos se consideran algunos valores referenciales en relación a los costos

directos.

Para detallar los costos indirectos se consideran los siguientes aspectos:

158

Tabla 173. Costos indirectos (15%)

sistema de riego Ugñag- costos indirectos

Item Denominación Porcentaje C. Subtotal (usd)

1 Imprevistos costos directos 5% 2287,849

2 Montaje de equipos 2% 915,139

3 Secretaria 0% 0

4 Conserje 0% 0

5 Servicios básicos (luz, agua, telf) 0% 0

6 Utilidad 0% 0

7 Diseño ingenieril (automatización y

soporte) 5% 2287,849

8 Ingeniero residente 0% 0

9 Construcciones provisionales 1% 457,56991

10 Combustible 2% 915,139

Total costos indirectos 0.15% 5948.4041

Fuente: Autora

5.2 Costos totales.

El costo total del proyecto está representado por la suma de los costos directos e indirectos,

por lo tanto:

Tabla174. Costos totales

Sistema de riego Ugñag- costos totales

Costo total

Item Denomination Valor

1 Costos directos. (usd) 45756,991

2 Costos indirectos. (usd) 5948.4041

Costo total (usd) 51705.3951

Fuente: Autora

El costo total del proyecto se ha considerado en un valor de $ 51705.3951Usd

159

CAPÍTULO VI

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1 Conclusiones

El levantamiento topográfico fue necesario obtenerlo para saber con certeza la cantidad del

campo a irrigar, para realizar un patrón de cultivos y un padrón de usuarios.

El caudal que nos ofrece la toma Matus-Penipe de 75 lt/s es suficiente para satisfacer las

necesidades del usuario, almacenarlo y utilizarlo para el riego.

El diseño de riego es satisfactorio se tiene un horario de riego el cual nos permite regar 143

parcelas. El cual se ha divido en tres grupos de riego, cada uno con dos turno de 12 horas cada

día: lunes y jueves el grupo a, martes y viernes grupo b, miércoles y sábado grupo c.

Con este diseño el usuario puede utilizar el riego de la manera que él lo necesite, quiera o

puede ya que cada parcela cuenta con su hidrante por cada ½ hectárea y a este se le puede

adaptar el sistema q lo desee como aspersión, goteo o de caída libre según la necesidad.

El sistema diseñado tiene un costo elevado 51705.3951 $, donde serán 143 lotes beneficiarios

con el proyecto

De acuerdo con la topografía del sitio y la existencia de pendientes se vio la necesidad de

regular la presión en puntos claves a través de reguladores de presión para que el agua llegue a

la presión requerida por el aspersor y tenga su mayor diámetro de riego.

En alguna hidrante el usuario deberá utilizar reductores de presión ya que por las pendientes

del sistema se llega con presiones altas incluso ya utilizando reductores de presión en el

diseño.

Con el riego por aspersión se puede sembrar muchos productos más no solo los que se analizó,

porque ahora se tiene mucho más recurso hídrico.

160

La selección de los aspersores, se realiza en función de las propiedades hídricas y topográficas

del terreno, tipo de cultivos y condiciones climatológicas del sector del riego; contando con el

asesoramiento de los técnicos de Israriego y del centro experimental de riego Espoch, que

brinda la información requerida y a su vez equipos que poseen buenas características

garantizando el buen funcionamiento del proyecto.

El tipo de distribución a utilizar en el proyecto es la ramificada a gravedad, de modalidad

semifija ya que es la más utilizada en los proyectos de riego.

Para seleccionar el diámetro y tipo de material de la tubería, se determinó las presiones en

cada uno de los puntos, en función de las características topográficas del terreno, utilizando las

ecuaciones hidráulicas; estos resultados se han comparado con las presiones de trabajo de las

tuberías dado por los fabricantes en los respectivos catálogos, garantizando de esta forma una

selección confiable y segura.

Se seleccionó tubería de pvc (cloruro de polivinilo), porque tienen la ventaja de ser inmunes a

la agresividad del agua por factores como la corrosión, sulfatos y cloruros. Además tiene alta

resistencia al impacto, superficie interior lisa, fácil de instalar, impermeable en sus uniones, su

costo es bajo en relación a otros materiales y su instalación resulta más efectiva enterradas

debido a que las líneas están presurizadas evitando el movimiento de las mismas.

El volumen calculado del tanque de almacenamiento es de 6000 m³ con material de hormigón

armado recomendado para tanques de almacenamiento de agua para riego.

Para un sistema de riego manualmente y con turnos se puede utilizar la misma tubería de

conducción c2 con sus respectivos turnos, pero para un sistema ya automatizado se deberá

utilizar 2 tuberías de conducción de igual características en paralelo para así poder controlar el

riego desde un solo lugar y con una sola electroválvula por conducción.

161

La automatización del sistema ayudar mucho a los usuarios en el momento del riego por

aspersión por su programación.

Con el riego se llegó a optimizar el uso del agua y aumentar el área de riego

6.2 Recomendaciones

El proyecto de riego por aspersión se podrá ejecutar siempre y cuando está toma tenga su

respectiva adjudicación en la secretaria nacional del agua (Senagua)

La mejor garantía de durabilidad en los depósitos de almacenaje de agua radica en la

confección de hormigón muy compacto, cuya dosificación tenga una baja relación de agua -

cemento.

No dejar caer el tubo de pvc, ya que este puede golpearse contra una roca o cemento, por lo

que puede astillarse. Aun cuando el tubo no se rompa, puede sufrir agrietamientos y podría

explotar por la presión normal del agua.

Antes de comenzar a funcionar el sistema se debe hacer un lavado de las tuberías, sin acoplar

los aspersores y de esta manera evitar que obstrucciones taponen los aspersores.

Asegurarse que la tubería de pvc en la descarga se encuentre completamente enterrada para

evitar el deterioro por los rayos ultravioleta y posibles daños por parte de gente ajena al

proyecto.

Utilizar con responsabilidad el riego y sus turnos para un buen funcionamiento del sistema.

Programar entre los usuarios un mantenimiento preventivo para todo el sistema de riego y

garantizando así el 100% de su funcionamiento y posibles averías.

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TASAS DE INTERÉS VIGENTES DEL BANCO CENTRAL DEL ECU ADOR http://www.bce.fin.ec/docs.php?path=documentos/Estadisticas/SectorMonFin/TasasI

nteres/Indice.htm

2012-07-16

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